KR20100101101A - 투석액 재생 유닛 - Google Patents
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Abstract
캐리어 물질을 포함하는 투석액을 재생하도록 구성된 투석액 재생 유닛은 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로를 포함한다. 제1 유동 경로는 자신의 유동 경로에서 유동하는 투석액에 산성 유체를 첨가하도록 구성된 제1 공급 유닛, 및 제1 공급 유닛의 하류에 위치하는 해독 유닛을 포함한다. 해독 유닛은 제1 유동 경로에서 유동하는 산성화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된다. 제2 유동 경로는 제1 유동 경로에 평행하게 연장한다. 제2 유동 경로는 자신의 유동 경로에서 유동하는 투석액에 알카리 유체를 첨가하도록 구성된 제2 공급 유닛, 및 제2 공급 유닛의 하류에 위치하는 제2 해독 유닛을 포함한다. 제2 해독 유닛은 제2 유동 경로에서 유동하는 알카리화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된다.
Description
본 발명은 캐리어 물질을 포함하는 투석액을 재생하도록 구성된 투석액 재생 유닛에 관한 것이다. 본 발명은 또한 투석 시스템, 및 캐리어 물질을 포함하는 투석액을 재생하는 방법에 관한 것이다.
인간의 간이나 신장이 정상적인 기능을 수행하지 못할 때, 특정 물질들을 제거하거나 대사 작용을 할 수 없어 그 물질들이 신체에 축적되는 결과가 초래된다. 이러한 물질들은 물에서의 용해성에 따라 수용성과 불용성(또는 단백질 결합성)으로 분류될 수 있다. 상실한 기능을 교체하는데 도움을 주기 위해 다양한 체외 시술들이 이용가능하다. 혈액 투석은 신장 기능부전 환자를 치료하기 위한 기준이다. 이러한 목적을 위해, 반투과성 막에 의해 2개의 구획으로 나누어진 투석기가 사용된다. 혈액은 투석기의 투석액 구획을 통과한 투석 유체로부터 반투과성 막에 의해 분리된 투석기의 혈액 구획을 통과한다. 생리학적 투석 유체는 바람직한 전해질, 영양소 및 완충액을 환자의 혈중 수치상 정상적일 수 있는 농도로 포함해야 한다.
일반적인 혈액 투석은 신장 기능부전을 동반하지 않은 간 기능부전 환자에게 거의 도움이 되지 않는다. 이는 대사 산물, 예를 들어 빌리루빈(bililubin), 담즙산, 구리, 및 가스, 호르몬 또는 약물과 같은 기타 물질 등과 같이 간 기능부전으로 인해 축적되는 주요한 독소가 단백질 결합성이므로 혈액 투석으로 거의 제거되지 않는 사실 때문이다.
단백질 결합 물질들(protein-bound substances)의 제거를 향상시키기 위해, 투석 유체 조성물은 반투과성 막을 가로질러 혈액으로부터 투석액으로 이동하는 비-결합(unbound) 독소와 결합하는 알부민을 포함하도록 변이된다. 따라서, 치료 방식은 "알부민 투석"으로 불린다. 투석액 속의 알부민의 존재는 혈액으로부터 단백질 결합 물질을 용이하게 제거하게 한다. 알부민의 사용은 혈액 속에 단백질 결합 독소에 대해 주요한 캐리어 단백질이 존재하는 것에 기초한다.
그러나, 상업적으로 이용가능한 알부민은 매우 비싸다. 따라서, 알부민을 기초로 하는 시스템들은 높은 치료 비용을 발생시킨다. 또한, 이러한 시스템들은 불만족스러운 해독 효율성을 제공한다. 단백질 결합 물질에 대한 표시로서 빌리루빈 수치는 평균 30% 미만의 감소에 그친다. 알부민을 기초로 하는 투석 방법은 간성 뇌병증의 증상을 개선시키지만, 제한된 해독 효험과 높은 치료 비용의 결과로 수치의 정상화를 달성할 수 없다.
미국 특허 출원 US 2005/0082225 A1은 생물학적 유체, 특히 혈액 또는 혈장으로부터 단백질 결합 물질을 제거하기 위한 투석 수단, 및 단백질 결합 물질을 생물학적 유체로부터 제거하기 위한 방법에 관한 것으로, 제거되어야 하는 단백질 결합 물질을 생물학적 유체 및/또는 투석 유체에 용해하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함한다.
본 발명의 목적은 캐리어 물질을 포함하는 투석액을 재생하기 위한 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 투석액 재생 유닛, 청구항 26에 따른 투석 시스템, 및 캐리어 물질을 포함하는 투석액을 재생하기 위한 청구항 35에 따른 방법에 의해 해결된다.
캐리어 성분을 포함하는 투석액을 재생하도록 구성된, 본 발명의 실시예에 따른 투석액 재생 유닛은 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로를 포함한다. 제1 유동 경로는 자신의 유동 경로에서 유동하는 투석액에 산성 유체를 첨가하도록 구성된 제1 공급 유닛; 및 제1 공급 유닛의 하류에 위치되는 해독 유닛을 포함한다. 해독 유닛은 제1 유동 경로에서 유동하는 산성화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된다. 제2 유동 경로는 제1 유동 경로에 평행하게 연장한다. 제2 유동 경로는 자신의 유동 경로에서 유동하는 투석액에 알카리 유체를 첨가하도록 구성된 제2 공급 유닛; 및 제2 공급 유닛의 하류에 위치되는 제2 해독 유닛을 포함한다. 제2 해독 유닛은 제2 유동 경로에서 유동하는 알카리화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된다.
간 기능부전 환자를 투석하기 위해, 예를 들어 알부민 같은 캐리어 성분을 포함하는 투석 유체가 사용된다. 이런 종류의 투석 유체는 일반적으로 상당히 비싸다. 투석 유체를 정화하고 재생하기 위해, 캐리어 물질과 결합하는 독소를 제거해야 한다. 이러한 독소를 효율적으로 제거하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 투석액 재생 유닛은 유체역학적으로 평행하게 연결된 2개의 유동 경로들을 포함한다. 재생될 투석액은 분리되고 2개의 유동 경로들을 통해 운반된다. 제1 유동 경로에서, 투석액에 산성 유체가 첨가된다. 독소는 산성 용액에 용해될 수 있으므로, 용액 속의 자유 독소의 농도가 증가된다. 산성 유체 공급 유닛의 하류에 위치한 해독 유닛에서는 제1 유동 경로에서 유동하는 산성화된 투석액으로부터 자유 독소가 제거된다. 투석액에 산성 유체를 첨가함으로써, 산-용해성 독소의 제거가 용이해진다. 또한, pH를 감소시킴으로써, 알카리-용해성 독소는, 예를 들어 침전되고, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다.
