專利名稱：用連續正壓血漿超濾治療急性和慢性腎病的裝置和方法
血液透析是廣為人知并且常常是指定的腎衰竭治療方法，與腎臟移植相反，它具有需要把血液從患者的血管移出，在體外通過透析和/或超濾處理血液以去除毒素，然后使血液返回到患者體內的缺點。對患者和醫護人員而言，血液透析主要的缺點，包括頻繁接觸血管，離體循環的凝結，對感染的易感性，溶血作用，“峰谷綜合癥”(“peaksand valleys syndrome”)，笨重的高技術裝置，治療時患者不能活動和大量的所需的醫學檢查和看護，以及成本極高。盡管最近使用腎臟替換治療技術，其中尤其是連續體外超濾在急性血液透析方面的進展表現出改善，全血的移出仍然有嚴重的缺點。
在美國專利號4,950,224，5,151,082公開了在體內取出血漿、在患者的身體和血管內把血漿與其它血液成分分離開的方法和裝置。該裝置使用泵送裝置推動流體在體內系統中流出，其中血漿被從患者泵送到治療裝置例如透析裝置中，在透析裝置血漿中有毒的代謝廢物被去除。在透析液被處理以去除廢物和毒素后，使再生的透析液，即處理的血漿返回，并重新導入到患者的血液系統中。這種方法被稱為血漿透析。
盡管血漿透析具有如上的優點，但是，在第三世界的國家或在沒有廣泛的購買、使用、維護或管理該系統和使用該方法的醫療支持基礎的較少特定條件的環境下，對患者而言該治療方法和使用的裝置是不能利用和不實用的。
本發明涉及使用連續正壓超濾的體內取出血漿的方法，其中在容器中收集含毒素的超濾液并棄去。超濾液是含有通常由健康腎臟去除的毒素的血漿部分。對取出的血漿不進行透析，也不把從患者身上取出的流體(濾液)返回到患者體內。因此，不需要購買和維護透析裝置，也不需要進行透析和操作這類儀器的醫學技術人員。通過口服流體來補給代替從患者取出的流體體積，如果需要的話，在為個別患者補給的流體的量超過單獨口服的合理的量時注入流體。這種系統和方法可以被稱為血漿超濾治療(PUT)。該裝置和使用的方法將在下文描述。
附圖簡述
圖1是PUT裝置部件的第一個實施方案的示意圖，畫的是單腔導管構造；圖2畫的是使用雙腔導管PUT系統的第二個實施方案和允許為患者注入補充流體的裝置；圖3畫的是本發明的PUT系統的移植的血漿取出部件的位置和配置。
優選實施方案的詳細描述在圖1所示的PUT系統部件包括皮下移植到患者血管或動脈的單腔導管11。導管由適當大小的生物相容的材料例如聚胺酯制成。對50-60kg的患者通常是#6F，盡管依據對患者的規定可以使用較大或較小的導管。血漿取出元件30固定附加到導管11附近或末端，并經頸內靜脈被皮下移植到上腔靜脈中，其中該元件位于右心房上部。
血漿取出元件可以是例如公開在上述專利或美國專利號5,735,809中的一種中空纖維膜部件。如本文所使用，血漿或漿是指含通常由腎臟去除的毒素的血漿的任何部分。優選的血漿取出元件包括中空的拉長微孔纖維或微孔濾板膜部件，其孔徑足以允許血漿和在血漿中的毒素通過，如上述的專利，尤其是美國專利號5,224,926和5,735,809所示的元件。在后者中，優選的導管包括一個拉長的微孔中空聚合纖維回路的圓周扇形配件，該回路與導管的腔連接，跨膜通量是1-15ml/min/cm2(H2O)/bar。優選的元件還具有截留篩濾系數在2×104和4×106道爾頓的100-500cm2的總外表面積。這種膜不僅能阻止細菌或大病毒從患者體外輸送，并且還阻止從元件外面輸送到導管內腔。在微孔纖維或膜中使用的聚合物可以是聚丙烯、聚胺酯或其它合適的生物相容材料。
在圖1中，使用單腔導管，其中只有血漿從患者中取出，不返回或注入任何物質。在圖2的實施方案中，雙腔導管25還能用來注入補充的流體。在這兩個實施方案中，導管被專業人員使用現有技術中已知的外科方法皮下移植到患者的血管中，動脈或靜脈。導管優選包涂上一層硅氧烷組合物或鍍銀層，在真空中使用血漿聚合方法以提高平滑性、潤滑性，生物相容性以及防止細菌繁殖。這類涂層也被公知在移植延續時間在其表面抗血栓形成，并且在導管表面上降低蛋白質的吸附。導管和血漿取出元件的整個表面也可以包涂上一層共價鍵合的肝素，肝素也被用來提高抗血栓性能。進而，其它現有技術的涂層例如聚乙二醇衍生物和/或水凝膠也可以用來防止蛋白質粘附到設備上。血漿取出設備也優選在導管皮下界面包括一個纖維管頭(fibrous cuff)36(圖3)，提供膜組織向內生長的基質。這種向內生長在表皮提供了一層表皮屏障，用來防止外界細菌和外界物質的侵入。
