用于清潔透析溶液的藥筒制造技術

本文描述了可用于再生或純化透析溶液的藥筒以及再生或純化廢透析溶液的方法。還描述了使用本發明專利技術的吸附劑藥筒的透析方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
本申請根據35U.S.C.§119(e)要求2014年3月17日提交的在先美國臨時專利申請No.61/954,161的優先權，其以其整體在此引入作為參考。本專利技術涉及可用于如透析的藥筒，如離子交換藥筒或吸附藥筒。特別地，本專利技術一般涉及廢透析液的再生或純化。本專利技術進一步涉及用某些藥筒進行透析的方法。透析是除去因腎衰竭導致的在血液中累積的廢棄物和過量液體的一種治療方法。慢性腎衰竭在腎功能衰退至正常的約25％時出現。這種衰退量造成血液化學的明顯變化，并且是人們感覺不舒服以至要尋求醫學治療的時刻出現。若此時尋求醫學治療，則可延緩進程。晚期慢性腎功能衰竭為腎功能衰退至15％時。終結階段腎衰竭出現在腎功能為正常的5％時。若在此時不治療，則死亡是最可能的結果。每年急性腎衰竭的患者與慢性腎衰竭患者約一樣多，這些患者中約1/2需要醫學治療。總之，急性患者比慢性患者病情更重且更不穩定。他們經常在醫院的ICU或CCU室中治療且不能移動。急性患者可能不會存活、或可恢復腎功能、或可發展為慢性透析患者。對腎病目前沒有治愈方法。然而，一種治療方法是移植，其是用外科手術把人的腎植入體內并與膀胱相連。需要日常的藥物來使人體對植入的腎臟不產生排異。此外，有一種腹膜透析(PD)。用這種治療方法，把含有右旋糖和電解質的溫和鹽水溶液(稱為透析液)放入腹膜腔內。由于該腹腔存在大量血液供應，因此來自血液和體液的尿素和其它毒素流入透析液中，從而清潔血液。然后從腹膜中排出透析液。隨后再次把“新鮮”的透析液放入腹膜中。此外，還有一種血液透析法。這是一種血液純化方法，其中在治療階段把血液不斷地從體內移出并流過透析器(人工腎)，在這里除去新陳代謝的廢料和過量的水，并使pH和酸/堿平衡正常。同時把血液輸回體內。這種透析器是由半透膜組成的小型一次性裝置。該膜讓廢料、電解質和水透過，但禁止大分子量的蛋白質和血細胞通過。將血液經膜一側抽入，而透析液經膜的另一面在反方向抽入。該透析液為其中加入鹽和電解質的高純水。機器為控
制單元，它起到泵抽，以及控制血液和滲透液的壓力、溫度和電解質濃度的作用。一次血液透析治療的平均長度為3-5小時。存在如下幾種血液透析：a)一次通過-血液透析是腎病的最常見治療方法。大多數血液透析治療方法用一次通過透析機進行。它們之所以被稱為一次通過，是因為透析液(清潔溶液)在透析器通過血液一次，然后被廢棄。一次通過透析器一般需要：1)能夠輸送至少1000-1500ml/min的水源(假定來自R.O.系統50％排斥速率)2)足以提供500-800ml/min純水連續流的水純化系統。3)至少15安培的電路，以抽取并加熱500-800ml水/min。4)能夠適應至少500ml/min的廢透析液以及來自R.O.系統的排斥水的地面排放口或任何其它容器。b)吸附劑透析-不需要連續水源、分離水純化機器或地面排放口，因為它連續再生小體積的透析液，并將水處理系統包括在機器內。因此，吸附劑系統是真正可攜帶的。1)吸附劑系統僅需要5安培電源，因為它們在整個透析工藝中回收相同體積的透析液。不需要在一次通過透析中用于大體積透析液的強力透析泵和加熱器。2)吸附劑系統可使用6-12升自來水，由其制備用于整個治療的透析液。3)吸附劑體系使用吸附劑藥筒－它同時起到水凈化器和將廢透析液再生為新鮮透析液的裝置的作用。輸注系統與它一起起到適當平衡再生透析液的電解質組成的作用。包含磷酸鋯(ZrP)和水合氧化鋯(HZO)離子交換材料的吸附劑藥筒在歷史上已用于REDY再生血液透析系統。REDY藥筒的示意圖在圖1中給出。顯示該吸附劑藥筒具有入口和出口，分別由數字11和數字13表示。圖2顯示REDY藥筒中各層的多個功能。REDY藥筒的原理基于通過尿素酶的酶反應將尿素水解為碳酸銨。以下式子顯示在尿素酶存在下將尿素轉化為氨的反應：然后通過磷酸鋯將其交換為氫離子和Na+離子(為陽離子交換劑中的抗衡離子)而除去氨和銨離子。磷酸鋯還起到除去透析液中
