KR20160095317A - 혈액정화 장치 - Google Patents

혈액정화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160095317A
KR20160095317A KR1020150016438A KR20150016438A KR20160095317A KR 20160095317 A KR20160095317 A KR 20160095317A KR 1020150016438 A KR1020150016438 A KR 1020150016438A KR 20150016438 A KR20150016438 A KR 20150016438A KR 20160095317 A KR20160095317 A KR 20160095317A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
cap
blood
adsorbent
dialysis
Prior art date
Application number
KR1020150016438A
Other languages
English (en)
Inventor
조태범
Original Assignee
조태범
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조태범 filed Critical 조태범
Priority to KR1020150016438A priority Critical patent/KR20160095317A/ko
Publication of KR20160095317A publication Critical patent/KR20160095317A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621—Constructional aspects thereof
    • A61M1/1633—Constructional aspects thereof with more than one dialyser unit
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621—Constructional aspects thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621—Constructional aspects thereof
    • A61M1/1652—Holding or locking systems for the membrane unit
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/3413—Diafiltration
    • A61M1/3417—Diafiltration using distinct filters for dialysis and ultra-filtration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/3472—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate
    • A61M1/3479—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate by dialysing the filtrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/75—General characteristics of the apparatus with filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2626—Absorption or adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2649—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/21—Specific headers, end caps

Abstract

본 발명에 의한 복합기능 필터는 혈액, 혈장, 투석액 등의 생물학적 유체를 정화하기 위한 내부필터, 내부필터의 설치공간을 제공하며 내부필터 외부에 흡착구간을 구획하는 하우징, 하우징에 설치되며 흡착구간을 통해 유동이 발생할 수 있도록 하우징 포트를 포함하여 구성된다. 하우징은 벽체, 벽체의 길이 방향 일측 및 타측에 내부필터와 결합하는 제 1 및 제 2 캡을 포함하여 구성되며, 상기 제 1 캡 및 제 2 캡 중 적어도 하나의 캡은 캡을 관통하며 일단이 캡의 필터 결합부에 인접하는 통로를 포함하여 구성된다. 복합기능 필터를 포함하여 구성되는 본 발명에 의한 혈액정화 장치는 혈액을 정화하기 위하여 투석, 흡착, 혈장분리 혹은 한외여과를 한 개의 필터내에 일체화시키고, 내부 유동을 원활히 구성함으로써, 전체 장치가 간단하고, 처치 비용을 절감할 수 있는 혈액정화 장치를 제공할 수 있다.

Description

혈액정화 장치 {Blood Purifying Apparatus}
본 발명은 혈액으로부터 독소와 노폐물을 제거하는 혈액정화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투석, 흡착, 한외여과 또는 혈장분리의 기능을 일체화한 복합기능 필터를 이용하여 전체 장치가 간단하고, 설치 및 사용이 용이하며, 궁극적으로 처치 비용을 절감할 수 있는 혈액정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
간과 신장은 우리 몸에서 중요한 기능을 수행한다. 간은 영양소들을 처리하고 보관하며, 알부민 등의 혈장 단백질을 합성하고, 알코올이나 약물 등을 해독한다. 신장은 단백질 대사물질인 요소질소를 배출하고, 체내 잉여수분을 제거하며, 혈압을 조절하는 역할을 수행한다. 간기능이 손상되면 암모니아, 빌리루빈 등 간 대사를 통해서 제거되어 할 물질들이 체내에 쌓이게 되고, 황달, 간성 혼수, 급성 신부전, 전신전 염증반응, 나아가 다중장기부전 등의 합병증을 야기한다. 마찬가지로, 신장 기능에 장애가 생기면 체외로 배출되어야 할 수분 및 단백질 대사물질이 축적되고 요독증, 심혈관계 질환 등을 일으키게 된다. 이와 같이, 간 혹은 신장 기능이 저하되면 체내에 독소들이 축적되며 심각한 질병을 유발하게 된다.
급성 간부전의 경우 간이식이 유일한 치료법으로 간주되고 있지만, 2011년 발표된 미국의 OPTN/SRTR 보고서의 간이식 데이터를 보게 되면, 간이식을 기다리는 환자의 약 36% 만이 이식을 받는 것으로 알려져 있다. 한국의 경우 국립보건원 장기이식센터의 보고에 의하면 이식 대기자 중 22%만이 간이식을 받는다. 이식을 필요로 하는 환자에 비해 기증되는 공여 간의 수가 크게 부족하기 때문이다. 이는 신장이식도 마찬가지인데 전체 말기신부전 환자의 약 30% 가량만이 신장이식을 받는 것으로 알려져 있다. 간이식 혹은 신장이식이 적기에 이루어지지 못하면 혈액을 체외로 순환시켜 투석, 여과, 혹은 흡착 등의 방법을 통해 혈액 중의 독소를 제거하는 혈액정화 요법이 시행되어야 한다.
현재 임상에서 사용되고 있는 인공간 장치는 Gambro사의 MARS와 FMC사의 Prometheus라는 장비로 한정되는데, Prometheus는 혈액으로부터 혈장을 분리하고, 이온수지 흡착제를 이용하여 분리된 혈장으로부터 여러 독소들을 제거하며, 혈장분리 및 흡착 후 혈액투석이 진행되는 것으로 구성되어 있다. 즉, Prometheus는 혈장분리필터, 혈장으로부터 독소를 제거하는 두 개의 흡착필터, 그리고 혈액투석 절차를 포함하며, 이로 인하여 시스템이 복잡하고 고가의 치료비용이 요구된다.
MARS는 혈액투석과 동일하게 반투과성 막을 사이에 두고 혈액과 투석액이 유동하며 혈액과 투석액 사이에 물질 교환이 일어나는 투석필터를 통해 혈액 중의 간독소를 제거하는 것으로 구성되어 있다. 다만, 통상의 신부전 환자를 위한 혈액투석 장치와 비교해볼 때, MARS는 알부민이라는 혈장 단백질을 투석액에 혼합하여 사용함으로써 투석필터를 통하여 요독소뿐만 아니라, 각종 단백질 결합독소와 간독소를 제거할 수 있다. 이때, 알부민 투석액은 재사용되는데, 투석액 재생을 위하여 또다른 투석필터, 활성탄, 및 이온수지 흡착제가 이용된다. 따라서, 고가의 알부민뿐만 아니라 투석액 재생을 위한 여러 단계의 분리된 투석필터 및 흡착필터가 요구되며, 이로 인해 Prometheus와 마찬가지로 고가의 치료 비용이 요구된다.
