本发明专利技术涉及一种用于从血液和其它流体中去除物质的装置，所述装置包含：i)用于从血液、血浆、超滤液或透析液流体中去除物质如毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素的电催化分解过滤器，所述电催化分解过滤器包含直流电源，一组具有催化表面或与提供催化活性的吸着剂直接接触的电极，ii)用于从血液、血浆、超滤液或透析液流体中去除物质如毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素的电吸着过滤器，所述电吸着过滤器包含直流电源、一组电极、纳米结构的吸着材料和/或多孔聚合物基质，iii)供血液或血浆或透析液流体进入所述装置中的进口，iv)用于从所述装置中去除经纯化的血液、血浆、超滤液或透析液流体的出口，和v)导管，其连接所述进口与所述出口并且保持所述电吸着过滤器，以使得所述血液、血浆、超滤液或透析液流体被强迫通过所述电吸着和电催化分解过滤器，以及vi)传感器和控制系统，以保护装置不产生氧化应激。本发明专利技术的装置也适用于其它流体如水、废水、化学品和其它生物流体的纯化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除有毒物质的装置，该装置包含：i)外壳，其具有用于透析液流体、血液、血浆或超滤液进入所述外壳的进口，用于从所述外壳中去除经纯化的透析液流体、血液、血浆或超滤液和过量流体的出口，和将所述进口与所述出口连接的导管ii)电催化分解过滤器，用于从所述透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素，所述电催化分解过滤器被包含在所述导管中，使得所述透析液流体、血液、血浆或超滤液在从所述进口流到所述出口时，必须经过所述电催化分解过滤器，且所述电催化分解过滤器包含：a)具有电催化表面用于通过电氧化来分解和气化毒素的一组电极b)或与已涂布有电催化材料的多孔材料直接电接触的一组电极c)向所述电极提供电荷以激活所述电催化电极表面的电源d)考虑到毒素的再吸着和释放而控制和转换所述电极上的电荷并且防止沉积物在所述电极上积累的电子器件iii)电吸着过滤器，用于从所述透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素，所述电吸着过滤器被包含在所述导管中，以使得所述透析液流体、血液、血浆或超滤液在从所述进口流到所述出口时，必须经过所述电吸着过滤器，且所述电吸着过滤器包含：a)纳米结构吸着材料；b)涂布有所述吸着材料或与所述吸着材料电接触的一组电极；c)向所述电极提供电荷并且在所述吸着介质中产生电场强度的电源；d)用于监测经净化的流体的质量的传感器单元和用于纠正和调节经净化的流体的质量的控制系统。本专利技术涉及一种用于从生物流体中、例如从来自患者的血液中去除有毒物质的独立装置，涉及使用可佩戴单元中的本专利技术装置从血液中去除有毒物质的方法，该可佩戴单元在可移动的同时能够实现连续的血液纯化。本专利技术还适用于其它流体，例如废水；工艺化学品和其它生物流体，例如从尿液、透析液流体、奶、生物化学分析和处理流体中去除物质。采取了特定的措施以保证经净化的流体的生物相容性并且预防氧化过激。在反转模式下，本专利技术的系统可用于以受控的方式释放成份。
技术介绍
血液透析(HD)和腹膜透析(PD)是在肾不能充分从血液中去除有毒物质(杂质或废物)时进行的方法。透析最频繁用于患有肾衰竭的患者，但也可在急性情况下用于迅速去除药物或毒物。该技术可以挽救患有急性或慢性肾衰竭的人的生命。众所周知的是血液透析，其通过使血液在透析机中于体外沿专用过滤器循环来工作。此处，血液流动穿过半透膜(透析器或过滤器)，在所述半透膜的另一侧以与血流逆流的方向流动透析流体。透析膜允许某个截止分子量以下的物质通过。通过扩散，这些物质的浓度将最终在膜的两侧相同。透析流体从血液中去除毒素并通常作为废物透析液被丢弃。使血液的化学失衡和杂质回到最小平衡并随后使血液回到身体。血液透析的功效为10至15％，其意思是10至15％的毒素从血液中被去除。通常，大多数患者每周经历三期血液透析。每期通常持续3至4小时。这是极不方便的，并且透析对患者的身体性和社会性副作用是很大的问题。为了提供允许患者参加正常每日活动的便携式透析装置，已开发了人工肾。主要存在两种类型的人工肾。在一个形式中，人工肾的原理由以下组成：通过透析从血液中提取尿素和其它更有毒的中等分子和利用吸附剂(通常为活性碳)使透析液再生。在基于这种透析肾脏机的系统的情况下，关键方面在于当透析流体再循环到透析器中时使所述透析流体再生。现有技术中可以遇见的透析肾脏机包