제1 유동 경로에 평행하게 연장하는 제2 유동 경로에서는 제2 유동 경로에서 유동하는 투석액에 알카리 유체가 첨가된다. pH의 증가 때문에, 자유 알카리-용해성 독소의 농도가 증가되고, 그에 따라 알카리-용해성 독소의 제거가 용이해진다. 이러한 독소는 알카리 유체 공급 유닛의 하류에 위치하는 제2 해독 유닛에 의해 제거된다. 제2 해독 유닛은 제2 유동 경로에서 유동하는 알카리화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된다. 또한, pH를 증가시킴으로써, 산-용해성 독소는, 예를 들어 침전되고, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다.
산성 유동 경로와 알카리 유동 경로를 평행하게 제공함으로써, 투석액으로부터 산-용해성 독소와 알카리-용해성 독소를 모두 효율적으로 제거할 수 있다. 이로써, 본 발명의 실시예에 따른 투석액 재생 유닛은 단백질 결합 독소를 효율적으로 제거할 수 있다. "독소"라는 용어는 여기서 광의로 이해되며, 또한 일반적으로 약물, 전해질, 호르몬, 지방, 비타민, 가스, 및 빌리루빈 같은 대사 분해 생성물 등과 같은 독소로 직접적으로 언급되지 않은 모든 단백질 결합 물질을 포함한다.
해독 유닛들의 하류에서, 제1 유동 경로의 재생된 산성화된 투석액은 제2 유동 경로의 재생된 알카리화된 투석액과 합쳐지고, 이에 따라 제1 유동 경로의 산성화된 투석 유체와 제2 유동 경로의 알카리화된 투석 유체는 적어도 부분적으로 서로를 중화시킬 수 있다. 따라서, 제1 유동 경로의 산성화된 투석액 유동을 제2 유동 경로의 알카리화된 투석액 유동과 합침으로써, 생리학적 pH 값에서 재생된 투석액 유동이 제공될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 유동 경로를 통해 운반된 각각의 유동을 조절함으로써 재생된 투석액의 정확한 pH 값이 조정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 투석액 재생 유닛은 생리학적 pH 값에서 재생된 투석 유체를 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 제1 공급 유닛에 의해 첨가된 산성 유체는 염산, 황산, 아세트산 중 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게, 제2 공급 유닛에 의해 첨가된 알카리 유체는 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액 중 적어도 하나를 포함한다.
더욱 바람직하게, 산성 유체와 알카리 유체는 중화 반응 동안 "생리학적" 중화 생성물이 생성되도록 선택된다. 예를 들어, 각각의 생물학적 유체에는 특정 농도의 중화 생성물이 이미 존재할 수 있다. 예를 들어, 수계 염산과 수계 수산화나트륨 용액을 사용할 때, 산성화된 유동과 알카리화된 유동의 중화 반응 동안, 특정 농도의 NaCl이 생성된다. NaCl는, 예를 들어 혈액 또는 혈장 같은 생물학적 유체에도 존재한다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 공급 유닛은 제1 유동 경로 안의 투석액의 pH를 1 내지 7 사이, 바람직하게는 2.5 내지 5.5 사이로 조정하도록 구성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 제2 공급 유닛은 제2 유동 경로 안의 투석액의 pH를 7 내지 13 사이, 바람직하게는 8 내지 13 사이로 조정하도록 구성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 유동 경로에 있는 투석액의 pH의 감소에 의해, 자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비는 투석액 속의 적어도 일부분의 독소를 위해 자유 독소에 유리하도록 변경됨으로써, 투석액 속의 자유 독소의 농도를 증가시킨다. 제1 유동 경로 안의 투석액의 pH를 감소시킴으로써, 산-용해성 독소(예를 들어, 마그네슘 또는 구리 같은)의 용해성이 증가되는 반면, 산-용해성 독소와 캐리어 물질 사이의 결합 친화력은 감소된다. 따라서, 용액 속의 자유 독소의 농도가 증가된다.
더욱 바람직하게, 해독 유닛은 상기 자유 독소를 적어도 부분적으로 제거하도록 구성된다. 자유 독소의 농도 증가로, 상기 독소는 증가된 속도로 제거될 수 있다.
또한, 제1 유동 경로 안의 투석액의 pH 값을 감소시킴으로써, 알카리-용해성 독소의 일부분은, 예를 들어 침전되고, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 제2 유동 경로 안의 투석액의 pH의 증가에 의해, 자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비는 투석액 속의 적어도 일부분의 독소를 위해 자유 독소에 유리하도록 변경됨으로써, 투석액 속의 자유 독소의 농도를 증가시킨다. 제2 유동 경로 안의 투석액의 pH를 증가시킴으로써, 알카리-용해성 물질(예를 들어, 빌리루빈 같은)의 용해성이 증가되는 반면, 알카리-용해성 독소와 캐리어 물질 사이의 결합 친화력은 감소된다. 따라서, 용액 속의 자유 독소의 농도가 증가된다.
바람직하게, 제2 해독 유닛은 상기 자유 독소를 적어도 부분적으로 제거하도록 구성된다. 자유 독소의 농도 증가로, 상기 독소는 증가된 속도로 제거될 수 있다.
또한, 제2 유동 경로 안의 투석액의 pH 값을 증가시킴으로써, 산-용해성 독소의 일부분은, 예를 들어 침전되고, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 및 제2 유동 경로들 중 적어도 하나는 해독 유닛, 예를 들어 여과 장치의 상류에 위치하는 온도 조절 유닛을 포함하고, 온도 조절 유닛은 투석액의 온도를 증가 또는 감소시키도록 구성된다. 예를 들어, 투석액의 가열 또는 냉각은 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱 바람직한 실시예에 따라, 투석액의 온도의 증가에 의해, 자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비는 투석액 속의 적어도 일부분의 독소를 위해 자유 독소에 유리하도록 변경됨으로써, 투석액 속의 자유 독소의 농도를 증가시킨다. 따라서, 자유 독소는 해독 유닛들에 의해 증가된 속도로 제거될 수 있다.
바람직하게, 독소는 대사 생성물, 빌리루빈, 담즙산, 약물, 예를 들어 마그네슘 같은 전해질, 호르몬, 예를 들어 자유 지방산 같은 지질, 비타민, 페놀, 황산염, 무기염류, 예를 들어 구리, 철, 셀레늄, 마그네슘 같은 미량 원소들, 예를 들어 산화 질소 또는 일산화탄소 같은 가스 중 하나 또는 그 이상을 포함한다.