이와 같은 종래의 인공간 장치의 문제점을 해결하기 위하여, 혈장분리와 흡착의 과정을 통합한 '혈액 정화장치'(대한민국등록특허 제1071402) 특허가 등록된 바 있다. 혈장분리와 흡착의 과정을 한 개의 필터에 구현하여 인공간 장치를 간소화하였다. 하지만, 종래의 '혈액 정화장치' 발명에서 혈장 유동을 살펴보면, 혈장유출구 하류에 설치된 펌프의 유체 당김에 의해, 혈장은 혈장분리필터를 관통하여 분리되고, 이어서 내부격벽 관통공을 거치며, 2종 이상의 흡착필터를 통과한 뒤 배출되도록 구성된다. 이때, 혈장분리필터, 내부격벽 관통공, 흡착제가 모두 혈장 흐름의 저항으로 작용하기 때문에, 혈장 압력은 크게 하락하며, 따라서 펌프의 작용에도 불구하고 혈장의 유동이 원활하지 못하며, 혈장 유량을 확보하는데 큰 어려움이 발생한다. 이는 곧 혈액정화 효율을 크게 감소시킬 수 있다.
대한민국 등록특허 10-1071402호 (2011.09.30)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 투석, 흡착, 한외여과 혹은 혈장분리를 일체화한 필터 장치에 있어서, 내부 유동을 원활히 구성함으로써 혈장 혹은 투석액 등의 유동 압력 손실을 없애고, 요구되는 유량을 확보할 수 있으며, 이를 통해 혈액정화 효율을 크게 신장시킬 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 복합기능 필터는 혈액, 혈장, 혹은 사용된 투석액 등의 생물학적 유체(biological fluid)를 정화하기 위한 내부필터, 내부필터의 설치 공간을 제공하며 내부필터 외부에 흡착구간을 구획하는 하우징, 하우징에 설치되며 흡착구간을 통하여 유동이 발생할 수 있도록 하우징 포트를 포함하여 구성된다. 하우징은 통형의 벽체, 벽체의 길이 방향 일측에 벽체 및 내부필터와 결합하는 제 1 캡, 벽체의 길이 방향 타측에 벽체 및 내부필터와 결합하는 제 2 캡을 포함하여 구성된다.
내부필터는 원통형 용기에 반투과성 분리막을 충전하고 그 양단부에 폴리우레탄 등의 합성수지를 이용하여 포팅 가공한 형태를 갖는다. 내부필터는 중공사 형태의 분리막을 갖는 중공사막(hollow-fiber membrane)형 필터로 구성될 수 있는데, 중공사막형 필터는 크기가 작은 것에 비해 유효 면적이 커서 물질 전달 효율이 우수한 장점이 있다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 의한 내부필터는 중공사막으로 구성되는 것으로 한정되지 않고, 평막 등 다른 형태의 분리막으로 구성될 수 있다.
내부필터 용기에는 유체가 통과할 수 있는 유동공이 설치될 수 있다. 유동공은 용기의 길이 방향 중단을 중심으로 구분되는 길이 방향 양측 중 적어도 어느 한 측에 설치되는데, 일례를 들어, 내부필터 용기의 제 1 캡이 위치한 측으로 치우친 위치에 설치될 수 있다. 유동공은 유동이 용이하게 발생할 수 있도록 용기의 원주방향을 둘러싸도록 다수 개 설치되는 것이 바람직하다.
제 1 캡에는 유체가 통과할 수 있도록 제 1 캡 포트와 내부필터와 결합되는 제 1 캡 필터 결합부가 마련된다. 제 1 캡이 내부필터와 결합함으로써 캡 포트를 통과하는 유체가 내부필터 분리막의 일측으로 흐르도록 구획된다. 이는 제 2 캡도 마찬가지이다. 제 2 캡은 유체가 통과할 수 있는 제 2 캡 포트와 내부필터와 결합되는 제 2 캡 필터 결합부를 가질 수 있으며, 제 2 캡이 내부필터와 결합함으로써 제 2 캡 포트를 통과하는 유체가 내부필터 분리막의 일측으로 흐르도록 구획된다.
여기서, 제 1 및 제 2 캡 중 적어도 어느 하나의 캡은, 캡을 관통하며 일단이 캡의 필터 결합부에 인접하는 통로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 일례를 들어, 제 1 캡에는 일단이 필터 결합부에 인접하고 타단이 캡의 외부면에 인접하도록 제 1 캡을 관통하는 제 1 통로가 설치될 수 있다. 캡 외부면이란 흡착구간에 접하는 캡 면을 제외한, 캡의 측면 혹은 캡 포트가 위치하는 면을 의미한다.
제 1 통로는 제 1 캡이 내부필터와 결합함으로써 내부필터와 연결되는 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다. 내부필터 용기의 일측이 제 1 캡의 필터 결합부에 위치함으로써 내부필터와 제 1 캡이 결합하게 된다. 내부필터와 제 1 캡이 결합할 때 두 개의 유로가 구획되는데, 하나는 제 1 캡 포트를 통과하는 유체가 내부필터 분리막의 안쪽으로 흐르도록 구획되며, 다른 하나는 제 1 캡에 마련된 제 1 통로를 통과하는 유체가 내부필터 용기에 마련된 제 1 유동공을 거쳐 내부필터로 유동하도록 구획된다. 즉, 내부필터와 제 1 캡의 결합을 통해 제 1 통로, 제 1 유동공, 및 내부필터를 연결하는 제 1 유로가 형성된다.
이와 같이, 캡과 내부필터의 결합을 통해 유체가 정해진 영역으로 흐르도록 한정되는데, 이는 캡과 필터의 결합부위에 화학적 접착을 통하거나, 실리콘 등 연질의 오링을 결합부위에 삽입하는 등의 방법으로 유체가 정해진 공간 외의 타 공간으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
상기 흡착구간에는 독소 및 노폐물을 제거하기 위하여 흡착제가 구비된다. 흡착제는 빌리루빈(brilirubin)과 같이 혈장 단백질에 결합되어 있으며 전하를 띄고 있는 독소들을 이온 교환 기전에 의하여 제거하는 음이온 교환수지, 또는 트립토판(tryptophan) 및 중분자 크기의 수용성 독소 등을 물리적 흡착에 의해 제거하는 활성탄소 등이 이용될 수 있다. 흡착제는 파우더 형태, 알갱이 형태, 혹은 파우더 혹은 알갱이를 압착시킨 흡착제 블록의 형태 등으로 사용될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터에 포함되는 흡착제는 그 종류와 개수가 한정되지 않고, 혈액정화 요법을 필요로 하는 환자에 따라 변경되는 게 바람직하다.
