用于使用金属酸盐离子交换组合物从体液中去除钴、铅、镉和铬离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于从体液中去除Co

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用金属酸盐离子交换组合物从体液中去除钴、铅、镉和铬离子的方法


[0001]本专利技术涉及用于从体液中去除Co
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、Pb
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、Cd
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和Cr
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离子的体外或体内方法。使血液或其它体液与金属酸盐(metallate)离子交换组合物直接接触，该金属酸盐离子交换组合物能够选择性地去除毒素，或者首先使血液或其它体液与透析溶液接触，然后与金属酸盐离子交换组合物接触。

技术介绍

[0002]在哺乳动物(例如，人)中，当肾脏和/或肝脏无法从身体中去除代谢废产物时，身体的大部分其它器官也会很快失效。因此，已经进行了广泛的努力来发现用于通过血液体外处理从患者血液中去除毒素的安全且有效的方法。已经提出了许多方法用于去除小分子毒素、蛋白质结合分子或被认为负责昏迷和肝衰竭疾病的较大分子。这些毒性化合物中的一些已被鉴别为尿素、肌酸、氨、酚、硫醇、短链脂肪酸、芳族氨基酸、假神经递质(章鱼胺)、神经抑制剂(谷氨酸)和胆汁盐。在这些化合物中，酚和硫醇以及胆红素和细菌内毒素也作为强蛋白质结合毒素出现，并且因此更难以从血液中有效地去除。分子量为300至10,000的中间分子量毒素也可能存在，并且难以有效地去除。本领域展示处理含有此类毒素的血液的多种方式。经典方法当然是透析。透析被定义为通过跨半渗透膜扩散到第二液体中来从液体中去除物质。身体外部的血液的透析(血液透析(hemodialysis))是“人工肾”的基础。如今通常使用的人工肾治疗程序与20世纪40年代早期Kolff开发的程序相似。自20世纪40年代起，已经有涉及人工肾或人工肝的改进的若干公开。因此，US 4,261,828公开了一种用于血液解毒的设备。该设备包括填充有诸如木炭或树脂的吸附剂和任选的酶载体的壳体。为了防止血液与吸附剂之间的直接接触，吸附剂可以涂覆有允许待吸附物质渗透的涂层，也防止血球血液组分与吸附剂之间的直接接触。US 4,581,141公开了一种用于透析的组合物，其含有表面吸附物质、水、悬浮剂、尿素酶、负载钙的阳离子交换剂、脂族羧酸树脂和可代谢有机酸缓冲液。负载钙的阳离子交换剂可以是钙交换的沸石。EP 0046971 A1公开了沸石W可以用于血液透析以去除氨。最后，US 5,536,412公开了血液过滤和血浆过滤装置，其中血液流过中空纤维膜的内部并且在血液的流动期间，吸附剂悬浮液抵靠中空纤维膜的外表面循环。另一个步骤涉及使血液的血浆部分交替地离开和再进入膜的内部，从而实现毒素的去除。吸附剂可以是活性炭以及离子交换剂，诸如沸石或阳离子交换树脂。
[0003]存在与以上专利中公开的吸附剂相关的问题。例如，木炭不会去除任何水、磷酸盐、钠或其它离子。沸石的缺点在于，它们可以部分溶解在透析溶液中，从而允许铝和/或硅进入血液。另外，沸石可以从血液中吸附钠、钙和钾离子，从而需要将这些离子添加回到血液中。
[0004]最近，已经开发了基本上不溶于流体(诸如体液(尤其是血液))中的微孔离子交换剂的示例，即US 5,888,472；US 5,891,417和US 6,579,460的基于锆的硅酸盐和基于钛的硅酸盐。在US 6,814,871、US 6,099,737和US 6,332,985中描述了这些基于锆的硅酸盐或基于钛的硅酸盐的微孔离子交换剂从血液或透析液中去除毒性铵阳离子的用途。另外，发
现这些组合物中的一些在钾离子交换中也具有选择性，并且可以从体液中去除钾离子以治疗疾病高钾血症，其在专利US 8,802,152；US 8,808,750；US 8,877,255；US 9,457,050；US 9,662,352；US 9,707,255；US 9,844,567；US 9,861,658；US 2015/0225249；US 20016/0000825；US 2016/0038538；US 2016/0271174和US 2018/0214479中论述。这些材料例如在透析中的离体应用描述于US 9,943,637中。
[0005]血液相容性聚合物也已掺入到用于处理体液的装置中。US 9033908公开了用于从血液中去除毒素的小型台式和可穿戴装置。该装置具有吸附过滤器，其利用嵌入多孔血液相容性聚合物基质中的纳米颗粒。由此装置和过滤器系统靶向的毒性材料是钾、氨、磷酸盐、尿素和尿酸。类似地，由交联的聚(乙二醇)二丙烯酸酯组成的3
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D印刷水凝胶基质与基于聚二乙炔的纳米颗粒拴系，已证明成功用于去除毒素蜂毒素(自然通讯(Nature Communications)，2014，DOI：10.1038/ncomms4774)。
[0006]除了衍生自代谢废物的毒素，人类对可能例如通过摄入、通过皮肤吸收或吸入而进入身体的环境毒素敏感。在1997年，美国环境保护署的有毒物质排放清单(TRI)监测了3391个大型铬加工设施，报告了几乎3.3千万磅铬释放到环境中。大多数这种废物(94.1％)被释放到土壤中，包括含有潜在毒性水平的Cr
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的废铬渣，其用作超过160个住宅、工业和休闲地点的废物填埋场。暴露路线包括浸出到地下水中、由风力携带的粉尘和直接接触。气载铬化合物占环境释放的2.2％，包括来自金属工业的排放、来自镀铬设施的排放(几乎排除Cr
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化合物)和来自燃料、煤和油的燃烧的排放。电镀、皮革鞣制和纺织工业将铬释放到地表水中，这占总铬释放的0.3％。尽管鞣制工业主要使用毒性较小的Cr
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，电镀工业几乎仅使用Cr
