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BR112019011224B1 - SORBENT FOR A DIALYSIS DEVICE AND A DIALYSIS SYSTEM - Google Patents

SORBENT FOR A DIALYSIS DEVICE AND A DIALYSIS SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
BR112019011224B1
BR112019011224B1 BR112019011224-3A BR112019011224A BR112019011224B1 BR 112019011224 B1 BR112019011224 B1 BR 112019011224B1 BR 112019011224 A BR112019011224 A BR 112019011224A BR 112019011224 B1 BR112019011224 B1 BR 112019011224B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
sorbent
sodium
dialysate
concentration
particles
Prior art date
Application number
BR112019011224-3A
Other languages
Portuguese (pt)
Other versions
BR112019011224A2 (en
Inventor
Christian Gert Bluchel
Peter Haywood
Original Assignee
Temasek Polytechnic
Awak Technologies Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Temasek Polytechnic, Awak Technologies Pte Ltd filed Critical Temasek Polytechnic
Priority claimed from PCT/SG2017/050599 external-priority patent/WO2018106185A2/en
Publication of BR112019011224A2 publication Critical patent/BR112019011224A2/en
Publication of BR112019011224B1 publication Critical patent/BR112019011224B1/en

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Abstract

A invenção refere-se a um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente compreendendo uma fonte solúvel de íons de sódio. O sorvente compreende um sistema de troca iônica que converte a ureia em íons amônio e que é configurado para trocar íons amônio por íons predominantemente de hidrogênio e trocar Ca, Mg e K por íons predominantemente de sódio. A fonte solúvel de íons de sódio supera uma queda inicial na concentração de sódio no dialisato regenerado. Quando usado em conjunção com um sistema de infusão configurado para usar troca de Ca, Mg e K por sódio durante a regeneração do dialisato, pode ser mantida uma concentração desejada de íon de sódio.The invention relates to a sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a soluble source of sodium ions. The sorbent comprises an ion exchange system that converts urea to ammonium ions and that is configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and exchange Ca, Mg and K for predominantly sodium ions. The soluble source of sodium ions overcomes an initial drop in sodium concentration in the regenerated dialysate. When used in conjunction with an infusion system configured to use exchange of Ca, Mg and K for sodium during dialysate regeneration, a desired sodium ion concentration can be maintained.

Description

Campo da InvençãoField of Invention

[001] A presente invenção se refere a um sorvente para diálise bem como a um sistema sorvente para diálise regenerativa que pode ser, mas não se limita a, hemodiálise, diálise peritoneal, diálise do fado, diálise pulmonar, purificação da água e regeneração de fluidos biológicos.[001] The present invention relates to a sorbent for dialysis as well as a sorbent system for regenerative dialysis which may be, but is not limited to, hemodialysis, peritoneal dialysis, liver dialysis, pulmonary dialysis, water purification and regeneration of biological fluids.

FundamentosFundamentals

[002] A listagem ou discussão de um documento aparentemente publicado anteriormente nesta especificação não deve necessariamente ser tomada como um reconhecimento de que o documento é parte da técnica anterior ou é um conhecimento geral comum.[002] The listing or discussion of an apparently previously published document in this specification should not necessarily be taken as an acknowledgement that the document is part of the prior art or is common general knowledge.

[003] Diálise é a separação de partículas em um líquido com base em diferenças em sua capacidade de passar através de uma membrana. Na medicina, o termo refere-se à purificação clínica do sangue como um substituto para a função normal do rim. Em particular, a diálise é usada para substituir a função renal para pacientes que sofrem de disfunção ou insuficiência renal. O termo também pode referir-se à purificação de outros fluidos biológicos, incluindo ascite, urina e hemofiltrado. A purificação é tipicamente feita por contato de um fluido biológico, tal como sangue, com um líquido de purificação, tal como, dialisato, através de uma membrana semipermeável. Este processo remove o excesso de água, eletrólitos e toxinas residuais do corpo, garantindo assim que suas concentrações estejam dentro das faixas fisiológicas. Mais comumente, o fluido de purificação (tipicamente dialisato) é usado apenas uma única vez, e é simplesmente descartado como “fluido de diálise usado” após ter contactado o fluido biológico (tipicamente sangue) uma vez. Isso é chamado de diálise de “passagem única”. A diálise regenerativa com base em sorvente, por outro lado, é um processo que recicla um fluido de diálise depois de ter sido usado para purificar um fluido biológico. O processo remove substâncias indesejadas do fluido de diálise usado (regeneração) e substitui as substâncias desejadas (reconstituição) para produzir um “fluido de diálise fresco”, que é então novamente contactado com o fluido biológico para continuar o processo de diálise.[003] Dialysis is the separation of particles in a fluid based on differences in their ability to pass through a membrane. In medicine, the term refers to the clinical purification of blood as a substitute for normal kidney function. In particular, dialysis is used to replace renal function for patients suffering from renal dysfunction or failure. The term can also refer to the purification of other biological fluids, including ascites, urine, and hemofiltrate. Purification is typically accomplished by contacting a biological fluid, such as blood, with a purification fluid, such as dialysate, through a semipermeable membrane. This process removes excess water, electrolytes, and waste toxins from the body, thereby ensuring that their concentrations are within physiological ranges. Most commonly, the purification fluid (typically dialysate) is used only once, and is simply discarded as “spent dialysis fluid” after it has contacted the biological fluid (typically blood) once. This is called “single-pass” dialysis. Sorbent-based regenerative dialysis, on the other hand, is a process that recycles a dialysis fluid after it has been used to purify a biological fluid. The process removes unwanted substances from the used dialysis fluid (regeneration) and replaces the desired substances (reconstitution) to produce a “fresh dialysis fluid,” which is then recontacted with the biological fluid to continue the dialysis process.

[004] A forma predominante de diálise usada para pacientes com doença renal em estágio terminal é a hemodiálise de etapa única em estabelecimento. A hemodiálise envolve o uso de um sistema extracorpóreo para remover toxinas diretamente do sangue do paciente, passando por uma unidade de filtragem ou dialisator. Nos processos convencionais de hemodiálise de passagem única, os pacientes são imobilizados durante a diálise, o que pode levar muitas horas. A terapia requer o fornecimento de grandes volumes de água purificada (ultrapura) para a preparação do dialisato, que é usado uma vez e imediatamente descartado.[004] The predominant form of dialysis used for patients with end-stage renal disease is single-pass hemodialysis in a facility. Hemodialysis involves the use of an extracorporeal system to remove toxins directly from the patient's blood, passing it through a filtration unit or dialyzer. In conventional single-pass hemodialysis procedures, patients are immobilized during dialysis, which can take many hours. The therapy requires the supply of large volumes of purified (ultrapure) water for the preparation of the dialysate, which is used once and immediately discarded.

[005] A outra forma de diálise é a diálise peritoneal, que é comumente aplicada na Diálise Peritoneal Ambulatorial Contínua (CAPD) e na Diálise Peritoneal Automática (DPA). Na CAPD, o dialisato fresco é infundido na cavidade abdominal (peritoneal) do paciente, onde, por meio de difusão, produtos residuais metabólicos e eletrólitos no sangue são trocados com o dialisato através da membrana peritoneal. Para permitir uma difusão suficiente dos eletrólitos e dos produtos residuais metabólicos, o dialisato é tipicamente retido na cavidade peritoneal durante algumas horas antes da remoção e da substituição do dialisato usado com dialisato novo. As principais desvantagens da CAPD incluem um baixo nível de depuração de toxinas e a necessidade de substituir continuamente o dialisato usado, o que pode ser prejudicial para as atividades diárias do paciente. A APD funciona de forma semelhante à CAPD, exceto pelo fato de permitir que a diálise seja realizada à noite ou enquanto o paciente está em repouso, e permite que o dialisato seja trocado e substituído automaticamente.[005] The other form of dialysis is peritoneal dialysis, which is commonly applied in Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis (CAPD) and Automated Peritoneal Dialysis (APD). In CAPD, fresh dialysate is infused into the patient's abdominal (peritoneal) cavity, where, through diffusion, metabolic waste products and electrolytes in the blood are exchanged with the dialysate across the peritoneal membrane. To allow sufficient diffusion of the electrolytes and metabolic waste products, the dialysate is typically retained in the peritoneal cavity for a few hours before removal and replacement of the used dialysate with fresh dialysate. The main disadvantages of CAPD include a low level of toxin clearance and the need to continually replace the used dialysate, which can be detrimental to the patient's daily activities. APD works similarly to CAPD, except that it allows dialysis to be performed at night or while the patient is at rest, and it allows the dialysate to be exchanged and replaced automatically.

[006] De forma similar à hemodiálise de passagem única, a CAPD e a APD exigem volumes comparativamente grandes de dialisato, o que limita a liberdade e a mobilidade do paciente. Existem dispositivos que regeneram o dialisato usado de hemodiálise e/ou diálise peritoneal, ao invés de descartá-lo, para reduzir a quantidade de líquido usado. O dialisato pode ser regenerado por passagem através de um sorvente que elimina as toxinas urêmicas e o excesso de eletrólitos da solução. Por exemplo, o Sistema Sorvente REDY original (REcirculating DYalysis - Diálise Recirculante) inclui um cartucho de sorvente que tem cinco camadas através das quais solução de diálise contendo metabólitos residuais urêmicos flui de modo a ser regenerada.[006] Similar to single-pass hemodialysis, CAPD and APD require comparatively large volumes of dialysate, which limits patient freedom and mobility. Devices are available that regenerate used dialysate from hemodialysis and/or peritoneal dialysis, rather than discarding it, to reduce the amount of fluid used. Dialysate can be regenerated by passing it through a sorbent that removes uremic toxins and excess electrolytes from the solution. For example, the original REDY (REcirculating DYalysis) Sorbent System includes a sorbent cartridge that has five layers through which dialysis solution containing waste uremic metabolites flows in order to be regenerated.

[007] Vários sistemas de diálise com sorvente, como os sistemas sorventes REDY, Allient ou AWAK, empregam uma urease para converter ureia, que (ao contrário de outros produtos residuais metabólicos, tais como, creatinina e ácido úrico) não é prontamente adsorvida por carvão ativado, em íons amônio e íons de bicarbonato. No sistema REDY, uma primeira camada consistindo em carbono ativado e óxido de zircônio hidratado atua como uma camada purificadora, e previne a inativação da urease por contaminantes de metais traço. A segunda camada contém urease adsorvida em partículas de alumina. A terceira camada consiste em fosfato de zircônio tamponado, que atua como um trocador catiônico. Como discutido em Drukker W. e van Doorn A.W.J. (1989) Dialysate Regeneration. In: Maher J.F. (eds) Replacement of Renal Function by Dialysis. Springer, Dordrecht, o fosfato de zircônio é carregado com íons de hidrogênio e íons de sódio na proporção de 1:8. Íons de amônio, juntamente com íons de cálcio, magnésio e potássio, são trocados por íons de hidrogênio e sódio. Os íons de hidrogênio liberados são parcialmente tamponados pelo bicarbonato, mas há uma queda no pH devido à liberação de íons de hidrogênio, uma queda na concentração de carbonato como resultado do tamponamento mas, após uma queda inicial, um aumento gradual na concentração de íons de sódio no dialisato devido à troca de íons de amônio, cálcio, magnésio e potássio por íons de sódio. A quarta camada consiste em óxido de zircônio hidratado, que age como uma resina de troca aniônica e substitui o fosfato no dialisato por acetato. Finalmente, uma camada de carvão ativado absorve creatinina, ácido úrico e outros metabólitos.[007] Several sorbent dialysis systems, such as the REDY, Allient, or AWAK sorbent systems, employ a urease to convert urea, which (unlike other metabolic waste products such as creatinine and uric acid) is not readily adsorbed by activated carbon, into ammonium ions and bicarbonate ions. In the REDY system, a first layer consisting of activated carbon and hydrated zirconium oxide acts as a scrubbing layer, and prevents inactivation of the urease by trace metal contaminants. The second layer contains urease adsorbed on alumina particles. The third layer consists of buffered zirconium phosphate, which acts as a cation exchanger. As discussed in Drukker W. and van Doorn A. W. J. (1989) Dialysate Regeneration. In: Maher J. F. (eds) Replacement of Renal Function by Dialysis. Springer, Dordrecht, zirconium phosphate is loaded with hydrogen ions and sodium ions in a ratio of 1:8. Ammonium ions, together with calcium, magnesium and potassium ions, are exchanged for hydrogen and sodium ions. The released hydrogen ions are partially buffered by bicarbonate, but there is a fall in pH due to the release of hydrogen ions, a fall in carbonate concentration as a result of buffering but, after an initial fall, a gradual increase in the concentration of sodium ions in the dialysate due to the exchange of ammonium, calcium, magnesium and potassium ions for sodium ions. The fourth layer consists of hydrated zirconium oxide, which acts as an anion exchange resin and replaces the phosphate in the dialysate with acetate. Finally, a layer of activated carbon absorbs creatinine, uric acid and other metabolites.