하우징 포트를 통해서는 흡착제의 이동이 발생하지 않는 것이 바람직하며, 이를 위하여 다양한 방법들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 하우징 포트를 흡착제보다 작은 크기로 제작하거나, 하우징 포트를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나, 흡착제를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나, 파우더 혹은 알갱이 형태의 흡착제를 압착시킨 흡착제 블록을 이용하거나, 또는 흡착제와 하우징 포트 사이에 분리벽이 설치될 수 있다. 분리벽은 흡착제의 통과를 억제하기 위하여 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 구조로 제작되거나, 혹은 지지벽에 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터를 부착한 형태 등으로 제작될 수 있다.
마찬가지로, 2종 이상의 흡착제가 사용된 경우 흡착제 간의 혼합을 방지하기 위하여, 흡착제를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나, 파우더 혹은 알갱이 형태의 흡착제를 압착시킨 흡착제 블록을 이용하거나, 흡착제 사이에 분리벽이 설치될 수 있다.
이하 상기 복합기능 필터를 포함하여 구성되는 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는 복합기능 필터가 환자의 혈액과 직접 닿는 경우와 그렇지 않은 경우로 분리되어 구성될 수 있다. 먼저, 복합기능 필터가 환자의 혈액과 직접 닿는 경우, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는 복합기능 필터, 복합기능 필터와 환자를 연결하는 유동관, 유동관에 설치되며 혈액을 이송시키는 펌프로 구성될 수 있다. 복합기능 필터가 혈액과 직접 닿을 경우, 상기 내부필터에서는 혈장분리 혹은 혈액투석이 일어날 수 있다.
먼저, 내부필터를 통하여 혈장분리가 일어날 경우, 펌프에 의해 혈액이 제 1 캡을 거쳐 내부필터로 유입되면 내부필터에서 혈액으로부터 혈장이 분리된다. 내부필터 분리막을 가로질러 분리된 혈장은 내부필터 용기에 마련된 제 1 유동공과 제 1 캡에 마련된 제 1 통로를 잇는 제 1 유로를 통해 복합기능 필터 외부로 배출된다. 이어서, 제 1 통로와 하우징 포트를 연결하는 유동관을 거쳐 흡착구간으로 공급된다. 혈장은 흡착구간에서 흡착제와의 접촉을 통해 독소와 노폐물이 제거된 후, 혈액이 유동하는 유동관으로 회송된다. 이때, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는 제 1 통로와 하우징 포트를 연결하는 유동관에 펌프가 설치될 수 있으며, 이를 통해 흡착구간으로 유입되는 혈장은 펌프의 유체 푸슁(pushing)에 의해 유동하는 것을 특징으로 한다. 내부필터의 잔여혈액은 제 2 캡 포트를 거쳐 환자에게 회송된다. 이와 같이, 내부필터에서의 혈장분리, 및 흡착구간에서의 흡착을 통하여 혈액은 효율적으로 정화될 수 있다.
반면에, 내부필터를 통하여 혈액투석이 일어날 경우, 혈액이 제 1 캡을 통해 내부필터로 유입되며 여기서 혈액은 혈액투석을 통하여 정화된다. 혈액이 내부필터 분리막의 일측, 혹은 중공사막의 경우 분리막의 안쪽으로 유동할 때, 깨끗한 투석액(fresh dialysate)이 내부필터 분리막의 타측, 혹은 중공사막의 경우 분리막의 바깥쪽으로 공급됨으로써 혈액투석이 일어난다. 혈액투석 동안 확산과 여과에 의해 혈액 중의 요독소 및 수용성 독소들이 투석액 영역으로 제거될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터는 상기 제 1 유로를 통해 투석액이 내부필터로 공급되거나 배출될 수 있다. 투석액은 미리 조성된 투석액 백(bag)을 이용하거나 혹은 수처리 시스템을 통해 생성된 초순수에 pH, 전해질 농도 등을 조정하여 제조될 수 있다.
반대로, 복합기능 필터가 환자의 혈액과 직접 닿지 않는 경우, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는, 혈액과 투석액 사이에 물질 이동이 일어나는 투석필터, 투석필터를 사이에 두고 혈액 회로와 혈액으로부터 독소를 제거하기 위한 투석액 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 혈액 회로는 투석필터와 환자를 연결하는 유동관과 혈액을 이송시키는 펌프로 구성되며, 투석액 회로는 마찬가지로 투석액이 유동하는 유동관과 투석액을 이송시키는 펌프, 그리고 사용된 투석액을 정화시키는 복합기능 필터를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 복합기능 필터는 사용된 투석액(used dialysate)을 정화시키는 역할을 수행한다. 복합기능 필터는 사용된 투석액으로부터 독소 및 노폐물을 제거하고, 전해질 농도를 재조정하여 투석액을 재사용하도록 한다. 복합기능 필터가 사용된 투석액을 정화시키는 경우, 내부필터에서는 한외여과 혹은 투석이 일어날 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터는 내부필터를 통한 투석, 혈장분리 혹은 한외여과, 그리고 흡착구간을 통한 흡착을 통해 혈액 혹은 사용된 투석액을 효율적으로 정화시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 여기서, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터는 내부필터와 연결되는 제 1 유로 외에, 추가로 제 2 유로를 갖도록 변경될 수 있다. 내부필터에서 투석이 일어날 경우, 제 1 및 제 2 유로 중 어느 하나의 유로를 통해 투석액이 공급되면 다른 하나의 유로를 통해 투석액이 배출되는 게 바람직하다. 반면에, 내부필터를 통하여 혈장분리 혹은 한외여과가 일어날 경우, 제 1 유로를 통하여 배출된 혈장 혹은 투석액이 흡착구간을 거친 후 제 2 유로를 통해 내부필터로 회송될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는 투석, 흡착, 혈장분리 혹은 투석, 흡착, 한외여과를 일체화한 복합기능 필터를 이용하여 혈액정화 효율을 증대시킴은 물론, 전체 장치가 간단하고, 설치 및 사용이 용이하며, 처치 비용을 절감할 수 있는 혈액정화 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터의 내부 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터의 내부 구성을 도시하는 단면 등사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터의 내부의 결합관계를 도시하는 단면 등사시도의 분해도이다.
도 4는 내부필터와 내부필터 용기를 도시한 것이다.
도 5는 제 1 캡을 도시한 것이다.
도 6은 제 1 캡과 내부필터의 결합 단면을 나타낸 것이다.
도 7은 분리벽의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치의 개략도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터 내부의 일례의 유동 흐름을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 투석필터의 단면도와 단면 등사시도이다.
도 12 및 도 13은 내부필터를 통한 유체의 유입과 유출을 분리한 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터의 단면도와 단면 등사시도이다.
도 14는 내부필터 용기를 나타낸 것이다.
