CN111818952A - 用于再生透析溶液的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于再生透析溶液的设备，其中所述设备具有第一回路和第二回路，其中所述第一回路具有：用于容纳使用过的透析溶液的容器；连接在所述容器下游的过滤器的初级侧；以及从所述过滤器的初级侧进入所述容器中的回引管路，其中所述过滤器构成用于，从所述使用过的透析溶液中制备经净化的水，并且其中所述第二回路具有：所述过滤器的次级侧；透析器的透析液侧；和从所述透析器的透析液侧进入所述容器中的回引管路。本发明还涉及一种用于再生透析溶液的方法。

Description

用于再生透析溶液的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于再生透析溶液的设备和方法。

背景技术

从现有技术中已知的是，通过RO设施(RO＝反渗透)给透析仪供应超纯水。超纯水与一种或多种浓缩物混合，以便获得用于治疗患者的即可使用的透析溶液。在透析器中，透析溶液富含应从患者的血液中去除的物质并且经由出流口排出。为了能够部分地利用使用过的透析溶液的能含量，还已知的是，借助于热交换器将热量从使用过的透析溶液转移到即可使用的透析溶液上。

由于用于制备透析溶液的高的水消耗，这些已知的系统或透析仪的缺点在于，所述系统或透析仪必然是大且重的，使得仪器的运输难以实现或者甚至根本不可能。该缺点例如在家庭血液透析中起到特殊作用。此外，这同样适用于所谓的便携式仪器，所述便携式设备应使得患者在治疗期间具有可移动性。

发明内容

本发明所基于的目的是，如下改进开始提及类型的设备：该设备能够相对紧凑地构成并且具有与已知的设备相比更少的水消耗和能量消耗。

所述目的通过具有权利要求1所述的特征的设备来实现。

据此提出，所述设备具有第一回路和第二回路，其中所述第一回路具有：用于容纳使用过的透析溶液的容器；连接在所述容器下游的过滤器的初级侧；以及从过滤器的初级侧进入容器中的回引管路，其中所述过滤器构成用于，从使用过的透析溶液中制备纯净水，优选超纯水，并且其中所述第二回路具有：过滤器的次级侧；透析器的透析液侧；和从透析器的透析液侧进入容器中的回引管路。

所述过滤器具有下述目的：从位于容器中的溶液中制备纯净水，即如下水，其杂质或其他内含物，如离子、分子的含量或浓度相比于被输送给过滤器的溶液更小。优选的是，过滤器构成用于制备超纯水，在本发明的范围中将所述超纯水理解为下述水，所述水适合于制备即可使用的透析溶液。所述过滤器能够一级或多级地构成，其中多个级依次地被溶液穿流。也可以考虑使用多个串联连接的过滤器，以便获得所期望的水纯度。过滤器优选是RO(反渗透)过滤器，例如呈卷绕模块(Wickelmodule)的形式。

优选地，所述设备具有一个或多个浓缩物管路，所述浓缩物管路通入引导超纯水的管路中或通入混合区域中，使得能够由超纯水以及一种或多种浓缩物以及可能的其它添加物制备即可使用的透析溶液。

优选地，所提到的过滤器是石墨烯过滤器。将其理解为下述过滤器，所述过滤器包含石墨烯或石墨烯衍生物，例如氧化石墨烯作为过滤材料，或者其过滤材料由这些物质构成或包含这些物质。石墨烯或氧化石墨烯是气密的和水可透过的，这在本发明的范围内带来下述优点：气体不会从第一回路进入第二回路中，进而不会进入即可使用的透析溶液中。

但是，本发明不限于所述过滤器，而是也包括其它过滤器，所述过滤器优选是不透气的，然而允许液体通过。

如果所使用的过滤器不具有不透气的这种特性，那么能够例如通过排气节流阀将空气在初级侧分离，然后所述空气经由阀(优选限压阀)向回输送到容器中进而能够被去除。

优选地，在第一回路中，优选在过滤器上游设置有泵，以便引起液体在第一回路中的流动。如果所述泵的输送功率或输送压力是可调节的，那么能够借助于泵将溶液穿过第一回路的穿流量和/或液体在过滤器的初级侧上的压力设定为最佳的过滤器工作点。