括例如GB 1 406 133和US 2003/0097086中所述的那些。GB 1 406 133公开了一种再循环型人工肾，其具有包含活性碳和氧化铝的改进的吸附剂。US 2003/0097086公开了一种便携式透析装置，其包含串联连接的使用透析液的透析器，并且还包含多个具有波状外形的吸着剂装置，所述波状外形的吸着剂装置串联连接并且用于使用过的透析液再生。作为用于使用过的透析液再生的吸附材料，提供活性木炭、脲酶、磷酸锆、水合氧化锆和/或活性碳。在另一个形式中，人工肾的原理可以基于使用合适膜的超过滤或血过滤，其中包括血细胞的大分子被保持在过滤器上的滞留物中，而有毒物质则被收集在(超)滤液中。在血过滤期间，使患者的血液经由机器流过一组管道(过滤回路)至半透膜(过滤器)，在所述半透膜处去除废物和水。添加替换流体并且使血液回到患者。以与透析类似的方式，血过滤涉及溶质越过半透膜的运动。然而，血过滤中所用的膜比血液透析中所用的膜更加多孔得多，并且未使用透析液，相反地，正的流体静压驱动水和溶质穿过过滤膜，在所述过滤膜处将水和溶质作为滤液排走。将等渗替换流体添加至所得的经过滤的血液，以替换流体体积和重要的电解质。随后使其回到患者。因此，在超过滤的情况下，关键方面在于将尿素与超滤液中的其它成分如盐分离，所述其它成分也已流过所述膜，但其必须被重新掺入血液中以便维持其大体上恒定的电解质组成。另一方法涉及电渗析，其是一种通过在类似于电泳系统的透析液膜上施加电场而加强透析工艺的方法。例如在WO03020403中，提出了一种在膜上具有电压的透析液系统。建议的电压在50至150伏特的范围内。其主张的是，电场促进毒素如小溶质、磷酸盐、肌酸酐、β2微球蛋白和甚至尿素的扩散率和因此的清除率。然而，主要缺点是所需的高电压导致血液显著受热。该系统因此需要附加的冷却部分，这使得该系统庞大并且耗能。另一相关方法从水的纯化已知并且被称为电吸着。例如，在US 2007/00728431中，公开了一种用于藉由用小电压激活的碳电极从水中去除无机离子如盐和金属的设备。该系统似乎对水和无机物质工作良好。迄今为止，尚未公开通过电吸着去除有机分子和物质如有毒的小分子和中等
分子和蛋白的任何内容。总之，现有技术公开了渗析装置和超滤装置，其中可以将各种物质用作吸着剂。也已公开了使用外部电场以加强透析液扩散过程。然而，现有技术的系统的问题在于，由于材料的吸着容量有限，它们仍然过大，或者不够高效，或二者，从而不能允许小的、台式尺寸的或可佩戴的血液纯化系统。已于1975年在US 3878564中描述了通过电激活氧化从血液和组织中去除毒素。在1982年，特别是在US4473449中，描述了使用具有TiO2、SnO2或RuO2涂层的Pt、Ti作为电极材料使透析液流体再生的这样一种工艺。该工艺从未在血液纯化中应用或实践，很可能是因为该工艺产生不想要的氧化产物如氯胺。通过电吸着装置去除毒素已在2009年公布的专利EP2092944中详细描述。虽然将建议的技术视为血液纯化中重要的进步，但尿素的去除仍然有问题并且需要吸着剂的相对高的体积和质量。根据权利要求1的前序部分的电吸着和分解系统是WO2012060700A已知的。这种已知的系统通过包括吸附剂和电极的吸附剂单元结合了电解质的电吸着和有机毒素如尿素的电催化分解。这种方法已经过测试，具有很好的效果。然而，需要额外的安全措施以确保经净化的流体的质量，特别是预防氧化应激。氧化应激可能由于不想要的副产物(如电催化分解过程中氯胺)的形成而发生。氧化应激的预防对于安全且生物相容的操作是最重要的。