도 15는 제 2 통로를 갖는 제 2 캡을 도시한 것이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터 내부의 일례의 유동 흐름을 도시한 것이다.
도 18 및 도 19는 내부필터를 통한 유체의 유입과 유출을 분리한 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터의 단면도와 단면 등사시도이다.
도 20은 제 1 캡을 도시한 것이다.
도 21은 내부필터 용기를 나타낸 것이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터 내부의 일례의 유동 흐름을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터 및 이를 포함하여 구성되는 혈액정화 장치를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 단순화되어질 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)를 도시한 것이다. 도 1은 복합기능 필터의 내부 구성을 도시하는 단면도이며, 도 2는 단면 등사시도, 도 3은 단면 등사시도의 분해도이다. 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)는 혈액, 혈장, 혹은 사용된 투석액 등의 생물학적 유체(biological fluid)를 정화하기 위한 내부필터(20), 내부필터의 설치 공간을 제공하는 한편, 내부필터 외부에 흡착구간(12)을 구획하는 하우징, 하우징에 설치되며 흡착구간을 통하여 유동이 발생할 수 있도록 하우징 포트(13)를 포함하여 구성된다.
하우징은 통형의 벽체(11), 벽체의 길이 방향 일측에 벽체 및 내부필터와 결합하는 제 1 캡(30), 벽체의 길이 방향 타측에 벽체 및 내부필터와 결합하는 제 2 캡(40)을 포함하여 구성된다. 도면에서는 제 1 캡이 내부필터의 하부에, 제 2 캡이 내부필터의 상부에 설치된 것을 도시하였다. 제 1 및 제 2 캡의 위치는 도시한 형상으로 한정되지 않고, 제 1 캡이 상부에 제 2 캡이 하부에 설치될 수 있다. 또한, 도 2에서는 하우징 포트(13)가 제 2 캡(40)이 위치한 측으로 치우친 벽체(11)에 설치되어 있지만, 하우징 포트는 제 1 캡, 제 2 캡, 혹은 제 1 캡이 위치한 측으로 치우친 벽체에 설치될 수 있다.
내부필터(20)는 원통형 용기(21)에 반투과성 분리막(22)을 충전하고 그 양단부에 폴리우레탄 등의 합성수지를 이용하여 포팅 가공한 형태를 갖는다. 도 4(a)의 내부필터는 중공사 형태의 분리막을 갖는 중공사막(hollow-fiber membrane)형 필터를 도시하였다. 중공사막형 필터는 크기가 작은 것에 비해 유효 면적이 커서 물질 전달 효율이 우수한 장점이 있다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 의한 내부필터는 중공사막으로 구성되는 것으로 한정되지 않고, 평막 등 다른 형태의 분리막으로 구성될 수 있다. 내부필터 용기(21)의 내부 공간은 분리막(22)에 의해 서로 다른 두 개의 유체가 흐르도록 구획된다.
내부필터 용기(21)에는 유체가 통과할 수 있는 유동공이 설치될 수 있다. 유동공은 용기의 길이 방향 중단을 중심으로 구분되는 길이 방향 양측 중 적어도 어느 한 측에 설치되는데, 일례를 들어 도 4(b)에 도시한 것과 같이, 내부필터 용기(21)의 제 1 캡이 위치한 측으로 치우친 위치에 제 1 유동공(23)이 설치될 수 있다. 유동공(23)은 유동이 용이하게 발생할 수 있도록 용기(21)의 원주방향을 둘러싸도록 다수 개 설치되는 것이 바람직하다.
도 5는 제 1 캡(30)을 도시한 것이다. 제 1 캡에는 유체가 통과할 수 있도록 제 1 캡 포트(31)와 내부필터와 결합되는 제 1 캡 필터 결합부(32)가 마련된다. 제 1 캡이 내부필터와 결합함으로써 캡 포트(31)를 통과하는 유체가 내부필터 분리막(22)의 일측, 혹은 중공사 분리막의 경우 분리막의 안쪽으로 흐르도록 구획된다. 이는 제 2 캡(40)도 마찬가지이다. 제 2 캡은 유체가 통과할 수 있는 제 2 캡 포트(41)와 내부필터와 결합되는 제 2 캡 필터 결합부(42)를 가질 수 있으며, 제 2 캡이 내부필터와 결합함으로써 제 2 캡 포트(41)를 통과하는 유체가 내부필터 분리막의 일측, 혹은 중공사 분리막의 경우 분리막 안쪽으로 흐르도록 구획된다. 도면에서 필터 결합부(32, 42)는 내부필터의 일측이 삽입될 수 있는 오목한 홈의 형태로 도시되었는데, 필터 결합부는 도시한 형상으로 한정되지 않고 치수와 모양이 변경될 수 있다.
여기서, 제 1 및 제 2 캡(30, 40) 중 적어도 어느 하나의 캡은, 캡을 관통하며 일단이 캡의 필터 결합부(32, 42)에 인접하는 통로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 일례를 들어, 도 5에 도시한 것과 같이, 일단이 필터 결합부(32)에 인접하고 타단이 캡의 외부면에 인접하도록 제 1 캡(30)을 관통하는 제 1 통로(33)가 설치될 수 있다. 캡 외부면이란 흡착구간(12)에 접하는 캡 면을 제외한, 캡의 측면 혹은 캡 포트(31, 41)가 위치하는 면을 의미한다. 캡 외부면은 복합기능 필터의 외부에 해당하는 것을 알 수 있다.
제 1 통로(33)는 제 1 캡이 내부필터와 결합함으로써 내부필터와 연결되는 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다. 도 6은 제 1 캡과 내부필터의 결합을 통해 생성되는 제 1 유로(71)를 도시한 것이다. 내부필터 용기(21)의 일측이 제 1 캡의 필터 결합부(32)에 위치함으로써 내부필터와 제 1 캡이 결합하게 된다. 내부필터와 제 1 캡이 결합할 때 두 개의 유로가 구획되는데, 하나는 제 1 캡 포트(31)를 통과하는 유체가 내부필터 분리막(22)의 안쪽으로 흐르도록 구획되며, 다른 하나는 제 1 캡에 마련된 제 1 통로(33)를 통과하는 유체가 내부필터 용기에 마련된 제 1 유동공(23)을 거쳐 내부필터로 유동하도록 구획된다. 즉, 내부필터와 제 1 캡의 결합을 통해 제 1 통로, 제 1 유동공, 및 내부필터를 연결하는 제 1 유로(71)가 형성된다.
