DE2261247A1 - Kuenstliche niere - Google Patents
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Description
Künstliche Niere
Die vorliegende Erfindung betrifft eine künstliche Niere und ·
insbesondere einen Hämodialysator mit der Dialyseflüssigkeit im geschlossenen Kreislauf.
- i
Die Verfahren zur Reinigung von Blut von Kranken, deren "N'ierenfunktionen
gestört sind, beruhen im allgemeinen auf der Dialyse des Bluts. Diese erfordert für jjede Behandlung eine Dauer von
8 bis 10 Stunden, den Einsatz beträchtlicher Mengen an Dialyseflüssigkeit
(etwa 3500 bis 400 Liter) und den Einsatz einer komplizierten
und kostspieligen Regulierungs- und Steuervorrichtung.,
Man hat versucht, die Menge der Dialyseflüssigkeit herabzusetzen und die Vorrichtung zu vereinfachen und hierfür die Dialyseflüssigkeit
im Verlaufe der Behandlung zu regenerieren.
Aktivkohle entfernt einen grossen Teil der Ausscheidungsprodukte,doch
ermöglicht sie nicht, Harnstoff in ausreichenden Mengen zu binden.
Trotz ausserordentlich zahlreicner Versuche konnte bisher 'kein für Harnstoff selektives Absorptionsmittel bei der Hämodialyse
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■infolge der engen Bedingungen bezüglich des besonderen pH-Werts
und der besonderen Konzentration der Dialyseflüssigkeit verwendet werden. Man hat vorgeschlagen, ein selektives Enzym,
die Urease, zu verwenden, die Harnstoff in Ammoniumcarbonat umwandelt, und das Ammoniumion beispielsweise an Ionenaustauscherharze
oder an Zirkonylphosphat zu binden. Diese Methode weist jedoch den Nachteil auf, dass Ammoniumionen und Ammoniak gebildet
werden, die toxisch sind und in keinem Falle den Ammoniaemiegehalt
über 0,6 mg je Liter bringen dürfen. Diese Bedingung ist schwierig zu erfüllen und erfordert, Bindemittel für Ammoniumionen
in Mengen in starkem überschuss zu verwenden·
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hämodialysetor zur Regenerierung
einer Dialyseflüssigkeit auf chemischem Wege, bei dem nur ein geringeres Volumen an Dialyseflüssigkeit zum Einsatz
gelangt und der hohe Wirksamkeit und.einfache und sichere Handhabung besitzt. .; ..
Die vorliegende Erfindung betrifft demnach einen HMmpdialysator
mit geschlossenem Kreislauf, d.h. bei dem die aus dem Dialysator kommende Dialyseflüssigkeit einer Regenerierung unterworfen und
dann dem Hämodialysator wieder zugeführt wird.
Gemäß der Erfindung ist der Hämodialysator dadurch gekennzeichnet,
daß die Regenerationsvorrichtung Einrichtungen zur Einführung von Natriumhypochlorit in den Kreislauf der Dialyseflüssigkeit
aufweist.
Das Natriumhypochlorit wird in wässriger Lösung eingeführt, wobei diese Lösung außerdem im allgemeinen Natriumchlorid enthält.
Es wurde gefunden, daß Natriumhypochlorit Harnstoff mit einer zufriedenstellenden
Geschwindigkeit unter den mit einer Hämodialyse vereinbarenden Bedingungen, insbesondere was den pH-Wert, die
Konzentration und die Temperatur anbetrifft, zerstört.
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"So wurde beispielsweise bei einer Dialyseflüssigkeit von einer
Temperatur von 37°C mit einem pH-Wert von 7,4 und einem Harn"
stoffgehalt in der Lösung von 0,2 g/l beobachtet,dass für ein
Anfangsmolverhältnis von Natriumhypochlorit zu Harnstoff von 3 (stöchimetrischer Mengenanteil) die die Zeit für die halbe Reaktion
etwa 7 Minuten beträgt.