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。暴露于Cr
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与肺癌相关，而必需营养物Cr
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在大量剂量中是有毒的，并且已与呼吸困难相关(参见有毒物质和疾病登记处，环境医学案例研究(CSEM)：铬毒性(Agency for Toxic Substances and Disease Registry，Case Studies in Environmental Medicine(CSEM)Chromium Toxicity)，Dianyl Yu，2008)。Cr
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是强氧化剂，并且通常还原成Cr
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。吸入性Cr
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在下肺呼吸道中还原成Cr
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，尽管大多数摄入的Cr
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被胃肠液还原成Cr
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。气载Cr
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可以类似地通过污染物还原成Cr
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，并且释放到环境水中的Cr
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可以通过水性有机材料还原成Cr
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。因此，体液中高水平的Cr
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可能由此类暴露产生。髋关节置换患者有时经历血液中毒性水平的Cr
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和Co
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。
[0007]另一种众所周知的毒性金属是铅。多年来，铅以四乙基铅形式为汽油的关键组分并且是涂料的关键组分。目前，这些行业中不再使用或很少使用铅，但仍然存在环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从体液中去除Co
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、Pb
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、Cd
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、Cr
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毒素或其混合物的方法，所述方法包括使含有所述毒素的流体与离子交换剂接触以通过所述离子交换剂与所述体液之间的离子交换来从所述流体中去除所述毒素，所述离子交换剂选自金属酸锆、金属酸钛、金属酸锡、含有锆、钛和锡中超过一种的多元金属酸盐及其混合物，所述金属酸盐在无水基础上分别具有以下经验式：A
m
Zr
a
Ti
b
Sn
c
M
d
Si
x
O
y
其中A是包括钾离子、钠离子、铷离子、铯离子、钙离子、镁离子、水合氢离子或其混合物的可交换阳离子，M是选自由铪(4+)或铌(5+)组成的组的至少一种框架金属，“m”是A与总金属(总金属＝Zr+Ti+Sn+M)的摩尔比并且具有0.10至15的值，“a”是总金属中Zr的摩尔分数并且具有零至1的值，“b”是总金属中Ti的摩尔分数并且具有零至1的值，“c”是总金属中Sn的摩尔分数并且具有零至1的值，其中a+b+c＞0，“d”是总金属中M的摩尔分数并且具有零至小于1的值，其中a+b+c+d＝1，并且“x”是Si与总金属的摩尔比并且具有0至12的值，并且“y”是O与总金属的摩尔比并且具有2.1至33的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述体液选自由以下组成的组：全血、血浆或血液的其它组分、胃肠液和含有血液、血浆、血液的其它组分或胃肠液的透析液溶液。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子交换剂被填充到结合到膜中的中空纤维中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法是血液灌流方法，其中所述体液穿过含有所述离子交换剂的柱。5.根据权利要求1所述的方法，其中透析液溶液被引入到腹膜腔中并且然后流过含有所述离子交换剂中的至少一种离子交换剂的至少一个吸附剂床。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子交换剂被形成为口服摄入的成形制品，然后在所述离子交换剂与包含在哺乳动物肠中的胃肠液中的所述Co
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、Pb
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、Cd
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、Cr
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毒素之间进行离子交换，并且然后排泄含有所述毒素的所述离子交换剂。7.一种组合物，所述组合物包含体液、透析液溶液或所述体液和所述透析液溶液的混合物的组合，所述组合进一步包含选自以下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：