JP7468541B2 - 透析装置 - Google Patents
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Description
蛋白結合物質は、血症中に一部が蛋白質と結合した形態で存在する尿毒症物質である。このカテゴリーに属する尿毒症物質として25種類が挙げられている。蛋白結合物質に属するいくつかの尿毒症物質については、血清濃度と生命予後との間に有意の関連が確認されている。例えば、インドキシル硫酸濃度と心血管系の疾患による死亡率とは関連すると報告されている。また健常人のンドキシル硫酸濃度は1~2.9mM(ミリモル/dm3)であるのに対し、末期腎不全患者のそれは500mMを越え、このような高濃度のインドキシル硫酸はTGF-β、組織メタロプロテアーゼ阻害物質1(TIMP-1)および α1 collagenの合成を介して心臓の線維化を促進すると報告されている(非特許文献1)。
蛋白結合物質の動態を示す指標のひとつに蛋白結合率がある。これは血漿中に存在する尿毒症物質のうちの蛋白質に結合しているものの割合である。インドキシル硫酸の蛋白結合率は93%と報告されている(非特許文献2)。つまり、平衡状態においては、インドキシル硫酸の93%は蛋白質(アルブミン)に結合して存在し、7%は遊離形で存在する。
平衡状態においては、蛋白結合物質のうち、実際に蛋白質に結合している物質の量と、流離型の物質の濃度とは、一定の比率で存在する。この比率が蛋白結合率である。例えば、インドキシル硫酸の93%は蛋白質(アルブミン)に結合して存在し、7%は遊離形で存在する。
より好ましくは、注入口が重曹の溶液の注入口である。
図1は、実施の形態1に従った透析装置の回路図である。実施の形態1の透析装置1は、人体10から取り出した血液22が流れる第一流路20,40,60,80,100と、第一流路20に設けられて血液22を送る血液ポンプ30と、血液ポンプ30の下流側に設けられて第一流路60から供給される血液を置換液111で浄化するダイアライザ70と、血液ポンプ30の下流かつダイアライザの上流の第一流路に合流して第一流路60に置換液111を供給する第二流路110とを備える。第一および第二流路の合流点50よりも下流における第一流路60の断面積は合流点50よりも上流における第一流路40の断面積よりも大きい。
図2は、実施の形態2に従った透析装置の回路図である。
透析装置1における蛋白結合物質除去血液回路は、従来の血液流路である第一流路42と、これをバイパスするバイパス流路41から成る。第一流路42をバイパスするバイパス流路41へは置換液111が注入されるようになっている。血液ポンプ30の吐出量に相当する体外循環血液流量も、置換液ポンプ112の吐出量に相当する置換液流量も透析中、一定である。
V0:第一流路42の容積
R0:第一流路42の流路抵抗
Qb0:第一流路42を流れる血流量
V1:バイパス流路41の容積
R1:バイパス流路41の流路抵抗
Qbd1:バイパス流路41を流れる置換液で希釈された希釈血液流量
Qb1:バイパス流路41に流入する血流量
Qb:血液ポンプ30の吐出量相当する体外循環血流量
Qd:置換液流量
2.血液回路の数学的表現
アルブミンに結合したインドキシル硫酸がアルブミンから遊離する量は、希釈血液23がバイパス流路41を通過するのに要する時間と希釈の程度の両方によって決まる。そこで、まず、希釈血液23がバイパス流路41を通過するのに要する時間について検討し、次に希釈の程度について検討する。
第一流路42における血液22の通過時間は第一流路42の容積を血流速度で割ることにより求められる。同様に、バイパス流路41における希釈血液23の通過時間はバイパス流路41の容積を希釈血液23の流量で割ることにより求められる。
T0=V0/Qb0 (1a)
同様に、バイパス流路41における希釈血液23の通過時間をT1分とすると、以下の式が成り立つ。
すでに流路容積が与えられているものとすると、血液22あるいは希釈血液23の目標とする通過時間は血液22あるいは希釈血液23の流量により決まる。そこで、次のステップでは、それぞれの流路における血液22あるいは希釈血液23の流量を求める式を導く。
dP=Qbd1×R1 (2b)
ただし、dP=Pu-Pd
一方、バイパス流路41における希釈血液23の流量は、当該流路に流入する血液の流量と置換液の流量の和に等しい。
ここで、それぞれの流路に流入する血液22の流量の和は、血液ポンプ30の吐出量に相当する体外循環血流量に等しい。
式(2a)と式(2b)より以下の式が導かれる。
式(5a)を書き換えると、式(5b)が得られる。
ここで、便宜上、R1/R0を以下のように定義する。
その結果、式(5b)は式(5c)のように書き換えられる。
式(3)、式(4)、式(5c)を連立させると、下記の式が得られる。
ところで、式(3)に示すように、バイパス流路41における希釈血液23の流量Qbd1は、当該バイパス流路41に流入する血液の流量Qb1と置換液の流量Qdの和に等しい。そこで、式(6)を式(3)に代入すれば、バイパス流路41における希釈血液23の流量Qbd1を求める式を導くことができる。
式(7a)を整理すると、式(7b)が得られる。
2)バイパス流路41を流れる血液の希釈度
バイパス流路41を流れる血液の希釈度をDとすると、Dは以下の式で定義される。
3)希釈血液23がバイパス流路41を流れるのに要する時間T1を決定するバイパス流路41の容積
すでに述べたように、バイパス流路41における希釈血液23の通過時間をT1分とすると、以下の式が成り立つ。
これを書き換えると、希釈血液23がバイパス流路41を流れるのに要する時間T1を決定するバイパス流路41の容積を求める式が得られる。
3. バイパス流路41の流量抵抗と容積を決める具体的な方法
1)置換液流量
バイパス流路41を流れる希釈血液23の希釈度Dは0.3程度が好ましいとしてみる。さらに、体内の血液は5dm3程度なので、処理する血液量であるバイパス流路41を流入する血流量Qb1は30cm3/minでよいかもしれない(4時間の透析で7.2dm3が処理される)。この条件の下では、置換液流量は70cm3/minとなる。
0.3=30/(30+Qd)