Es wurde ferner gefunden,, dass das Natriumhypochlorit durch Oxydation nicht nur den Harnstoff sondern auch andere durch die Dialyse
flüssigkeit mitgeführte Ausscheidungsprodüktejinsbesondere stickstoffhaltige
Ausscheidungsprodukte,wie beispielsweise Kreatinin und,
Harnsäure, zerstört. Die Reaktionsgeschwindigkeiten sind unter-*
schiedlich, jedoch im allgemeinen zufriedenstellend.
So hat man beispielsweise unter Bedingungen, die mit den oben genannten identisch sind, beobachtet,dass für ein (willkürlich gewähltes)
Molverhältnis von Natriumhypochlorit! zu Kreatinin von
12 die zur Oxydation der Hälfte des Kreatinins einer Lösung mit · 0,004 g/l erforderliche Zeitspanne 2 Minuten beträgt.
Für ein Verhältnis von Natriumhyp'ochlorit zu zu Beginn in Lösung
in einer Menge von 0,04 g/l befindlicher Harnsäure von J5 wird
ferner die Oxydation der Hälfte der Harnsäure in weniger als einer Minute erhalten,
Das Vorhandensein von Natriurnhypochlorit, das bekanntlich ein
starkes Oxydationsmittel ist, neben Blut, einer komplizierten
und heiklen Flüssigkeit, kann überraschend erscheinen. Man '
könnte erwarten, dass das Vorhandensein von Natriurnhypochlorit in einer Diaiyseflüssigkeit, die durch eine einfache semipermeable
Membran in Kontakt- mit Blut steht, schwere Nachteile aufweisen würde.
Es wurde nun einerseits gefunden, dass die Oxydationsgeschv/indigkeiten
der durch die Dialyseflüssigkeit mitgeführten stickstoff-
309827/0751 bad
haltigen Ausscheidungsprodukte durch Natriumhypochlorit viel grosser
als diejenigen der anderen in dem Plasma und infolgedessen in der Dialyseflüssigkeit vorhandenen reduzierenden Substanzen
sind. Dies ist beispielsweise für Glucose der Fall, Die anderen reduzierenden Substanzen werden daher durch das Vorhandensein
von Natriumhypochlorit nicht merklich beeinflusst,
Ausserdem kann man auf verschiedene Weise eine eventuelle Hämolyse, die ein überschuss an Hypochlorit hervorrufen könnte,
das durch die Membran des Hämodialysators zu dem Blut dialysieren würde, vermeiden.
Ein erstes Mittel besteht darin, in die Kreisschleife der Dialyseflüssigkeit
am Ausgang des Hämodialysators die zur Zerstörung der oxydierbaren Ausscheidungsprodukte erforderlichen und ausreichenden
Natriumhypochloritmengen einzubringen, d.h. solche Mengen, dass die Konzentration an Natriumhypochlorit am Eingang des Hämodialysators
nach Reaktion mit den oxydierbaren Ausscheidungsprodukten praktisch Null ist.
Ein anderes Mittel besteht darin;,' den überschuss an restlichem
Hypochlorit durch Einführung einer isotonischen Lösung eines biologisch verträglichen Reduktionsmittels, wie Ascorbinsäure,
in die Dialyseflüssigkeit vor Einführung in den Hämodialysator
zu reduzieren. Ascorbinsäure ist normalerweise in dem Blut vorhanden, und ein eventuell vorhandener leichter überschuss bringt
keine Nachteile.
Natürlich können diese Mittel in Kombination verwenaet werden.
Die Verwendung von Natriumhypochlorit weist erhebliche Vorteile gegenüber den anderen Regenerierungsvorrichtungen für die Dialyseflüssigkeit,
insbesondere gegenüber anderen Produkten, die Harnstoff zersetzen können, auf, da Natriur.hypochlorit lösliche
oder flüchtige Reaktionsprodukte und in jedem Falle mit Blut verträgliche Reaktionsprodukte liefert. Es liefert kein toxisches
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SAD
.Produkt, insbesondere keine Ammoniumionen,
Das Reduktionsprodukt von Natriumhypochlorit ist Natriumchloridj
das normalerweise in dem Plasma und infolgedessen in der Dialyseflüssigkeit vorhanden ist.