优选地，在第一回路中在过滤器的下游存在限压装置，借助于所述限压装置可调节在过滤器的初级侧上的压力。在此，其例如能够是限压阀，所述限压阀能够是可调节的。以这种方式，也能够将过滤器的初级侧上的压力比设定为所期望的值或设定到所期望的范围中。

在第一回路中能够设有可通过截止元件封闭的围绕限压装置的旁通管路。所述旁通管路可能需要用于冲洗过滤器的初级侧，其中所述截止元件是打开的，并且其中沿着膜的初级侧的流动移除在该处存在的杂质，所述杂质例如能够作为覆面或层存在。

在第一回路中能够设置有传感器，优选电导率测量单元，以便检测第一回路中的物质浓度。因此可以确定：物质的浓度是否已经呈现为高至使得在整个设备中或至少在其一部分中，例如在容器中和/或在第一回路中和/或在第二回路中需要完全地更换水的值。

在第二回路中，在所述透析器前方，即在透析器的上游设置有传感器，优选为电导率测量单元，以便确定过滤器的存在于次级侧上的水的纯度。如果所述纯度不在预设的极限之内或者低于极限值，那么能够推断出过滤器有缺陷。能够存在控制器，所述控制器识别出这一点并且相应地通知用户和/或关断设备。

在这一点上要指出的是，术语“上游”和“下游”表示：当所述设备处于运行中，即被液体穿流时，这些组件相对于彼此的位置。

在过滤器的次级侧的下游能够设置有压力测量装置。根据在该处测量到的压力同样能够获得关于过滤器是否有缺陷的依据。除此之外，能够在知悉初级侧上的压力的情况下确定：跨膜压力多大，然后能够将所述跨膜压力设定为对于相应使用的过滤器最佳的值。这例如能够通过设置在初级侧的泵来进行，所述泵在第一回路中设置在过滤器的上游。

此外可考虑的是，在过滤器的次级侧的下游设有混合装置，所述混合装置构成用于给从过滤器的次级侧流出的水输送一种或多种浓缩物以制备即可使用的透析溶液。为此能够设有一个或多个浓缩物管路，所述浓缩物管路引导至混合装置，并且所述浓缩物管路可与浓缩物容器连接或者在其上能够连接有浓缩物容器。

在本发明的另一设计方案中，所述设备具有超滤泵用于优选从回引管路中排出透析溶液，以便能够实现患者的所期望的或由医师所规定的液体损耗。

在一个变型方案中，所述设备具有平衡室用于将透析溶液平衡地输送给透析器和平衡地从透析器导出，如其从现有技术中已知的那样。但是，替选地，借助这种新型设计也可以考虑的是：经由第一回路的容器，例如借助于液位传感器实现平衡，这实现所述设备的简单的构造。

如已经在上文中所描述的那样，有利的是，所述过滤器是不透气的。在这种情况下能够弃用第二回路中的排气装置。

优选地，所述设备具有控制器，所述控制器构成用于，当传感器向控制器报告超过浓度极限值的值时，部分或完全地丢弃位于容器中或位于一个或这两个回路中或位于整个设备中的液体，并且以新鲜水替代所述液体。上述情况发生在所述溶液浓缩到强至或者具有杂质多至使得无法再生或不再能够有意义地进行再生时。

在容器中能够设置有水平传感器，其中优选提出，所述设备具有控制器，所述控制器构成用于，当在容器中的液位相对于初始值下降时，那么输出错误通知和/或停止设备的运行。如果第一和第二回路闭合，这是本发明的优选的设计方案，那么容器中的液位的降低仅归因于设备的泄漏。优选的是，第一和/或第二回路是闭合的。将其理解为，所述第一回路从容器经由过滤器再次引回到容器，而所述第二回路从过滤器经由透析器引导至容器，从该处起将溶液再次输送给过滤器。

