Dializador MECS.

Un dializador (15) que comprende:

una pluralidad 5 de hojas de membrana semipermeables (30),

teniendo cada hoja de membrana un primer lado (91) y un segundo lado (92) opuesto al primer lado (91), y un primer extremo (93) y un segundo extremo (95) opuesto al primer extremo;

una pluralidad de separadores de flujo (90), en donde los separadores de flujo (90) salen de los lados primero y segundo (91, 92) definiendo surcos paralelos que se extienden desde el primer extremo (93) hasta el segundo extremo (95), caracterizado por que cada capa (120) de microcanales comprende una pila de láminas unitaria que incluye al menos dos hojas de membrana, definiendo los surcos dispuestos en relación enfrentada y los separadores de flujo adyacentes uno a otro y acoplados con ellos unas capas alternantes de primeros y segundos microcanales (21, 23), en donde cada microcanal (21, 23) está definido por un primer lado de una de las hojas de membrana (93) y un segundo lado de otra de las hojas de membrana (92) y los respectivos separadores de flujo (90), y los microcanales primeros y segundos (21, 23) de cada capa de microcanales están en comunicación de fluido uno con otro a través de una hoja de membrana de la pluralidad de hojas de membrana (30) dispuestas entre ellos, estando los primeros microcanales (21) destinados a recibir una primera corriente de fluido que comprende sangre y estando los segundos microcanales (23) destinados a recibir una segunda corriente de fluido que comprende dializado.

Dializador MECS.

Campo de la invención La presente invención se refiere a la hemodiálisis y, más particularmente, a métodos y aparatos para un dializador basado en microtecnología.

Antecedentes Se han realizado diálisis crónicas en pacientes con fallo renal desde principios de los años 1960. Los dializadores o "riñones artificiales" que hicieron esto posible eran el resultado de una evolución técnica que comenzó en los años 1930 y 1940. Un dializador es un dispositivo para purificar la sangre por hemodiálisis mediante un proceso de difusión y convección de productos residuales, solutos disueltos y fluido de la sangre a través de una membrana semipermeable hasta obtener una solución de diálisis conocida como dializado. Un sistema dializador es un conjunto que comprende el dializador y el equipo asociado para apoyar al dializador, tal como las cañerías y las bombas. Los primeros sistemas dializadores utilizados estaban constituidos por un tambor rotativo grande que utilizaba una envoltura del tipo de salchicha como una membrana semipermeable enrollada sobre un marco redondo grande de madera. La sangre era canalizada a través de la envoltura y esta envoltura era bañada en una solución de dializado. Hacia los años 1970, la industria había desarrollado el dializador de fibras huecas. Este dispositivo está constituido por 10000-14000 fibras huecas de membrana semipermeable alojadas en un tubo de 30 cm de longitud y 6 cm de diámetro, pero que proporcionaba hasta 2 metros cuadrados de área superficial para que la sangre fluyente dentro de las fibras se interconectara con el dializado fluyente alrededor del exterior de las fibras. Aunque los dializadores de fibras huecas de hoy en día son un poco más eficientes, la tecnología no ha cambiado significativamente desde ese tiempo.

El dializador de fibras huecas tiene una mala distribución del flujo de dializado debido a un espaciamiento desigual y inconsistente entre fibras individuales. Las áreas con flujo estancado y las áreas con flujo derivado desarrollado reducen dramáticamente la eficiencia de la transferencia de masa en el lado del dializado. El espaciamiento entre fibras individuales es generalmente pequeño y así la difusión es un mecanismo importante de transferencia de masa en el espacio interfibras. Una mejora de la difusión y, por tanto, una eficiencia mejorada del uso del dializado son limitadas debido al carácter físico inherente de los dializadores de fibras huecas.

Actualmente, los dializadores de fibras huecas utilizan 120-200 litros de solución de dializado, que comprende predominantemente agua, para realizar un tratamiento de diálisis. Se utiliza una cantidad relativamente grande de solución de dializado debido a que el flujo del dializado es aleatorio alrededor de las fibras. La necesidad de esta cantidad de solución de dializado requiere que la máquina de diálisis sea bastante grande. El agua utilizada para diálisis tiene que ser purificada también de contaminación química y microbiológica, lo que aumenta la cantidad de equipamiento y la competencia técnica necesarias para realizar tratamientos de diálisis.