[008] A Publicação de patente US 2010/0078387 descreve um cartucho de sorvente compreendendo uma combinação de fosfato de zircônio ácido e óxido de zircônio hidratado alcalino capaz de restabelecer o equilíbrio de Na+ e HCO3- no dialisato usado até aos níveis encontrados no dialisato fresco. Em um aspecto preferido, o sistema baseia-se na redução do pH e do Na+ no dialisato regenerado para um nível baixo, e na redução do HCO3- para zero. Um sistema de reinfusão de NaHCO3 leva então o pH, Na+ e HCO3- aos níveis desejados.[008] US Patent Publication 2010/0078387 describes a sorbent cartridge comprising a combination of acidic zirconium phosphate and alkaline hydrated zirconium oxide capable of restoring the balance of Na+ and HCO3- in the used dialysate to the levels found in fresh dialysate. In a preferred aspect, the system is based on reducing the pH and Na+ in the regenerated dialysate to a low level, and reducing HCO3- to zero. A NaHCO3 reinfusion system then brings the pH, Na+ and HCO3- to the desired levels.

[009] A Publicação de patente PCT N° WO 02/43859 descreve um cartucho de sorvente compreendendo camadas de carbonato de zircônio e sódio e fosfato de zircônio. A camada de carbonato de zircônio e sódio adsorve fosfato, enquanto o fosfato de zircônio adsorve amônia, Ca+2, Mg+2, K+ e metais pesados tóxicos presentes nos fluidos de dialisato usados. O perfil de troca do sorvente é influenciado pela introdução de um novo composto, o carbonato de zircônio e sódio, que age para corrigir o pH e liberar o bicarbonato.[009] PCT Patent Publication No. WO 02/43859 describes a sorbent cartridge comprising layers of sodium zirconium carbonate and zirconium phosphate. The sodium zirconium carbonate layer adsorbs phosphate, while the zirconium phosphate adsorbs ammonia, Ca+2, Mg+2, K+ and toxic heavy metals present in used dialysate fluids. The exchange profile of the sorbent is influenced by the introduction of a novel compound, sodium zirconium carbonate, which acts to correct the pH and release bicarbonate.

[0010] A Patente US N° 6.818.196 descreve um método para preparar fosfato de zircônio que envolve o tratamento de carbonato de zircônio e sódio com soda cáustica (hidróxido de sódio) para formar um óxido de zircônio hidratado alcalino. Este é subsequentemente aquecido e misturado com ácido fosfórico para produzir um fosfato de zircônio ácido, que é posteriormente titulado com soda cáustica para obter o fosfato de zircônio desejado. O objetivo é produzir fosfato de zircônio de melhor qualidade para uso em cartuchos de sorventes REDY.[0010] US Patent No. 6,818,196 describes a method for preparing zirconium phosphate which involves treating sodium zirconium carbonate with caustic soda (sodium hydroxide) to form an alkaline hydrated zirconium oxide. This is subsequently heated and mixed with phosphoric acid to produce an acidic zirconium phosphate, which is further titrated with caustic soda to obtain the desired zirconium phosphate. The objective is to produce better quality zirconium phosphate for use in REDY sorbent cartridges.

[0011] A Patente US N° 7.241.272 refere-se ao uso de um leito de resina em um cartucho para a remoção de materiais residuais metabólicos. Compreende pelo menos quatro camadas - uma camada de urease, uma camada de fosfato de zircônio, uma camada de óxido de zircônio e uma camada de carbono. A camada de fosfato de zircônio, que contém dois contraíons Na+ e H+, pode absorver NH4+, Ca+2, Mg+2 e Na+. A liberação dos contraíons é determinada pelo pH do dialisato e pelo estado atual de carga (pH) da resina. Os íons Na+ também são liberados na troca por NH4+, Ca+2, Mg+2 e K+. Flutuações substanciais no pH, e nos níveis de Na+ e bicarbonato são aparentes na maioria das figuras.[0011] US Patent No. 7,241,272 relates to the use of a resin bed in a cartridge for the removal of metabolic waste materials. It comprises at least four layers - a urease layer, a zirconium phosphate layer, a zirconium oxide layer and a carbon layer. The zirconium phosphate layer, which contains two counterions Na+ and H+, can absorb NH4+, Ca+2, Mg+2 and Na+. The release of the counterions is determined by the pH of the dialysate and the current state of charge (pH) of the resin. Na+ ions are also released in exchange for NH4+, Ca+2, Mg+2 and K+. Substantial fluctuations in pH, and in the levels of Na+ and bicarbonate are apparent in most of the figures.

[0012] A Patente US N° 8.580.112 descreve um sistema de diálise que usa um cartucho de sorvente compreendendo carbonato de zircônio e sódio, fosfato de zircônio ou outros adsorventes de amônia, alumina, óxido de zircônio, urease suportada por alumina e carvão ativado granular para remover materiais residuais. O sistema de diálise tem um sistema de controle de realimentação que se baseia na sensoreação de condutividade para medir os níveis de sódio e controla a concentração de íons de sódio no dialisato regenerado pela adição de água como diluente quando necessário.[0012] U.S. Patent No. 8,580,112 describes a dialysis system that uses a sorbent cartridge comprising sodium zirconium carbonate, zirconium phosphate or other ammonia adsorbents, alumina, zirconium oxide, alumina-supported urease, and granular activated carbon to remove waste materials. The dialysis system has a feedback control system that relies on conductivity sensing to measure sodium levels and controls the concentration of sodium ions in the regenerated dialysate by adding water as a diluent when necessary.

[0013] A Publicação PCT N° WO 2009/157877 descreve um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise. O sorvente compreende uma camada de partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada misturadas com partículas de troca catiônica. No entanto, ainda existem flutuações substanciais de pH, Na+ e bicarbonato, e o efeito dos íons de cálcio, magnésio e potássio não é discutido.[0013] PCT Publication No. WO 2009/157877 describes a sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid. The sorbent comprises a layer of immobilized uremic toxin treatment enzyme particles mixed with cation exchange particles. However, there are still substantial fluctuations in pH, Na+ and bicarbonate, and the effect of calcium, magnesium and potassium ions is not discussed.

[0014] A Publicação PCT N° WO 2005/123230 refere-se a um sistema que contém dois cartuchos do tipo sorvente nos quais um é para quebrar a ureia e liberar Na+, enquanto o outro é para ligar-se a Na+. O sorvente que decompõe a ureia e libera sódio compreende uma ou mais camadas de carvão ativado, urease, fosfato de zircônio e/ou óxido de zircônio. O sorvente que se liga a Na+ pode ser uma resina de troca iônica de leito misto que compreende uma resina de troca catiônica e uma resina de troca aniônica que são misturadas e contidas no mesmo alojamento. O controle de sódio do dialisato é conseguido opcionalmente incluindo ou ignorando o segundo sorvente. O sistema depende do controle de realimentação por sensoreação de condutividade para controlar com precisão o sódio.[0014] PCT Publication No. WO 2005/123230 relates to a system containing two sorbent-type cartridges in which one is for breaking down urea and releasing Na+, while the other is for binding Na+. The sorbent that breaks down urea and releases sodium comprises one or more layers of activated carbon, urease, zirconium phosphate and/or zirconium oxide. The sorbent that binds Na+ may be a mixed-bed ion exchange resin comprising a cation exchange resin and an anion exchange resin that are mixed and contained in the same housing. Dialysate sodium control is optionally achieved by including or bypassing the second sorbent. The system relies on feedback control by conductivity sensing to accurately control sodium.

[0015] A Publicação PCT N° WO 2007/103411 descreve um sistema de diálise tendo um cartucho substituível que usa membranas de rejeição de cátions para rejeitar Na, Ca, Mg e K enquanto os componentes residuais restantes se difundem através da membrana para contactar uma camada de purificação que remove metais pesados, oxidantes e outros metabólitos residuais urêmicos; uma camada de remoção de ureia que elimina a ureia da solução, mas rejeita os cátions; e uma camada de troca iônica que remove fosfato e sulfato. Isto supostamente torna o sistema de purificação independente da concentração de Ca, Mg e K e presumivelmente também previne a liberação de Na na troca de NH4. Assim, espera-se que o perfil de Na seja independente da concentração de ureia.[0015] PCT Publication No. WO 2007/103411 describes a dialysis system having a replaceable cartridge that uses cation rejection membranes to reject Na, Ca, Mg, and K while the remaining waste components diffuse through the membrane to contact a purification layer that removes heavy metals, oxidants, and other uremic waste metabolites; a urea removal layer that eliminates urea from solution but rejects cations; and an ion exchange layer that removes phosphate and sulfate. This is supposed to make the purification system independent of the concentration of Ca, Mg, and K and presumably also prevents the release of Na in the exchange of NH4. Thus, the Na profile is expected to be independent of the urea concentration.

[0016] A Publicação de patente US N° 2013/0213890 descreve um sistema de hemodiálise modular com um cartucho de sorvente que contém pelo menos um material de carbono ativado para absorver o resíduo e a creatinina urecêmicos e um material de óxido de zircônio para absorver fosfatos do dialisato. Ao permitir a remoção da ureia, o processo de troca catiônica libera sódio e hidrogênio no dialisato de maneira estequiométrica. De modo a manter uma composição estável do dialisato, a concentração de íon de sódio deve ser reduzida por absorção de íons de sódio ou por diluição. Além disso, a geração de dióxido de carbono e íons de hidrogênio conduz à instabilidade do pH do dialisato que pode requerer infusão de bicarbonato ou outros meios para ajustar o pH.[0016] US Patent Publication No. 2013/0213890 describes a modular hemodialysis system with a sorbent cartridge containing at least one activated carbon material to absorb urea residue and creatinine and one zirconium oxide material to absorb phosphates from the dialysate. By allowing removal of urea, the cation exchange process releases sodium and hydrogen into the dialysate in a stoichiometric manner. In order to maintain a stable dialysate composition, the sodium ion concentration must be reduced by absorption of sodium ions or by dilution. In addition, the generation of carbon dioxide and hydrogen ions leads to instability of the dialysate pH which may require infusion of bicarbonate or other means to adjust the pH.

[0017] A Publicação de patente US N° 2013/0199998 refere-se a um sistema de hemodiálise tendo um circuito de diálise de complacência controlada com uma bomba para controlar o fluxo de fluido entre o circuito de diálise e o circuito extracorpóreo através de uma membrana de diálise. A concentração de Na+ é monitorada medindo-se a condutividade do dialisato e o controle é obtido por diluição.[0017] US Patent Publication No. 2013/0199998 relates to a hemodialysis system having a compliance controlled dialysis circuit with a pump to control fluid flow between the dialysis circuit and the extracorporeal circuit through a dialysis membrane. The Na+ concentration is monitored by measuring the conductivity of the dialysate and control is achieved by dilution.