이와 같이, 캡(30, 40)과 내부필터(20)의 결합을 통해 유체가 정해진 영역으로 흐르도록 한정되는데, 이는 캡과 필터의 결합부위에 화학적 접착을 통하거나, 실리콘 등 연질의 오링을 결합부위에 삽입하는 등의 방법으로 유체가 정해진 공간 외의 타 공간으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
상기 흡착구간(12)에는 독소 및 노폐물을 제거하기 위하여 흡착제가 구비된다. 흡착제는 빌리루빈(brilirubin)과 같이 혈장 단백질에 결합되어 있으며 전하를 띄고 있는 독소들을 이온 교환 기전에 의하여 제거하는 음이온 교환수지, 또는 트립토판(tryptophan) 및 중분자 크기의 수용성 독소 등을 물리적 흡착에 의해 제거하는 활성탄소 등이 이용될 수 있다. 흡착제는 파우더 형태, 알갱이 형태, 혹은 파우더 혹은 알갱이를 압착시킨 흡착제 블록의 형태 등으로 사용될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터에 포함되는 흡착제는 그 종류와 개수가 한정되지 않고, 혈액정화 요법을 필요로 하는 환자에 따라 변경되는 게 바람직하다.
하우징 포트(13)를 통해서는 흡착제의 이동이 발생하지 않는 것이 바람직하며, 이를 위하여 다양한 방법들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 하우징 포트를 흡착제보다 작은 크기로 제작하거나, 하우징 포트를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나, 흡착제를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나, 파우더 혹은 알갱이 형태의 흡착제를 압착시킨 흡착제 블록을 이용하거나, 또는 도 2에 도시한 것과 같이, 흡착제와 하우징 포트 사이에 분리벽(14)이 설치될 수 있다. 분리벽은 흡착제의 통과를 억제하기 위하여 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 구조로 제작되거나, 혹은 도 7에 도시한 것과 같이, 지지벽(14a)에 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터(14b)를 부착한 형태 등으로 제작될 수 있다.
마찬가지로, 2종 이상의 흡착제가 사용된 경우 흡착제 간의 혼합을 방지하기 위하여, 흡착제를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나, 파우더 혹은 알갱이 형태의 흡착제를 압착시킨 흡착제 블록을 이용하거나, 흡착제 사이에 분리벽(14)이 설치될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 상기 복합기능 필터(10)를 포함하여 구성되는 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치(80)에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는 복합기능 필터가 환자의 혈액과 직접 닿는 경우와 그렇지 않은 경우로 분리되어 구성될 수 있다. 먼저, 복합기능 필터가 환자의 혈액과 직접 닿는 경우, 도 8(a)에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치는 복합기능 필터(10), 복합기능 필터와 환자를 연결하는 유동관(81), 유동관에 설치되며 혈액을 이송시키는 펌프(82)로 구성될 수 있다. 복합기능 필터가 혈액과 직접 닿을 경우, 상기 내부필터(20)에서는 혈장분리(plasma separation) 혹은 혈액투석(hemodialysis)이 일어날 수 있다.
먼저, 내부필터를 통하여 혈장분리가 일어날 경우, 복합기능 필터 내부의 일례의 유동을 도 9에 도시하였다. 펌프(82)에 의해 혈액이 제 1 캡(30)을 거쳐 내부필터(20)로 유입되면 내부필터에서 혈액으로부터 혈장이 분리된다. 내부필터 분리막을 가로질러 분리된 혈장은 내부필터 용기에 마련된 제 1 유동공과 제 1 캡에 마련된 제 1 통로를 잇는 제 1 유로(71)를 통해 복합기능 필터 외부로 배출된다. 이어서, 제 1 통로(33)와 하우징 포트(13)를 연결하는 유동관(81)을 거쳐 흡착구간(12)으로 공급된다. 혈장은 흡착구간에서 흡착제와의 접촉을 통해 독소와 노폐물이 제거된 후, 혈액이 유동하는 유동관(81)으로 회송된다.
이때, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치(80)는 제 1 통로와 하우징 포트를 연결하는 유동관(81)에 펌프(82)가 설치될 수 있으며, 이를 통해 흡착구간으로 유입되는 혈장은 펌프의 유체 푸슁(pushing)에 의해 유동하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 종래의 '혈액 정화장치'(대한민국등록특허 제1071402) 발명에서 혈장의 유동은 혈장유출구 하류에 설치된 펌프의 유체 당김에 의해서 달성되는데, 이때 혈장은 혈장분리필터, 내부격벽 관통공, 흡착제를 모두 통과하도록 구성된다. 하지만, 혈장분리필터, 내부격벽 관통공, 흡착제가 모두 혈장 흐름의 저항으로 작용하기 때문에, 혈장 펌프의 작용에도 불구하고 혈장 압력이 크게 손실되며, 따라서 혈장 유량을 확보하는데 큰 어려움이 발생한다.
하지만, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)는 제 1 캡(30)에 설치된 제 1 통로(33), 제 1 통로를 포함하여 구성되는 제 1 유로(71), 제 1 통로와 하우징 포트를 잇는 유동관(81)과 여기에 설치된 펌프(82)를 포함하여 구성됨으로써, 흡착구간을 거치는 혈장이 펌프의 유체 푸슁에 의해 유동하며, 따라서 흡착구간으로 유입되는 혈장의 압력이 양(+)의 값을 가질 수 있는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 궁극적으로 원활한 혈장 흐름과 요구되는 혈장 유량을 확보할 수 있는 장점을 갖는다.
내부필터의 잔여혈액은 제 2 캡 포트(41)를 거쳐 환자에게 회송된다. 이와 같이, 내부필터에서의 혈장분리, 및 흡착구간에서의 흡착을 통하여 혈액은 효율적으로 정화될 수 있다.
반면에, 내부필터를 통하여 혈액투석이 일어날 경우, 복합기능 필터 내부의 일례의 유동을 도 10에 도시하였다. 혈액이 제 1 캡(30)을 통해 내부필터로 유입되며 여기서 혈액은 혈액투석을 통하여 정화된다. 이어서, 혈액은 제 2 캡 포트(41)와 하우징 포트(13)를 거쳐 흡착구간으로 유동하며, 여기서 흡착제와 접촉을 통해 한번 더 정화된 후 환자에게 회송된다.
혈액이 내부필터 분리막의 일측, 혹은 중공사막의 경우 분리막의 안쪽으로 유동할 때, 깨끗한 투석액(fresh dialysate)이 내부필터 분리막의 타측, 혹은 중공사막의 경우 분리막의 바깥쪽으로 공급됨으로써 혈액투석이 일어난다. 혈액투석 동안 확산과 여과에 의해 혈액 중의 요독소 및 수용성 독소들이 투석액 영역으로 제거될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터는 도 10에 도시한 것과 같이, 상기 제 1 유로(71)를 통해 투석액이 내부필터로 공급되거나 배출될 수 있다. 투석액은 미리 조성된 투석액 백(bag)을 이용하거나 혹은 수처리 시스템을 통해 생성된 초순수에 pH, 전해질 농도 등을 조정하여 제조될 수 있다.
