便携式血液透析机和一次性药筒制造技术

提供了一种适合于家用的便携式血液透析系统。所述血液透析系统包括一次性药筒和可再用的透析机。所述一次性药筒包括透析器，和透析液流动路径和沿相反方向流过透析器的血液流动路径。另外，所述一次性药筒具有泵致动器(而不是泵用马达)以用于泵送透析液和血液通过其相应流动路径。所述泵致动器具有不变形部件，该不变形部件包括具有中心空腔以形成内部侧壁的外壳、偏心地定位在空腔内部的转子以在转子的外周部处具有径向地定位的槽缝、和可滑动地定位在所述槽缝中以滑入并滑出所述槽缝的叶片以便与空腔的内部侧壁密封以形成泵送血液或者透析液的叶片腔室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请是2014年2月27日提交的待审美国临时专利申请序号61/945,698的继续。上述申请的内容通过引用被结合到本文中。
技术介绍
本专利技术涉及一种供提供透析之用的人造肾脏系统。更特别地，本专利技术是针对一种血液透析系统，其显著地改善了血液透析治疗以便为更广泛基础的病人提供血液透析并且降低血液透析的总成本。因此，申请人在本文中通过参引结合本申请中所引用或参考的任何和所有专利和公开专利申请。血液透析是一种医疗过程，其被用于实现从病人的血液中体外移除包括肌酸、尿素和自由水分的废物，涉及溶解物横跨半渗透膜的扩散。无法恰当地除去所述废物可能引起肾衰竭。在血液透析期间，病人的血液通过动脉管线移除、通过透析机处理并且通过静脉管线被返回身体中。透析机包括透析器，透析器包含形成半渗透膜的大量中空纤维，血液通过半渗透膜运送。另外，透析机使用包含适当量的电解液及其他主要成分(诸如，葡萄糖)的透析液体，其也被泵送通过透析器。一般地，通过将水与适当比例的酸浓缩物和碳酸氢盐浓缩物混合来制备透析液。优选是，酸和碳酸氢盐浓缩物被分开直到在透析器中使用之前最后混合好，因为酸浓缩物中的钙和镁当与碳酸氢盐浓缩物中的高碳酸氢盐水平接触时将沉淀析出。透析液可以还还包括适当水平的钠、钾、氯化物和葡萄糖。通过扩散和对流的组合来实现横跨薄膜的透析过程。扩散必然伴有分子通过不规则运动从高浓度的部位迁移到低浓度的部位。同时，对流必然伴有溶解物一般响应于静压差的运动。形成半渗透膜的纤维将血浆与透析液分开并且为扩散的发生提供了较大的表面面积，其允许包括尿素、钾和磷酸盐的废物渗透到透析液中而同时防止诸如血细胞、多肽和某些蛋白质的较大分子转移到透析液中。一般地，透析液在体外回路中沿与血液流动相反方向流动。所述逆向流动保持了横跨半渗透膜的浓度梯度以便增大透析的效率。在有些情况下，血液透析可以考虑到除去流体，也被称为超过滤。超过滤通常通过降低透析器的透析液隔室的流体静压来实现，因此允许包含包括电解液及其他可渗透物质的含水溶解物从血浆横穿薄膜移动至透析液。在较稀薄的情况中，透析器的透析液流动路径部分中的流体比血液流动部分的高，促使流体从透析流动路径移动至血液流动路径。这通常被称为反向超过滤。因为超过滤和反向超过滤可能增大对病人的风险，所以超过滤和反向超过滤一般仅当由训练有素的医务人员指导时实施。遗憾的是，血液透析遭受了许多缺点。动静脉瘘是最普通公认的进入点。为了产生瘘管，医生将动脉和静脉联接到一起。因为这绕过了病人的毛细管，血液快速地流动。对于每个透析期间，必须以大针刺穿瘘管以将血液传送到透析器中并使血液从透析器返回。一般地，该过程一周做三次并且每次治疗3-4小时。对于稍低程度，病人在家实施血液透析。在家透析一般做两个小时，一周做六天。在家血液透析被认为更少紧张并且因为一般以导管实施而被认为更简单。然而，在家血液透析需要更频繁的治疗。在家血液透析还遭受了另外的不利。当前的家用透析系统是较大的、复杂的、吓人的并且难以操作的。所述设备需要显著的训练。家用的血液透析系统目前是太大以致不是便携的，从而妨碍血液透析病人的旅行。家用的血液透析系统是昂贵的并且需要很高的初始金钱投资，特别是与其中病人不需要负担机械装置的费用的在血液中心的血液透析相比。现有的家用血液透析系统未充分地考虑到供给品的重复使用，使得家用的血液透析对于医疗供应商来说经济上更不可行。因为上述不利，很少促使病人接受在家血液透析的苦差事。目前，大部分血液透析系统应用了蠕动式滚子泵，其接合挠性管线来将流体推过透析流动路径或者血液流动路径。