[0018] Existem problemas associados aos métodos atualmente conhecidos. A concentração de Na+ no dialisato inicialmente diminui, mas depois aumenta gradualmente durante a duração da diálise devido aos processos de troca durante a regeneração do dialisato. A alteração gradual de concentração é então tipicamente centrada em torno de uma concentração alvo que é fisiologicamente aceitável. Por exemplo, o dialisato regenerado no sistema REDY é tipicamente caracterizado por concentrações de sódio que aumentam de cerca de 100 mEq/L a cerca de 160 mEq/L durante o período da diálise com uma média de cerca de 140 mEq/L. Portanto, enquanto a concentração de Na+ pode atingir a concentração alvo de 140 mEq/L quando esta abordagem é adotada, para a maior parte da diálise a concentração de Na+ está acima ou abaixo da ideal.[0018] There are problems associated with currently known methods. The Na+ concentration in the dialysate initially decreases, but then gradually increases over the duration of dialysis due to exchange processes during dialysate regeneration. The gradual change in concentration is then typically centered around a target concentration that is physiologically acceptable. For example, the dialysate regenerated in the REDY system is typically characterized by sodium concentrations that increase from about 100 mEq/L to about 160 mEq/L over the period of dialysis with an average of about 140 mEq/L. Therefore, while the Na+ concentration may reach the target concentration of 140 mEq/L when this approach is adopted, for the majority of the dialysis the Na+ concentration is either above or below the optimum.

[0019] Sorventes mais comumente conhecidos, por exemplo, o sorvente de REDY, são selecionados para dispensar um equilíbrio de sódio total aproximadamente neutro e condições de pH neutro. Isto é feito pré- condicionando os materiais sorventes de modo que o amônio, assim como Ca, Mg e K sejam parcialmente trocados por prótons, e parcialmente trocados por sódio (por exemplo, Drukker no sorvente de REDY: proporção de carga de H/Na: 1:8). Há uma fase inicial de baixa concentração de sódio no dialisato, seguida por um aumento gradual na concentração de sódio no dialisato e terminando com uma alta concentração final de sódio no dialisato. Ao longo de toda a terapia, a concentração de sódio é em média aproximadamente na concentração desejada de sódio fisiológico alvo. O sorvente e seu comportamento de troca são projetados para produzir condições de pH tão neutras quanto possível, evitando ao mesmo tempo concentrações de sódio extremamente baixas e extremamente altas. De modo a produzir este comportamento de troca, o material sorvente é pré-condicionado e “pré-carregado” com sódio durante a síntese. Isto é então frequentemente combinado com um banho de dialisato de partida personalizado. O pré-carregamento pode ser aplicado a trocadores de cátions e ânions. Além disso, alguns sorventes usam modificações químicas de um dos materiais de troca iônica, tais como, por exemplo, o uso de carbonato de zircônio e sódio como trocador aniônico em vez de óxido de zircônio hidratado. Todas essas modificações têm em comum o fato de não serem direcionadas para a diferenciação de comportamentos de troca entre o amônio e outros cátions de dialisato. Eles são meramente direcionados a compensar as flutuações de pH, ao mesmo tempo em que evitam concentrações extremas de sódio, sem considerar seletividades de troca específicas.[0019] Most commonly known sorbents, e.g. REDY sorbent, are selected to provide an approximately neutral total sodium equilibrium and neutral pH conditions. This is done by preconditioning the sorbent materials so that ammonium, as well as Ca, Mg and K are partially exchanged for protons, and partially exchanged for sodium (e.g. Drukker in REDY sorbent: H/Na charge ratio: 1:8). There is an initial phase of low dialysate sodium concentration, followed by a gradual increase in dialysate sodium concentration and ending with a final high dialysate sodium concentration. Throughout the entire therapy, the sodium concentration averages approximately at the desired target physiological sodium concentration. The sorbent and its exchange behavior are designed to produce pH conditions that are as neutral as possible, while avoiding extremely low and extremely high sodium concentrations. In order to produce this exchange behavior, the sorbent material is preconditioned and “preloaded” with sodium during synthesis. This is then often combined with a custom dialysate starting bath. Preloading can be applied to both cation and anion exchangers. In addition, some sorbents use chemical modifications of one of the ion exchange materials, such as, for example, using sodium zirconium carbonate as an anion exchanger instead of hydrated zirconium oxide. All these modifications have in common that they are not aimed at differentiating the exchange behaviors between ammonium and other dialysate cations. They are merely aimed at compensating for pH fluctuations while avoiding extreme sodium concentrations, without considering specific exchange selectivities.

[0020] Outros sorventes conhecidos são selecionados para fornecer propriedades de troca que são mais extremas, tendo uma carga de sódio muito baixa e fornecer troca aproximadamente quantitativa de amônio, Ca, Mg e K por prótons, ou ter uma carga de sódio muito alta e fornecer troca aproximadamente quantitativa desses cátions por sódio. Esses sistemas requerem sistemas de infusão controlados por realimentação para corrigir as concentrações de sódio extremamente baixas ou extremamente altas resultantes no dialisato regenerado. Isto pode ser feito por mistura controlada por realimentação dos dois tipos de dialisatos regenerados (baixo teor de Na e alto teor de Na), ou por infusão controlada por realimentação de NaHCO3 (dialisato regenerado com baixo teor de Na) ou diluição com água (dialisato regenerado com alto teor de Na).[0020] Other known sorbents are selected to provide exchange properties that are more extreme, having a very low sodium load and providing approximately quantitative exchange of ammonium, Ca, Mg and K for protons, or having a very high sodium load and providing approximately quantitative exchange of these cations for sodium. These systems require feedback-controlled infusion systems to correct for the resulting extremely low or extremely high sodium concentrations in the regenerated dialysate. This can be done by feedback-controlled mixing of the two types of regenerated dialysates (low Na and high Na), or by feedback-controlled infusion of NaHCO3 (low Na regenerated dialysate) or dilution with water (high Na regenerated dialysate).

[0021] Nenhum desses sorventes é selecionado para o comportamento de troca diferencial de amônio, e por Ca, Mg e K, respectivamente. Todos esses cátions são geralmente avaliados conjuntamente, com a suposição de uma proporção de troca similar de H/Na para todos esses cátions, que é determinada conjuntamente pelo pré-carregamento de Na do sorvente durante a síntese. De fato, a possibilidade de tal comportamento de troca diferencial e a sua exploração para produzir um perfil de troca de sódio desejado não foi previamente reconhecido.[0021] None of these sorbents are selected for differential exchange behavior for ammonium, and for Ca, Mg, and K, respectively. All of these cations are generally evaluated together, with the assumption of a similar H/Na exchange ratio for all of these cations, which is jointly determined by the Na preloading of the sorbent during synthesis. Indeed, the possibility of such differential exchange behavior and its exploitation to produce a desired sodium exchange profile has not been previously recognized.

[0022] Em vez disso, os sistemas de troca iônica são pré-carregados com sódio de uma maneira que produz o perfil de troca pretendido (seja equilibrado em uma concentração de equilíbrio fisiológico, ou levado a extremos de troca completa por próton, ou sódio).[0022] Instead, ion exchange systems are pre-loaded with sodium in a manner that produces the intended exchange profile (either balanced at a physiological equilibrium concentration, or driven to extremes of complete exchange for proton, or sodium).

[0023] Outros sistemas tentam contrariar esta alteração gradual com sistemas de realimentação, medindo a concentração de sódio e depois administrando uma solução de concentrado ou água para aumentar ou diminuir a concentração de sódio final. Tais sistemas de realimentação são complicados, caros e propensos a mau funcionamento. Eles normalmente dependem de medições de condutividade que são conhecidas por serem problemáticas e ter precisão limitada. Além disso, contribuem para um aumento do tamanho físico dos sistemas, e aumento do número de componentes descartáveis.[0023] Other systems attempt to counteract this gradual change with feedback systems, measuring the sodium concentration and then administering a concentrate solution or water to increase or decrease the final sodium concentration. Such feedback systems are complicated, expensive, and prone to malfunction. They typically rely on conductivity measurements that are known to be problematic and have limited accuracy. In addition, they contribute to an increase in the physical size of the systems, and an increase in the number of disposable components.

[0024] Os sistemas sorventes existentes são caracterizados por um grau substancial de liberação de sódio na troca de amônio, potássio, cálcio e magnésio. Isto conduz a uma adição estável de sódio ao dialisato regenerado, que por sua vez resulta em um aumento constante da concentração de sódio no dialisato. Concomitantemente com o sódio, outras concentrações de componentes, tal como concentração de bicarbonato e cloreto, também são pouco controladas. Isto pode resultar em condições indesejáveis e potencialmente prejudiciais para o paciente, tais como, por exemplo, acidose hiperclorêmica. Isto é particularmente relevante quando os sais cloreto de Ca, Mg e K são usados para a reconstituição do dialisato usado. Alguns sistemas sorventes anteriores, tais como, por exemplo, o sistema REDY, usou soluções salinas de acetato de Ca/Mg/K para anular ou melhorar tais efeitos indesejáveis. No entanto, estas soluções de sais de acetato são conhecidas por serem problemáticas para os processos de esterilização térmica. Os sistemas sorventes existentes são, portanto, limitados a usar soluções não estéreis destes sais. Outros sais de ácidos fracos, tais como, sais de bicarbonato ou lactato, têm solubilidade insuficiente para serem de uso prático na reconstituição do dialisato.[0024] Existing sorbent systems are characterized by a substantial degree of sodium release in exchange for ammonium, potassium, calcium and magnesium. This leads to a steady addition of sodium to the regenerated dialysate, which in turn results in a steady increase in the sodium concentration in the dialysate. Concomitantly with sodium, other component concentrations, such as bicarbonate and chloride concentrations, are also poorly controlled. This can result in undesirable and potentially harmful conditions for the patient, such as, for example, hyperchloremic acidosis. This is particularly relevant when chloride salts of Ca, Mg and K are used for the reconstitution of spent dialysate. Some previous sorbent systems, such as, for example, the REDY system, used Ca/Mg/K acetate saline solutions to nullify or ameliorate such undesirable effects. However, these acetate salt solutions are known to be problematic for thermal sterilization processes. Existing sorbent systems are therefore limited to using non-sterile solutions of these salts. Other weak acid salts, such as bicarbonate or lactate salts, have insufficient solubility to be of practical use in dialysate reconstitution.

[0025] O principal problema com os sistemas acima é que a seletividade do comportamento de troca entre o amônio, e os outros cátions de dialisato, Ca, Mg e K, não foi reconhecida e, portanto, o potencial de explorar tal seletividade na regeneração de dialisato baseado em sorvente não foi reconhecido. A técnica anterior esforça-se bastante para encontrar um equilíbrio entre o pH baixo no dialisato regenerado e a liberação elevada de sódio. Isto é feito pré-carregando os sorventes com Na durante a síntese, fornecendo perfis de pH pouco aceitáveis ao custo de liberação significativa de sódio. Os pacientes são assim expostos a composições de dialisato imperfeitas ou potencialmente até prejudiciais para a maior parte da diálise.[0025] The main problem with the above systems is that the selectivity of the exchange behavior between ammonium, and the other dialysate cations, Ca, Mg and K, has not been recognized and therefore the potential of exploiting such selectivity in sorbent-based dialysate regeneration has not been recognized. The prior art has struggled greatly to find a balance between low pH in the regenerated dialysate and high sodium release. This is done by pre-loading the sorbents with Na during synthesis, providing poorly acceptable pH profiles at the cost of significant sodium release. Patients are thus exposed to imperfect or potentially even harmful dialysate compositions for the majority of dialysis.

SumárioSummary

[0026] A presente invenção fornece um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente compreendendo uma fonte solúvel de íons de sódio.[0026] The present invention provides a sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a soluble source of sodium ions.

[0027] A fonte solúvel de íons de sódio pode estar presente como uma mistura homogênea com pelo menos um de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; b) Partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais predominantemente por íons de sódio; e (c) partículas de troca aniônica.[0027] The soluble source of sodium ions may be present as a homogeneous mixture with at least one of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; (b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions; and (c) anion exchange particles.

[0028] Consequentemente, a presente invenção fornece um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente compreendendo uma mistura homogênea de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; (b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais predominantemente por íons de sódio; e (c) partículas de troca aniônica, e compreende adicionalmente uma fonte solúvel de íons de sódio.[0028] Accordingly, the present invention provides a sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a homogeneous mixture of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; (b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions; and (c) anion exchange particles, and further comprising a soluble source of sodium ions.

[0029] Também é fornecido um processo de preparação de um sorvente compreendendo a mistura de uma fonte solúvel de íons de sódio e pelo menos um de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons de sódio; (c) partículas de troca aniônica; e (d) partículas absorvedoras de compostos orgânicos, e contendo a mistura.[0029] Also provided is a process for preparing a sorbent comprising mixing a soluble source of sodium ions and at least one of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for sodium ions; (c) anion exchange particles; and (d) organic compound absorbent particles, and containing the mixture.