반대로, 복합기능 필터(10)가 환자의 혈액과 직접 닿지 않는 경우, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치(80)는 도 8(b)에 도시한 것과 같이, 혈액과 투석액 사이에 물질 이동이 일어나는 투석필터(83), 투석필터를 사이에 두고 혈액 회로(blood circuit)와 혈액으로부터 독소를 제거하기 위한 투석액 회로(dialysate circuit)를 포함하여 구성될 수 있다. 혈액 회로는 투석필터와 환자를 연결하는 유동관(81)과 혈액을 이송시키는 펌프(82)로 구성되며, 투석액 회로는 마찬가지로 투석액이 유동하는 유동관(81)과 투석액을 이송시키는 펌프(82), 그리고 사용된 투석액을 정화시키는 복합기능 필터(10)를 포함하여 구성될 수 있다.
투석필터(83)는 도 11에 도시한 것과 같이, 내부 공간을 갖는 투석필터 용기(83a)와 용기의 내부 공간에 수용되는 투석막(83b)을 포함하며, 용기의 내부 공간은 투석막에 의해 혈액 유동영역과 투석액 유동영역으로 구획된다. 투석필터 용기의 일단과 타단에는 혈액 유입구(83c)와 혈액 유출구(83d)가 마련되고, 용기의 외주면 상하부에는 투석액 유입구(83e)와 투석액 유출구(83f)가 마련된다. 투석필터 내에서 혈액과 투석액은 투석막을 사이에 두고 서로 분리된 공간을 유동하며, 이때 혈액 중의 독소와 노폐물, 잉여수분 등이 확산, 여과 등의 원리에 의해 투석막을 가로질러 투석액 영역으로 제거된다.
이때, 복합기능 필터(10)는 사용된 투석액(used dialysate)을 정화시키는 역할을 수행한다. 전술한 바와 같이, 투석액은 수처리 시스템을 통해 생성된 초순수에 bicarbonate, sodium 등 여러 전해질 농도와 pH 등을 조정하여 제조된다. 특히, 간투석에서는 투석액에 알부민과 같은 혈장 단백질을 추가로 포함하여 조성되는데, 알부민은 혈액 혹은 혈장에 존재하는 단백질 결합 독소(protein-bound toxins)를 제거하는 매개체로 작용할 수 있다. 복합기능 필터(10)는 사용된 투석액으로부터 독소 및 노폐물을 제거하고, 전해질 농도를 재조정하여 투석액을 재사용하도록 한다. 재생된 투석액은 투석액 레저버(84)에 일시적으로 저장된 후 투석필터로 공급될 수 있다.
복합기능 필터(10)가 사용된 투석액을 정화시키는 경우, 내부필터에서는 한외여과(ultrafiltration) 혹은 투석(dialysis)이 일어날 수 있다. 먼저 한외여과가 일어나는 경우, 복합기능 필터 내부의 유동은 도 9에 도시한 유동 흐름과 동일할 수 있다. 다만, 제 1 캡과 하우징 포트를 잇는 유동관(81)을 통하여 혈장이 아닌 여과된 투석액이 흐르는 차이가 있다. 흡착구간으로 유입된 투석액은 흡착제와의 접촉을 통해 투석액 중의 독소 및 노폐물이 제거되며, 흡착구간을 거친 투석액은 투석액이 유동하는 유동관(81)으로 회송된다.
여기서, 내부필터를 통하여 여과되는 투석액의 양은 정해진 값을 갖는 것이 아니다. 투석액 중의 흡착에 의해 제거되어야 하는 독소의 양, 혹은 복합기능 필터을 통과하는 투석액 유동의 안정성 등을 고려하여 조절될 수 있다. 따라서, 사용된 투석액의 전부가 여과되어 흡착구간을 통과하도록 구성될 수 있다.
반대로, 복합기능 필터(10)가 사용된 투석액을 정화시키며 내부필터를 통하여 투석이 일어날 경우, 복합기능 필터 내부의 흐름은 도 10에 도시한 흐름으로 설명될 수 있다. 사용된 투석액이 내부필터 분리막의 일측, 혹은 중공사막의 경우 분리막의 안쪽으로 유동할 때, 깨끗한 투석액이 내부필터 분리막의 타측, 혹은 중공사막의 경우 분리막의 바깥쪽으로 공급됨으로써 투석이 일어난다. 투석 동안 사용된 투석액 중의 요독소 및 수용성 독소들이 깨끗한 투석액 영역으로 제거될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액정화 장치(80)의 펌프(82)는 혈액, 혈장 혹은 투석액 등을 이송시킬 수 있는 다양한 방법이 이용될 수 있다. 도 8 내지 도 10에 도시한 펌프는 유동관을 압착함으로써 내부의 유체를 이송시키는 롤러와 롤러를 회전시키는 롤러 구동부로 구성된 롤러 펌프를 도시하였다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 의한 펌프는 롤러와 롤러 구동부로 구성되는데 한정되지 않고, 원심력을 가함으로써 유체를 이송시키는 원심펌프, 유동관을 가압하는 유동관 가압부재와 가압부재 구동기로 구성된 유동관 가압펌프, 실린더와 실린더를 압축 혹은 팽창시키는 피스톤으로 구성된 피스톤 펌프, 혹은 공기압 구동기(pneumatic driver)를 이용하여 유체 주머니(sac)를 압축 혹은 팽창시키는 공기압 펌프(pneumatic pump) 등 유체를 이송시킬 수 있는 다양한 형태로 변경될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)는 내부필터를 통한 투석, 혈장분리 혹은 한외여과, 그리고 흡착구간을 통한 흡착을 통해 혈액 혹은 사용된 투석액을 효율적으로 정화시킬 수 있다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)는 내부필터(20)와 연결되는 제 1 유로(71) 외에, 추가로 제 2 유로(72)를 갖도록 변경될 수 있다. 전술한 바와 같이, 내부필터(20)에서는 혈장분리 혹은 한외여과가 일어날 수 있다. 분리된 혈장 혹은 투석액이 제 1 유로를 통해 내부필터로부터 배출되며, 제 1 캡과 하우징 포트를 잇는 유동관(81)을 거쳐 흡착구간으로 공급되며, 흡착구간을 거친 유체는 혈액 혹은 투석액이 흐르는 유동관(81)으로 회송된다. 이때, 내부필터를 잇는 제 2 유로를 설치함으로써 흡착구간을 거친 유체가 내부필터(20)로 곧바로 회송될 수 있다.