如圖1和圖2所示，使用一個合適的接頭將優選包括一個軟質塑料材料的流體導管12連接到外導管上，該接頭例如Luer鎖定型設備，可以避免塑料管12和導管11，25之間疏忽的，偶然的或無意的斷開。然而，任何其它的對本技術領域的技術人員已知的合適的連接構件或設備，優選是滿足Luer標準的都可以使用。這種設備可以是快速斷開或螺紋型的鎖定機構，以便于替換、修補和/或清洗管子，而不擾亂移植的血漿取出過濾器和接管元件。管12也優選提供有一個單向閥或逆止閥14以避免流體返回到血漿取出元件和患者中，和一個緊急真空釋放閥18，以在應用的跨膜壓力過度時通過把真空釋放到大氣終止血漿流動。部件還優選包括可變的流動控制設備16以允許患者血漿流出的速度。該流速控制設備可以是任何類型的流體流動限制器，例如可變的孔板臨界流動設備。可以加入一個流速計以幫助患者或治療師監視和調節血漿流速。流速設備的使用提供了優點，允許系統適應患者的生活方式和/或需要。例如，患者可以在身體活動時以一定的流速操作系統，在不活動休息或睡眠時期以另一種流速操作系統。因此這種靈活性就模仿了患者的生理情況，其中正常的腎臟功能在睡眠時間通常被抑制，在活動增加的時間加速，這時口服流體的攝入通常也較多。
排出袋或收集容器22，優選有不可壓縮的壁，與管12的末端連接，用來接收和收集流出的血漿。容器優選在表面有印刷的容積線和用來選擇棄去內容物的停止開關。一個虹吸回路20，優選是內置式的，可以用來通過管12的末端與容器22連接。虹吸回路的使用可以不管系統元件的位置而確保真空鎖定。因此，在系統的元件處于真空鎖定連接下，即，連接在一起這樣在容器22和血漿取出元件之間沒有真空損失，確保了從患者排出的血漿連續和控制流動。因為一標準英尺的水產生負壓(真空)0.029bar，在距靜脈水平約2英尺(60cm)的垂直距離戴上容器，將跨越接管取出元件提供足夠的壓力差，用來50％的膜通量。對患者而言戴一個收集容器在取出元件水平兩英尺之下是不實用或不方便的，可以使用一個手工操作的真空泵，并且在虹吸機構情況下附加到收集袋22，用來沿血漿取出膜產生負壓差。替換系統包括一個手工真空泵例如橡膠球或在24下兩側各有逆止閥，并連接到排出容器的不可壓縮部分。這種泵設備產生的真空可以通過血漿進入容器的流速和/或使用一個簡單的真空表觀察。容器的大小暗合形狀可以根據患者的需要選擇。對大多數患者而言兩升的剛性塑料容器可以是適合的。
在圖2中表示的是一個雙腔接管25，提供了一個允許補充的液體注入到患者中的第二管道。這種液體可以包括抗生素、注射用治療流體等。在所述專利中雙腔導管已經公知，并且被清楚描述。在患者體外，導管被分成如圖3所示的兩部分。入口導管29可以通過一個接頭27被連接到注入袋28中，該接頭可以包括Luer型配件。進口導管優選被提供有細菌濾器以阻止細菌和病毒通過該路徑進入體內，也可以被固定連接到注入袋28上。在進口源優選使用一個單向閥或逆止閥。也可以把流動控制設備加到導管29或接管27中，其中流體被重力流注入，盡管如果能負擔的話可以使用一個注入泵。在本領域中通常或一般使用的流動控制裝置，例如滴室和管咬合器。在患者不活動或休息期通常進行流體注入。另外，在在連續流動收集和棄去如前所述的血漿流上圖2中所示的實施方案與圖1的基本相似。
在圖3中表示了包括通過頸靜脈32和腔靜脈33的導管25和過濾元件30的血漿取出元件。在最近的研究中，已經表明具有如上所述類型的涂層的血漿取出元件的可有望移植2-3年。沒有這種涂層，壽命降低到18個月。患者皮膚表面和管頭26之間的空間還應當用抗菌溶液定期清洗。
以一個女性患者作為一個實施例，該患者年齡36歲，體重50公斤(110磅)，沒有超代謝，殘留的腎功能是1.5ml/min(2.2L/天)血漿尿清理，日蛋白質消耗是0.8gm/kg/天(剛位于營養不良率之上)，需要排出3.375L/天，24小時等于2.34ml/min。然而使用的該系統應當調整大小到要使用該系統的患者最大需要的流速的約兩倍，從而適應患者的生活方式和需要。還發現可以規定血漿取出元件具體的截留篩濾系數以獲得達9×105道爾頓的不同的血漿成分帶寬，允許更高分子量的血漿蛋白質排出，這對于治療免疫系統疾病的提取物和其它被認為是毒素的中分子例如β微球蛋白是必需的。本系統的其它變化和修改包括冷凍血漿排出液，該排出液可以被收集和在遠處透析，處理和作為自體注入流體返回到患者，或者在目前的血庫使用于其他緊急需要的患者。另外，如圖2所示的流體注入系統，也可以使用其他治療方法例如化學療法，IPO注入，胰島素注入，營養補充等。這些和其他優點對本領域的技術人員將是明顯的。