Es ist bevorzugt, die Natriumhypochloritlösung in einer solchen Konzentration einzubringen, dass der osmotische Druck der Dialyseflüssigkeit
nicht merklich verändert wird. So ist die Zusammensetzung der eingeführten Natriumhypochloritlösurig vorteilhafterweise
derart, dass nach der Reduktion des Hypochlorits die Konzentration der Dialyseflüssigkeit an Chloridionen und an
Natriumionen unverändert bleibt. Diese Konzentration, die im allgemeinen zwischen 0,54 und 0,55 % an Chloridionen und zwischen
0,35 und 0,^6 % an Natriumionen beträgt, kann aus einer Lösung
mit einem Gehalt von 5,74 g Natriumhypochlorit je 1 und 4,51 g
Natriumchlorid je 1 erhalten werden.
Als Nebenprodukte der Oxydation von Harnstoff.durch Natriumhypochlorit
erhält man Wasser, Stickstoff und Kohleridioxydgas, die
,keine schädliche Wirkung auf den, ,Patienten ausüben.
I (
Der gebildete Stickstoff wird freigesetzt, da bei der menschlichen
Körpertemperatur dessen Partialdrück im Plasma sich bereits im Gleichgewicht rait dem atmosphärischen Druck befindet.
Das gebildete Kohlendioxydgas kann in einer Vorrichtung freigesetzt
werden oder durch die Lungen entfernt werden,.- . ·.
Das vorhandene Natriumhypochlorit weist noch andere Vorteile auf.
So kann man es nach der Behandlung zur Sterilisation des Kreises der Dialyseflüssigkeit und selbst durch Dialyse durch die Membranen
hindurch des Blutkreises verwenden. Seine antibakteriellen Eigenschaften und seine Eigenschaften gegen Viren stehen
fest. Ausserdem kann es in situ die Aktivkohle, die in dem Kreis der Dialyseflüssigkeit vorgesehen ist, während und/oder
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22B1247
nach der Dialyse regenerieren.
Außerdem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung noch einen anderen
besonders wichtigen Vorteil auf, nämlich, dal die Messung
der im Verlaufe der Hämodialysebehandlung ultrafilirierten Flüssigkeit
nicht verhindert wird. Das Volumen des Ultrafiltrats ist nämlich der Differenz zwischen dem durch überlauf aus dem
Kreis der Dialyseflüssigkeit abgezogenen Flüssigkeitsvolumen und dem Volumen der in den gleichen Kreis eingeführten Hypochloritlösung
gleich, Volumina, die leicht im Verlaufe der Hämodialyse gemessen werden können.
Es ist daher ersichtlich, dass die Verwendung von Natriumhypochlorit
die üblichen Hämodialysebehandlungen beträchtlich vereinfacht und verbessert, . .
Natürlich kann man auch seine Wirkung mit der .^.nderer Reinigungsmittel,
wie beispielsweise Aktivkohle oder Ionenaustauscherharzen, kombinieren.
- i
Im folgenden wird als Beispiel eine besondere Ausführungsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung beschrieben. Die verwendete
Vorrichtung ist schematisch in der Zeichnung gezeigt.
Ein Hämodialysator 1 weist eine Dialysemembran 2 auf* die die
Kammer 3# die zur Zirkulation des zu reinigenden Blutes bestimmt
ist, von der Kammer 4, die für die Dialyseflüssigkeit
bestimmt ist, trennt.
Diese zirkuliert in einer Kreisschleife 5 unter dir Einwirkung
einer Zirkulationspumpe 6, die im allgemeinen gegen, den Ausgang A des Hämodialysators hin angeordnet ist. Vorzugsweise ergibt die
Pumpe eine im wesentlichen konstante Fördermenge; Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines regulierbaren Fließwiderstahdies:» beispielsweise
ein Drosselventil 15» ermöglicht, im inneren des Hämodiä-
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• . ■ . ~ 7 - '■ ■ -22ΕΠ247 '
lysators die Kammer 4 unter einem Unterdruck bei den gewünschten Werten zu halten, .
Wärmeaustauscheinrichtungen 12 ermöglichen-, die Dialyseflüssigkeit
auf die gewünschte Temperatur, im allgemeinen zwischen und 380C, zu bringen und bei dieser zu halten.