[0030] Em um outro aspecto, é fornecido um sorvente que hidrolisa a ureia a amônio e bicarbonato, e liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons. Os prótons trocados por amônio se combinam com o bicarbonato, e o ácido carbônico resultante é liberado como CO2. O sorvente remove assim a ureia por conversão a CO2. Isto produz condições químicas repetitivas no dialisato regenerado, que são independentes da concentração de ureia do dialisato usado.[0030] In another aspect, a sorbent is provided that hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and binds predominantly to ammonium in exchange for protons. The protons exchanged for ammonium combine with bicarbonate, and the resulting carbonic acid is released as CO2. The sorbent thus removes urea by conversion to CO2. This produces repeatable chemical conditions in the regenerated dialysate that are independent of the urea concentration of the dialysate used.

[0031] Em um outro aspecto, é fornecido um sorvente que de liga predominantemente a cátions essenciais na troca por íons de sódio.[0031] In another aspect, a sorbent is provided that predominantly binds essential cations in exchange for sodium ions.

[0032] Em um aspecto adicional, é fornecido um sorvente que (a) hidrolisa a ureia em amônio e bicarbonato, e (b) liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons e liga-se predominantemente a cátions essenciais na troca por íons de sódio.[0032] In a further aspect, a sorbent is provided that (a) hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and (b) binds predominantly to ammonium in exchange for protons and binds predominantly to essential cations in exchange for sodium ions.

[0033] Em um aspecto adicional, é fornecido um cartucho de sorvente compreendendo um sorvente como aqui descrito alojado em um cartucho.[0033] In a further aspect, there is provided a sorbent cartridge comprising a sorbent as described herein housed in a cartridge.

[0034] Em um aspecto adicional, é fornecido um sistema de diálise para tratar e reciclar o dialisato, o sistema compreendendo um cartucho de sorvente como aqui descrito que libera uma quantidade prevista de sódio após troca iônica no sorvente, um conduto para transportar o dialisato usado a partir de um fonte de dialisato usado para o cartucho de sorvente, um conduto para transportar dialisato regenerado do cartucho de sorvente para a fonte de dialisato usado, e um sistema de infusão para dosagem de uma solução infusora compreendendo cátions essenciais para o dialisato regenerado de modo que a solução combine com a liberação prevista de íons de sódio do cartucho de sorvente para gerar uma concentração de sódio no dialisato predeterminada.[0034] In a further aspect, a dialysis system is provided for treating and recycling dialysate, the system comprising a sorbent cartridge as described herein that releases a predicted amount of sodium after ion exchange into the sorbent, a conduit for transporting spent dialysate from a source of spent dialysate to the sorbent cartridge, a conduit for transporting regenerated dialysate from the sorbent cartridge to the source of spent dialysate, and an infusion system for dosing an infusion solution comprising essential cations to the regenerated dialysate such that the solution combines with the predicted release of sodium ions from the sorbent cartridge to generate a predetermined dialysate sodium concentration.

[0035] O cartucho de sorvente compreende um sorvente como aqui descrito, que se liga predominantemente a Ca, Mg e K na troca (estequiométrica) por Na. A concentração de Ca, Mg e K no dialisato usado antes da regeneração do sorvente é submetida apenas a flutuações menores (absolutas), e é largamente controlada pela concentração predeterminada gerada através da adição de solução infusora durante o processo de regeneração e reconstituição anterior. Os cátions essenciais são geralmente introduzidos em uma solução infusora. A concentração dos cátions essenciais na solução infusora é selecionada de modo a corresponder ao aumento de Na liberado da troca anterior de Ca, Mg e K do dialisato usado no sorvente. A combinação de dialisato regenerado com esta solução infusora correspondente resulta na geração de uma concentração desejada de sódio (predeterminada). Dependendo da escolha da composição de infusão e da taxa de infusão, o sistema pode ser adaptado para produzir perfis de sódio específicos, ou manter uma concentração constante de sódio no dialisato regenerado, sem a necessidade de um sistema de controle de realimentação.[0035] The sorbent cartridge comprises a sorbent as described herein, which predominantly binds Ca, Mg and K in (stoichiometric) exchange for Na. The concentration of Ca, Mg and K in the used dialysate prior to sorbent regeneration is subject to only minor (absolute) fluctuations, and is largely controlled by the predetermined concentration generated by the addition of infusion solution during the previous regeneration and reconstitution process. The essential cations are generally introduced into an infusion solution. The concentration of the essential cations in the infusion solution is selected to correspond to the increase in Na released from the previous exchange of Ca, Mg and K from the used dialysate into the sorbent. The combination of regenerated dialysate with this corresponding infusion solution results in the generation of a desired (predetermined) sodium concentration. Depending on the choice of infusion composition and infusion rate, the system can be adapted to produce specific sodium profiles, or maintain a constant sodium concentration in the regenerated dialysate, without the need for a feedback control system.

[0036] Por conseguinte, em outro aspecto, é fornecido um processo para a regeneração do dialisato em um processo de diálise, compreendendo a repetição das etapas de: (a) transportar o dialisato usado de uma fonte de dialisato usado para um sorvente que (a) hidrolisa a ureia em amônio e bicarbonato, e (b) liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons e liga-se a cátions essenciais predominantemente na troca por íons de sódio, para produzir dialisato regenerado; (b) introduzir cátions essenciais no dialisato regenerado para reconstituir o dialisato; e (c) transportar dialisato reconstituído do sorvente para a fonte de dialisato usado; distinguido por uma concentração predeterminada de íons de sódio ser gerada após troca iônica no sorvente.[0036] Accordingly, in another aspect, there is provided a process for regenerating dialysate in a dialysis process, comprising repeating the steps of: (a) transporting spent dialysate from a source of spent dialysate to a sorbent that (a) hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and (b) binds predominantly to ammonium in exchange for protons and binds to essential cations predominantly in exchange for sodium ions, to produce regenerated dialysate; (b) introducing essential cations into the regenerated dialysate to reconstitute the dialysate; and (c) transporting reconstituted dialysate from the sorbent to the source of spent dialysate; characterized in that a predetermined concentration of sodium ions is generated after ion exchange in the sorbent.

[0037] Ainda em um outro aspecto é fornecido um kit compreendendo um sorvente como aqui descrito e um agente de infusão compreendendo sais de cátions essenciais.[0037] In yet another aspect there is provided a kit comprising a sorbent as described herein and an infusion agent comprising salts of essential cations.

DesenhosDesigns

[0038] De modo a que descrição possa ser prontamente entendida e colocada em prática, será agora feita referência às formas de realização como ilustradas com referência às figuras anexas e aos exemplos. As figuras juntamente com a descrição servem para ilustrar adicionalmente as formas de realização da invenção e explicam vários princípios e vantagens.[0038] In order that the description may be readily understood and put into practice, reference will now be made to the embodiments as illustrated with reference to the accompanying figures and examples. The figures together with the description serve to further illustrate embodiments of the invention and explain various principles and advantages.

[0039] A Figura 1 é um diagrama esquemático mostrando uma possível interpretação das características de troca iônica de um trocador catiônico de acordo com a presente invenção.[0039] Figure 1 is a schematic diagram showing one possible interpretation of the ion exchange characteristics of a cation exchanger in accordance with the present invention.

[0040] A Figura 2 é um diagrama esquemático que ilustra um sistema de diálise de ciclo único para testar sorventes.[0040] Figure 2 is a schematic diagram illustrating a single-cycle dialysis system for testing sorbents.

[0041] A Figura 3 é um diagrama esquemático que ilustra um sistema de diálise de ciclo duplo para testar sorventes.[0041] Figure 3 is a schematic diagram illustrating a dual-cycle dialysis system for testing sorbents.

[0042] A Figura 4 é (a) um gráfico mostrando o efeito do nível de ureia do paciente na concentração de íon de sódio e (b) é um gráfico que mostra o efeito da ureia no dialisato e Ca/Mg/K na concentração de íon de sódio.[0042] Figure 4 is (a) a graph showing the effect of patient urea level on sodium ion concentration and (b) is a graph showing the effect of dialysate urea and Ca/Mg/K on sodium ion concentration.

[0043] A Figura 5 é um gráfico que mostra a concentração de sódio do fluido biológico do paciente simulado antes e depois da purificação em um sistema de diálise de ciclo duplo (“Sangue a montante” e “Sangue a jusante”), bem como a concentração de sódio em dialisato regenerado e reconstituído a montante”) de acordo com a presente invenção.[0043] Figure 5 is a graph showing the sodium concentration of simulated patient biological fluid before and after purification in a dual-loop dialysis system (“Upstream Blood” and “Downstream Blood”), as well as the sodium concentration in regenerated and reconstituted dialysate (“Upstream Blood”) in accordance with the present invention.

[0044] A Figura 6 é um diagrama mostrando (a) a queda inicial de sódio e subsequente aumento gradual na concentração de sódio em sistemas convencionais de diálise baseados em sorvente, (b) o efeito de uma modificação sorvente para superar a queda inicial de sódio sem alteração ao aumento gradual na concentração de sódio, (c) o efeito da modificação do sistema para abordar a queda de sódio inicial e o subsequente aumento gradual na concentração de sódio para fornecer uma concentração estável de sódio ao longo da diálise, e (d) o efeito da modificação do sistema à queda de sódio e ao subsequente aumento gradual na concentração de sódio para fornecer uma redução gradual na concentração de sódio durante a diálise.[0044] Figure 6 is a diagram showing (a) the initial sodium drop and subsequent gradual increase in sodium concentration in conventional sorbent-based dialysis systems, (b) the effect of a sorbent modification to overcome the initial sodium drop without altering the gradual increase in sodium concentration, (c) the effect of system modification to address the initial sodium drop and subsequent gradual increase in sodium concentration to provide a stable sodium concentration throughout dialysis, and (d) the effect of system modification to the sodium drop and subsequent gradual increase in sodium concentration to provide a gradual reduction in sodium concentration during dialysis.

[0045] A Figura 7 é um gráfico que mostra o efeito do nível de ureia do paciente na concentração de carbonato.[0045] Figure 7 is a graph showing the effect of a patient's urea level on carbonate concentration.

[0046] A Figura 8 é um gráfico que mostra o efeito do nível de ureia do paciente na concentração de cloreto.[0046] Figure 8 is a graph showing the effect of a patient's urea level on chloride concentration.

[0047] A Figura 9 é um gráfico que mostra o efeito do nível de ureia do paciente no pH.[0047] Figure 9 is a graph showing the effect of a patient's urea level on pH.

[0048] A Figura 10 é um gráfico que mostra o efeito da ureia no dialisato e Ca/Mg/K na concentração de bicarbonato.[0048] Figure 10 is a graph showing the effect of dialysate urea and Ca/Mg/K on bicarbonate concentration.

[0049] A Figura 11 é um gráfico que mostra o efeito da ureia no dialisato e Ca/Mg/K na concentração de cloreto.[0049] Figure 11 is a graph showing the effect of dialysate urea and Ca/Mg/K on chloride concentration.

[0050] A Figura 12 é um gráfico que mostra o efeito da ureia no dialisato e Ca/Mg/K no pH.[0050] Figure 12 is a graph showing the effect of urea in dialysate and Ca/Mg/K on pH.

[0051] A Figura 13 é um gráfico que mostra o efeito do bicarbonato de sódio no sorvente na concentração de íon de sódio.[0051] Figure 13 is a graph showing the effect of sodium bicarbonate in the sorbent on sodium ion concentration.

[0052] A Figura 14 é um gráfico que mostra o efeito do bicarbonato de sódio no sorvente sobre a concentração de bicarbonato.[0052] Figure 14 is a graph showing the effect of sodium bicarbonate in the sorbent on bicarbonate concentration.

[0053] A Figura 15 é um gráfico que mostra o efeito do bicarbonato de sódio no sorvente na concentração de cloreto.[0053] Figure 15 is a graph showing the effect of sodium bicarbonate in the sorbent on chloride concentration.