在一个实施形式中能够提出，所述容器构成为袋，尤其构成为柔性的袋。这具有下述优点：容器的体积能够灵活地设计。此外能够提出，将袋设计为一次性用品，即设计为一次性制品。因此，能够在结束治疗之后以简单的方式可选地将容器与过滤器和透析器一起清除。因此，在设计为袋时仅产生少量的废物量。

所述设备能够是透析仪的组成部分或者能够形成透析仪，例如腹膜透析仪、血液透析仪或血液透析滤过仪。

本发明还涉及一种借助根据权利要求1至13中任一项所述的设备来再生透析溶液的方法，其中所述溶液从所述容器被输送给过滤器的初级侧，将渗余物回引到容器中，以及将渗透物输送给所述设备的混合区域，在所述混合区域中通过将渗透物与一种或多种浓缩物混合来制备即可使用的透析溶液，所述透析溶液被输送给透析器。

根据治疗方法可行的是，在治疗过程期间既不给容器输送新的新鲜水也不能导出使用过的溶液。这在移动式应用中特别重要。优选仅在溶液浓缩得强至使得再生不再可行或仅在极其耗费的情况下才可行时进行换水。这在容器被设计得特别小使得需要特别高的回收率时会是必要的。这样的设计方案尤其在家庭透析中能够是有意义的。在该技术方案的固定式应用中，在第一回路和/或第二回路中周期性地交换液体是可行的(所谓的新鲜水循环)。

在这一点上要指出的是，术语“一”和“一个”不一定指代元件中的正好一个，即使这是可行的实施方案，而是也能够指代多个元件。同样地，复数的使用还包括所讨论的元件以单数形式存在，并且相反地，单数也包括多个所讨论的元件中多个。

附图说明

借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明的其它细节和优点。

附图示出：

图1示出根据本发明的设备的示意性流程图；和

图2示出另一设备的示意性流程图，该另一设备不是本发明的主题。

具体实施方式

图1示出根据本发明的设备。用附图标记I表示新鲜水进入容器10中的入流，其中入流管路可通过阀V1截止。

用O表示使用过的溶液从容器10中离开的出流，其中出流口管路可通过阀V2截止。容器10在下文中也被称为进水室。

原则上能够使用具有固定式水接口的容器10，或者也能够使用任意其它容器，例如袋，例如透析液袋。

容器10能够具有刚性或柔性的壁部。

附图标记100表示透析器，所述透析器优选具有多个膜，优选具有膜束，所述膜束在一侧D上被透析液穿流而在另一侧B上被血液穿流。已经穿流透析器100进而载有血液中的杂质的透析溶液称为使用过的透析溶液或使用过的透析液。

从透析器100通过管路40向回引导到进水室10中的使用过的透析液被泵50抽吸，并且被泵送到位于上游的回路中，所述回路就本发明而言是第一回路。

该回路基本上包括：泵50；容器10；过滤器20的初级侧，即在过滤膜之前或在其它过滤介质之前的部段；和限压阀60连同将这些部件连接的管路。附图标记30表示从阀60到容器10的回引管路。

附图标记60表示限压阀。泵50将使用过的透析溶液从容器10通过过滤器20的初级侧21经由阀60向回输送到容器10中。在此，在阀60上进而也在过滤器20上产生压降。所述压力或压降能够通过阀60设定进而能够与过滤器20的理想的工作点相协调。

在过滤器20的初级侧21和次级侧22之间的压力梯度引起：发生穿过过滤膜或穿过其它过滤介质的流动，其中在次级侧22上，即在过滤介质之后存在超纯水。超纯水到达混合设备200中，所述混合设备能够构成为混合回路、混合容器、管路部段等。

在混合回路或混合容器等中，将超纯水与一种或多种浓缩物混合，例如与碱性和酸性浓缩物混合。也能够在该处加热或再加热透析溶液，以便使透析器100中的血液中尽可能不被透析溶液吸取热量。