Die nach der Dialyse des Bluts erhaltene mit Ausscheidungsprodukten
beladene Dialyseflüssigkeit wird in eine Zelle 7 geführt,die
Aktivekohle enthält.Die Kohle bindet einen Teil der stickstoffhaltigen
Ausscheidungsprodukte,und die teilweise gereinigte Dialyseflüssigkeit
wird zu dem Eingang B des Hämodialysators zurückgeführt·. '■--...
In-diesem Kreis bekannter Art werden erfindungsgemäss Einrichtungen
zur fortschreitenden Einführung einer mit Plasma isotonischen
Natriumhypochloritlösung in die Dialyseflüssigkeit in intermittierender oder vorzugsweise kontinuierlicher V/eise vor<gesehen.
Diese Einrichtungen können beispielsweise aus einem Behälter 8 und einem Schieber 9 bestehen. Man sieht auch ein
rohrförmiges Oxydationsreaktionsgefass 11 vor, dessen Kapazität
einer ausreichenden Verweiüizeit entspricht, um die Zerstörung des Harnstoffs durch das Natriumhypochlorit zu ermöglichen.
Eine Kapazität zwischen 1 und 10 Liter eignet sich im allgemeinen gut· ,
An das Reaktionsgefäss 11 ist eine Einrichtung 18 zum Abziehen
von Gas und überschüssiger Flüssigkeit angeschlossen·. Diese Einrichtung kann beispielsweise'ein Rohr·13 aufweisen, das' / '"'
mit der oberen. Wandung des Rcakt.ionsgefässes verbunden ist und einen Behälter 14 speist. Der Behälter δ und der Behälter 14
können vorteilhafterweise graduiert sein, um durch Differenzmessung die erhaltenen Ultrafiltratmengen zu messen.
Schliesslich ist in der Rückkehrleitung der Dialyseflüssigkeit
des Hämodialysators eine Kontrollzelle 10 zur Messung des Gehalts des in der Dialyseflüssigkeit freigebliebenen Natriumhypochlorits
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-8 ~ .■ "- .7261-247 / ' ·;■;■
•angeordnet. Diese Zelle kann eine potentiometrische Zelle sein
und eine Anzeigeelektrode aus Platin und eine Bezugselektrode aus Silber-Silberchlorid-Natriumchlorid, isotonisch mit der Dia-
lyseflüssigkeit, enthalten. Die Zelle 10 kann vorteilhafterweise das öffnen des Schiebers 9 durchführen und regeln ,um in der
Dialyseflüssigkeit einen Hypochloritrestgehalt aufrechtzuerhalten, der dem vorschriftsmässigen Wert, beispielsweise praktisch Null,
gleich ist.
Man verwendet ausserdem eine Einrichtung zur Dosierung und Einführung
einer Lösung eines biologisch verträglichen Reduktionsmittels, wie beispielsweise Ascorbinsäure. Diese Einrichtung
weist beispielsweise einen Vorratsbehälter 16 und eine Pumpe 17
auf. Man stellt im allgemeinen die Drehzahl der Pumpe 17 derart ein, dass ein schwacher Überschuss an Ascorbinsäure eingeführt
wird.
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Ein Häniodialysear'oeitsgang erfolgt in der folgenden Weise. Nachdem
alle Leitungen sterilisiert wurden, beispielsweise mittels Natriumhypochlorit, und die Aktivkohle nach der vorhergehenden
Behandlung mit Natriumhypochloriit. oder einem anderen Mittel regeneriert
wurde, füllt man die Kreisschleife 5 niit Dialyseflüssigkeit
üblicher Zusammensetzung, schaltet die Pumpe 6 ein und reguliert den Unterdruck in dem Hämodialysator durch das Ventil 15·
Parallel wird der Blutkreis mit Hilfe von physiologischem Serum in Gang gesetzt, mit dem arteriellen Kreis verbunden, gereinigt
und rr.it dem venösen Kreis des Patienten verbunden, wie es üblich
. ist.· ■ . . ., ■ "■ ■ ·. ··. -.. ·· · ■-. -V1.-- · - " · . ■·■
Man beginnt mit der Einführung der Hypochloritlösung in die Dialyseflüssigkeit.