[0054] A figura 16 é um diagrama que ilustra um processo de diálise de acordo com a presente invenção.[0054] Figure 16 is a diagram illustrating a dialysis process in accordance with the present invention.

DescriçãoDescription

[0055] A presente invenção refere-se a um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise. Em particular, a invenção refere-se a um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente compreendendo uma fonte solúvel de íons de sódio. Como aqui descrito, os esforços anteriores para reduzir a queda inicial de sódio na diálise à base de sorvente foram através da modificação do sorvente durante a síntese, ou por infusão de solução salina no dialisato regenerado. O sorvente compreende um sistema de troca iônica que converte a ureia em íons de amônio, e que está configurado para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons predominantemente de sódio. Isto pode compreender partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica, que podem ser misturadas com partículas de troca catiônica, bem como com partículas de troca aniônica.[0055] The present invention relates to a sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid. In particular, the invention relates to a sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a soluble source of sodium ions. As described herein, previous efforts to reduce the initial sodium drop in sorbent-based dialysis have been by modifying the sorbent during synthesis, or by infusing saline into the regenerated dialysate. The sorbent comprises an ion exchange system that converts urea to ammonium ions, and which is configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions. This may comprise uremic toxin treatment enzyme particles, which may be mixed with cation exchange particles as well as anion exchange particles.

[0056] Uma combinação de material de troca catiônica e material de troca aniônica é selecionada para propriedades que favorecem a troca de amônio por próton, enquanto o cátion essencial para a troca de sódio não é afetado. Por conseguinte, a concentração de sódio no dialisato regenerado é independente da concentração de amônio (isto é, ureia) no dialisato usado. Pelo contrário, a quantidade absoluta de sódio no dialisato regenerado é dependente do sódio liberado na troca catiônica tais como, cálcio, magnésio e potássio no dialisato usado, que são conhecidos por estarem submetidos a flutuações de concentração comparativamente pequenas (absolutas). De fato, a concentração de Ca, Mg e K é aproximadamente igual à concentração predeterminada pelo processo de regeneração e reconstituição do dialisato no sistema de diálise. A presente invenção também se refere ao uso de um sorvente como descrito acima, em conjunto com um sistema de infusão (reconstituição) configurado para compensar a liberação de sódio (aproximadamente constante) originada pela troca de Ca, Mg e K durante a regeneração do dialisato. O sorvente preferencialmente compreende uma quantidade suficiente de sal de sódio solúvel para evitar uma “queda de sódio” inicial no dialisato regenerado. A reconstituição, isto é, a infusão de íons Ca, Mg e K é então feita com uma solução que é ajustada para uma concentração que coincide com a concentração de sódio liberado, resultando assim em uma desejada concentração alvo de sódio após reconstituição. Na prática, a solução infusora é fornecida a uma concentração total de cátions que é aproximadamente igual à concentração de sódio alvo.[0056] A combination of cation exchange material and anion exchange material is selected for properties that favor the exchange of ammonium for proton, while the cation essential for sodium exchange is not affected. Accordingly, the sodium concentration in the regenerated dialysate is independent of the concentration of ammonium (i.e., urea) in the spent dialysate. On the contrary, the absolute amount of sodium in the regenerated dialysate is dependent on the sodium released in the cation exchange such as calcium, magnesium and potassium in the spent dialysate, which are known to be subject to comparatively small (absolute) concentration fluctuations. In fact, the concentration of Ca, Mg and K is approximately equal to the concentration predetermined by the process of regeneration and reconstitution of the dialysate in the dialysis system. The present invention also relates to the use of a sorbent as described above, in conjunction with an infusion (reconstitution) system configured to compensate for the (approximately constant) sodium release caused by the exchange of Ca, Mg and K during dialysate regeneration. The sorbent preferably comprises a sufficient amount of soluble sodium salt to avoid an initial “sodium drop” in the regenerated dialysate. Reconstitution, i.e. the infusion of Ca, Mg and K ions, is then done with a solution that is adjusted to a concentration that coincides with the concentration of released sodium, thus resulting in a desired target sodium concentration after reconstitution. In practice, the infusion solution is supplied at a total cation concentration that is approximately equal to the target sodium concentration.

[0057] Assim, a presente invenção permite um processo para regenerar o dialisato, no qual é adicionada uma quantidade predeterminada de cátions, tais como Ca+2, Mg+2 e K+, para repor o dialisato, a partir do qual os produtos residuais metabólicos foram removidos através do contato com o sorvente como acabado de descrever. O dialisato regenerado e reconstituído é reinfundido a um paciente que necessite de tal tratamento. Após a diálise, o dialisato usado conterá uma quantidade conhecida dos cátions e liberará, portanto, uma quantidade correspondente de íons de sódio do sorvente; portanto, a concentração de íon de sódio é determinada pela concentração de cátions previamente adicionados para reconstituir o dialisato regenerado. O resultado é um controle exato sem precedentes sobre a concentração de sódio no dialisato regenerado e reconstituído, sem a necessidade de sistemas de reinfusão adicionais (controlados por realimentação).[0057] Thus, the present invention allows a process for regenerating dialysate in which a predetermined amount of cations, such as Ca+2, Mg+2 and K+, are added to replenish the dialysate from which the metabolic waste products have been removed through contact with the sorbent as just described. The regenerated and reconstituted dialysate is reinfused into a patient in need of such treatment. After dialysis, the used dialysate will contain a known amount of the cations and will therefore release a corresponding amount of sodium ions from the sorbent; therefore, the sodium ion concentration is determined by the concentration of cations previously added to reconstitute the regenerated dialysate. The result is unprecedented precise control over the sodium concentration in the regenerated and reconstituted dialysate, without the need for additional (feedback-controlled) reinfusion systems.

[0058] O comportamento de troca iônica anteriormente descrito anteriormente não teria sido considerado desejável, pois requer um “pré-carregamento” comparativamente baixo de material de troca iônica com íons de sódio. Sem a adição aqui descrita de um sal de sódio solúvel dentro do sistema sorvente, isso levaria a uma pronunciada “gota de sódio” na fase inicial do tratamento de diálise com sorvente, com exposição potencialmente prejudicial do paciente a baixas concentrações de sódio, baixa pH e consequentemente baixas concentrações de bicarbonato. Além disso, sem a adição de um sal de sódio solúvel, esse sistema de troca provavelmente resultaria em um equilíbrio de sódio total fortemente negativo, em que quantidades excessivas de sódio seriam removidas do paciente na fase inicial de um tratamento, sem serem reabastecidas fase posterior do tratamento.[0058] The previously described ion exchange behavior would not have been considered desirable, as it requires a comparatively low “pre-loading” of ion exchange material with sodium ions. Without the herein described addition of a soluble sodium salt within the sorbent system, this would lead to a pronounced “sodium drop” in the initial phase of the sorbent dialysis treatment, with potentially harmful exposure of the patient to low sodium concentrations, low pH and consequently low bicarbonate concentrations. Furthermore, without the addition of a soluble sodium salt, this exchange system would likely result in a strongly negative total sodium balance, whereby excessive amounts of sodium would be removed from the patient in the initial phase of a treatment, without being replenished later in the treatment.

[0059] Para superar estas complicações, o sorvente é combinado com uma fonte solúvel de íons de sódio, tal como um sal de sódio solúvel, que pode ser misturado com pelo menos um componente do material sorvente. Em contraste com os sorventes descritos anteriormente, essa combinação fornece as vantagens exclusivas do comportamento de troca diferencial, ao mesmo tempo em que permite a manutenção de condições fisiológicas necessárias para um tratamento de diálise seguro e eficaz. A inclusão de um sal de sódio solúvel misturado com materiais sorventes também fornece vantagens únicas em relação a abordagens alternativas, tais como, por exemplo, o uso de um material de troca aniônica fortemente básico misturado com um material de troca catiônica ácida, ou o uso de materiais de troca aniônica de liberação de sódio, tais como, carbonato de zircônio e sódio, pois esses materiais são caracterizados pela troca parcial de amônio para sódio e, portanto, liberação aumentada de sódio, e dependência da concentração de ureia em dialisato usado, ambos contrastando com as propriedades sorventes descritas aqui de comportamento de troca seletiva por amônio e Ca/Mg e K.[0059] To overcome these complications, the sorbent is combined with a soluble source of sodium ions, such as a soluble sodium salt, which may be mixed with at least one component of the sorbent material. In contrast to the previously described sorbents, this combination provides the unique advantages of differential exchange behavior while allowing the maintenance of physiological conditions necessary for safe and effective dialysis treatment. The inclusion of a soluble sodium salt mixed with sorbent materials also provides unique advantages over alternative approaches, such as, for example, the use of a strongly basic anion exchange material mixed with an acidic cation exchange material, or the use of sodium-releasing anion exchange materials, such as sodium zirconium carbonate, as these materials are characterized by partial exchange of ammonium for sodium and thus increased sodium release, and dependence on the urea concentration in dialysate used, both contrasting with the sorbent properties described here of selective exchange behavior for ammonium and Ca/Mg and K.

[0060] Além disso, anteriormente teria sido considerado indesejável fornecer um sorvente como descrito aqui, que é caracterizado por um processo de regeneração que libera continuamente sódio, enquanto evita inteiramente uma fase de “queda de sódio” inicial. Em um sistema sorvente convencional, esperava-se que esta situação conduzisse a um aumento excessivo da concentração de sódio no dialisato, resultando em liberação excessiva de sódio para o paciente e, assim, a uma situação potencialmente prejudicial para o paciente. Isso é eficientemente prevenido e controlado, usando um sorvente que libera exclusivamente sódio na troca de Ca, Mg e K, impedindo uma “queda de sódio” através da adição de uma fonte de sódio solúvel, e pela configuração da reconstituição para usar um agente de infusão tem uma concentração que corresponde à concentração de sódio no dialisato alvo.[0060] Furthermore, it would previously have been considered undesirable to provide a sorbent as described herein, which is characterized by a regeneration process that continuously releases sodium while entirely avoiding an initial “sodium crash” phase. In a conventional sorbent system, this situation would be expected to lead to an excessive increase in the sodium concentration in the dialysate, resulting in excessive sodium release to the patient and thus a potentially harmful situation for the patient. This is effectively prevented and controlled by using a sorbent that exclusively releases sodium in exchange for Ca, Mg and K, by preventing a “sodium crash” by adding a soluble sodium source, and by configuring the reconstitution to use an infusion agent having a concentration that matches the target dialysate sodium concentration.

[0061] O termo “sorvente”, como aqui usado, refere- se genericamente a uma classe de materiais caracterizada pela sua capacidade para absorver a matéria de interesse desejada.[0061] The term “sorbent,” as used herein, refers generically to a class of materials characterized by their ability to absorb the desired matter of interest.

[0062] O termo “produtos residuais metabólicos” no contexto desta especificação, significa quaisquer constituintes, tipicamente constituintes tóxicos, dentro de um dialisato que são produzidos pelo metabolismo e que são desejáveis para serem removidos em um processo de desintoxicação de dialisato. Resíduos metabólicos típicos incluem, mas não estão limitados a, fosfatos, ureia, creatinina e ácido úrico.[0062] The term “metabolic waste products” in the context of this specification means any constituents, typically toxic constituents, within a dialysate that are produced by metabolism and that are desirable to be removed in a dialysate detoxification process. Typical metabolic waste products include, but are not limited to, phosphates, urea, creatinine, and uric acid.

[0063] O termo “cátions essenciais”, como usado aqui, refere-se a outros cátions além dos íons de sódio que estão presentes nas soluções de diálise e são essenciais para seu uso seguro e eficaz. Esses íons são geralmente íons de cálcio e magnésio, mas íons de potássio também podem estar presentes. Cálcio, magnésio e potássio são removidos pelo sorvente e precisam ser reintroduzidos no dialisato regenerado para reconstituir o dialisato.[0063] The term “essential cations” as used herein refers to cations other than sodium ions that are present in dialysis solutions and are essential for their safe and effective use. These ions are usually calcium and magnesium ions, but potassium ions may also be present. Calcium, magnesium, and potassium are removed by the sorbent and must be reintroduced into the regenerated dialysate to reconstitute the dialysate.