權利要求
1.一種從患者血液中去除毒素的裝置，包括一個在其末端上或附近連接有血漿取出過濾元件的單腔導管，所述的導管和所述濾器能夠移植到患者的腔靜脈或頸靜脈中并在那里引導血漿；一個從所述導管接受和引導血漿連接到所述導管的彈性管，和一個配置在那里防止流體從所述管流到所述導管的單向閥；和一個與所述管配合接收和收集血漿的容器。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述過濾元件包括一個截留篩濾系數為2×104和4×106的中空纖維和/或膜片。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述過濾元件包括總外表面積為100-500cm2中空纖維和/或膜片。
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述過濾元件包括總外表面積為100-500cm2中空纖維和/或膜片。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于過濾膜的通量系數為1-15ml/min/cm2/bar。
6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于過濾膜的通量系數為1-15ml/min/cm2/bar。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于包括一個與所述管配合的可變流動控制閥。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于包括一個用來在所述管中產生真空引起和維持流體流過的虹吸設備。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于包括一個與所述管或所述容器配合在所述管中產生真空引起和維持流體流過的真空泵。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于所述泵包括一個手動真空泵和一個或多個逆止閥。
11.如權利要求8所述的裝置，其特征在于包括一個與所述管配合以終止其中的流體流動的真空釋放閥。
12.如權利要求9所述的裝置，其特征在于包括一個與所述管配合以終止其中的流體流動的真空釋放閥。
13.一種從患者血液中去除毒素的裝置，包括一個在其第一末端上或附近連接有血漿取出過濾元件的雙腔導管，所述的導管和所述濾器能夠移植到患者的腔靜脈或頸靜脈中，所述導管有一個從患者引導血漿的第一個腔和一個把流體引導回患者的第二個腔；一個與所述導管的第二個腔配合用來把流體引導到所述患者中的注入流體流動引導裝置；一個從所述第一個腔配合用來從患者引導血漿的彈性管，和一個配合在那里用來防止流體返回所述患者的單向閥；和一個與所述管配合用來接收和收集血漿的容器。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于所述過濾元件包括一個截留篩濾系數為2×104和4×106的中空纖維和/或膜片。
15.如權利要求13所述的裝置，其特征在于所述過濾元件包括總外表面積為100-500cm2中空纖維和/或膜片。
16.如權利要求14所述的裝置，其特征在于所述過濾元件包括總外表面積為100-500cm2中空纖維和/或膜片。
17.如權利要求14所述的裝置，其特征在于過濾膜的通量系數為1-15ml/min/cm2/bar。
18.如權利要求13所述的裝置，其特征在于包括一個與所述管配合的可變流動控制閥。
19.如權利要求13所述的裝置，其特征在于包括一個用來在所述管中產生真空引起和維持流體流過的虹吸設備。