더욱 바람직하게, 캐리어 물질은 알부민, 인간 혈청 알부민, 동물 알부민, 유전자 조작된 알부민, 글로불린, 리포단백질, 탄소 입자 중 하나 또는 그 이상을 포함한다. 알부민과 적어도 하나의 추가 캐리어 물질을 포함하는 혼합물이 바람직하다. 또한, 캐리어 물질은 다양한 물리화학적 파라미터들, 예를 들어 pH 및/또는 온도 및/또는 빛(파장) 및/또는 압력에 따라 독소에 대한 그의 결합력/결합 친화력, 특히 투석 유체 회로로부터 제거되어야 하는 독소에 대한 그의 결합력을 (예를 들어, 형태 변화) 변경하는 물질로부터 선택될 수 있다. 그러한 캐리어 물질은 소정의 조건하에서 독소와 결합하는 반면, 그러한 조건을 변경함으로써 재활용될 수 있다. 변경된 조건하에서 캐리어 물질과 독소의 복합체는 해리되며, 이에 따라 캐리어 물질은 투석 유체 회로로 재인입될 수 있다. 독소는, 예를 들어 침전 반응 또는 (상기한) 정용여과(diafiltration)를 통해 해독 유닛에 의해 제거된다. (물리화학적 특성에 따라) 특정 독소에 (가역적으로) 결합하는 특성을 보여주는 캐리어 물질의 예는 결합되는 독소의 특성에 따라 선택될 수 있다. 일반적으로, 글리코시드, 핵산 (및 그의 유도체), 지방산, 지방, 탄소분자, 나노입자, 기억 플라스틱, 기억 금속, 단백질, 수지, 자연 원료로부터 유래된 2차 식물 물질 또는 기타 복합 화합물, 탄수화물 또는 합성 화합물, 예를 들어 폴리머는 이러한 특성을 나타낸다.
바람직한 실시예에 따르면, 해독 유닛 및 제2 해독 유닛은 재생 투석기들, 또는 한외여과(ultrafiltration) 장치들, 또는 정용여과 장치들, 또는 침전 반응을 일으키는 장치들로 구현된다. 해독 장치들이 투석기들로 구현되는 경우, 독소는 반투과성 막을 거쳐 배출 유동 경로로 이동될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 해독 유닛 및 제2 해독 유닛 각각은 배출 유체를 각각의 해독 유닛으로부터 회수하도록 구성된 여과 펌프 및 배출관을 포함한다. 해독 유닛들에서, 독소는 배출 유체로 이동된다. 독소의 농도는 배출 유체에서 증가되는 반면, 투석기에서 감소된다.
바람직하게, 제1 유동 경로는 투석액을 제1 유동 경로를 통해 펌프 주입하기 위한 제1 펌프를 포함하고, 제2 유동 경로는 투석액을 제2 유동 경로를 통해 펌프 주입하기 위한 제2 펌프를 포함하며, 제1 및 제2 펌프들은 서로 독립적으로 작동한다. 제1 유동 경로에서의 유동 특성은 제2 유동 경로에서의 유동 특성과 상이할 수 있다. 예를 들어, 산성 환경에서, 알부민 같은 캐리어 물질은 알카리 환경에서와는 다른 형상을 가질 수 있다. 그 결과, 제1 유동 경로에서의 유동 저항이 제2 유동 경로에서의 유동 저항과 상이할 수 있다. 2개의 별개의 펌프들을 제공함으로써, 이러한 차이는 상쇄될 수 있고, 제1 및 제2 유동 경로에 동일한 투석 유체의 유동이 달성될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 유동 경로에 의해 공급된 산성화된 투석액은 제2 유동 경로에 의해 공급된 알카리화된 투석액과 합쳐진다. 제1 및 제2 유동 경로의 공급 유닛들과 해독 유닛들의 하류에서, 2개의 유동들이 합쳐져, 재생된 투석 유체의 일원화된 유동이 생성된다.
더 바람직하게, 제1 유동 경로에 의해 공급된 산성화된 투석액은 제2 유동 경로에 의해 공급된 알카리화된 투석액과 합쳐질 때, 산성화된 투석액과 알카리화된 투석액은 적어도 부분적으로 서로를 중화시킨다.
바람직한 실시예에 따르면, 투석액 재생 시스템은 복수의 스위칭 밸브들을 포함한다.
바람직하게, 스위칭 밸브들은 제1 시술 단계 동안 제1 해독 유닛이 제1 유동 경로에 포함되고 제2 해독 유닛이 제2 유동 경로에 포함되도록 설정되는 반면, 제2 시술 단계 동안에는, 제2 해독 유닛이 제1 유동 경로에 포함되고 제1 해독 유닛이 제2 유동 경로에 포함되도록 설정된다.
바람직하게, 스위칭 밸브들은 산성화된 투석액이 제1 해독 유닛에 그리고 제2 해독 유닛에 교호적으로 공급되는 반면, 알카리화된 투석액이 제2 해독 유닛에 그리고 제1 해독 유닛에 교호적으로 공급되도록 작동된다.
제1 시술 단계 동안, 제1 해독 유닛은 산성 유체의 유동에 노출된다. 이 시술 단계 동안, 예를 들어 마그네슘 같은 산-용해성 물질은 투석액으로부터 제거될 수 있다. 그러나, 산성 환경에서 불용성인 다른 물질들은 제1 시술 단계 동안 침전될 수 있으며, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다. 제2 해독 유닛은 제1 시술 단계 동안 알카리 환경에 노출된다. 따라서, 예를 들어 빌리루빈 같은 알카리-용해성 물질은 투석액으로부터 제거되고, 알카리 용액에 불용성인 물질들은 제2 해독 유닛에 침전될 수 있다. 불용성 물질의 침전은 해독 유닛들의 적절한 기능성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 침전된 물질들은 해독 유닛들의 클로깅(clogging)을 일으킬 수 있다. 그러므로, 스위칭 밸브들은 제2 시술 단계 동안 제1 및 제2 해독 유닛들이 상호 교환되도록 설정되는 것이 제안된다. 이후, 제2 해독 유닛은 제1 유동 경로에 포함되고, 제1 해독 유닛은 제2 유동 경로에 포함된다. 따라서, 제1 해독 유닛은 알카리 환경에 노출되고, 제1 시술 단계 동안 침전되었던 산-불용성 물질들이 용해되고 투석 유체로부터 제거될 수 있다. 반대로, 제2 해독 유닛은 산성 환경에 노출되며, 이는 제1 시술 단계 동안 침전되었던 알카리-불용성 물질들이 용해되고 제2 해독 유닛으로부터 제거될 수 있음을 의미한다. 제1 및 제2 해독 유닛들을 주기적으로 상호교환함으로써 침전된 물질들이 제거될 수 있고, 해독 유닛들의 적절한 기능성이 장기간 보장된다. 따라서, 해독 유닛들의 수명이 연장되고, 투석액으로부터 독성의 제거가 증가된다.
