Dispositivo para el tratamiento de sangre con extracción selectiva de solutos.

Un aparato para el tratamiento extracorpóreo de sangre que comprende:

- al menos una unidad de tratamiento principal (1) que comprende un primer compartimento (2) y un segundo compartimento (3) separados por una membrana semipermeable (4),

- una línea de retirada de sangre (5) para la sangre a tratar, conectada a una entrada (6) del primer compartimento (2) de la unidad de tratamiento principal (1),

- una línea de retorno de sangre (7) conectada a una salida (8) del primer compartimento (2) de la unidad de tratamiento principal (1), en la que la línea de retorno de sangre, la línea de retirada de sangre y el primer compartimento forman parte de un circuito extracorpóreo de sangre,

- al menos una unidad de tratamiento auxiliar (9) que comprende al menos una entrada de fluido (10) y al menos una salida de fluido (11),

- una primera línea de fluido (12) que tiene un primer extremo conectado a una salida (13) del segundo compartimento (3) de la unidad de tratamiento principal (1) y un segundo extremo conectado a la entrada de fluido (10) de la unidad de tratamiento auxiliar (9),

- una segunda línea de fluido (14) que tiene un primer extremo conectado a la salida de fluido (11) de la unidad de tratamiento auxiliar (9) y un segundo extremo conectado a dicho circuito extracorpóreo de sangre,

- un regulador de flujo de fluido (15) sobre al menos una de dichas primera y segunda líneas de fluido (12, 14), caracterizado por que el aparato comprende adicionalmente:

- al menos un detector (18; 17; 34) para determinar un parámetro relacionado con una caída de presión a través de dicha unidad de tratamiento auxiliar y emitir una señal de presión correspondiente, y

- una unidad de control (16) configurada para ejecutar un procedimiento de control que comprende:

• recibir dicha señal de presión del detector y determinar un valor paramétrico correspondiente, y • controlar el regulador de flujo (15) al menos basándose en dicho valor paramétrico.

Dispositivo para el tratamiento de sangre con extracción selectiva de solutos Campo de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de sangre con extracción selectiva de solutos.

La invención se refiere en particular a la filtración de sangre usando dos o más unidades de tratamiento para separar y extraer selectivamente sustancias del tamaño molecular seleccionado.

Descripción de la técnica relacionada La sangre contiene solutos con diferentes pesos moleculares: por ejemplo, la urea tiene un peso molecular de 60 Daltons, el fosfato tiene un peso molecular de 96-97 Daltons, la creatinina tiene un peso molecular de 113 Daltons, la vitamina B12 tiene un peso molecular de 1.355 Daltons, la insulina tiene un peso molecular de 5.200 Daltons, la beta 2 microglobulina tiene un peso molecular de 12.000 Daltons y la albúmina de 68.000 Daltons.

En el campo de la diálisis, las primeras membranas usadas eran muy permeables a pequeños solutos de peso molecular de hasta 200 Daltons. La eliminación de pequeños solutos depende de la capacidad de permeabilidad y difusión de la membrana que se utiliza. La ausencia de permeabilidad de estas membranas para determinados solutos de tamaño medio en el rango de la vitamina B12 (1.355 Daltons) se consideró como una de las causas determinantes de la aparición de neuropatías urémicas múltiples.

Para mejorar la eliminación de moléculas de tamaño medio, una primera respuesta fue añadir al flujo de difusión a través de la membrana un flujo de convección, usando membranas de alto flujo con un valor límite de peso molecular de 40.000 Daltons. Sin embargo, estas membranas causaban pérdida de constituyentes plasmáticos útiles, tales como hormonas, vitaminas y aminoácidos.

Una solución adicional para mejorar la eliminación de las moléculas de tamaño medio es la hemofiltración, un método puramente convectivo para la eliminación de solutos a través de la membrana. Sin embargo, este método extrae una gran cantidad de líquido de la sangre requiriendo, de este modo, la reinyección de líquido estéril en la sangre, y una membrana que es muy permeable a solutos de peso molecular hasta 40.000 Daltons. Sin embargo, en un modo puramente convectivo, la eliminación de moléculas de tamaño pequeño es pobre.