[0064] O termo “equivalentes de cátions” ou “equivalentes totais de cátions” refere-se à soma de todos os equivalentes de carga positiva, exceto prótons em uma solução. É medido em mEq/L.[0064] The term “cation equivalents” or “total cation equivalents” refers to the sum of all equivalents of positive charge other than protons in a solution. It is measured in mEq/L.

[0065] O termo “sódio” ou o símbolo “Na” pode ser usado na especificação para se referir a íons de sódio ao invés do próprio elemento, como seria bem entendido pelo habilitado na técnica. Assim, os termos “sódio”, “Na”, “íons de sódio” e “Na+” são usados de forma intercambiável. Da mesma forma, os termos “cálcio”, “magnésio” e “potássio” ou os símbolos “Ca”, “Mg” e “K” podem ser usados na especificação para se referirem a íons de cálcio, íons de magnésio e íons de potássio, respectivamente.[0065] The term “sodium” or the symbol “Na” may be used in the specification to refer to sodium ions rather than the element itself, as would be well understood by one skilled in the art. Thus, the terms “sodium,” “Na,” “sodium ions,” and “Na+” are used interchangeably. Likewise, the terms “calcium,” “magnesium,” and “potassium” or the symbols “Ca,” “Mg,” and “K” may be used in the specification to refer to calcium ions, magnesium ions, and potassium ions, respectively.

[0066] O termo uma “fonte de dialisato usado”, como usado aqui, é uma referência a uma fonte de dialisato, no entanto, é produzido. A fonte pode ser qualquer fonte de fluido usado onde a regeneração de fluidos biológicos ocorre por troca através de uma membrana. Se, por exemplo, o processo de diálise for de hemodiálise, a fonte do dialisato usado será um dialisator em um aparelho de hemodiálise. Em tais aparelhos, correntes de sangue de um paciente e dialisato estão em fluxo de contracorrente, e a troca ocorre através de uma membrana que separa as correntes. Alternativamente, pode ser um paciente como, por exemplo, em diálise peritoneal, em que o dialisato é introduzido na cavidade peritoneal do paciente para que ocorra a troca.[0066] The term a “source of spent dialysate” as used herein is a reference to a source of dialysate, however it is produced. The source may be any source of spent fluid where regeneration of biological fluids occurs by exchange across a membrane. If, for example, the dialysis process is hemodialysis, the source of spent dialysate would be a dialyser in a hemodialysis apparatus. In such apparatus, streams of a patient's blood and dialysate are in countercurrent flow, and exchange occurs across a membrane that separates the streams. Alternatively, it may be a patient, as in peritoneal dialysis, where dialysate is introduced into the patient's peritoneal cavity for exchange to occur.

[0067] O termo “partículas de troca catiônica”, como aqui usado, refere-se a partículas capazes de capturar ou imobilizar espécies catiônicas ou carregadas positivamente quando em contato com essas espécies, tipicamente passando uma solução das espécies carregadas positivamente sobre a superfície das partículas.[0067] The term “cation exchange particles,” as used herein, refers to particles capable of capturing or immobilizing cationic or positively charged species when in contact with such species, typically by passing a solution of the positively charged species over the surface of the particles.

[0068] O termo “partículas de troca aniônica”, como aqui usado, refere-se a partículas capazes de capturar ou imobilizar espécies aniônicas ou carregadas negativamente quando em contato com essas espécies, tipicamente passando uma solução das espécies negativamente carregadas sobre a superfície das partículas.[0068] The term “anion exchange particles,” as used herein, refers to particles capable of capturing or immobilizing anionic or negatively charged species when in contact with such species, typically by passing a solution of the negatively charged species over the surface of the particles.

[0069] O termo “enzima de tratamento da toxina urêmica”, como é aqui usado, refere-se a uma enzima capaz de reagir com uma toxina urêmica como substrato. Por exemplo, a enzima de tratamento tóxico urêmica pode ser uma enzima capaz de reagir com a ureia como um substrato, com o ácido úrico como um substrato, ou com a creatinina como um substrato. Pode ser determinado que as enzimas urêmicas têm essa função in vitro, por exemplo, permitindo que a enzima reaja com uma toxina urêmica em solução e medindo uma diminuição na concentração da toxina urêmica. Exemplos de enzimas de tratamento tóxico urêmicas incluem, mas não se limitam a, ureases (que reagem com a ureia), uricases (que reagem com o ácido úrico) ou creatininases (que reagem com a creatinina).[0069] The term “uremic toxin-treating enzyme,” as used herein, refers to an enzyme capable of reacting with a uremic toxin as a substrate. For example, the uremic toxin-treating enzyme may be an enzyme capable of reacting with urea as a substrate, uric acid as a substrate, or creatinine as a substrate. Uremic enzymes can be determined to have this function in vitro, for example, by allowing the enzyme to react with a uremic toxin in solution and measuring a decrease in the concentration of the uremic toxin. Examples of uremic toxin-treating enzymes include, but are not limited to, ureases (which react with urea), uricases (which react with uric acid), or creatininases (which react with creatinine).

[0070] O termo “toxina urêmica”, como aqui usado, refere-se a um ou mais compostos compreendendo produtos residuais, por exemplo, a partir da quebra de proteínas, ácidos nucleicos ou semelhantes, como seria bem entendido pela pessoa habilitada na técnica. Exemplos não limitantes de toxinas urêmicas incluem ureia, ácido úrico, creatinina e microglobulina beta-2 (β2). Em indivíduos saudáveis, as toxinas urêmicas são geralmente excretadas do corpo através da urina. No entanto, em certos indivíduos, as toxinas urêmicas não são removidas do corpo a uma taxa suficientemente rápida, levando à toxicidade urêmica, ou seja, uma doença ou condição caracterizada por níveis elevados de pelo menos uma toxina urêmica em relação aos níveis fisiologicamente normais da toxina urêmica. Exemplos não limitativos de distúrbios associados a toxinas urêmicas incluem doença ou disfunção renal, gota e toxicidade urêmica em indivíduos a receber quimioterapia.[0070] The term “uremic toxin,” as used herein, refers to one or more compounds comprising waste products, e.g., from the breakdown of proteins, nucleic acids, or the like, as would be well understood by one of skill in the art. Non-limiting examples of uremic toxins include urea, uric acid, creatinine, and beta-2 microglobulin (β2). In healthy individuals, uremic toxins are generally excreted from the body via urine. However, in certain individuals, uremic toxins are not removed from the body at a sufficiently rapid rate, leading to uremic toxicity, that is, a disease or condition characterized by elevated levels of at least one uremic toxin relative to physiologically normal levels of the uremic toxin. Non-limiting examples of disorders associated with uremic toxins include kidney disease or dysfunction, gout, and uremic toxicity in individuals receiving chemotherapy.

[0071] O termo “partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica”, como aqui usado, refere-se a uma enzima de tratamento de toxina urêmica na forma de partículas. As enzimas podem ser imobilizadas por meio de uma ligação covalente ou física a um suporte sólido biocompatível, ou por reticulação, ou encapsulação, ou quaisquer outros meios.[0071] The term “uremic toxin treating enzyme particles” as used herein refers to a uremic toxin treating enzyme in particulate form. The enzymes may be immobilized by means of covalent or physical attachment to a biocompatible solid support, or by cross-linking, or encapsulation, or any other means.

[0072] O termo “fonte solúvel” como aqui usado refere-se a um composto distinto de outros componentes do sorvente que pode ser adicionado e misturado com os outros componentes, ou estar presente como uma camada separada ou em um compartimento separado de outros componentes sorventes. Normalmente será adicionado ao sorvente na forma de partículas sólidas que se misturam com outras partículas sólidas no sorvente.[0072] The term “soluble source” as used herein refers to a compound distinct from other sorbent components that may be added to and mixed with the other components, or be present as a separate layer or in a separate compartment from other sorbent components. It will typically be added to the sorbent in the form of solid particles that mix with other solid particles in the sorbent.

[0073] O termo “biocompatível”, como é aqui usado, refere-se à propriedade de um material que não causa reações biológicas adversas ao corpo humano ou animal.[0073] The term “biocompatible,” as used herein, refers to the property of a material that does not cause adverse biological reactions in the human or animal body.

[0074] O termo “homogêneo”, como usado aqui, refere-se a uma mistura substancialmente homogênea, significando que uma mistura tem as mesmas proporções dos vários componentes ao longo de uma dada amostra, criando uma mistura consistente. A composição da mistura é substancialmente a mesma no geral, embora seja apreciado que na mistura de partículas sólidas pode haver regiões em uma amostra onde a mistura não está completa.[0074] The term “homogeneous,” as used herein, refers to a substantially homogeneous mixture, meaning that a mixture has the same proportions of the various components throughout a given sample, creating a consistent mixture. The composition of the mixture is substantially the same overall, although it is appreciated that in the mixture of solid particles there may be regions in a sample where the mixing is not complete.

[0075] O termo “tamanho de partícula” refere-se ao diâmetro ou diâmetro equivalente da partícula. O termo “tamanho de partícula médio” significa que uma quantidade principal das partículas estará próxima do tamanho de partícula especificado, embora haja algumas partículas acima e algumas partículas abaixo do tamanho especificado. O pico na distribuição de partículas terá um tamanho especificado. Assim, por exemplo, se o tamanho de partícula médio for 50 mícrons, algumas partículas que são maiores e algumas partículas que são menores que 50 mícrons existirão.[0075] The term “particle size” refers to the diameter or equivalent diameter of the particle. The term “mean particle size” means that a major proportion of the particles will be close to the specified particle size, although there will be some particles above and some particles below the specified size. The peak in the particle distribution will be at a specified size. Thus, for example, if the mean particle size is 50 microns, there will be some particles that are larger and some particles that are smaller than 50 microns.

[0076] Os termos “regenerar” ou “regenerado”, como aqui usados, referem-se à ação de desintoxicar o dialisato por destruição e/ou absorção de toxinas urêmicas por um sorvente.[0076] The terms “regenerate” or “regenerated,” as used herein, refer to the action of detoxifying dialysate by destruction and/or absorption of uremic toxins by a sorbent.

[0077] O termo “dialisato regenerado”, como aqui usado, refere-se a dialisato que foi desintoxicado por destruição e/ou absorção de toxinas urêmicas por um sorvente.[0077] The term “regenerated dialysate,” as used herein, refers to dialysate that has been detoxified by destruction and/or absorption of uremic toxins by a sorbent.

[0078] O termo “reconstituir” ou “reconstituído” como aqui usado refere-se à ação de converter o dialisato regenerado em essencialmente o mesmo estado e composição química que o dialisato novo antes da diálise.[0078] The term “reconstitute” or “reconstituted” as used herein refers to the action of converting the regenerated dialysate into essentially the same state and chemical composition as the fresh dialysate prior to dialysis.

[0079] O termo “dialisato reconstituído” como aqui usado refere-se a dialisato que foi convertido essencialmente no mesmo estado e composição química que o dialisato fresco antes da diálise.[0079] The term “reconstituted dialysate” as used herein refers to dialysate that has been converted to essentially the same state and chemical composition as fresh dialysate prior to dialysis.

[0080] O termo “predominantemente”, como usado aqui, destina-se a representar uma situação ou estado que ocorre na maior parte ou principalmente, embora não excluindo a possibilidade de que alguma quantidade de outra situação ou estado também ocorra em uma extensão mínima. Por exemplo, pode ser >80% ou >90% ou >95% ou maior que 99%. Para evitar dúvidas, a possibilidade de que apenas essa situação ou estado ocorra, com exclusão de todas as outras, é coberta pelo termo.[0080] The term “predominantly,” as used herein, is intended to represent a situation or state that occurs for the most part or primarily, while not excluding the possibility that some amount of another situation or state also occurs to a minimal extent. For example, it may be >80% or >90% or >95% or greater than 99%. For the avoidance of doubt, the possibility that only that situation or state occurs, to the exclusion of all others, is covered by the term.

[0081] A palavra “substancialmente” não exclui “completamente”, por exemplo, uma composição que esteja “substancialmente isenta” de Y pode estar completamente isenta de Y. Quando necessário, a palavra “substancialmente” pode ser omitida da definição da invenção.[0081] The word “substantially” does not exclude “completely”, for example, a composition that is “substantially free” of Y may be completely free of Y. Where necessary, the word “substantially” may be omitted from the definition of the invention.