바람직한 실시예에 따르면, 스위칭 밸브들은 주기적으로 전환된다. 따라서, 침전된 물질들의 축적이 방지된다.
더욱 바람직하게, 스위칭 밸브들은 규칙적인 시간 간격, 바람직하게는 30분 내지 60분마다 자동으로 전환된다. 예를 들어, 투석액 재생 유닛은 스위칭 밸브들의 작동을 제어하도록 구성된 전자 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 투석 시스템은 상기한 바와 같이 생물학적 유체 회로, 투석액 회로, 적어도 하나의 투석기, 및 투석액 재생 유닛을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 생물학적 유체는 혈액 또는 혈장이다.
바람직한 실시예에 있어서, 투석 시스템은 투석액 회로의 일부분인 투석액 저장소를 포함하며, 투석액 재생 유닛은 투석액 저장소로부터 투석액을 회수하고, 투석액을 재생하고, 또한 재생된 투석액을 투석액 저장소로 재공급하도록 구성된다.
투석액 저장소는 혈액 정화 회로와 투석액 재생 유닛 사이에 완충액 저장소로 작용할 수 있다. 혈액 정화 회로의 하나 또는 그 이상의 투석기들에 투석액을 공급하는 것은 투석액 저장소로부터 이루어지거나, 예를 들어 재생된 투석액 유동을 2개의 도관에 분리함으로써, 즉 제1 유동은 투석액 저장소에 그리고 제2 유동은 혈액 정화 회로의 투석기들에 분리함으로써 재생 회로로부터 직접적으로 이루어질 수 있다. 투석액 저장소를 제공함으로써, 투석액 회로는 투석액 재생 유닛으로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 투석액 회로 안의 유속은 투석액 재생 유닛을 통과하는 유속에 관계없이 선택될 수 있다. 특히, 투석액 재생 유닛 안의 유속은, 예를 들어 혈액 정화 회로 안의 유속보다 빠를 수 있다. 또한, 투석액 재생 유닛에서, 투석액의 정화는 비-생리학적 작동 조건하에서 실행될 수 있다. 투석액 저장소를 제공하고 투석액 재생 유닛을 혈액 정화 회로로부터 분리함으로써, 환자의 혈액을 효율적으로 보호할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 투석액 재생 유닛은 별도의 투석액 재생 회로의 일부분이다.
더욱 바람직한 실시예에 따르면, 재생 유닛은 투석액을 연속적인 작동 또는 간헐적인 작동으로 재생하도록 구성된다. 투석액 저장소의 존재 덕분에, 투석액 재생 유닛의 간헐적인 작동이 가능하다.
대안적인 실시예에 따르면, 투석액 재생 유닛은 투석액 회로에 일체화된다. 이 실시예에서, 재생된 투석액의 유동은 투석기들로 직접 공급된다.
바람직하게, 투석기는 생물학적 유체 회로의 일부분인 생물학적 유체 구획, 투석액 회로의 일부분인 투석액 구획, 및 생물학적 유체 구획과 투석액 구획을 분리하는 반투과성 막을 포함한다.
투석 시스템은 대체 유체를 생물학적 유체 또는 투석액에 공급하도록 구성된 대체 유닛을 더 포함한다. 예를 들어, 대체 유체를 첨가함으로써, 생물학적 유체 또는 투석액의 부피가 증가될 수 있다. 또한, 대체 유체는, 예를 들어 전해질, 영양소, 완충액 및 기타 중요 물질 같이, 생물학적 유체 또는 투석액 안에서 적절한 농도를 가질 수 없는 물질들을 포함할 수 있다. 생리학적 투석 유체와 대체 유체는 서로 보완해야 하며, 환자에게 복귀되는 정화된 혈액이 전해질, 영양소, 완충액 및 기타 중요 물질을 생리학적 농도로 갖는 것을 그 목적으로 한다.
이하, 본 발명을 더 잘 이해하고 본 발명의 작동 과정을 보여주기 위해, 첨부된 도면을 예시로써 참조하여 이루어질 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투석 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투석 시스템의 상세도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 투석액 저장소를 포함한 투석 시스템을 보여준다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투석 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투석 시스템의 상세도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 투석액 저장소를 포함한 투석 시스템을 보여준다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투석 시스템의 개략적인 블록도이다. 환자의 혈액은 동맥 혈관(1)을 거쳐 투석기(2)로 공급된다. 혈액이 투석기(2)로 공급되기 전, 전-희석 유체(3)가 혈액에 첨가된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 투석기(2)에서, 혈액과 투석액이 각각 동류(concurrent flow)로 유동될 수 있다. 대안적으로, 혈액과 투석액이 각각 역류(counterflow)로 유동될 수 있다. 투석기(2)에서, 확산, 대류 및/또는 한외여과 공정이 발생하고, 환자의 혈액이 깨끗해진다. 혈액이 투석기(2)를 통과한 후, 깨끗해진 혈액에 후-희석 유체(4)가 첨가된다. 깨끗해진 혈액은 정맥 혈관(5)을 거쳐 환자에게 재공급된다.
투석 시스템은 투석기(2)를 통과한 투석액을 재생하도록 구성된 투석액 재생 회로(6)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 예를 들어, 알부민 같은 캐리어 물질을 포함하는 투석액이 사용된다. 특히, 투석액 재생 회로(6)는, 예를 들어 빌리루빈, 담즙산 등과 같은 단백질 결합 독소를 투석액으로부터 제거하도록 구성된다. 우선, 하나 또는 그 이상의 유체(7)가 투석액에 첨가된다. 그런 후, 예를 들어 특정 pH 및 온도 조건에서 여과, 정용여과(diafiltration), 침전 또는 투석에 의해 투석액으로부터 유체(8)가 제거된다. 또한, 투석액 속의 전해질 및 기타 중요한 물질의 농도를 보정하기 위해 하나 또는 그 이상의 대체 유체(9)가 첨가될 수 있다. 재생된 투석액의 유동은 투석액 재생 회로(6)로부터 투석기(2)로 공급된다.
도 2a는 본 발명에 따른 투석 시스템의 하나의 실시예의 상세도를 나타낸다.
투석 시스템은 2개의 투석기들(12A)(12B)을 구비한 혈액 회로(11)를 포함한다. 각각의 투석기들(12A)(12B)은 혈액 구획, 투석액 구획, 및 이들 구획들을 분리하는 반투과성 막(13A)(13B)을 포함한다. 투석기들(12A)(12B)은 유체역학적으로 평행하게 연결된다. 환자의 혈액은 혈액 펌프(14)를 거쳐 도관들(tubings)을 통과한다. 혈액이 투석기들(12A)(12B)로 공급되기 전, 전-희석 펌프(16)를 통해 전-희석 유체(15)가 혈액에 첨가된다. 그런 후, 혈액은 투석기들(12A)(12B)의 혈액 구획들을 통과한다. 깨끗해진 혈액이 환자에게 복귀되기 전에, 후-희석 펌프(18)를 통해 후-희석 유체(17)가 혈액에 첨가된다.