Un método adicional en el que la hemofiltración y la hemodiálisis se combinaron se conoce como hemodiafiltración. Sin embargo, los problemas que surgen incluyen la dificultad de controlar exactamente el flujo de hemofiltración, la alta pérdida de hormonas y aminoácidos, la complejidad del sistema, las grandes cantidades de líquido estéril y dializado necesarias y por consiguiente el alto coste del tratamiento.

Para ofrecer una mejor solución capaz de realizar una eliminación más selectiva de soluciones sanguíneas, se ha considerado el uso de dos o más unidades de filtración.

Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Nº 6.193.681 describe un aparato para tratar la septicemia en la sangre. La sangre fluye primero a través de un dispositivo de radiación UV y después a través de un concentrador de sangre antes de la reinyección en el paciente. Un circuito secundario se conecta a una segunda salida del concentrador de sangre a partir de la cual el fluido fluye hacia fuera a través de un filtro seguido de un módulo de membrana y una fuente de dilución, y después se inyecta aguas arriba del concentrador de sangre.

Además, el documento US2004182787 desvela un sistema que combina dos o más unidades de filtración en las que el fluido ultrafiltrado a través de una primera unidad de tratamiento se trata mediante una segunda unidad antes de reinyectarse en el circuito extracorpóreo de sangre. Esta solución ofrece una buena eliminación, consumiendo al mismo tiempo pequeñas cantidades de líquido estéril.

Aunque algunas de las soluciones descritas ofrecen resultados positivos, es un objeto de la invención mejorar adicionalmente el control de las tasas de fluidos a través de determinadas líneas del sistema para tener una eficacia controlada a lo largo del tiempo de tratamiento.

Un objeto adicional es que se ofrece un sistema que usa unidades de filtración múltiples que es adecuado para la extracción selectiva de solutos que tienen moléculas que se encuentran en un intervalo definido y que es además capaz de mantener una capacidad sustancialmente constante para extraer dichos solutos durante el tratamiento.

Definiciones La expresión "límite" se refiere al Límite de Peso Molecular (LPM) que se mide en Dalton. El LPM se define como el peso molecular mínimo de una molécula globular que retiene la membrana a al menos un 90 %.

Moléculas de tamaño pequeño: moléculas de peso molecular menor de aproximadamente 2.000 Daltons.

Moléculas de tamaño medio: moléculas de peso molecular entre 2.000 y 50.000 Daltons. Entre las moléculas de tamaño medio pueden identificarse las siguientes: moléculas de tamaño medio pequeñas con un tamaño en el intervalo de 5 a 30 kD y moléculas de tamaño medio grandes con un tamaño en el intervalo de 30 a 50 kD.

Moléculas de tamaño grande: moléculas de peso molecular mayor de 50.000 Daltons (por ejemplo, proteínas) .

Sumario Al menos uno de los objetos anteriores se alcanza sustancialmente mediante un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones adjuntas.

A continuación en el presente documento se describen aparatos y procesos para el tratamiento extracorpóreo de sangre de acuerdo con aspectos de la invención.

Un 1er aspecto se refiere a un aparato de tratamiento de sangre extracorpóreo que comprende:

- al menos una unidad de tratamiento principal que comprende un primer compartimento y un segundo compartimento separados por una membrana semipermeable, -una línea de retirada de sangre para la sangre a tratar conectada a una entrada del primer compartimento de la unidad de tratamiento principal, -una línea de retorno de sangre conectada a una salida del primer compartimento de la unidad de tratamiento principal, en el que la línea de retorno de sangre, la línea de retirada de sangre y el primer compartimento forman parte de un circuito extracorpóreo de sangre, -al menos una unidad de tratamiento auxiliar que comprende al menos una entrada de fluido y al menos una salida de fluido, -una primera línea de fluido que tiene un primer extremo conectado a una salida del segundo compartimento de la unidad de tratamiento principal y un segundo extremo conectado a la salida de fluido de la unidad de tratamiento auxiliar, -una segunda línea de fluido que tiene un primer extremo conectado a la salida de fluido de la unidad de tratamiento auxiliar y un segundo extremo conectado a dicho circuito extracorpóreo de sangre, -un regulador de flujo de fluido para regular el flujo de fluido a través de la membrana semipermeable de la unidad de tratamiento principal, -medios de detección para determinar un parámetro relacionado con una caída de presión a través de dicha unidad de tratamiento auxiliar y emisión de una señal de presión correspondiente, y -una unidad de control configurada para ejecutar un procedimiento de control que comprende:

recibir dicha señal de presión de dicho medio de detección y determinar un valor paramétrico correspondiente, y

controlar el regulador de flujo al menos basándose en dicho valor paramétrico.

En un 2º aspecto de acuerdo con el 1er aspecto el regulador de flujo de fluido comprende uno seleccionado del grupo que incluye:

- una o más bombas que funcionan en la primera línea de fluido; -una o más bombas que funcionan en la segunda línea de fluido; -una bomba de sangre que actúa en la línea de retirada y una bomba de sangre que actúa en la línea de retorno, haciendo funcionar dichas bombas de un modo diferente, -una o más bombas que funcionan en las dos líneas de fluido primaria y secundaria.

3er

En un aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, dichos medios de detección comprenden un primer detector de presión en la primera línea de fluido y un segundo detector de presión localizado en la segunda línea de fluido o en la línea de sangre, estando tanto dicho detector de presión primario como secundario, conectados a la unidad de control.

En un 4º aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, la recepción de dichas señales de presión y la determinación de un valor paramétrico correspondiente comprende:

- recibir señales de presión correspondientes de cada uno de los detectores de presión primero y segundo, de los medios de detección y -calcular, basándose en dichas señales de presión, el valor de la caída de presión... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para el tratamiento extracorpóreo de sangre que comprende:

- al menos una unidad de tratamiento principal (1) que comprende un primer compartimento (2) y un segundo compartimento (3) separados por una membrana semipermeable (4) , -una línea de retirada de sangre (5) para la sangre a tratar, conectada a una entrada (6) del primer compartimento (2) de la unidad de tratamiento principal (1) , -una línea de retorno de sangre (7) conectada a una salida (8) del primer compartimento (2) de la unidad de tratamiento principal (1) , en la que la línea de retorno de sangre, la línea de retirada de sangre y el primer compartimento forman parte de un circuito extracorpóreo de sangre, -al menos una unidad de tratamiento auxiliar (9) que comprende al menos una entrada de fluido (10) y al menos una salida de fluido (11) , -una primera línea de fluido (12) que tiene un primer extremo conectado a una salida (13) del segundo compartimento (3) de la unidad de tratamiento principal (1) y un segundo extremo conectado a la entrada de fluido (10) de la unidad de tratamiento auxiliar (9) , -una segunda línea de fluido (14) que tiene un primer extremo conectado a la salida de fluido (11) de la unidad de tratamiento auxiliar (9) y un segundo extremo conectado a dicho circuito extracorpóreo de sangre, -un regulador de flujo de fluido (15) sobre al menos una de dichas primera y segunda líneas de fluido (12, 14) , caracterizado por que el aparato comprende adicionalmente: -al menos un detector (18; 17; 34) para determinar un parámetro relacionado con una caída de presión a través de dicha unidad de tratamiento auxiliar y emitir una señal de presión correspondiente, y -una unidad de control (16) configurada para ejecutar un procedimiento de control que comprende:

recibir dicha señal de presión del detector y determinar un valor paramétrico correspondiente, y

controlar el regulador de flujo (15) al menos basándose en dicho valor paramétrico.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho al menos un detector comprende un primer detector de presión (17) sobre la primera línea de fluido y un segundo detector de presión (18) colocado sobre la segunda línea de fluido o sobre la línea de sangre, estando conectados tanto dicho primer como segundo detectores de presión a la unidad de control, y en el que la recepción de dichas señales de presión y determinación de un valor paramétrico correspondiente comprende:

- recibir señales de presión correspondientes de cada uno de dichos primer y segundo detectores de presión (17, 18) y -calcular, basándose en dichas señales de presión, el valor de la caída de presión a través de dicha unidad de tratamiento auxiliar (9) , y en el que el control comprende controlar el regulador de flujo (15) basándose en el valor de caída de presión.

3. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el procedimiento de control comprende adicionalmente controlar el regulador de flujo del fluido (15) de manera que se mantenga dicho valor de caída de presión sustancialmente constante en el tiempo.

4. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el procedimiento de control comprende una fase de calibración que comprende las siguientes etapas:

- activar el regulador de flujo (15) a velocidades diferentes, -detectar el flujo real a través de una de dichas primera y segunda líneas de fluido (12, 14) a cada velocidad respectiva, y -almacenar pares, comprendiendo cada uno de ellos, la velocidad del regulador de flujo (15) y el caudal real a través de la primera o segunda línea de fluido (12, 14) a la velocidad respectiva, -calcular una curva característica de dichos pares;

y en el que la unidad de control (16) está configurada para controlar el regulador de flujo (15) basándose en un valor de referencia del caudal a través de la primera o segunda líneas de fluido y en la curva característica, comprendiendo dicho control del regulador de flujo (15) activar el regulador de flujo a una velocidad que marque la diferencia entre el caudal real a través de la primera o segunda línea de fluido y dicho valor de referencia por debajo de un umbral de control.

5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la unidad de tratamiento auxiliar (9) comprende una membrana semipermeable (19) que divide dicha unidad auxiliar en un primera cámara (20) y una segunda cámara (21) , comunicando la entrada de fluido (10) con la primera cámara (20) y comunicando la salida de fluido (11) con la segunda cámara (21) de la unidad de tratamiento auxiliar de manera que el fluido que sale de la salida de fluido (11) se ultrafiltra a través de la membrana (19) , y en el que dicho valor de caída de presión 12 5

representa una presión transmembrana a través de dicha membrana semipermeable (19) de la unidad de tratamiento auxiliar.

6. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la segunda línea de fluido (14) tiene un primer extremo conectado a la salida de fluido (11) de la unidad de tratamiento auxiliar (9) y un segundo extremo conectado directamente a la línea de retirada de sangre (5) o conectado directamente a la línea de retorno de sangre (7) .

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la segunda línea de fluido (14) tiene el segundo extremo conectado directamente a la línea de retirada de sangre (5) en un punto de unión (23) localizado aguas arriba o aguas abajo de un segmento de la bomba de sangre (33) y en el que dicho segundo detector de presión (18) se localiza sobre la línea de retirada de sangre en correspondencia de una parte de esta última comprendida entre un extremo de conexión con el paciente (22) y dicho punto de unión (23) con la segunda línea de fluido (14) .

8. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el regulador de flujo de fluido (15) actúa sobre dicha primera línea de fluido (13) , opcionalmente en el que la primera línea de fluido (12) comprende un tubo deformable y el regulador de flujo de fluido (15) comprende bien una primera bomba peristáltica que actúa sobre un segmento (12a) de la primera línea de fluido o una bomba de membrana.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el regulador de flujo de fluido (15) es al menos una primera bomba peristáltica y en el que la unidad de control (16) está configurada para controlar la velocidad angular de la primera bomba peristáltica basándose en un valor de referencia del caudal a través de la primera línea de fluido y en la curva característica, comprendiendo dicho control del regulador de flujo cambiar el flujo de la primera bomba peristáltica a una velocidad que marque la diferencia entre el caudal real a través de la primera línea de fluido y dicho valor de referencia por debajo de un umbral de control.

10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho primer detector de presión (17) se localiza sobre dicha primera línea de fluido (12) entre la unidad de tratamiento auxiliar (9) y el regulador de flujo de fluido (15) .

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en el que el procedimiento de control comprende adicionalmente:

- determinar el valor de la presión transmembrana a través de la membrana de dicha unidad de tratamiento auxiliar (9) , y -controlar la velocidad de rotación de la primera bomba peristáltica (15) para mantener sustancialmente constante el valor de dicha presión transmembrana determinada.

12. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5-11, en el que la primera cámara de la unidad de tratamiento auxiliar (9) incluye una salida de fluido (24) que está conectada a una línea de fluido efluente (25) , en el que la línea efluente conecta la salida (24) de la primera cámara de la unidad de tratamiento auxiliar con un drenaje o a un recipiente de líquidos residuales (26) , y en el que la línea efluente (25) conecta la salida de la primera cámara de la unidad de tratamiento auxiliar con un recipiente de residuos (26) colocado sobre una balanza de recipiente de residuos (27) que detecta el peso del recipiente de residuos y envía una señal de peso correspondiente a la unidad de control.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la unidad de control (16) está configurada para determinar el flujo real a través de dicha primera línea de fluido durante dicha fase de calibración usando la señal de peso de dicha balanza de recipiente de residuos.

14. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12-13 que comprende una línea de derivación que conecta la primera línea de fluido con el recipiente de residuos y un conmutador en la primera línea de fluido para cambiar la conexión de fluido de la primera línea de fluido de una condición de tratamiento, en el que la primera línea de fluido está conectada a la salida de la unidad de tratamiento auxiliar, a una condición de calibración, en la que la primera línea de tratamiento está conectada a través de la línea de derivación con el recipiente de residuos.

15. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12-14, en el que un segundo regulador de flujo (28) , que opcionalmente incluye una segunda bomba peristáltica, funciona sobre la línea efluente y en el que el procedimiento de control comprende adicionalmente controlar el segundo regulador de flujo basándose en la señal de peso desde la balanza del recipiente de residuos y en un valor de caudal establecido, en el que opcionalmente el valor de caudal establecido corresponde a una dosis de la unidad de control que está programada para recibirse de un usuario.

16. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que adicionalmente comprende una línea de postdilución (29) conectada directamente a la línea de retorno de sangre y a una primera fuente de líquido de reemplazo estéril (30) y/o una línea de predilución conectada directamente a la línea de retirada de sangre y a una segunda fuente del líquido de reemplazo estéril.

17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la primera fuente de líquido estéril (30) es un primer recipiente de fluido de reemplazo (30) , opcionalmente una bolsa de líquido estéril, apoyada sobre una primera balanza de fluido de reemplazo (31) configurada para detectar el peso del primer recipiente de fluido de reemplazo y para enviar una señal de peso correspondiente a la unidad de control, y en el que la segunda fuente de líquido estéril es un segundo recipiente de fluido de reemplazo (39) , opcionalmente una bolsa de líquido estéril, apoyada sobre una segunda balanza de fluido de reemplazo (40) configurada para detectar el peso del segundo fluido de reemplazo y enviar una señal de peso correspondiente a la unidad de control.

18. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 16 o 17 en el que el procedimiento de control comprende 10 adicionalmente:

- recibir la señal de peso de dichas primera y/o segunda balanzas de fluido de reemplazo (31, 40) , -controlar un regulador de fluido respectivo (32, 38) en dicha línea de predilución y/o dicha línea de postdilución basándose en la señal de peso correspondiente de las balanzas de fluido de reemplazo y en un valor establecido correspondiente para un caudal de fluido de reemplazo.

19. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 18 anteriores, en el que la permeabilidad molecular de la membrana (4) de la unidad de tratamiento principal (1) es mayor que la permeabilidad molecular de la membrana (19) de la unidad de tratamiento auxiliar (9) , al menos en relación a partículas por encima de un determinado peso molecular, en el que la diferencia del valor límite entre la membrana de la unidad de tratamiento principal (4) y la membrana de la unidad de tratamiento auxiliar (9) se encuentra entre 10.000 Dalton y 30.000 Dalton, en el que el valor límite de la membrana de la unidad de tratamiento principal (4) es igual a o menor de 40.000 Dalton, opcionalmente entre 20.000 y 40.000 Dalton y en el que el valor límite de la membrana de la unidad de tratamiento auxiliar (9) es igual a o menor de 10.000 Dalton, opcionalmente entre 2.000 y 10.000 Dalton.