또한, 내부필터(20)에서 투석이 일어나는 경우, 제 1 유로를 거쳐 깨끗한 투석액이 공급되거나 배출된다. 이때 깨끗한 투석액이 내부필터로 공급되는 유로와 내부필터로부터 배출되는 유로를 분리함으로써 투석 동안 확산에 의한 물질 전달을 더욱더 증대시킬 수 있다.
도 12 및 도 13은 내부필터(20)와 연결되는 두 개의 분리된 유로(71, 72)를 갖는 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)를 도시한 것이다. 제 2 유로(72)를 형성하기 위하여 내부필터 용기(21)에는 제 2 유동공(24)이 추가로 설치된다. 제 2 유동공은 내부필터 용기의 길이 방향 중단을 중심으로 상기 제 1 유동공(23)의 반대편 측에 설치되는 게 바람직하다. 일례를 들어, 도 14에 도시한 것과 같이, 제 2 유동공은 용기의 제 2 캡(40)이 위치한 측으로 치우친 위치에 설치될 수 있다. 또한, 제 2 캡(40)은 캡을 관통하며 일단이 필터 결합부(42)에 인접하고 타단이 제 2 캡의 외부면에 인접하는 제 2 통로(43)를 추가로 포함하여 구성된다. 도 15는 제 2 통로(43)가 설치된 제 2 캡(40)을 도시한 것이다.
내부필터(20)의 일단은 제 1 캡(30)과 결합하며 타단은 제 2 캡(40)과 결합한다. 도 6에서 설명한 바와 같이, 내부필터(20)와 제 1 캡(30)이 결합함으로써 내부필터 용기에 마련된 제 1 유동공(23)과 제 1 캡에 마련된 제 1 통로(33)를 잇는 제 1 유로(71)가 형성되며, 마찬가지로 내부필터(20)와 제 2 캡(40)이 결합함으로써 내부필터 용기에 마련된 제 2 유동공(24)과 제 2 캡에 마련된 제 2 통로(43)를 잇는 제 2 유로(71)가 형성된다.
내부필터에서 투석이 일어날 경우, 제 1 및 제 2 유로(71, 72) 중 어느 하나의 유로를 통해 투석액이 공급되면 다른 하나의 유로를 통해 투석액이 배출되는 게 바람직하다. 도 16은 일례의 투석액 유동을 도시한 것으로서, 제 2 유로(72)를 통해 투석액이 내부필터로 공급되며 제 1 유로(71)를 통해 배출되는 것을 도시한 것이다. 반면에, 내부필터를 통하여 혈장분리 혹은 한외여과가 일어날 경우, 도 17에 도시한 것과 같이 제 1 유로(71)를 통하여 배출된 혈장 혹은 투석액이 흡착구간을 거친 후 제 2 유로(72)를 통해 내부필터로 회송될 수 있다.
도 17의 유동을 살펴보면, 혈장 혹은 투석액이 제 1 캡과 가까운 측의 분리막에서 분리되며, 분리된 유체는 흡착구간을 통과한 뒤, 제 2 캡과 가까운 측의 분리막으로 회송되는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 내부필터(20) 내에서 유체의 분리와 회송이 동시에 일어날 경우, 제 2 유로(72)를 거쳐 회송된 유체가 분리막의 안쪽으로 유동하지 않고, 제 1 유로(71)를 통해 곧바로 배출될 수 있다. 이와 같이, 정화된 유체가 재순환되면 혈액정화 효율은 떨어진다. 따라서, 이러한 유체의 재순환을 억제하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터는 도 14, 도 16, 및 도 17에 도시한 것과 같이, 내부필터 용기의 내벽에 내벽 돌출부(25)를 포함하여 구성될 수 있다. 내벽 돌출부는 내부필터 용기의 내경을 감소시키며, 내부필터 내에서 유체의 배출되는 영역과 회송되는 영역을 구분할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 제 1 및 제 2 유로(71, 72)는 각각 제 1 및 제 2 캡(30, 40)을 통과하도록 한정되지 않고, 도 18 및 도 19에 도시한 것과 같이, 제 1 및 제 2 유로가 모두 제 1 캡(30)을 통과하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)는 내부필터를 수용하며 내부필터 외부에 유로를 구획할 수 있는 유로구획 용기(15)를 추가로 포함하여 구성된다. 유로구획 용기가 내부필터를 수용함으로써 내부필터 외부에 유로를 구획하기 위하여 유로구획 용기의 내경은 내부필터의 외경보다 큰 것이 바람직하다. 유로구획 용기의 양단은 제 1 및 제 2 캡과 결합한다.
제 1 및 제 2 유로가 동일한 캡을 통과하도록 구성되기 위하여, 도 20에 도시한 것과 같이, 제 1 캡(30)에는 캡을 관통하며 일단이 캡의 필터 결합부(32)에 인접하는 제 1 통로(33) 외에, 역시 캡을 관통하며 캡의 흡착구간에 접하는 면과 캡의 외부면을 연결하는 제 3 통로(34)를 추가로 포함하여 구성되는 게 바람직하다. 이때, 제 2 캡에 설치된 제 2 통로(43)는 불필요한 것을 알 수 있다. 또한, 도 21은 제 2 유동공(24)이 상기 제 1 유동공(23)의 길이 방향 반대편 측에 원주방향으로 둘러싸도록 구성된 일례의 내부필터 용기를 도시한 것이다.
도 22는 제 1 및 제 2 유로(71, 72)가 제 1 캡(30)을 통과하도록 구성된 본 발명의 일실예에 의한 복합기능 필터 내부의 일례의 투석액 흐름을 도시한 것으로서, 제 1 유로(71)를 통하여 공급된 투석액이 내부필터(20)를 통과한 뒤, 제 2 유동공(24), 유로구획 용기(15), 및 제 3 통로(34)를 잇는 제 2 유로(74)를 통해 배출되는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 복합기능 필터(10)는 혈액 혹은 사용된 투석액을 정화하기 위하여 투석, 흡착, 혈장분리 혹은 한외여과를 한 개의 필터 내에 일체화시키고, 흡착구간을 지나는 필터 내부의 유동을 원활하게 구성함으로써 전체 장치가 간단하고, 설치 및 사용이 용이하며, 처치 비용을 절감할 수 있는 혈액정화 장치를 제공할 수 있다.