的Ca、Mg、K和所有毒金屬的陽離子交換劑的作用，如此可通過使用輸注系統保持患者血液中的電解質(Ca，Mg，K)水平的平衡，并提供透析治療的安全性(針對水質)。然后使來自尿素水解的碳酸鹽與磷酸鋯中的氫離子結合形成碳酸氫鹽，其被輸送至該尿毒癥患者以作為校正酸中毒的堿。磷酸鋯可表示為無機陽離子交換材料，其具有以下所示的分子結構:如上所示，該材料含有H+和Na+二者作為抗衡離子，它們用于離子交換。這些離子的相對含量可通過pH控制，其中酸ZrP(或H+ZrP)用NaOH滴定。所得滴定產物的組成Nax+H2-x+ZrP(或在此縮寫為“NaHZrP”)可在離子交換期間在透析液中變化。含乙酸根(HZO·Ac)作為抗衡離子的水合氧化鋯(HZO)作為陰離子交換劑以除去磷酸根。這種物質還起到防止從NaHZrP中流出(leaching)磷酸根并除去水中的有毒陰離子(例如氟離子)的作用，該陰離子在透析期間會對患者造成傷害。在離子交換期間釋放出來的乙酸根通過乙酸根新陳代謝也起到校正酸中毒的堿的作用。水合氧化鋯(HZO)的組成式可為ZrO2.nH2O(即氧化鋯水合物)或陰離子形式的ZrO2..nOH…H+An-，其中An為連接至HZO的陰離子，如乙酸根(“Ac”)、氯離子等。沒有陰離子，其可被認為是部分草酸化的氫氧化鋯，其具有以不同程度結合至Zr的O2-、OH-和H2O，即，Zr(OH)xOy(H2O)z。在藥筒中的活性炭在REDY藥筒中用于除去患者的肌酸酐、尿酸和含氮新陳代謝廢棄物以及水中的氯和氯胺的作用。因此，該REDY再生透析系統有效提供水處理的安全性和簡便性并因此便于血液透析是有效的。該系統的功效和安全記錄已很好地建立了。然而，整體上已在透析處理中有顯著的技術進步，因此，需要新的和改善的藥筒以滿足當今的透析系統需求。優選的是，吸附劑藥筒設計可進一步減少或防止有機雜質、鈉離子、鋯離子(如源自磷酸鋯)、乙酸根離子(如源自HZO·Ac)等從吸附劑藥筒組件釋放至透析液。因此，在透析領域，有利地是克服上述缺點的一種或多種。
技術實現思路
本專利技術一個特征是提供可用于再生或純化含廢品的溶液的材料。本專利技術的另一特征是提供可用于再生或純化透析溶液(如血液透析或腹膜透析溶液或其它透析溶液)的材料。本專利技術的另一特征為提供用于再生或純化廢透析液的吸附劑藥筒，其可減少向透析液釋放的有機雜質。本專利技術的另一特征是提供可使用該吸附劑藥筒再生或純化廢透析液的方法。本專利技術的另一特征是提供可使用該吸附劑藥筒再生或純化廢透析液的透析系統。本專利技術的另一特征為提供用于再生或純化廢透析液的吸附劑藥筒，其可提供關于以下至少之一的藥筒改善：1)減少或消除乙酸根含量和釋放的乙酸根，2)減少鋯釋放，3)減少鈉釋放，4)增加藥筒流出液pH，5)減少pCO2，6)減少再生透析液中的雜質(例如，總有機碳(TOC))，7)改善碳酸氫鹽動力學，8)保持尿素和磷酸鹽的能力，或1)、2)、3)、4)、5)、6)、7)和/或8)的任意組合包括全部1)-8)或包含較少數量的它們的任意組合。本專利技術的另一特征為提供吸附劑藥筒，其可滿足這些改善1)-8)的一種或多種，且在所需的透析處理性能參數條件下運行良好。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種吸附劑藥筒，從入口至出口包含:a)第一含碳層；b)在吸附劑藥筒中第一含碳層之后的含酶層；c)在吸附劑藥筒中含酶層之后的第二含碳層；d)在吸附劑藥筒中第二含碳層之后的含磷酸鋯層；e)含磷酸鋯層之后的水合氧化鋯層，包含具有堿性pH的水合氯氧化鋯；和f)水合氧化鋯層之后的碳酸(氫)鹽層，包含碳酸(氫)鈉。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.17 US 61/954,1611.一種吸附劑藥筒，從入口至出口包含:a)第一含碳層；b)在吸附劑藥筒中第一含碳層之后的含酶層；c)在吸附劑藥筒中含酶層之后的第二含碳層；d)在吸附劑藥筒中第二含碳層之后的含磷酸鋯層；e)含磷酸鋯層之后的水合氧化鋯層，包含具有堿性pH的水合氯氧化鋯；和f)水合氧化鋯層之后的碳酸(氫)鹽層，包含碳酸(氫)鈉。2.權利要求1的吸附劑藥筒，其中該水合氯氧化鋯具有的pH大于約8。3.權利要求1的吸附劑藥筒，其中該水合氯氧化鋯具有的pH大于約9。4.權利要求1的吸附劑藥筒，其中該水合氯氧化鋯具有的pH為約9.5至約10.5。5.權利要求1的吸附劑藥筒，其中水合氧化鋯層之后的碳酸(氫)鹽層包含NaHCO3。6.權利要求1的吸附劑藥筒，其中該水合氧化鋯層不含乙酸根。7.