Qd=70
2)バイパス流路41の流量抵抗
バイパス流路41を流入する血流量Qb1は30cm3/minで、置換液流量が70cm3/minなら、バイパス流路41における希釈血液の流量Qbd1は100cm3/minとなる。
220=b×100
b=2.2
つまり、バイパス流路41の流量抵抗値は第一流路42の流量抵抗値の2.2倍とする。
3) バイパス流路41の容積
バイパス流路41の容積は、希釈血液がバイパス流路41を通過するのに要する時間T1とバイパス流路41における希釈血液の流量Qbd1から式(9)により算出できる。
すなわち、希釈血液がバイパス流路41を通過するのに要する時間を3分、バイパス流路41における希釈血液の流量Qbd1が100cm3/minとなるようにするためには、バイパス流路41の容積は300cm3でなければならない。
以上をまとめると、バイパス流路41の流量抵抗値R1が第一流路42の流量抵抗値R0の2.2倍であって、バイパス流路41の容積が300cm3/minの時、血流量を250cm3/min、置換液流量を70cm3/minとすれば、毎分30cm3の血液が3倍希釈の下に3分間維持される。
図3は、実施の形態3に従った透析装置の回路図である。図3で示すように、バイパス流路41全体を太くすることで、チャンバを設けることなくバイパス流路41の容積を増加させることができる。
Claims (8)
- 人体から取り出した血液が流れる第一流路と、
前記第一流路に設けられて血液を送る血液ポンプと、
前記血液ポンプの下流側に設けられて前記第一流路から供給される血液を置換液で浄化するダイアライザと、
前記血液ポンプの下流かつ前記ダイアライザの上流の前記第一流路に合流して前記第一流路に置換液を供給する第二流路とを備え、
前記第一および前記第二流路の合流点よりも下流における前記第一流路の断面積は前記合流点よりも上流における前記第一流路の断面積よりも大きい、透析装置。 - 前記合流点の下流での流速が前記合流点の上流での流速よりも遅くなるように前記第一流路の断面積が選択される、請求項1に記載の透析装置。
- 人体から取り出した血液が流れる第一流路と、
前記第一流路に設けられて血液を送る血液ポンプと、
前記血液ポンプの下流側に設けられて前記第一流路から供給される血液を置換液で浄化するダイアライザと、
前記血液ポンプよりも下流で前記第一流路から分岐し、前記ダイアライザよりも上流で前記第一流路に合流する、前記第一流路の一部分に並列的に設けられるバイパス流路と、
前記バイパス流路に合流して前記バイパス流路に置換液を供給する第二流路とを備えた、透析装置。 - 前記バイパス流路の流量抵抗が前記バイパス流路に並列する前記第一流路の流量抵抗よりも大きい、請求項3に記載の透析装置。
- 前記バイパス流路の容積は前記バイパス流路に並列する前記第一流路の容積よりも大きい、請求項3または4に記載の透析装置。
- 前記バイパス流路に設けられたチャンバをさらに備えた、請求項5に記載の透析装置。
- 前記バイパス流路に薬物を注入する注入口が設けられている、請求項3から6のいずれか1項に記載の透析装置。
- 前記注入口が重曹の溶液の注入口である、請求項7に記載の透析装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019194077 | 2019-10-25 | ||
| JP2019194077 | 2019-10-25 | ||
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| JP7468541B2 true JP7468541B2 (ja) | 2024-04-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021553446A Active JP7468541B2 (ja) | 2019-10-25 | 2020-10-20 | 透析装置 |
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Citations (5)
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| JP2001340449A (ja) | 2000-06-01 | 2001-12-11 | Jms Co Ltd | 医療用血液回路の構成方法及び構成装置 |
| WO2012115189A1 (ja) | 2011-02-23 | 2012-08-30 | 旭化成メディカル株式会社 | 血液浄化装置及び血液浄化装置の洗浄方法 |
| JP2015208480A (ja) | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 学校法人北里研究所 | アルブミン結合毒素除去装置 |
| JP2016500319A (ja) | 2012-12-20 | 2016-01-12 | フレゼニウス メディカル ケアー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングFresenius Medical Care Deutschland GmbH | 血液透析濾過方法 |
| WO2017001357A1 (en) | 2015-06-29 | 2017-01-05 | Gambro Lundia Ab | Extracorporeal blood treatment apparatus for single-needle treatments |
-
2020
- 2020-10-20 JP JP2021553446A patent/JP7468541B2/ja active Active
- 2020-10-20 WO PCT/JP2020/039331 patent/WO2021079860A1/ja not_active Ceased
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| JPWO2021079860A1 (ja) | 2021-04-29 |
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