혈액 유속은 100 내지 600 ml/min 사이일 수 있지만, 바람직하게는 150 내지 400 ml/min 사이이고, 더욱 바람직하게는 150 내지 250 ml/min 사이이다. 전-희석 유속은 1 내지 20 l/h 사이일 수 있지만, 바람직하게는 4 내지 7 l/h 사이이다. 후-희석 유속은 선택된 혈액 유속의 5 내지 30% 사이일 수 있지만, 바람직하게는 10 내지 20% 사이이다.
도 2a에 도시된 실시예에 있어서, 투석액 회로는 투석액 재생 유닛(19)을 포함한다. 투석액 재생 유닛(19)을 통과한 투석 유체는 제1 투석 펌프(20)에 의해 150 내지 2,000 ml/min 사이의 유속으로 투석기들(12A)(12B)의 투석액 구획들에 주입되지만, 500 내지 1,100 ml/min 사이의 유속이 바람직하다. 전해질과 기타 중요한 물질을 원하는 농도까지 올리기 위해서, 각각의 펌프(23)(24)를 통해 대체 유체(21)(22)가 투석액에 공급될 수 있다. 투석기들(12A)(12B)의 투석액 구획들을 통과한 후, 과부피 하중을 줄이기 위해, 환자로부터 채혈된 유체가 첨가된 투석 유체는 제2 투석 펌프(25)를 거쳐 투석액 재생 유닛(19)으로 이송된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 투석액 재생 유닛(19)은 유체역학적으로 평행하게 연결된 2개의 유동 경로들(27)(28)을 포함한다. 이하 "산성 유동 경로"로 언급될 유동 경로(27)에서는 강산(strong acid)을 포함한 산성액(29)이 산성 펌프(30)를 거쳐 투석 유체에 첨가된다. 이하 "알카리 유동 경로"로 언급될 유동 경로(28)에서는 강염기를 포함한 알카리액(31)이 염기 펌프(32)를 거쳐 투석 유체에 첨가된다.
투석액 재생 유닛(19)은 2개의 유동 경로들(27)(28)을 통해 투석액을 이송하기 위한 2개의 재생 펌프들(33)(34)을 포함한다. 유체의 저항이 산성 유동 경로(27)와 알카리 유동 경로(28)에서 서로 다를 수 있기 때문에, 바람직하게, 2개의 별개의 펌프들이 투석 유체의 이송을 위해 사용된다. 예를 들어, 알부민 같은 캐리어 물질은 산성 또는 알카리 조건에서 서로 다른 형상을 가지므로, 상이한 pH 값에 대한 상이한 유동 특성을 가질 수 있다. 2개의 펌프들에 대안적으로, 2개의 유동 경로들(27)(28)에서 일정한 유속을 달성하기 위해 클램프들 및 유체 측정기들을 구비한 하나의 시스템이 사용될 수 있다.
2개의 유동 경로들(27)(28) 각각은 투석액을 여과하거나 투석하고 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된 해독 유닛들(35)(36)을 포함한다. 해독 유닛들(35)(36)은, 예를 들어 재생 투석기들, 한외여과 유닛들, 정용여과 유닛들 등으로 구현될 수 있다. 산성 유동 경로(27)의 재생 펌프(33) 및 알카리 유동 경로(28)의 재생 펌프(34)는 투석액 하류를 투석액 재생 유닛(19)의 2개의 해독 유닛들(35)(36) 중 하나에 이송시킨다. 투석액은 스위칭 밸브들(37)(38)을 포함한 밸브 매커니즘을 거쳐 해독 유닛들(35)(36)에 공급된다.
알카리액이 통과하는 해독 유닛에서, 예를 들어 빌리루빈 같은 알카리-용해성 독소는 여과 또는 투석에 의해 제거될 수 있다. 알카리 조건하에서, 용액 속의 알카리-용해성 독소의 농도가 증가된다. 이러한 자유 독소의 농도 증가 때문에, 자유 독소의 제거가 용이해진다. 산성액이 통과하는 다른 해독 유닛에서, 이러한 알카리-용해성 독소는, 예를 들어 침전되고, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다.
예를 들어, 마그네슘 같은 산-용해성 독소에 관하여, 유사한 효과가 얻어진다. 산성액에 있어서, 용액 속의 산-용해성 독소의 농도가 증가되고, 이에 따라, 산-용해성 독소는 증가된 속도로 제거될 수 있다. 반대로, 알카리액이 통과하는 해독 유닛에서, 예를 들어 수산화마그네슘 같은 산-용해성 독소가 침전되고, 그에 따라 투석 유체로부터 제거될 수 있다.
스위칭 밸브들(37)(38)은 산성측 재생 펌프(33)에 의해 이송된 산성화된 투석 유체의 방향을 해독 유닛(35) 또는 해독 유닛(36)을 향해 전환하고(스위칭 밸브들(37)), 알카리측 재생 펌프(34)에 의해 이송된 알카리화된 투석 유체의 방향을 해독 유닛(36) 또는 해독 유닛(35)을 향해 전환하도록(스위칭 밸브들(38)) 구성된다. 스위칭 밸브들(37)(38)은, 예를 들어 30분 내지 60분마다 유동 방향을 전환하여, 각각의 해독 유닛(35)(36)은 한번에 재생 펌프들(33)(34) 중 하나로부터 유체를 수용한다. 그러나, 유동 방향의 전환은 사용된 산과 적용된 매커니즘에 따라 1분 내지 60분마다 발생될 수 있다. 전환은 자동으로 또는 사용자에 의해 개별적으로 실행될 수 있다. 1분 내지 10분, 바람직하게는 1분 내지 5분 간격의 방향 전환이 특정 적용을 위해 바람직할 수 있다.
여과 형태에 따라, 침전된 물질이 해독 유닛들(35)(36)의 기공들을 막아 해독 유닛들(35)(36)을 차단시킬 수 있다. 이것을 피하기 위해, 해독 유닛들(35)(36)은 교호된다. 알카리 유동 경로에서, 어떤 시간 동안(예를 들어, 30분 동안)에는 알카리 해독 유닛이 사용되고, 그 다음 시간 동안(예를 들어, 30분)에는 산성 해독 유닛이 사용된다. 이것은 침전된 물질이 용해된 후, 여과 또는 투석에 의해 고농도로 제거되는 것을 의미한다. 또한, 이것은 해독 유닛들이 장기간 동안 연속적으로 사용될 수 있게 한다.