權利要求1的吸附劑藥筒，其中該第一含碳層為顆粒活性炭或碳墊的層，且第二含碳層為顆粒活性炭或碳墊的層。8.權利要求1的吸附劑藥筒，其中該含酶層包含刀豆粉/氧化鋁共混物。9.權利要求1的吸附劑藥筒，還包括在含酶層和第二含碳層之間的含氧化鋁層。10.再生或純化透析液的方法，包括將透析液流過權利要求1的吸附劑藥筒。11.權利要求10所述的方法，其中所述碳酸(氫)鹽層被所流過的透析液溶解。12.再生或純化廢透析液的透析系統，包含權利要求1的吸附劑藥筒。13.一種吸附劑藥筒，從入口至出口包含:a)第一含碳層；b)在吸附劑藥筒中第一含碳層之后的含酶層；c)在吸附劑藥筒中含酶層之后的第二含碳層；d)在吸附劑藥筒中第二含碳層之后的含磷酸鋯層，其中該含磷酸鋯層包含的鈉負載量為大于55mgNa/g磷酸鋯；e)含磷酸鋯層之后的水合氧化鋯層，包含具有堿性pH的水合氯氧化鋯；和f)水合氧化鋯層之后的碳酸(氫)鹽層，包含碳酸(氫)鈉。14.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該含磷酸鋯層包含的鈉負載量為約56至約58mg Na/g磷酸鋯。15.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該含磷酸鋯層包含的鈉負載量為約57mg Na/g磷酸鋯。16.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該水合氯氧化鋯具有的pH大于約8。17.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該水合氯氧化鋯具有的pH大于約9。18.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該水合氯氧化鋯具有的pH為約9.5至約10.5。19.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該碳酸(氫)鹽層包含碳酸氫鈉。20.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該第一含碳層為顆粒活性炭或碳墊的層，且第二含碳層為顆粒活性炭或碳墊的層。21.權利要求13的吸附劑藥筒，其中該含酶層包含刀豆粉/氧化鋁共混物。22.權利要求13的吸附劑藥筒，還包括在含酶層和第二含碳層之間的含氧化鋁層。23.再生或純化廢透析液的方法，包括將廢透析液流過權利要求13的吸附劑藥筒。24.再生或純化廢透析液的透析系統，包含權利要求13的吸附劑藥筒。25.吸附劑藥筒，包含:外殼其限定藥筒內部，該藥筒內部具有一定體積且配置為容納至少兩層吸附劑材料，且包含第一端和遠離第一端的第二端，該第一端包含第一孔口，該第一孔口配置為允許流體進入藥筒內部，該第二端包含第二孔口，該第二孔口配置為允許流體從藥筒內部離開；位于藥筒內部的第一吸附劑層，第一吸附劑層具有第一幾何結構且包含第一吸附劑材料；和位于藥筒內部的第二吸附劑層，第二吸附劑層具有第二幾何結構且包含第二吸附劑材料；其中第一和第二吸附劑材料具有相同的化學組成，且(a)第一幾何結構在至少一個維度上不同于第二幾何結構，(b)第一吸附劑材料在至少一種物理特性上不同于第二吸附劑材料，或(c)二者都有。26.權利要求25的吸附劑藥筒，其中第一幾何結構不同于第二幾何結構。27.權利要求26的吸附劑藥筒，其中第一幾何結構在尺寸、形狀或尺寸和形狀二者方面不同于第二幾何結構。28.權利要求26的吸附劑藥筒，其中第一吸附劑層在平均高度、平均寬度、平均長度或其組合方面不同于第二吸附劑層。29.權利要求26的吸附劑藥筒，其中該吸附劑藥筒具有中心軸，第一和第二吸附劑層以所述中心軸為中心圍繞，第一吸附劑層和第二吸附劑層的形狀為圓柱形或截頭圓錐形，且第一幾何結構在平均高度、平均半徑或平均高度和平均半徑二者方面不同于第二幾何結構。30.權利要求25的吸附劑藥筒，其中第一吸附劑層和第二吸附劑層體積不同。31.權利要求25的吸附劑藥筒，其中第一吸附劑層和第二吸附劑層平均密度不同。32.權利要求25的吸附劑藥筒，其中第一吸附劑層和第二吸附劑層表面積不同。33.權利要求25的吸附劑藥筒，其中第一吸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：SA麥錢特，K亞當斯，
申請(專利權)人：弗雷塞尼斯醫療保健控股公司，
類型：發明
國別省市：美國;US