渗余物，即液体的未被过滤器20分离的部分，留在初级侧上，并且经由阀60向回进入进水室10中。

这引起，容器10中的液体逐渐进一步浓缩，由此提高其电导率。

如从图1中所看到的那样，第一和第二回路是两个闭合的、级联式水回路或液体回路。原则上也能够存在多于两个的这种回路。

过滤器20尤其能够基于石墨烯过滤器技术，由此超纯水能够在不溶解有的氧气同时从过滤器中分离出来。这节省了透析机中的其它部件，例如单独的排气回路。

通过经由阀60在过滤器20的初级侧21上“过冲洗”所述过滤器，能够实现高的性能，并且能够防止或延迟过滤器20的污染。由此提高了过滤器20的使用寿命。附加地能够自由冲洗过滤器20，其方式为：阀90使限压阀60短路。在这种情况下，液体在绕过阀60的情况下进入包含阀90的旁路中，并且从该处向回进入容器中。该过程在过滤器性能明显下降时是有利的。

如这进一步从图1中所得出的那样，在容器10中存在液位传感器110。如果所述液位传感器通知：容器10中的液位已降至低于极限值，那么能够推断出泄漏，因为第一回路和第二回路都是闭合的，进而液位必须保持不变。所述阀V1和V2在正常运行中，即在不进行换水时是关闭的。

从图1还得出，在泵之后，即在泵下游存在电导率测量单元70。因此，可测量含杂质的液体的因回路运行引起的浓缩，进而能够推断：何时应完全更换回路中的水(新鲜水循环)。这种更换能够通过使用阀V1和V2进行，并且能够借助于容器10中的水平传感器110在体积上进行平衡。

在正常的透析运行中，阀V1和V2是关闭的，由此水平传感器10能够如所述的那样用作为泄漏监控。如果这两个闭合的回路之一失去液体，那么这能够借助容器10中的水位检测到。这能够用于患者安全。

借助另一电导率测量单元80，在过滤器20之后，即在过滤器20下游能够监控过滤器20的功能。一旦存在过滤器膜或其它过滤介质的相关损伤，导电离子就会穿过过滤器20，这再次能够通过传感器80检测到。

可选地，能够借助于设置在过滤器20下游的压力传感器102来监控过滤器20上的跨膜压力，以便能够确定过滤器的性能的下降或损失。

因为这两个回路是闭合的，所以对于使透析液增温的能量需求明显降低。因此，能够使用比从现有技术中已知的仪器更小的加热装置。虽然，仍可选地对于新鲜水循环考虑热交换器，但是出于成本原因也能够省去所述热交换器。

如上所述，在过滤器20的次级侧22上产生的超纯水进入机器的混合部件200中，并且在该处例如富含碳酸氢盐和酸，使得在透析器100处提供即可使用的透析液体以与患者的血液交换。

附图标记B/U表示平衡单元和/或超滤泵，所述平衡单元和/或超滤泵从使用过的透析液体中获取对应于医生处方的子体积。

通过两级式(级联式)过滤器附件，还能够从患者去除比水多的有毒物质。这些物质，其中包括透析液体中的离子如Na和Cl，随后在容器10中被浓缩，并且在新鲜水循环期间经由出流口O被丢弃。超滤始终例如经由B/U单元中的UF泵进行，所述UF泵直接输送到出流口中。因为这些回路是闭合回路，所以能够保持体积平衡的优势，如这在目前例如借助于平衡室所实现的那样。

由于过滤器20对于气体而言不可透过的特性，在这种构造中省去对附加的排气措施/设备的需求。替选地，在需要时，根据所使用的过滤器，也能够将排气节流阀/设备引入上游的回路，即第一回路中，如这通过图1中的附图标记E所示出的那样。在此，过滤器模块20或者还有单独的空气分离室能够用作为空气分离室，所述空气分离室例如能够设置在图1中的20和60之间。