해독 유닛들(35)(36)의 전환은, 예를 들어 수동으로 또는 전자적으로 제어되는 밸브 매커니즘에 의해 이루어질 수 있다. 전환은 유체 회로의 다양한 위치에서 이루어질 수 있으며, 가장 바람직한 위치는 바로 해독 유닛들(35)(36)의 상류이다. 그러나, 온도 조절 유닛들(53)(54)은 해독 유닛들에 작용하는 스위칭 매커니즘에 포함되도록 회로 내에 위치 및/또는 제어될 수 있다. 예를 들어, 산성화된 투석 유체의 방향 전환은 해독 유닛들(35)(36) 안의 산성화된 유체의 방향 전환과 함께 이루어질 수 있다. 그러나, 예를 들어, 온도 조절 유닛들(53)(54) 및 해독 유닛들(35)(36) 안의 산성화된 투석 유체의 방향 전환은 독립적으로도 실현될 수 있다. 온도 조절 유닛들(53)(54)을 스위칭 매커니즘에 포함시킴으로써, 두 유닛들 모두에는 침전된 캐리어 물질, 예를 들어 알부민이 확실히 축적되지 않으며, 이는 온도 조절 유닛들(53)(54)을 알카리 또는 산성화된 투석 유체 중 하나와 독점적으로 접촉시킴으로써, 특히 이 유닛에서의 온도 효과 때문에 발생할 수 있다.
해독 유닛들(35)(36)로부터 유체와 독소를 제거하기 위해, 시스템은 해독 유닛들(35)(36)로부터 배출 유체들(41)(42)을 제거하도록 작동하는 2개의 여과 펌프들(39)(40)을 포함한다. 서로 다른 유체들의 부피의 균형을 맞추기 위해, 시스템은 추가된 산(29), 추가된 염기(31) 및 배출 유체들(41)(42)의 유체 부피를 항상 측정하도록 구성된 복수의 저울들(scales)을 포함할 수 있다.
해독 유닛들(35)(36)의 하류에서, 해독 유닛들 중 하나의 유출에서 얻은 재생된 산성화된 투석액 유동은 나머지 다른 해독 유닛의 유출에서 얻은 재생된 알카리화된 투석액 유동과 합쳐진다. 산성화된 유동과 알카리화된 유동을 합침으로써, 산과 염기가 서로 중화되어, pH가 6 내지 8 사이의 생리학적 범위에 있는 재생된 투석액 유동이 생성된다. 재생된 투석액은 투석기들(12A)(12B)로 공급될 수 있다. 투석액이 투석기들(12A)(12B)로 이동하기 전에, 온도 조절 유닛은 투석 유체 회로에 위치될 수 있다. 이는 재활용된 투석 유체가 투석기들(12A)(12B)의 막에서 혈액과 접촉하는데 필요한 온도에 적응시킨다.
바람직하게, 산성 유동 경로(27)에서 그리고 알카리 유동 경로(28)에서, 인체에 자연히 발생하는 이온인 짝염기 또는 짝산을 구비한 산 또는 염기가 첨가된다. 따라서, 산성화된 투석액 유동과 알카리화된 투석액 유동을 합쳐서 얻은 재생된 투석액은 그 어떤 비-생리학적 물질을 포함하지 않는다.
예를 들어, 투석액의 pH 값, 온도 및 전도성 같은 다양한 시스템 파라미터들이 해독 유닛들(35)(36)의 염기측 및 산성측 상류에 위치한 감지 장치들(47)(48)(49)(50)을 통해 모니터된다. 산성 유동 경로(27)에서, 감지 장치(47)는 산을 첨가하기 전에 시스템 파라미터를 모니터하고, 감지 장치(48)는 산을 첨가한 후 시스템 파라미터를 모니터한다. 따라서, 알카리 유동 경로(28)에서, 감지 장치(49)는 염기를 첨가하기 전에 시스템 파라미터를 모니터하고, 감지 장치(50)는 염기를 첨가한 후 시스템 파라미터를 측정한다.
시스템은 해독 유닛들(35)(36)의 배출 유동 경로들에 위치한 감지 유닛들(51)(52)을 더 포함할 수 있다. 감지 유닛들(51)(52)은 pH 값, 온도 및 전도성 같은 시스템 파라미터들을 모니터하도록 구성된다.
독소의 제거를 향상시키기 위해, 각각의 유동 경로들(27)(28)에서, 투석액 속의 자유 독소의 농도를 적어도 일시적으로 증가시키기 위한 추가 시술 단계들이 실시될 수 있다. 이러한 시술 단계들은, 예를 들어 아래에 설명된 하나 또는 그 이상의 단계들을 포함할 수 있다: 투석액을 가열 또는 냉각하는 단계, 투석액을 파장으로 방사하는 단계, 투석액의 염도를 변경하는 단계, 제거되어야 하는 독소에 결합하는 투석가능한 물질을 첨가하는 단계.
도 2a에 도시된 실시예에 있어서, 각각의 유동 경로들(27)(28)은 개별 온도 조절 유닛(53)(54)을 포함한다. 예를 들어, 투석액의 가열은 단백질 결합 독소와 캐리어 물질 사이의 결합을 약화시키는데 도움이 될 수 있다. 가열은, 예를 들어 유체-충진된 도관 시스템의 직접 가열, 또는 마이크로파 또는 적외선 방사를 통해 실행될 수 있다. 투석 유체의 온도를 변화시킴으로써, 용액 속의 자유 독소의 농도가 증가되고, 그에 따라 독소의 제거가 향상된다.
자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비를 변경하기 위한 가능한 다른 시술 단계는 투석액을 파장으로 방사하는 것이다. 예를 들어, 초음파 장치는 파장을 방사하기 위한 장치로서 사용될 수 있다. 다른 적절한 장치들로는, 예를 들어 광파, 자외선파, 적외선파, 무선파 및 마이크로파를 발생시키기에 적합한 것들이 있다.
자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비를 변경하기 위한 다른 가능한 시술 단계는 투석액의 염도를 변경하는 것이다. 염도를 변경하는 것은 제거되어야 하는 독소를 용해하는데 도움을 줄 수 있다. 게다가, 독소에 대한 재활용된 캐리어 물질의 결합력을 복원시키는데 사용될 수도 있다. 우레아의 첨가는 캐리어 물질의 결합력을 향상시키기 위해 필요할 수 있다.
자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비를 변경하기 위한 다른 가능한 시술 단계는 제거되어야 하는 독소와 결합하도록 구성된 투석가능한 화합물을 투석액에 첨가하는 것이다. 사용가능한 결합 화합물은 제거되어야 하는 물질에 대한 강한 친화력으로 분별되는 낮은/중간 분자량의 투석가능한 화합물이다. 바람직한 화합물은 빌리루빈과 결합하는 카페인, 및 구리 이온 또는 철 이온 같은 금속 양이온과 결합하는 페니실라민(penicillamine), 트리엔틴(trientine), 데프록사민(deferoxamine), 프레페리프론(preferiprone), HBED, 비타민 C, BAL, DMPS 또는 DMSA과 같은 일반적인 킬레이트 시약들을 포함한다.