Como resultado de la dependencia de este equipamiento complicado, la mayoría de los tratamientos de diálisis se realizan en centros de diálisis atendidos por un equipo de profesionales. Menos de un uno por ciento de los pacientes de hemodiálisis realizan sus propios tratamientos en casa. En un centro se realizan tratamientos de 45 diálisis de una manera muy rápida durante un corto período de tiempo. Cada paciente recibe tres tratamientos por semana. Los estudios han demostrado que se obtiene una gran mejora cuando se dializan los pacientes de manera más lenta, durante más tiempo y con más frecuencia. No sólo son mucho mejores los resultados del paciente, sino que el coste global de su cuidado es menor debido a reducciones en costes de medicación y hospitalización.

El documento US 4, 310, 416 describe un aparato de tratamiento de fluido del tipo de placas de pequeño tamaño para la filtración y separación de fluidos, que transfiere sustancias entre fluidos a través de membranas o que deja pasar sustancias específicas contenidas en el fluido a través de membranas. El aparato consta de una pluralidad de disposiciones de membrana apiladas que comprenden placas de soporte de membrana y una sola membrana interpuesta entre las placas de soporte.

El documento US 4, 110, 220 revela un dispositivo de transferencia de masa que consta de una pila de placas y membranas alternantes, en el que cada placa incluye en cada superficie dos múltiples para distribuir y recoger líquido transversalmente en la placa.

En el documento WO 02/076529 se describe un dispositivo de procesamiento de sangre. El dispositivo comprende una primera placa provista de una pluralidad de primeros canales en una primera dirección para transportar sangre en ellos. Una segunda placa está dispuesta cerca de la primera placa y está provista de una pluralidad de segundos canales en una segunda dirección para transportar en ellos un gas o gases o una mezcla de medios gaseosos.

Entre los dos juegos de canales está dispuesta una membrana permeable al gas.

El único modo económicamente viable para que los pacientes reciban tratamientos de diálisis más frecuentes consiste en que ellos mismas realicen sus propios tratamientos de diálisis en casa. Para hacer que esto sea 5 técnicamente factible, es necesario mejorar la tecnología de tal manera que las máquinas de diálisis sean más pequeñas y más portátiles, consuman menos agua y sean más sencillas de manejar por la persona lega.

Lo que se necesita en la técnica es un dializador con eficiencia mejorada de transferencia de masa a través de la membrana de diálisis que separa la sangre de la solución de dializado. 10

Breve descripción de los dibujos Los números de referencia iguales indican en general elementos correspondientes en las figuras.

La figura 1 es un esquema de un sistema de diálisis según la presente invención; La figura 2 comparativa es una vista en perspectiva de un dializador MECS de flujo paralelo; La figura 3 comparativa es una vista en perspectiva de un dializador MECS de flujo cruzado; La figura 4 comparativa es una vista despiezada tomada por un extremo de una pila de láminas que incluye una pluralidad de primeras hojas de microcanales, segundas hojas de microcanales y hojas de membrana en una disposición apilada; La figura 5 comparativa es una vista tomada por un extremo de una tercera hoja de microcanales que tiene un primer lado y un segundo lado opuesto al primer lado y que comprende una pluralidad de surcos de una relación de aspecto de aproximadamente 5; La figura 6A comparativa es una vista tomada por arriba de un dializador MECS que tiene microcanales de una pluralidad de relaciones de aspecto; La figura 6B comparativa es una vista en sección transversal del dializador MECS de la realización de la figura 6A alrededor del plano de corte 6B-6B, mostrando que en esta sección la hoja de microcanales comprende surcos de una relación de aspecto relativamente baja; La figura 6C comparativa es una vista en sección transversal del dializador MECS de la realización de la figura 6A

alrededor del plano de corte 6C-6C, mostrando que esta sección la hoja de microcanales comprende surcos de relación de aspecto relativamente alta; La figura 6D comparativa es una vista en sección transversal del dializador MECS de la realización de la figura 6A alrededor del plano de corte 6D-6D, mostrando que en esta sección la hoja de microcanales comprende surcos de relación de aspecto relativamente alta, además de comprender almas de soporte adaptadas para soportar

adicionalmente la membrana a través del surco y el canal de flujo resultante; La figura 7 comparativa es una vista tomada por arriba de una hoja de microcanales que comprende una pluralidad de surcos, un surco impelente en comunicación de fluido con los surcos y una entrada en comunicación de fluido con el surco impelente, según una realización de la presente invención; Las figuras 8A y 8B comparativas son vistas tomadas por arriba de dos hojas de microcanales que comprenden una pluralidad de surcos, dos surcos impelentes en comunicación de fluido con surcos en uno y otro de un primer extremo y un segundo extremo, y una entrada y una salida en comunicación de fluido con uno y otro de los surcos impelentes; La figura 9A es una vista tomada por un extremo de un dializador MECS de flujo paralelo según una realización de la presente invención;