图2示出一个变型方案，所述变型方案不是本发明的保护范围的主题。相同的或功能相同的元件具有与图1中相同的附图标记。

如从图2中所得出的那样，使用过的透析液在穿流过所述透析器100之后被输送给过滤器20，以便分离出纯净水，所述纯净水向回输送到进水室10中。渗余物经由出流口O被丢弃。在电导率传感器81中测量纯净水的电导率，并且在阀V3打开时进入容器10中。该设计方案的缺点是，所述过滤器20不会持续地被过冲洗，由此产生过滤器20明显更快地堵塞的风险，即失去性能的风险。这可能只能如下避免：将提高的水份额经由出流口O丢弃，这提高了水消耗进而使移动式应用不可行。此外，浓缩的液体仅能够收集在过滤器20本身中，这使得借助于电导率测量单元进行的测量更加难以在时间上控制新鲜水循环，即液体在闭合的回路中的交换。

图2中的设置的另一缺点是回路中的压力状况。在过滤器上的跨膜压力无需其它组件就向回传输到透析过滤器上，所述透析过滤器与患者接触。处于该原因，需要其它部件，例如自由落体距离、减压器和/或还有泵来构造这种系统。在根据图1的设置中不是这种情况，因为所述压力侧，即过滤器20的初级侧21并非与透析器100直接连通，而是与次级侧22连通。

根据本发明，能够以相对少的组件来实现透析机的低成本的设计，所述透析机能够构成为紧凑且易于运输的。这在透析液流和血液流减少时允许更长时间的透析治疗，这对治疗的兼容性以及患者的期望寿命都是积极的，因为这更接近肾脏的自然功能性。

本发明的优选的实施形式的并非限制本发明的优点是：

集成的排气是可行的，这与过滤器特性或所使用的石墨烯过滤器技术相关。

通过闭合回路进行的集成的平衡是可行的，其中两个或更多个回路级联式地设置；

集成RO设施，从而节省了部件，即节省了成本和结构尺寸；

需要仅一个压力泵来过冲洗过滤器，以及用于为混合设备构建压力来制备即可使用的透析液；因此能够节省另外的泵；

不会经由透析器产生对患者的直接的、不期望的压力反作用，因为过滤器的初级侧通过膜与透析器分离；

所述过滤器是可过冲洗的，由此产生提高的使用寿命；

所述泵不在RO水中运行，这伴随着泵的提高的使用寿命；

与目前的机器相比，存在更少的水消耗，进而也存在更少的用于加热的能量消耗；

经由容器中的水平传感器自动地进行密封性检查是可行的，因为不密封性会引起缺水警报/低于容器中的警报水位。

可在技术安全方面监控过滤器的功能能力，更确切地说借助设置在过滤器下游的电导率测量单元等来监控。因此确保：在机器的下游的混合设备中能够实现透析液的正确组成；

借助电导率测量单元能够在时间上控制何时必须更换回路中的液体，所述液体与使用过的溶液接触(新鲜水循环)；同样地，借助于所述电导率测量单元可确定冲洗周期。

这是一种紧凑的、低成本的机器设计方案；

通过闭合的回路简化了患者体液平衡(Bilanzierung des Flüssigkeitshaushalts)；

简单且高度精确的超滤是可行的；

可为透析机的混合浙江中准备高度无菌的初始液体；

所述设备能够在腹膜透析(PD)和血液透析(HD)机中使用或构成所述腹膜透析和血液透析机。所述设备能够是透析机或其一部分。

也可以考虑与根据图1的部件的各种不同的组合。

因此例如泵50是可选的。

传感器70也能够通过固定的控制装置替代，即固定的新鲜水循环/过滤器的冲洗过程。

根据所使用的过滤器也能够存在或省去排气设备E。

所述泵50也能够设置在传感器80之前或之后；然而，在这种配置中过冲洗是不可行的，进而会产生图2中的问题，所述问题伴随着过滤器的性能损失。

但是也可考虑的是在传感器80之前或之后或者在管路40中或在B/U单元内在过滤器的输出侧(次级侧)上的另外的泵。

能够在第一回路和第二回路中设有加热装置。

优选地，在第二回路中也存在用于输送透析溶液或超纯水的泵。

根据图1的设计方案优选应用石墨烯过滤器技术；然而，本发明既不限于此，也不限于另一特定的过滤器。只要所述膜能够从含杂质的液体中分离出水/超纯水，那么在图1中的设计方案的情况下或根据本发明也可考虑其它技术。