[0082] Salvo indicação em contrário, os termos “compreendendo” e “compreendem”, e variantes gramaticais dos mesmos, destinam-se a representar linguagem “aberta” ou “inclusiva” de modo que incluam elementos indicados, mas também permitem a inclusão de elementos adicionais, não recitados. Os termos também podem receber um significado exclusivo equivalente ao termo “consistir em”, onde o contexto exige isso.[0082] Unless otherwise indicated, the terms “comprising” and “comprise,” and grammatical variants thereof, are intended to represent “open” or “inclusive” language so that they include the elements indicated but also allow for the inclusion of additional, unrecited elements. The terms may also be given an exclusive meaning equivalent to the term “consist of,” where the context so requires.

[0083] Como aqui usado, o termo “cerca de”, no contexto de concentrações de componentes das formulações, significa tipicamente ± 5% do valor indicado, mais tipicamente +/- 4% do valor indicado, mais tipicamente ± 3% do valor declarado, mais tipicamente, +/- 2% do valor declarado, ainda mais tipicamente ± 1% do valor declarado, e ainda mais tipicamente +/- 0,5% do valor declarado.[0083] As used herein, the term “about” in the context of concentrations of components of formulations typically means ±5% of the stated value, more typically +/- 4% of the stated value, more typically ±3% of the stated value, more typically +/- 2% of the stated value, even more typically ±1% of the stated value, and even more typically +/- 0.5% of the stated value.

[0084] Ao longo desta descrição, certas formas de realização podem ser descritas em um formato de faixa. Deve ser entendido que a descrição em formato de faixa é meramente por conveniência e brevidade e não deve ser interpretada como uma limitação inflexível no escopo das faixas descritas. Assim, a descrição de uma faixa deve ser considerada como tendo descrito especificamente todas as possíveis subfaixas, bem como valores numéricos individuais dentro dessa faixa. Por exemplo, a descrição de uma faixa de 1 a 6 deve ser considerada como tendo subfaixas especificamente descritas, tal como de 1 a 3, de 1 a 4, de 1 a 5, de 2 a 4, de 2 a 6, de 3 a 6 etc., bem como números individuais dentro dessa faixa, por exemplo, 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Isso se aplica independentemente da amplitude da faixa.[0084] Throughout this description, certain embodiments may be described in a range format. It should be understood that the description in range format is merely for convenience and brevity and should not be construed as an inflexible limitation on the scope of the ranges described. Thus, the description of a range should be considered to have specifically described all possible subranges as well as individual numerical values within that range. For example, the description of a range from 1 to 6 should be considered to have specifically described subranges such as 1 to 3, 1 to 4, 1 to 5, 2 to 4, 2 to 6, 3 to 6, etc. as well as individual numbers within that range, e.g., 1, 2, 3, 4, 5, and 6. This applies regardless of the width of the range.

[0085] A enzima de tratamento da toxina urêmica pode ser imobilizada em qualquer material de suporte conhecido, que pode fornecer imobilização para as partículas da enzima de tratamento da toxina urêmica. A imobilização pode ser por meios físicos, tais como, por adsorção em alumina. Em uma forma de realização, a enzima não imobilizada é usada. Alternativamente, outros métodos são usados para converter a ureia em amônia.[0085] The uremic toxin treating enzyme may be immobilized on any known support material that can provide immobilization for the uremic toxin treating enzyme particles. Immobilization may be by physical means, such as by adsorption onto alumina. In one embodiment, non-immobilized enzyme is used. Alternatively, other methods are used to convert urea to ammonia.

[0086] Em uma forma de realização, o material de suporte é um substrato biocompatível ao qual a enzima está ligada covalentemente. O material biocompatível pode ser um polímero à base de carboidratos, um polímero orgânico, uma poliamida, um poliéster ou um material polimérico inorgânico. O substrato biocompatível pode ser um substrato homogêneo constituído por um material ou um substrato compósito constituído por pelo menos dois materiais. O substrato biocompatível pode ser pelo menos um de celulose, Eupergit, dióxido de silício (por exemplo, sílica gel), fosfato de zircônio, óxido de zircônio, náilon, policaprolactona e quitosano.[0086] In one embodiment, the support material is a biocompatible substrate to which the enzyme is covalently attached. The biocompatible material may be a carbohydrate-based polymer, an organic polymer, a polyamide, a polyester, or an inorganic polymeric material. The biocompatible substrate may be a homogeneous substrate consisting of one material or a composite substrate consisting of at least two materials. The biocompatible substrate may be at least one of cellulose, Eupergit, silicon dioxide (e.g., silica gel), zirconium phosphate, zirconium oxide, nylon, polycaprolactone, and chitosan.

[0087] Em uma forma de realização, a imobilização da enzima de tratamento da toxina urêmica sobre o substrato biocompatível é realizada por técnicas de imobilização selecionadas do grupo consistindo em ativação de aldeído glutárico, ativação com grupos epoxi, ativação de epicloridrina, ativação de ácido bromoacético, ativação de brometo de cianogênio, ativação de tiol, e acoplamento N- hidroxisuccinimida e diimida amida. As técnicas de imobilização usadas podem também envolver o uso de ligantes à base de silano, tais como, (3- aminopropil)trietoxissilano, (3- glicidiloxipropil)trimetoxissilano ou (3- mercaptopropil)trimetoxissilano. A superfície do substrato biocompatível pode ser adicionalmente funcionalizada com uma camada reativa e/ou estabilizante, tal como, dextrano ou polietilenoglicol, e com moléculas ligantes e estabilizantes adequadas, tais como, etilenodiamina, 1,6- diamino-hexano, tioglicerol, mercaptoetanol e trealose. A enzima de tratamento de toxina urêmica pode ser usada em forma purificada, ou na forma de extrato bruto, tal como extrato de urease de Jack Bean ou outras fontes de urease adequadas.[0087] In one embodiment, immobilization of the uremic toxin treating enzyme onto the biocompatible substrate is accomplished by immobilization techniques selected from the group consisting of glutaric aldehyde activation, activation with epoxy groups, epichlorohydrin activation, bromoacetic acid activation, cyanogen bromide activation, thiol activation, and N-hydroxysuccinimide and diimide amide coupling. The immobilization techniques used may also involve the use of silane-based ligands, such as, (3-aminopropyl)triethoxysilane, (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane, or (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane. The surface of the biocompatible substrate may be further functionalized with a reactive and/or stabilizing layer, such as dextran or polyethylene glycol, and with suitable linker and stabilizing molecules, such as ethylenediamine, 1,6-diaminohexane, thioglycerol, mercaptoethanol, and trehalose. The uremic toxin treatment enzyme may be used in purified form, or in crude extract form, such as Jack Bean urease extract or other suitable urease sources.

[0088] As partículas da enzima de tratamento da toxina urêmica podem ser capazes de converter a ureia em carbonato de amônio. Em uma forma de realização, a enzima de tratamento da toxina urêmica é pelo menos um de urease, uricase e creatininase. Em uma forma de realização preferida, a enzima de tratamento da toxina urêmica é urease.[0088] The uremic toxin treating enzyme particles may be capable of converting urea to ammonium carbonate. In one embodiment, the uremic toxin treating enzyme is at least one of urease, uricase, and creatininase. In a preferred embodiment, the uremic toxin treating enzyme is urease.

[0089] Em uma forma de realização, as partículas da enzima de tratamento da toxina urêmica são partículas de urease.[0089] In one embodiment, the uremic toxin treating enzyme particles are urease particles.

[0090] Em uma forma de realização, as partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica têm um tamanho de partícula médio na faixa de cerca de 10 mícrons a cerca de 1000 mícrons, cerca de 100 mícrons a 900 mícrons, cerca de 200 mícrons a 900 mícrons, cerca de 300 mícrons a cerca de 800 mícrons, cerca de 400 mícrons a cerca de 700, 500 mícrons a cerca de 600 mícrons, cerca de 25 mícrons a cerca de 250 mícrons, cerca de 25 mícrons a cerca de 100 mícrons, cerca de 250 mícrons a cerca de 500 mícrons, cerca de 250 mícrons a cerca de 1000 mícrons mícrons, cerca de 125 mícrons a cerca de 20 mícrons, cerca de 150 mícrons a cerca de 200 mícrons, cerca de 100 mícrons a cerca de 175 mícrons, e cerca de 100 mícrons a cerca de 150 mícrons.[0090] In one embodiment, the uremic toxin treating enzyme particles have an average particle size in the range of about 10 microns to about 1000 microns, about 100 microns to 900 microns, about 200 microns to 900 microns, about 300 microns to about 800 microns, about 400 microns to about 700, 500 microns to about 600 microns, about 25 microns to about 250 microns, about 25 microns to about 100 microns, about 250 microns to about 500 microns, about 250 microns to about 1000 microns microns, about 125 microns to about 20 microns, about 150 microns to about 200 microns, about 100 microns to about 175 microns, and about 100 microns to about 150 microns.

[0091] Em uma forma de realização, 1000 a 10000 unidades de urease são imobilizadas no referido substrato biocompatível. O peso total da urease imobilizada e do substrato varia entre cerca de 0,5 g e cerca de 30 g.[0091] In one embodiment, 1000 to 10000 urease units are immobilized on said biocompatible substrate. The total weight of the immobilized urease and the substrate ranges from about 0.5 g to about 30 g.

[0092] Em uma forma de realização, as partículas de troca catiônica compreendem um fosfato de metal amorfo insolúvel em água na forma protonada. Em uma forma de realização, o metal é selecionado do grupo que consiste em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos. Em uma forma de realização, o metal cujo fosfato é pouco solúvel em água é o zircônio. Os fosfatos fracamente solúveis devem ser entendidos aqui como fosfatos tendo uma solubilidade não maior que 10 mg/l em água. De preferência, as partículas de troca catiônica são partículas de fosfato de zircônio que são configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons de sódio.[0092] In one embodiment, the cation exchange particles comprise a water-insoluble amorphous metal phosphate in protonated form. In one embodiment, the metal is selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, and combinations thereof. In one embodiment, the metal whose phosphate is poorly soluble in water is zirconium. Sparingly soluble phosphates are to be understood herein as phosphates having a solubility of no greater than 10 mg/L in water. Preferably, the cation exchange particles are zirconium phosphate particles that are configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for sodium ions.

[0093] Em uma forma de realização, as partículas de troca catiônica são configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons de sódio, ajustando-os a pH baixo durante a síntese. Para otimizar esta propriedade, as partículas de troca catiônica são tipicamente ajustadas para pH baixo e baixa carga de sódio durante a síntese. Em uma forma de realização, o trocador catiônico é sintetizado na presença de um ácido. O pH é ajustado por ajuste a um nível desejado, tal como por titulação com uma base tal como hidróxido de sódio para elevar o pH a um nível que forneça o comportamento de troca diferencial desejado. A titulação também serve para fornecer as partículas de troca catiônica com uma carga suficiente de sódio para permitir a troca desejada de sódio para cálcio, magnésio e potássio. Em uma forma de realização, o material de troca catiônica é fosfato de zircônio. Isto pode ser sintetizado em processos convencionais, tais como, por exemplo, a partir de Sulfato de Zircônio Básico (BZS) ou de carbonato de zircônio por reação com ácido fosfórico. Se outros ácidos são usados, uma fonte do grupo fosfato deve ser fornecida. Tipicamente, o pH é ajustado para estar na faixa de 3,5 a 5,0, vantajosamente cerca de 4,5, por titulação do produto da reação com uma base.[0093] In one embodiment, the cation exchange particles are configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for sodium ions, adjusting them to low pH during synthesis. To optimize this property, the cation exchange particles are typically adjusted to low pH and low sodium loading during synthesis. In one embodiment, the cation exchanger is synthesized in the presence of an acid. The pH is adjusted by adjustment to a desired level, such as by titration with a base such as sodium hydroxide to raise the pH to a level that provides the desired differential exchange behavior. The titration also serves to provide the cation exchange particles with a sufficient sodium loading to allow the desired exchange of sodium for calcium, magnesium, and potassium. In one embodiment, the cation exchange material is zirconium phosphate. This can be synthesized in conventional processes, such as from basic zirconium sulfate (BZS) or from zirconium carbonate by reaction with phosphoric acid. If other acids are used, a source of the phosphate group must be provided. Typically, the pH is adjusted to be in the range 3.5 to 5.0, advantageously about 4.5, by titration of the reaction product with a base.