Las figuras 9B y 9C son vistas despiezadas tomadas por un extremo y por arriba, respectivamente, del dializador MECS de la realización de la figura 9A; y La figura 10 es una vista en perspectiva despiezada... [Seguir leyendo]

1. Un dializador (15) que comprende:

una pluralidad de hojas de membrana semipermeables (30) , teniendo cada hoja de membrana un primer lado (91) y un segundo lado (92) opuesto al primer lado (91) , y un primer extremo (93) y un segundo extremo (95) opuesto al primer extremo;

una pluralidad de separadores de flujo (90) , en donde los separadores de flujo (90) salen de los lados primero y

segundo (91, 92) definiendo surcos paralelos que se extienden desde el primer extremo (93) hasta el segundo extremo (95) , caracterizado por que cada capa (120) de microcanales comprende una pila de láminas unitaria que incluye al menos dos hojas de membrana, definiendo los surcos dispuestos en relación enfrentada y los separadores de flujo adyacentes uno a otro y acoplados con ellos unas capas alternantes de primeros y segundos microcanales (21, 23) , en donde cada microcanal (21, 23) está definido por un primer lado de una de las hojas de membrana (93)

y un segundo lado de otra de las hojas de membrana (92) y los respectivos separadores de flujo (90) , y los microcanales primeros y segundos (21, 23) de cada capa de microcanales están en comunicación de fluido uno con otro a través de una hoja de membrana de la pluralidad de hojas de membrana (30) dispuestas entre ellos, estando los primeros microcanales (21) destinados a recibir una primera corriente de fluido que comprende sangre y estando los segundos microcanales (23) destinados a recibir una segunda corriente de fluido que comprende dializado.

2. El dializador de la reivindicación 1, que comprende, además, un primer colector (62a) y un segundo colector (62b) , comprendiendo el primer colector (62a) una entrada (57) en comunicación de fluido con los primeros microcanales (21) en el primer extremo (93) y una salida (58) en comunicación de fluido con los segundos microcanales (23) en el primer extremo (93) , y comprendiendo el segundo colector (62b) una entrada (57) en comunicación de fluido con los segundos microcanales (23) en el segundo extremo (95) y una salida (57) en comunicación de fluido con los primeros microcanales (21) en el segundo extremo (95) .

3. El dializador de la reivindicación 1, que comprende, además, un primer colector (62a) y un segundo colector (62b) , comprendiendo el primer colector (62a) una primera entrada (57) en comunicación de fluido con los primeros microcanales (21) en el primer extremo (93) y una segunda entrada (57) en comunicación de fluido con los segundos microcanales (23) en el primer extremo (93) , y comprendiendo el segundo colector (62b) una primera salida (57) en comunicación de fluido con los primeros microcanales (21) en el segundo extremo (95) y una segunda salida (57) en comunicación de fluido con los segundos microcanales (23) en el segundo extremo (95) .

4. Un sistema de diálisis que comprende:

un aparato de manipulación de sangre; un aparato de manipulación de dializado; y el dializador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el aparato de manipulación de sangre está en comunicación de fluido con los primeros microcanales (21) y el aparato de manipulación de dializado está en comunicación de fluido con los segundos microcanales (23) .

5. El sistema de diálisis de la reivindicación 4, en el que el aparato de manipulación de sangre está adaptado para suministrar sangre a los primeros microcanales (21) en un primer extremo (93) y extraer sangre de los primeros 45 microcanales (21) en un segundo extremo (95) , y el aparato de manipulación de dializado está adaptado para suministrar dializado a los segundos microcanales (23) en el segundo extremo (95) y extraer dializado de los segundos microcanales (23) en el primer extremo (93) .

6. El sistema de diálisis de la reivindicación 4, en el que el aparato de manipulación de sangre está adaptado para 50 suministrar sangre a los primeros microcanales (21) en un primer extremo (93) y extraer sangre de los primeros microcanales (21) en un segundo extremo (95) , y el aparato de manipulación de dializado está adaptado para suministrar dializado a los segundos microcanales (23) en el primer extremo (93) y extraer dializado de los segundos microcanales (23) en el segundo extremo (95) .

7. El sistema de diálisis de la reivindicación 4, en el que los microcanales primeros y segundos (21, 23) tienen una dimensión interna de hasta 1000 micrómetros.