本专利技术的目的是克服与氧化应激相关的潜在问题，并且提供具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除有毒物质的装置，其包含：i)外壳，其具有用于透析液流体、血液、血浆或超滤液进入所述外壳的进口，用于从所述外壳中去除经纯化的透析液流体、血液、血浆或超滤液和过量流体的出口，和将所述进口与所述出口连接的导管ii)电催化分解过滤器，用于从所述透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素，所述电催化分解过滤器被包含在所述导管中，使得所述透析液流体、血液、血浆或超滤液在从所述进口流到所述出口时，必须经过所述电催化分解过滤器，且所述电催化分解过滤器包含：a)具有电催化表面用于通过电氧化来分解和气化毒素的一组电极b)或与已涂布有电催化材料的多孔材料直接电接触的一组电极c)向所述电极提供电荷以激活所述电催化电极表面的电源d)考虑到毒素的再吸着和释放而控制和转换所述电极上的电荷并且防止沉积物在所述电极上积累的电子器件iii)电吸着过滤器，用于从所述透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素，所述电吸着过滤器被包含在所述导管中，以使得所述透析液流体、血液、血浆或超滤液在从所述进口流到所述出口时，必须经过所述电吸着过滤器，且所述电吸着过滤器包含：a)纳米结构吸着材料；b)涂布有所述吸着材料或与所述吸着材料电接触的一组电极；c)向所述电极提供电荷并且在所述吸着介质中产生电场强度的电源；d)用于监测经净化的流体的质量的传感器单元和用于纠正和调节经净化的流体的质量的控制系统，特征在于，所述传感器单元是用于监测经净化的流体的氧化还原态电催化分解速率[权利要求14]的传感器单元，并且所述控制系统控制还原剂的输注[权利要求14]以纠正和调节经净化的流体以预防氧化应激，其中所述电极由碳质材料制成[权利要求2(v)]。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.21 EP 13189604.51.一种用于从透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除有毒物质的装置，其包含：i)外壳，其具有用于透析液流体、血液、血浆或超滤液进入所述外壳的进口，用于从所述外壳中去除经纯化的透析液流体、血液、血浆或超滤液和过量流体的出口，和将所述进口与所述出口连接的导管ii)电催化分解过滤器，用于从所述透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素，所述电催化分解过滤器被包含在所述导管中，使得所述透析液流体、血液、血浆或超滤液在从所述进口流到所述出口时，必须经过所述电催化分解过滤器，且所述电催化分解过滤器包含：a)具有电催化表面用于通过电氧化来分解和气化毒素的一组电极b)或与已涂布有电催化材料的多孔材料直接电接触的一组电极c)向所述电极提供电荷以激活所述电催化电极表面的电源d)考虑到毒素的再吸着和释放而控制和转换所述电极上的电荷并且防止沉积物在所述电极上积累的电子器件iii)电吸着过滤器，用于从所述透析液流体、血液、血浆或超滤液中去除毒素、有毒溶质、有毒的小分子和中等尺寸分子和与蛋白结合的毒素，所述电吸着过滤器被包含在所述导管中，以使得所述透析液流体、血液、血浆或超滤液在从所述进口流到所述出口时，必须经过所述电吸着过滤器，且所述电吸着过滤器包含：a)纳米结构吸着材料；b)涂布有所述吸着材料或与所述吸着材料电接触的一组电极；c)向所述电极提供电荷并且在所述吸着介质中产生电场强度的电源；d)用于监测经净化的流体的质量的传感器单元和用于纠正和调节经净化的流体的质量的控制系统，特征在于，所述传感器单元是用于监测经净化的流体的氧化还
\t原态电催化分解速率[权利要求14]的传感器单元，并且所述控制系统控制还原剂的输注[权利要求14]以纠正和调节经净化的流体以预防氧化应激，其中所述电极由碳质材料制成[权利要求2(v)]。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，将所述电...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗克·西莫尼斯，
申请(专利权)人：IC创新有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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