이상, 앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 제한된다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량하거나 변경하는 것이 가능하며, 이러한 개량 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 복합기능 필터
11 : 벽체
12 : 흡착구간
13 : 하우징 포트
14 : 분리벽
14a : 지지벽
14b : 메쉬필터
15 : 유로구획 용기
20 : 내부필터
21 : 내부필터 용기
22 : 내부필터 분리막
23 : 제 1 유동공
24 : 제 2 유동공
30 : 제 1 캡
31 : 캡 포트
32 : 필터 결합부
33 : 제 1 통로
34 : 제 3 통로
40 : 제 2 캡
41 : 캡 포트
42 : 필터 결합부
43 : 제 2 통로
71 : 제 1 유로
72 : 제 2 유로
80 : 혈액정화 장치
81 : 유동관
82 : 펌프
83 : 투석필터
83a : 투석필터 용기
83b : 투석막
83c : 혈액 유입구
83d : 혈액 유출구
83e : 투석액 유입구
83f : 투석액 유출구
84 : 투석액 레저버

Claims (11)

  1. 내부 공간을 갖는 용기와 용기의 내부 공간에 수용되는 분리막을 포함하여 구성되는 내부필터;
    내부필터의 설치 공간을 제공하며, 내부필터 외부에 흡착구간을 구획하는 하우징; 및
    하우징에 설치되며 상기 흡착구간을 통하여 유동이 발생할 수 있도록 하우징 포트;를 갖는 복합기능 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    통형의 벽체;
    벽체의 길이 방향 일측에 벽체 및 내부필터와 결합하는 제 1 캡;
    벽체의 길이 방향 타측에 벽체 및 내부필터와 결합하는 제 2 캡;을 포함하여 구성되며,
    상기 제 1 캡 및 제 2 캡 중 적어도 하나의 캡은, 캡을 관통하며 일단이 캡의 필터 결합부에 인접하는 통로;를 포함하여 구성되는 복합기능 필터.
  3. 제 2 항에 있어서
    내부필터 용기는 용기의 길이 방향 중단을 중심으로 구분되는 길이 방향 양측 중 적어도 하나의 측에 유체가 통과할 수 있는 유동공;을 갖는 것을 특징으로 하는 복합기능 필터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    내부필터를 수용하며 내부필터 외부에 유로를 구획할 수 있는 유로구획 용기; 및
    상기 제 1 캡 및 제 2 캡 중 어느 하나의 캡은, 캡을 관통하며 일단이 캡의 흡착구간에 접하는 면에 인접하는 통로;를 추가로 갖는 복합기능 필터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착구간에는 노폐물을 제거하기 위하여 흡착제;가 구비되는 복합기능 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    내부필터 용기의 내벽에 설치되며 내부필터 용기의 내경을 감소시키는 내벽 돌출부;를 갖는 복합기능 필터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    하우징 포트를 통하여 흡착제의 이동이 발생하지 않도록,
    하우징 포트를 흡착제보다 작은 크기로 제작하거나,
    하우징 포트를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나,
    흡착제를 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터로 감싸거나,
    파우더 혹은 알갱이 형태의 흡착제를 압착시킨 흡착제 블록을 이용하거나, 또는
    흡착제의 통과를 억제할 수 있도록 분리벽;이 설치되는 복합기능 필터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분리벽은,
    흡착제의 통과를 억제할 수 있도록 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖거나, 혹은
    유체가 통과할 수 있는 지지벽에 흡착제보다 작은 크기의 기공을 갖는 메쉬필터를 부착한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 복합기능 필터.
  9. 상기 제 5 항의 복합기능 필터;
    복합기능 필터와 연결되며 혈액 혹은 혈장이 유동하는 유동관;
    유동관에 설치되어 혈액 혹은 혈장을 이송시키는 펌프;를 포함하여 구성되는 혈액정화 장치.
  10. 혈액과 투석액이 내부를 통과하며 혈액과 투석액 사이에 물질 전달이 일어나는 투석필터;
    투석필터와 연결되며 혈액 혹은 투석액이 유동하는 유동관;
    유동관에 설치되며 혈액 혹은 투석액을 이송시키는 펌프; 및
    투석액을 정화시키기 위하여 상기 제 5 항의 복합기능 필터;를 포함하여 구성되는 혈액정화 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    내부필터 분리막은 혈액투석막, 혈장분리막, 또는 혈액여과막 중 어느 하나의 막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 혈액정화 장치.
KR1020150016438A 2015-02-03 2015-02-03 혈액정화 장치 KR20160095317A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150016438A KR20160095317A (ko) 2015-02-03 2015-02-03 혈액정화 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150016438A KR20160095317A (ko) 2015-02-03 2015-02-03 혈액정화 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160095317A true KR20160095317A (ko) 2016-08-11

Family

ID=56714020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150016438A KR20160095317A (ko) 2015-02-03 2015-02-03 혈액정화 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160095317A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101071402B1 (ko) 2007-09-11 2011-10-07 (주) 비에이치케이 혈액 정화장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101071402B1 (ko) 2007-09-11 2011-10-07 (주) 비에이치케이 혈액 정화장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101638280B1 (ko) 혈액정화 장치
US9713668B2 (en) Multi-staged filtration system for blood fluid removal
KR20150114887A (ko) 혈액정화 장치
US11596901B2 (en) Biomimetically designed modular microfluidic-based capillaries and lymphatic units for kidney and liver dialysis systems, organ bio-reactors and bio-artificial organ support systems
US6497675B1 (en) Device for extracorporeal treatment of physiological fluids of organism
KR101071402B1 (ko) 혈액 정화장치
WO2008051994A2 (en) Fluid-conserving cascade hemofiltration
KR101572304B1 (ko) 혈액정화필터 및 이를 갖는 혈액정화장치
US9585996B2 (en) Blood purifying filter and blood purifying apparatus
EP3796955B1 (en) Sorbent cartridge for dialysate regeneration
KR20160095317A (ko) 혈액정화 장치
JPS6045359A (ja) 血液浄化器
KR20160016474A (ko) 혈액정화필터 및 혈액정화장치
KR101638235B1 (ko) 혈액정화필터 및 이를 갖는 혈액정화장치
KR20160016086A (ko) 혈액정화필터 및 혈액정화장치
US20050000898A1 (en) Bio-liquid treatment device
WO2015152593A1 (ko) 혈액정화 장치
US20230053271A1 (en) Sorbent Bags
JP2002095740A (ja) 血液回路内の残留血液返血方法および血液浄化装置
KR101458174B1 (ko) 혈액투석용 투석액 제조방법
JP2000167044A (ja) 血液浄化器とこれを含む血液浄化装置
CN116507375A (zh) 用于透析应用的过滤装置
KR20230066319A (ko) 투석용 필터 디바이스
JPH07284531A (ja) 血液中の毒性物質除去装置
JP2004321385A (ja) 血液浄化器

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid