用于除去部分蛋白质结合物质的方法和装置制造方法及图纸

一种增加用于除去血液中物质的透析效率的方法和装置，上述物质或多或少紧密结合到各种载体如血清白蛋白上。按照本发明专利技术，这是通过比常规透析同时显著增加透析液流动速率和膜面积完成，上述膜将血液与透析液分开。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于增加除去生理液如血液中各种物质的透析效率的方法和装置，上述生理液中各种物质或多或少紧密结合到载体如白蛋白上。背景对于已经丧失全部或大部分肾功能或肝功能的人来说，必需找到各种清洗血液可供选择的方法。一种常用可供选择的方法是透析，在上述透析中，将血液中的废品跨过一个膜输送到一种清洗液中。在血透最常用的透析形式中，血液从身体中取出，并导引到一个外部装置，即透析器，所述透析器装有一个膜，同时血液在膜的一侧上流动和一种透析液在膜的另一侧上流动。然后将血液返回体内。由于血液和渗析液之间跨过膜的浓度差，血液中的废品将通过扩散输送到透析液中。同时，任何过量的流体都可以通过超滤除去，上述超滤是通过跨过膜产生压力差来实现。这种透析过程对于溶于体液，其中包括血浆的那些物质来说可能很有效。用于跨过膜输送的驱动力是浓度差，并且只要保持这个浓度差，输送速率就可以很高。对于在透析液中是零浓度的那些物质，输送速率可以作为血液浓度和一个通称为透析器清除的因子二者的乘积计算。清除值可以看成是总体上没有问题物质的这部分血液液流，并且用ml/min量度。清除率(C1)的主要测定是血液流动速率(Qb)和透析液流动速率(Qd)，和膜的输送能力。膜可以用它的传质系数koA表征，上述传质系数koA与膜的面积成正比，并可以看成是在很大的血液和透板液流动速率下得到的清除。用于透析器清除的方程在理论上可以通过计算沿着透析器的浓度分布图推导。若考虑在沿着透析器每个点处的质量平衡，考虑液流所输送的质量，及跨过膜的扩散，则得到一组在血液流动方向上沿着透析器的浓度用微分方程。然后从血液流动速率和计算得的血液浓度变化得到计算清除所需的质量除去速率。在没有任何超滤时，清除由方程1规定Cl=Qb·(1-ef)·QdQd-Qb·ef---(1)]]>式中e代表指数函数，指数f由议程2计算f=koA(1Qd-1Qb)---(2)]]>为给方程1和2求导数，假定血液和透析液二者在沿着透析器每一点处都完全混合。因此，浓度假定是按照计算得的浓度分布沿着透析器的变化，而且假定各浓度与离膜的距离无关。还假定液流同等地分布在整个透析器中。即使在这些限制下，这些方程实际上已经表明完全说明了清除与血液和透析液流动速率的关系。这些方程在需要时对超滤校正情况下，因此经常用来说明透析器的能力。方程1和2的更近研究发现，清除决不会超出Qb、Qd、或koA其中无论哪一个。透析液流动速率Qd和koA只受变动的设备限制，而血液流动速率受可以进入患者体内的血液中得到的血液的速率限制。这对于透析来说通常是在200-500ml/min范围内。这限制了透析治疗中可以得到的最大效率，并对在标准透析治疗中所用的Qd和膜koA得出十分标准化的值，因为较高流动速率和koA的成本不能用更好的效率证明合算。如果当Qb和koA固定时Qd增加，则清除将增加到血液流动速率的某个分数，所述血液流动速率的某个分数由koA决定。在Qd已是血液流动速率一倍下，清除接近这个极限，继续变高增益很少。因此在标准血透中透析液流动速率通常是在500-800ml/min范围内。如果当Qd和Qb固定时代之以koA增加，则清除接近Qb，而与Qd无关(只要Qd比Qb高)。即使在koA值高达血液流动速率3-4倍时，增加也很显著，但由于经济和实用的原因，在标准血透中透析器koA值通常限定在500-1000ml/min范围内。上述分析对溶于体液如血浆中的各种物质是有效的。但许多物质在很大程度上是结合到载体如白蛋白上。可以结合到白蛋白上的一些物质的例子是丁酸和戊酸，甲状腺素，色氨酸未共轭的胆红素，硫醇类，和芳族氨基酸。已知许多药物在偶而用药过量或自杀性中毒情况下，通过比如三环抗抑郁剂、地高辛、毛地黄毒素、茶叶碱或苯二氮类等对白蛋白具有一高结合速率。血透也可以起比如用于一氧化碳或氰化物载体作用。这些物质对血红蛋白具有很高亲合力。并且将取代氧，这样大大降低了血液输送氧的能力。在许多情况下，对血液中很大程度上结合到蛋白质或其它载体上的一些物质，如真菌毒素类，也具有高除去速率，可能很重要。但情况与上述溶解的物质的情况不同。即使在血液中部分蛋白质结合和部分溶解的物质总量大的情况下，血浆浓度也可能很低，因为大多数物质都可以结合。那么跨过膜的浓度梯度将小，因此在透析中的输送速率低，正如治疗效率低一样。以前试图解决这个问题集中在也加一种载体到透析液中。对于白蛋白结合的毒素，一种常用的解决方案是加白蛋白到透析液中。跨过膜输送到透析液中的各种物质然后将结合到透析液中的白蛋白上。这将保持在透析液中的浓度低，因此跨过膜的输送可以持续而不使浓度梯度消失。因此透析液运送蛋白质结合物质的能力变得更大，见比如US 5744042。在大多数物质结合到载体上的情况下，浓度梯度仍然小，并且如果将膜本身改性以增强输送，甚至可以得到更好的结果。这已在US 5744042中提出，此处将膜用白蛋白打底，以便内外膜表面都用白蛋白覆盖，白蛋白粘合到表面上。因此，在膜内产生一些部位，可以起用于跨过膜输送的媒体作用。加一种载体象白蛋白到透析液和/或膜中的一个主要缺点是它价格很贵。因此废弃这种包括白蛋白的透析液是不理想的。在US 5744042中，建议在透析回路中放一个清洗筒，所述清洗筒将从载体中除去结合物质，以便将透析液再生。那样做只需要少量透析液，因为它可以一再重复利用。问题是在所有溶质都不能被清洗筒除去的情况下，这种液体将饱和，并因此需要加入一个第二透析回路，以便清洗一次透析液，并且还除去通常在治疗之间聚集在患者体内的任何过量液体。专利技术概述在现有技术中，操作过程因此变得价格昂贵和缓慢以及麻烦，并且需要有一种更简单的从血液中除去载体结合物质的方法。本专利技术基于更仔细考察跨过透析膜输送载体结合物质之后的机制。如果我们假定物质总量与溶于血浆中的量之间的比值是常数，则在这种情况下也可以推导出透析器清除的理论公式。如果我们把这个比值用α表示，并把清除定义为除去速率除以血液中的总浓度(包括结合的这部分)，则用于清除的公式改变成如方程(3)所示Cl=Qb·(1-ef)·Qd/αQd/α-Qb·ef---(3)]]>与方程(2)相比，指数f改变成如方程(4)所示f=koAα(αQd-1Qb)---(4)]]>在方程3和4的导数中，假定比值α始终和在整个透析器中都是常数。这意味着假定载体结合部分和溶解部分之间的平衡是瞬时的，因此当材料通过透析从血浆中除去时，相应的量立即从载体中释放出来。这个过程中的延迟可能减少最终清除，但减少可以通过各种动作减至最小，以使血液在透析器中的停留时间达到最长。超滤的作用在方程3和4中也被忽略。对溶解的物质来说，已知超滤增加清除为超滤速率的约1/3-1/2，这通常意味着增加百分之几。对载体结合物质来说，超滤的作用更复杂。超滤本身不改变留下血液中的浓度，并因此物质的载体结合部分不能用纯粹超滤除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从血液中除去部分载体结合物质的方法，所述方法包括一个血液回路，一个流体回路和一个过滤器，所述过滤器具有一将流体室与血室分开的半透膜，此处血液流过血室，而清洗液流过流体室，其特征在于：－过滤器的传质系数ｋｏＡ为至少２０００ｍｌ／ｍ ｉｎ；－过滤器的传质系数ｋｏＡ与血液流动速率之间的比值为至少５；－清洗液流动速率为至少２０００ｍｌ／ｍｉｎ；及－清洗液的流动速率与血流流动速率之间的比值为至少５。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：扬斯特恩贝，贝丽特斯特恩贝，
申请(专利权)人：甘布罗伦迪亚股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]