20.如權利要求13所述的方法，其特征在于所述真空泵包括一個與所述管或所述容器配合在所述管中產生真空引起和維持流體流過的真空泵。
21.如權利要求19所述的方法，其特征在于所述真空泵包括一個手動真空泵和一個或多個逆止閥。
22.如權利要求19所述的方法，其特征在于包括一個與所述管配合以終止其中的流體流動的真空釋放閥。
23.如權利要求20所述的方法，其特征在于包括一個與所述管配合以終止其中的流體流動的真空釋放閥。
24.一種從患者血液中去除毒素的方法，包括把一個在其末端上或附近連接有血漿取出過濾元件的單腔導管移植到患者的血管中；把要從患者血液中取出的含毒素的血漿部分通過所述的過濾單元并把所述血漿沿所述導管引導；和棄去從患者身體取出的所述血漿。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于所述導管和過濾元件移植的血管是上腔靜脈。
26.如權利要求24所述的方法，其特征在于包括把所述導管與所述過濾單元相反的一端連接到一根拉長的彈性管上并引導所述要棄去的血漿通過。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于包括一個收集單元并引導所述要棄去的血漿從所述管到所述收集單元中。
28.如權利要求26所述的方法，其特征在于提供一個與所述管配合的單向閥用來防止血漿從所述管流到所述導管在中。
29.如權利要求26所述的方法，其特征在于提供一個可變的與所述管配合的流動閥用來選擇改變通過的血漿的流動速率。
30.如權利要求27所述的方法，其特征在于提供一個可變的與所述管配合的流動閥用來選擇改變通過的血漿的流動速率。
31.如權利要求26所述的方法，其特征在于包括在所述管和所述導管中產生一個真空以引起和維持血漿流過。
32.如權利要求27所述的方法，其特征在于提供在所述管和所述收集單元之間一個虹吸裝置，并使用該虹吸裝置產生足夠的真空以引起和維持血漿流經所述管到所述收集單元中。
33.如權利要求27所述的方法，其特征在于在所述管和所述收集單元之間提供一個虹吸泵，并使用該虹吸泵產生足夠的真空以引起和維持血漿流經所述管到所述收集單元中。
34.如權利要求31所述的方法，其特征在于提供一個與所述管連接的真空釋放閥以選擇終止所述真空并停止血漿在所述導管和所述管中的流動。
35.如權利要求24所述的方法，其特征在于所述雙腔導管有一個用來引導患者的要棄去的血漿的第一腔和一個用來引導流體到患者上的第二腔。
36.如權利要求35所述的方法，其特征在于包括一個含有要注入到患者中的流體的流體源并把所述流體通過所述第二腔引導到患者上。
37.如權利要求27所述的方法，其特征在于連續把血漿沿所述導管通過所述過濾單元并經所述管到所述收集單元。
38.如權利要求30所述的方法，其特征在于連續把血漿沿所述導管通過所述過濾單元并經所述管到所述收集單元。
39.如權利要求38所述的方法，其特征在于包括在患者身體活動增加的時間增加血漿流動的速率，在身體活動降低的時間降低血漿流動的速率。
40.如權利要求36所述的方法，其特征在于包括連續把血漿通過所述過濾單元并把所述患者的血漿經過所述導管的所述第一腔，并選擇和定期連續把流體從所述流體源經所述導管的第二個腔引導到患者。
41.如權利要求24所述的方法，包括提供一個截留篩濾系數的級別為2×104到4×106道爾頓的血漿取出過濾元件。
42.如權利要求37所述的方法，包括提供一個截留篩濾系數的級別為2×104到4×106道爾頓的血漿取出過濾元件。
全文摘要
本發明涉及一種通過連續正壓血漿超濾治療急性和慢性腎臟疾病的裝置,包括一個血漿取出元件,該元件包括移植到患者腔靜脈和頸靜脈的導管和連接到導管一端的血漿取出過濾元件,一個連接到導管的管以接收和收集血漿,一個用來防止流體從管流動到導管的單向閥,和一個接收和收集血漿的容器。通過把導管和血漿取出過濾元件移植到患者的腔靜脈對患者進行治療,把要從患者取出的含毒素的血漿經過濾元件并沿導管通過,收集和棄去收集的血漿。
文檔編號A61M1/34GK1275087SQ98810010
公開日2000年11月29日 申請日期1998年10月9日 優先權日1997年10月10日
發明者雷諾茲·G·戈薩奇, K·文卡特 申請人:特蘭斯維沃公司