도 2b는 투석 시스템의 대안적인 실시예를 보여준다. 투석 시스템은 2개의 투석기들(55A)(55B)을 구비한 혈액 회로(53)를 포함한다. 각각의 투석기들(55A)(55B)은 혈액 구획, 투석액 구획, 및 이들 구획들을 분리하는 반투과성 막(55A)(55B)을 포함한다. 투석기들(55A)(55B)은 유체역학적으로 평행하게 연결된다. 환자의 혈액은 혈액 펌프(56)에 의해 투석기들(55A)(55B)의 혈액 구획을 통해 주입된다.
도 2b의 실시예는 재생된 투석액을 저장하기 위한 투석액 저장소(57)를 포함한다. 투석액 저장소(57)의 투석 유체는 제1 투석 펌프(58)에 의해 투석기들(55A)(55B)의 투석액 구획들을 통해 주입된다. 전해질 및 기타 중요한 물질들을 소정의 농도까지 올리기 위해, 대체 유체들(59)(60)이 각각의 펌프(61)(62)를 거쳐 투석액에 공급될 수 있다. 투석기들(55A)(55B)의 투석액 구획들을 통과한 후, 환자로부터 채혈된 유체가 첨가된 투석 유체는 제2 투석 펌프(63)를 거쳐 투석액 저장소(57)로 공급된다.
투석액 유동은 투석액 저장소(57)로부터 투석액 재생 유닛(64)으로 제공된다. 투석액 재생 유닛(64)의 내부 설비는 도 2a에 도시된 투석액 재생 유닛(19)의 내부 설비와 유사하다. 투석액 재생 유닛(64)은 유체역학적으로 평행하게 연결된 2개의 유동 경로들, 즉 산성 유동 경로 및 알카리 유동 경로를 포함한다. 각각의 유동 경로들은 해독 유닛을 포함한다.
도 2b에 도시된 실시예에 있어서, 투석액 저장소(57)에 포함된 투석 유체를 재생하기 위한 별도의 투석액 재생 회로(65)가 제공된다. 투석액 재생 회로(제3 회로)(65)는 혈액 정화 회로로부터 분리된다. 혈액 정화 회로는 혈액 회로(제1 회로)(53) 및 투석액 회로(제2 회로)를 포함한다. 투석액 재생 회로(65)를 투석액 회로로부터 분리함으로써, 유동, 온도 및 pH 같은 시스템 파라미터들은 2개의 서로 다른 공정들의 요건에 맞게 독립적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 혈액 정화 공정 동안 투석액의 유동은 150 내지 2,000 ml/min 사이인 반면, 재생 공정 동안은 250 내지 5,000 ml/min 사이, 더 바람직하게는 1,000 내지 2,000 ml/min 사이일 수 있다. 투석액 재생 유닛에서, 투석 유체는 비-생리학적 pH와 온도값을 가지므로 환자의 혈액에 상당한 손상을 입힐 수 있기 때문에, 2개의 회로들을 투석액 저장소(57)에 의해 분리하는 것이 유용할 수 있다. 투석액 저장소(57)에 포함된 투석 유체는 연속적인 작동 또는 간헐적인 작동으로 깨끗해질 수 있다.
2, 12A, 12B, 55A, 55B: 투석기 6, 65: 투석액 재생 회로
9, 21, 22, 59, 60: 대체 유체 11, 53: 혈액 회로
13A,13B, 55A, 55B: 투과성 막 14, 56: 혈액 펌프
19, 64: 투석액 재생 유닛 27, 28: 유동 경로
33, 34: 재생 펌프 35, 36: 해독 유닛
37, 38: 스위칭 밸브 47, 48, 49, 50: 감지 장치
51, 52: 감지 유닛 57: 투석액 저장소
9, 21, 22, 59, 60: 대체 유체 11, 53: 혈액 회로
13A,13B, 55A, 55B: 투과성 막 14, 56: 혈액 펌프
19, 64: 투석액 재생 유닛 27, 28: 유동 경로
33, 34: 재생 펌프 35, 36: 해독 유닛
37, 38: 스위칭 밸브 47, 48, 49, 50: 감지 장치
51, 52: 감지 유닛 57: 투석액 저장소
Claims (37)
- 캐리어 성분을 포함하는 투석액을 재생하기 위한 투석액 재생 유닛(19)(64)에 있어서,
제1 유동 경로(27); 및 상기 제1 유동 경로(27)에 평행하게 연장하는 제2 유동 경로(28)를 포함하고,
상기 제1 유동 경로(27)는:
상기 제1 유동 경로(27)에서 유동하는 상기 투석액에 산성 유체(29)를 첨가하도록 구성된 제1 공급 유닛; 및
상기 제1 공급 유닛의 하류에 위치되고, 상기 제1 유동 경로(27)에서 유동하는 상기 산성화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된 해독 유닛을 구비하며,
상기 제2 유동 경로(28)는:
상기 제2 유동 경로(28)에서 유동하는 상기 투석액에 알카리 유체(31)를 첨가하도록 구성된 제2 공급 유닛; 및
상기 제2 공급 유닛의 하류에 위치되고, 상기 제2 유동 경로(28)에서 유동하는 상기 알카리화된 투석액으로부터 독소를 제거하도록 구성된 제2 해독 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 제1 공급 유닛에 의해 첨가된 상기 산성 유체는 염산, 황산, 아세트산 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 공급 유닛에 의해 첨가된 상기 알카리 유체는 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공급 유닛은 상기 제1 유동 경로 안의 상기 투석액의 pH를 1 내지 7 사이, 바람직하게는 2.5 내지 5.5 사이로 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 공급 유닛은 상기 제2 유동 경로 안의 상기 투석액의 pH를 7 내지 13 사이, 바람직하게는 8 내지 13 사이로 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유동 경로 안의 상기 투석액의 pH의 감소에 의해, 자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비는 상기 투석액 속의 적어도 일부분의 독소를 위해 자유 독소에 유리하도록 변경됨으로써, 상기 투석액 속의 자유 독소의 농도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제6항에 있어서,
상기 해독 유닛은 상기 자유 독소를 적어도 부분적으로 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유동 경로 안의 상기 투석액의 pH의 증가에 의해, 자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비는 상기 투석액 속의 적어도 일부분의 독소를 위해 자유 독소에 유리하도록 변경됨으로써, 상기 투석액 속의 자유 독소의 농도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제8항에 있어서,
상기 제2 해독 유닛은 상기 자유 독소를 적어도 부분적으로 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 유동 경로들 중 적어도 하나는, 상기 해독 유닛의 상류에 위치하고 상기 투석액의 온도를 증가 또는 감소시키도록 구성된 온도 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제10항에 있어서,