这些滚子泵是昂贵且低效的。还令人感到麻烦的是，供血液透析之用的滚子泵可能损害血小板并且引入凝血的风险。因此，显著需要一种便携式的、轻重量的、易于使用的、对病人友好的并且因此能在家使用的血液透析系统。此外，希望提供一种在泵、马达、管或者电子设备中没有将危及病人的单个故障点的家用血液透析系统。此外，希望提供一种血液透析系统，其所应用的泵不会挤压血液流动路径中的血液并且不会结合诸如蠕动式滚子泵所应用的柔性材料。仍然在另一方面，希望提供一种血液透析系统，其中接触血液或者透析液的泵部件可以在单个病人治疗之后被处理掉，但是泵用马达可以被重复使用。本专利技术的方面满足这些需求并且进一步提供了如以下本
技术实现思路
中所描述的相关优点。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种血液透析系统，其包括连接至病人动脉用以从病人收集血液的动脉血管线、连接至病人静脉用以使血液返回到病人的静脉血管线、可再用的透析机和一次性药筒。在本专利技术的第二方面，本专利技术考虑到一种供血液透析机之用的药筒。动脉血管线和静脉血管线可以是为本领域技术人员所知的典型构造。例如，动脉血管线可以是连接至用于从病人的动脉收集血液的针的传统的柔性中空管子。类似地，静脉血管线可以是用于使血液返回到病人静脉的传统的挠性管和针。各种构造和外科手术过程可被应用以便获得至病人血液通路，包括静脉内导管、动静脉瘘或者合成的移植物。一次性药筒预定用于单个病人治疗且不可重复使用。一次性药筒包括为本领域中的技术人员所公知的构造和设计的透析器。合适的透析器可从Fresenius Medical Care、Baxter International,Inc和Nipro Medical Corporation处获得。优选地，透析器包括形成半渗透膜的大量中空纤维。一次性药筒包括血液流动路径和透析液流动路径。血液流动路径通过连接用于将血液从病人输送给透析器的动脉血管线和使血液返回到病人的静脉血管线来按闭环系统输送血液。同时，透析液流动路径按照从储罐到透析器并且返回到储罐的闭环系统中输送透析液。血液流动路径和透析液流动路径两者都穿过透析器，但是被透析器的半渗透膜分隔开。优选地，所述药筒包括三个泵致动器。对于本文的目的，术语“泵”是指涉及利用吸力或者压力使流体运动的致动器和用于机械地使致动器运动的马达两者。合适的泵致动器可以包括叶轮、活塞、振动膜、凸轮泵的凸轮、螺旋泵的螺旋、蠕动泵的滚子或者线性运动指状件或者如本领域普通技术人员可以确定的用于使流体运动的任何其他机械构造。同时，马达是用于使致动器运动的机电装置。马达可以通过轴或类似物被连接至泵致动器。在优选实施例中，一次性药筒的泵致动器是包括可滑动地安装到转子上的叶片的滑动叶片式旋转泵构造，该转子在外壳的中央空腔内部转动。转子是圆形的并且在更大的基本上圆形的空腔内转动。转子的中心相对于空腔的中心偏移以引起偏心。叶片被允许滑入和滑出转子以便与空腔的内部侧壁密封以形成泵送流体的叶片腔室。如以下更详细地阐述的，优选地，所述一次性药筒不包括泵用马达。第一和第二泵致动器被连接至透析液流动路径以用于通过透析液流动路径将透析液从储罐泵送至透析器并且返回到储罐。优选地，第一泵致动器被从透析器的“上游”(意味着在流动路径之前)连接至透析液流动路径，而第二泵致动器被从透析器的“下游”(意味着流动路径之后)连接至透析液流动路径。同时，一次性药筒的第三泵致动器被连接至血液流动路径。第三泵致动器将血液从病人泵送通过动脉血管线、通过透析器并且通过静脉血管线以用于返回到病人。优选是，第三泵致动器被从透析器的上游连接至血液流通路径。