从现有技术中已知的RO过滤设施通常基于不同的技术。它们大多数是性能相对较差的卷绕模块，但是可以设想采用该过滤器作为过滤器20。

Claims (15)

1.一种用于再生透析溶液的设备，其中所述设备具有第一回路和第二回路，其中所述第一回路具有：用于容纳使用过的透析溶液的容器(10)；连接在所述容器(10)下游的过滤器(20)的初级侧(21)；以及从所述过滤器(20)的初级侧(21)进入所述容器(10)中的回引管路(30)，其中所述过滤器(20)构成用于，从所述使用过的透析溶液中制备经净化的水，并且其中所述第二回路具有：所述过滤器(20)的次级侧(22)；透析器(100)的透析液侧；和从所述透析器(100)的透析液侧进入所述容器(10)中的回引管路(40)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述过滤器(20)是石墨烯过滤器。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在所述第一回路中，优选在所述过滤器(20)的初级侧(21)的上游设置有泵(50)，以便引起液体在所述第一回路中的流动，和/或优选地，在所述第一回路中的过滤器(20)的下游设有限压装置(60)，借助于所述限压装置能够调节在所述过滤器(20)的初级侧(21)上的压力。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，设有可通过截止元件(90)封闭的、围绕所述限压装置(60)的旁通管路。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述第一回路中能够设置有传感器，优选电导率测量单元(70)，以便检测所述第一回路中的物质的浓度，和/或其特征在于，在所述第二回路中，在所述透析器之前设置有传感器，优选为电导率测量单元(80)，以便确定存在于所述过滤器(20)的次级侧上的水的纯度。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述过滤器(20)的次级侧(22)的下游能够设置有压力测量装置(102)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述过滤器(20)的次级侧(22)的下游设有混合装置，所述混合装置构成用于，将从所述过滤器(20)的次级侧(22)流出的水与一种或多种浓缩物混合以制备即可使用的透析溶液。

8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有超滤泵以导出透析溶液，优选从所述透析器(100)至所述容器(10)的所述回引管路(30)中导出透析溶液，和/或所述设备具有平衡室(B)以将透析溶液平衡地输送给所述透析器(100)和从所述透析器导出。

9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述过滤器(20)是不透气的，和/或所述第二回路不具有排气装置。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有控制器，所述控制器构成用于，当所述传感器，尤其所述电导率测量单元(70)向所述控制器报告存在超过浓度极限值的值时，部分或完全地丢弃位于所述容器(10)中的液体并以新鲜水替代所述液体。

11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述容器(10)中设置有水平传感器(110)，其中优选提出，所述设备具有控制器，所述控制器构成用于，当在所述容器(10)中的液位相对于初始值下降时，输出错误通知和/或停止所述设备的运行。

12.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一回路和/或所述第二回路是闭合的。

13.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述容器(10)构成为袋，尤其构成为柔性的袋，更尤其构成为一次性制品(一次性用品)，和/或其特征在于，所述设备是透析仪或者构成透析仪的一部分。

14.一种用于借助根据权利要求1至13中任一项所述的设备来再生透析溶液的方法，其特征在于，将容器(10)中的溶液输送给所述过滤器(20)的初级侧(21)，将渗余物返回到所述容器(10)中，并且将渗透物输送给混合区域，在所述混合区域中通过将所述渗透物与一种或多种浓缩物混合来制备即可使用的透析溶液，所述透析溶液被输送给透析器(100)。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在正常运行时，既不向所述容器(10)输送新的新鲜水，也不从所述容器中导出使用过的溶液。

Images