상기 투석액의 온도의 변화(예, 증가)에 의해, 자유 독소와 자유 캐리어 물질에 대한 독소-캐리어 복합체의 농도비는 상기 투석액 속의 적어도 일부분의 독소를 위해 자유 독소에 유리하도록 변경됨으로써, 상기 투석액 속의 자유 독소의 농도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 독소는 대사 생성물, 빌리루빈, 담즙산, 약물, 전해질, 호르몬, 지질, 비타민, 페놀, 황산염, 미량 원소, 무기염류, 가스 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐리어 물질은 단백질(예, 알부민, 인간 혈청 알부민, 동물 알부민, 유전자 조작된 알부민, 글로불린, 리포단백질); 탄소 입자 글리코시드; 핵산 (및 그의 유도체); 지방산; 지방; 탄소분자; 나노입자; 기억 플라스틱; 기억 금속; 수지; 자연 원료로부터 유래된 2차 식물 물질 또는 기타 복합 화합물; 탄수화물 또는 합성 화합물(예, 폴리머) 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해독 유닛 및 상기 제2 해독 유닛은 재생 투석기들, 또는 한외여과(ultrafiltration) 장치들, 또는 정용여과(diafiltration) 장치들로 구현되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해독 유닛 및 제2 해독 유닛 각각은 배출 유체를 상기 각각의 해독 유닛으로부터 회수하도록 구성된 여과 펌프 및 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유동 경로는 상기 투석액을 상기 제1 유동 경로를 통해 펌프 주입하도록 구성된 제1 펌프를 포함하고, 상기 제2 유동 경로는 상기 투석액을 상기 제2 유동 경로를 통해 펌프 주입하도록 구성된 제2 펌프를 포함하며, 상기 제1 및 제2 펌프들은 서로 독립적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유동 경로에 의해 공급된 상기 산성화된 투석액은 상기 제2 유동 경로에 의해 공급된 상기 알카리화된 투석액과 합쳐지는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유동 경로에 의해 공급된 상기 산성화된 투석액이 상기 제2 유동 경로에 의해 공급된 상기 알카리화된 투석액과 합쳐질 때, 상기 산성화된 투석액과 상기 알카리화된 투석액은 적어도 부분적으로 서로를 중화시키는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유동 경로에 의해 공급된 상기 산성화된 투석액을 상기 제2 유동 경로에 의해 공급된 상기 알카리화된 투석액과 합침으로써, pH 값이 6 내지 8 사이, 더 바람직하게는 6.9 내지 7.6 사이인 재생된 투석액의 유동이 얻어지는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제19항에 있어서,
상기 재생된 투석액의 유동의 pH 값을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 감지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 스위칭 밸브들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제21항에 있어서,
제1 시술 단계 동안, 상기 스위칭 밸브들은 제1 해독 유닛이 상기 제1 유동 경로에 포함되고 제2 해독 유닛이 상기 제2 유동 경로에 포함되도록 설정되는 반면,
제2 시술 단계 동안, 상기 스위칭 밸브들은 상기 제2 해독 유닛이 상기 제1 유동 경로에 포함되고 상기 제1 해독 유닛이 상기 제2 유동 경로에 포함되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제21항 또는 제22항에 있어서,
상기 스위칭 밸브들은 상기 산성화된 투석액이 제1 해독 유닛과 제2 해독 유닛에 교호적으로 공급되는 반면, 상기 알카리화된 투석액이 상기 제2 해독 유닛과 상기 제1 해독 유닛에 교호적으로 공급되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위칭 밸브들은 주기적으로 전환되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위칭 밸브들은, 규칙적인 시간 간격, 바람직하게는 1분 내지 60분마다 자동으로 전환되는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 유닛. - 투석 시스템에 있어서,
생물학적 유체 회로(11)(53);
투석액 회로;
적어도 하나의 투석기(12A)(12B)(54A)(54B); 및
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 투석액 재생 유닛(19)(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제26항에 있어서,
상기 생물학적 유체는 혈액 또는 혈장인 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제26항 또는 제27항에 있어서,
상기 투석액 회로의 일부분인 투석액 저장소를 더 포함하고,
상기 투석액 재생 유닛은 투석액을 상기 투석액 저장소로부터 회수하고, 상기 투석액을 재생하고, 또한 상기 재생된 투석액을 상기 투석액 저장소로 재공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제28항에 있어서,
상기 투석액 재생 유닛은 별도의 투석액 재생 회로의 일부분인 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제28항 또는 제29항에 있어서,
상기 재생 유닛은 상기 투석액을 연속적인 작동 또는 간헐적인 작동으로 재생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제26항 또는 제27항에 있어서,
상기 투석액 재생 유닛은 상기 투석액 회로로 일체화되는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제26항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투석기는 상기 생물학적 유체 회로의 일부분인 생물학적 유체 구획, 상기 투석액 회로의 일부분인 투석액 구획, 및 상기 생물학적 유체 구획과 상기 투석액 구획을 분리하는 반투과성 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제26항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생물학적 유체 또는 상기 투석액에 대체 유체를 공급하도록 구성된 대체 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 제33항에 있어서,
상기 대체 유체는 전해질, 영양소 및 완충액 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석 시스템. - 캐리어 물질을 포함하는 투석액을 재생하기 위한 방법에 있어서,
투석액 유동을 제1 유동과 제2 유동으로 분리하는 단계;
상기 제1 투석액 유동에 산성 유체(29)를 첨가하는 단계;
상기 산성화된 제1 투석액 유동을 여과, 투석, 침전 또는 정용여과하여 독소를 제거하는 단계;
상기 제2 투석액 유동에 알카리 유체(31)를 첨가하는 단계;
상기 알카리화된 제2 투석액 유동을 여과, 투석, 침전 또는 정용여과하여 독소를 제거하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 투석액 유동을 합치는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 방법. - 제35항에 있어서,
상기 산성화된 투석액 유동이 제1 해독 유닛과 제2 해독 유닛에 교호적으로 공급되는 반면, 상기 알카리화된 유동이 상기 제2 해독 유닛과 상기 제1 해독 유닛에 교호적으로 공급되도록 복수의 스위칭 밸브들을 주기적으로 전환하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 방법. - 제35항 또는 제36항에 있어서,
상기 산성화된 투석액의 온도를 조절하는 단계;
상기 산성화로 인한 침전에 의해 독소를 제거하는 단계;
상기 알카리화된 투석액의 온도를 조절하는 단계; 및
상기 알카리화로 인한 침전에 의해 독소를 제거하는 단계 중 하나 또는 그 이상의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투석액 재생 방법.
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