一次性药筒可以容纳多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血液透析系统，包括：动脉血管线，所述动脉血管线连接至病人动脉，用于从病人收集血液；静脉血管线，所述静脉血管线连接至病人静脉，用于使血液返回至病人；透析器；血液流动路径，所述血液流动路径连接至所述动脉血管线和所述静脉血管线，以用于将血液从病人输送给所述透析器并且输送回病人；储罐，所述储罐用于储存透析溶液；透析液流动路径，所述透析液流动路径与所述血液流动路径隔离开，用于将透析液从所述储罐输送给所述透析器并且输送回所述储罐；过滤器，所述过滤器被从所述透析器的下游连接至所述透析液流动路径，以用于在所述透析器之后并且在将所述透析液返回所述储罐之前从所述透析液流动路径中的透析液中除去尿毒症毒素；第一泵，所述第一泵包括第一泵用马达和第一泵致动器，所述第一泵致动器从所述透析器的上游连接至所述透析液流动路径，以用于通过所述透析液流动路径将透析液泵送至所述透析器，所述第一泵致动器包括具有不变形部件的滑动叶片构造，所述不变形部件包括：具有形成内部侧壁的中央空腔的外壳；偏心地定位在所述空腔内的转子，所述转子在所述转子的外周部处具有多个径向地排列的槽缝；叶片，所述叶片可滑动地定位在所述槽缝中以滑入和滑出所述槽缝，从而与所述空腔的内部侧壁密封，以形成泵送透析液通过所述透析液流动路径的叶片腔室；第二泵，所述第二泵包括第二泵用马达和第二泵致动器，所述第二泵致动器从所述透析器的上游连接至所述透析液流动路径，以用于泵送透析液通过所述透析液流动路径，所述第二泵致动器包括具有不变形部件的滑动叶片构造，所述不变形部件包括：具有形成内部侧壁的中央空腔的外壳；偏心地定位在所述空腔内的转子，所述转子在所述转子的外周部处具有多个径向排列的槽缝；叶片，所述叶片可滑动地定位在所述槽缝中以滑入和滑出所述槽缝，从而与所述空腔的内部侧壁密封，以形成泵送透析液通过所述透析液流动路径的叶片腔室；和第三泵，所述第三泵包括第三泵用马达和第三泵致动器，所述第三泵致动器连接至所述血液流动路径，以用于泵送血液通过所述血液流动路径，所述第三泵致动器包括具有不变形部件的滑动叶片构造，所述不变形部件包括：具有形成内部侧壁的中央空腔的外壳；偏心地定位在所述空腔内的转子，所述转子在所述转子的外周部处具有多个径向排列的槽缝；叶片，所述叶片可滑动地定位在所述槽缝中以滑入和滑出所述槽缝，从而与所述空腔的内部侧壁密封，以形成泵送血液通过所述血液流动路径的叶片腔室；和处理器，所述处理器被连接至所述第一泵用马达、第二泵用马达和第三泵用马达，以用于控制所述第一泵用马达、第二泵用马达和第三泵用马达的操作。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 US 61/945,6981.一种血液透析系统，包括：动脉血管线，所述动脉血管线连接至病人动脉，用于从病人收集血液；静脉血管线，所述静脉血管线连接至病人静脉，用于使血液返回至病人；透析器；血液流动路径，所述血液流动路径连接至所述动脉血管线和所述静脉血管线，以用于将血液从病人输送给所述透析器并且输送回病人；储罐，所述储罐用于储存透析溶液；透析液流动路径，所述透析液流动路径与所述血液流动路径隔离开，用于将透析液从所述储罐输送给所述透析器并且输送回所述储罐；过滤器，所述过滤器被从所述透析器的下游连接至所述透析液流动路径，以用于在所述透析器之后并且在将所述透析液返回所述储罐之前从所述透析液流动路径中的透析液中除去尿毒症毒素；第一泵，所述第一泵包括第一泵用马达和第一泵致动器，所述第一泵致动器从所述透析器的上游连接至所述透析液流动路径，以用于通过所述透析液流动路径将透析液泵送至所述透析器，所述第一泵致动器包括具有不变形部件的滑动叶片构造，所述不变形部件包括：具有形成内部侧壁的中央空腔的外壳；偏心地定位在所述空腔内的转子，所述转子在所述转子的外周部处具有多个径向地排列的槽缝；叶片，所述叶片可滑动地定位在所述槽缝中以滑入和滑出所述槽缝，从而与所述空腔的内部侧壁密封，以形成泵送透析液通过所述透析液流动路径的叶片腔室；第二泵，所述第二泵包括第二泵用马达和第二泵致动器，所述第二泵致动器从所述透析器的上游连接至所述透析液流动路径，以用于泵送透析液通过所述透析液流动路径，所述第二泵致动器包括具有不变形部件的滑动叶片构造，所述不变形部件包括：具有形成内部侧壁的中央空腔的外壳；偏心地定位在所述空腔内的转子，所述转子在所述转子的外周部处具有多个径向排列的槽缝；叶片，所述叶片可滑动地定位在所述槽缝中以滑入...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·乔达诺，R·科德，
申请(专利权)人：简便透析有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US