Die Zelle 10 betätigt den Schieber 9, um in der Dialyseflüssigkeit nach Reaktion einen Natriumhypochloritrestgehalt
von praktisch Null aufrechtzuerhalten.. Zur Neutralisation des Rests an Natriumhypochlorit führt man einen geringen
überschuss einer isotonischen Ascorbinsäurelösung ein.
309827/0751 bad ORIGINAL
Die Dialyseflüssigkeit wird so dauernd während der gesamten,
Behandlungszeit regeneriert. Etwa 20 1 einer Lösung mit einem Gehalt von 5,74 g/l an Natriumhypochlorit und 4,51 g/l an Natriumchlorid reichen aus, um etwa J50 g Harnstoff zu zerstören. Dieses Ergebnis kann in 4 Stunden erreicht werden,
Behandlungszeit regeneriert. Etwa 20 1 einer Lösung mit einem Gehalt von 5,74 g/l an Natriumhypochlorit und 4,51 g/l an Natriumchlorid reichen aus, um etwa J50 g Harnstoff zu zerstören. Dieses Ergebnis kann in 4 Stunden erreicht werden,
Die beschriebene Vorrichtung kann nach dem Fachwissen'variiert
werden, ohne aus dem Bereich der Erfindung zu gelangen*
3098277075!
Claims (6)
1. Hämodialysator mit geschlossenem Kreislauf für eine Dialyseflüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Begenerieren der Dialyseflüssigkeit eine Einrichtung zum Einleiten
einer Natriumhypochloritlösung enthält.
2. Hämodialysator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Messzelle zur Bestimmung der in der regenerierten Dialyseflüssigkeit
vorliegenden Restkonzentration an Natriumhypochlorit.
3. Hämodialysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einleiten der Hypochloritlösung der Messzelle
zugeordnet ist.
4. Hämodialysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der, zur Rückführung der Dialyseflüssigkeit dienende Teil des Kreislaufs eine Einrichtung zum Abführen von Gas und Flüssigkeit
enthält.
5. Hämodialysator nach Anspruch 1', dadurch gekennzeichnet, daß im geschlossenen Kreislauf der Dialyseflüssigkeit die folgenden
Teile vorhanden sind:
a) eine Zirkulationspumpe für die Dialyseflüssigkeit,
b) Einrichtungen zur Einführung von Natriumhypochlörit in den Kreis der Dialyseflüssigkeit,
c) ein Reaktionsgefäss, das eine Einrichtung zum Abziehen von Gas und Flüssigkeit aufweist,
d) eine Zelle zum Messen der Restkonzentratibn an Natriumhypochlorit
und
309827/0751
e) eine Einrichtung zur Erzeugung eines einstellbaren Strömungswiders tands. * ·
6. Hämodialysator nach, einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch,
gekennzeichnet, daß er im Kreislauf der Dialyseflüssigkeit am Eingang des Hämodialysators eine Vorrichtung zur Dosierung
und Einführung einer Lösung eines biologisch verträglichen Reduktionsmittel s aufweist.
7· Hämodialysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß er im Kreislauf der Dialyseflüssigkeit außerdem zumindest eine Aktivkohle enthaltende Patrone aufweist*
309827/0751
Leeseite
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7144867A FR2165006A5 (de) | 1971-12-14 | 1971-12-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2261247A1 true DE2261247A1 (de) | 1973-07-05 |
Family
ID=9087441
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2261247A Pending DE2261247A1 (de) | 1971-12-14 | 1972-12-14 | Kuenstliche niere |
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| JP (1) | JPS4867423A (de) |
| DE (1) | DE2261247A1 (de) |
| FR (1) | FR2165006A5 (de) |
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- 1971-12-14 FR FR7144867A patent/FR2165006A5/fr not_active Expired
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1972
- 1972-12-12 JP JP47124013A patent/JPS4867423A/ja active Pending
- 1972-12-14 US US00314672A patent/US3827975A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-12-14 DE DE2261247A patent/DE2261247A1/de active Pending
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