[0094] As partículas de fosfato de zircônio podem ter um tamanho de partícula médio na faixa de cerca de 10 mícrons a cerca de 1000 mícrons, cerca de 100 mícrons a cerca de 900 mícrons, cerca de 200 mícrons a cerca de 900 mícrons, cerca de 300 mícrons a cerca de 800 mícrons, cerca de 400 mícrons a cerca de 700, 500 mícrons a cerca de 600 mícrons, cerca de 25 mícrons a cerca de 200 mícrons ou de cerca de 25 mícrons a cerca de 150 mícrons ou de cerca de 25 mícrons a cerca de 80 mícrons ou de cerca de 25 mícrons a cerca de 50 mícrons ou de cerca de 50 mícrons a cerca de 100 mícrons ou de cerca de 125 mícrons a cerca de 200 mícrons, ou de cerca de 150 mícrons a cerca de 200 mícrons, ou de cerca de 100 mícrons a cerca de 175 mícrons, ou de cerca de 100 mícrons a cerca de 150 mícrons, ou de cerca de 150 mícrons a cerca de 500 mícrons, ou de cerca de 250 mícrons a cerca de 1000 mícrons. As partículas de fosfato de zircônio podem ser imobilizadas em qualquer material de suporte conhecido, o que pode fornecer imobilização para as partículas de fosfato de zircônio. Em uma forma de realização, o material de suporte é um substrato biocompatível. Em uma forma de realização, a imobilização das partículas de fosfato de zircônio é uma compactação física das partículas em um volume predeterminado. Em uma forma de realização, a imobilização das partículas de fosfato de zircônio é conseguida por sinterização de fosfato de zircônio, ou uma mistura de fosfato de zircônio e um material cerâmico adequado. O substrato biocompatível pode ser um substrato homogêneo constituído de um material ou um substrato compósito constituído de pelo menos dois materiais.[0094] The zirconium phosphate particles may have an average particle size in the range of from about 10 microns to about 1000 microns, from about 100 microns to about 900 microns, from about 200 microns to about 900 microns, from about 300 microns to about 800 microns, from about 400 microns to about 700, from about 500 microns to about 600 microns, from about 25 microns to about 200 microns, or from about 25 microns to about 150 microns, or from about 25 microns to about 80 microns, or from about 25 microns to about 50 microns, or from about 50 microns to about 100 microns, or from about 125 microns to about 200 microns, or from about 150 microns to about 200 microns, or from about 100 microns to about 175 microns, or from about 100 microns to about 150 microns, or from about 150 microns to about 500 microns, or from about 250 microns to about 1000 microns. The zirconium phosphate particles can be immobilized on any known support material, which can provide immobilization for the zirconium phosphate particles. In one embodiment, the support material is a biocompatible substrate. In one embodiment, the immobilization of the zirconium phosphate particles is a physical compaction of the particles into a predetermined volume. In one embodiment, the immobilization of the zirconium phosphate particles is achieved by sintering zirconium phosphate, or a mixture of zirconium phosphate and a suitable ceramic material. The biocompatible substrate may be a homogeneous substrate comprised of one material or a composite substrate comprised of at least two materials.

[0095] Materiais de troca catiônica adequados são materiais que são configurados para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons de sódio. Essa propriedade pode ser determinada medindo as capacidades de troca iônica do material. Medir a alteração da concentração de íons de sódio ao longo do tempo na presença de íons de cálcio, magnésio e/ou potássio deve resultar em um aumento na concentração de íons de sódio, mas não haverá alteração na ausência de íons de cálcio, magnésio e/ou potássio se os íons de amônio gerados pela quebra da ureia estiverem presentes.[0095] Suitable cation exchange materials are materials that are configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for sodium ions. This property can be determined by measuring the ion exchange capabilities of the material. Measuring the change in sodium ion concentration over time in the presence of calcium, magnesium, and/or potassium ions should result in an increase in sodium ion concentration, but there will be no change in the absence of calcium, magnesium, and/or potassium ions if ammonium ions generated by the breakdown of urea are present.

[0096] As partículas de troca aniônica podem compreender um óxido de metal insolúvel em água, amorfo e parcialmente hidratado, na sua forma de íon de hidróxido, carbonato, acetato e/ou lactato, em que o metal pode ser selecionado do grupo consistindo em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos. Em uma forma de realização, o metal é zircônio. As partículas de troca aniônica podem ser partículas de óxido de zircônio. De preferência, as partículas de troca aniônica são partículas de óxido de zircônio hidratado.[0096] The anion exchange particles may comprise a water-insoluble, amorphous, partially hydrated metal oxide in its hydroxide, carbonate, acetate and/or lactate ion form, wherein the metal may be selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium and combinations thereof. In one embodiment, the metal is zirconium. The anion exchange particles may be zirconium oxide particles. Preferably, the anion exchange particles are hydrated zirconium oxide particles.

[0097] Em uma forma de realização, as partículas de troca aniônica são ajustadas para um pH alcalino. Em uma forma de realização, eles são ajustados para um pH na faixa de 7 a 14. Em uma forma de realização, eles são ajustados para um pH de 12 a 13. Uma maneira de conseguir isto é saturar as partículas de troca aniônica com uma base. Em uma forma de realização, a base é selecionada do grupo consistindo em hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio; hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, carbonato de amônio e hidróxido de amônio. De preferência, a base é selecionada do grupo que consiste em hidróxido de sódio, carbonato de sódio e bicarbonato de sódio. Prefere-se as partículas de troca aniônica alcalina para produzir as propriedades de troca de sorvente seletivas desejadas para amônio e Ca/Mg/K, respectivamente, particularmente quando combinadas com partículas de troca catiônica ácidas como descrito acima. Entender-se-á que os óxidos metálicos usados como materiais de troca catiônica são tipicamente sintetizados por conversão de um precursor, tal como, um carbonato para o óxido por reação com hidróxido, seguido por uma titulação opcional, e que não lavar o produto reterá o excesso de hidróxido dentro dos produtos. Se for usado um sal de sódio, então a base pode atuar como a fonte de íons de sódio, então o hidróxido de sódio é preferido se forem usadas partículas de troca aniônica não lavadas.[0097] In one embodiment, the anion exchange particles are adjusted to an alkaline pH. In one embodiment, they are adjusted to a pH in the range of 7 to 14. In one embodiment, they are adjusted to a pH of 12 to 13. One way to achieve this is to saturate the anion exchange particles with a base. In one embodiment, the base is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium hydroxide, magnesium hydroxide; calcium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, ammonium carbonate, and ammonium hydroxide. Preferably, the base is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, and sodium bicarbonate. Alkaline anion exchange particles are preferred to produce the desired selective sorbent exchange properties for ammonium and Ca/Mg/K, respectively, particularly when combined with acidic cation exchange particles as described above. It will be understood that metal oxides used as cation exchange materials are typically synthesized by conversion of a precursor, such as a carbonate, to the oxide by reaction with hydroxide, followed by an optional titration, and that not washing the product will retain excess hydroxide within the products. If a sodium salt is used, then the base can act as the source of sodium ions, so sodium hydroxide is preferred if unwashed anion exchange particles are used.

[0098] As partículas de óxido de zircônio podem ter um tamanho de partícula médio na faixa de cerca de 10 mícrons a cerca de 1000 mícrons, cerca de 100 mícrons a cerca de 900 mícrons, cerca de 200 mícrons a cerca de 900 mícrons, cerca de 300 mícrons a cerca de 800 mícrons, cerca de 400 mícrons a cerca de 700, 500 mícrons a cerca de 600 mícrons, cerca de 10 mícrons a cerca de 200 mícrons ou de cerca de 10 mícrons a cerca de 100 mícrons ou de cerca de 10 mícrons a cerca de 30 mícrons ou de cerca de 10 mícrons a cerca de 20 mícrons ou de cerca de 20 mícrons a cerca de 50 mícrons ou de cerca de 25 mícrons a cerca de 50 mícrons ou de cerca de 30 mícrons a cerca de 50 mícrons ou de cerca de 40 mícrons a cerca de 150 mícrons ou de cerca de 80 mícrons a cerca de 120 mícrons ou de cerca de 160 mícrons a cerca de 180 ou cerca de 25 mícrons a cerca de 250 ou de cerca de 250 mícrons a cerca de 500 ou de cerca de 250 mícrons a cerca de 1000. As partículas de óxido de zircônio podem ser imobilizadas em qualquer material de suporte conhecido que possa fornecer imobilização para as partículas de óxido de zircônio. Em uma forma de realização, a imobilização das partículas de fosfato de zircônio é uma compactação física das partículas em um volume predeterminado. Em uma forma de realização, a imobilização das partículas de óxido de zircônio é conseguida por sinterização de óxido de zircônio, ou uma mistura de óxido de zircônio e um material cerâmico adequado. Em uma forma de realização, o material de suporte é um substrato biocompatível. O material biocompatível pode ser um polímero à base de carboidratos, um polímero orgânico, uma poliamida, um poliéster, um poliacrilato, um poliéter, uma poliolefina ou um material polimérico ou cerâmico inorgânico. O substrato biocompatível pode ser pelo menos um de celulose, Eupergit, dióxido de silício, náilon, policaprolactona e quitosana.[0098] The zirconium oxide particles may have an average particle size in the range of from about 10 microns to about 1000 microns, from about 100 microns to about 900 microns, from about 200 microns to about 900 microns, from about 300 microns to about 800 microns, from about 400 microns to about 700, from about 500 microns to about 600 microns, from about 10 microns to about 200 microns, or from about 10 microns to about 100 microns, or from about 10 microns to about 30 microns, or from about 10 microns to about 20 microns, or from about 20 microns to about 50 microns or from about 25 microns to about 50 microns or from about 30 microns to about 50 microns or from about 40 microns to about 150 microns or from about 80 microns to about 120 microns or from about 160 microns to about 180 or about 25 microns to about 250 or from about 250 microns to about 500 or from about 250 microns to about 1000. The zirconium oxide particles may be immobilized on any known support material that can provide immobilization for the zirconium oxide particles. In one embodiment, the immobilization of the zirconium phosphate particles is a physical compaction of the particles into a predetermined volume. In one embodiment, the immobilization of the zirconium oxide particles is achieved by sintering zirconium oxide, or a mixture of zirconium oxide and a suitable ceramic material. In one embodiment, the support material is a biocompatible substrate. The biocompatible material may be a carbohydrate-based polymer, an organic polymer, a polyamide, a polyester, a polyacrylate, a polyether, a polyolefin, or an inorganic polymeric or ceramic material. The biocompatible substrate may be at least one of cellulose, Eupergit, silicon dioxide, nylon, polycaprolactone, and chitosan.

[0099] Em uma forma de realização, as partículas de óxido de zircônio podem ser substituídas por quaisquer partículas que sejam capazes de absorver íons fosfato e outros ânions. De preferência, as partículas são capazes de absorver ânions selecionados do grupo compreendendo íons de fosfato, fluoreto, nitrato e sulfato. As partículas de óxido de zircônio também podem liberar íons, tais como, acetato, lactato, bicarbonato e hidróxido na troca dos ânions absorvidos. Em uma forma de realização, as partículas de óxido de zircônio são também boas ligantes para ferro, alumínio e metais pesados selecionados do grupo que consiste em arsênico, bismuto, cádmio, cobalto, cobre, chumbo, mercúrio, níquel, paládio e prata.[0099] In one embodiment, the zirconium oxide particles may be replaced by any particles that are capable of absorbing phosphate ions and other anions. Preferably, the particles are capable of absorbing anions selected from the group consisting of phosphate, fluoride, nitrate and sulfate ions. The zirconium oxide particles may also release ions such as acetate, lactate, bicarbonate and hydroxide in exchange for the absorbed anions. In one embodiment, the zirconium oxide particles are also good binders for iron, aluminum and heavy metals selected from the group consisting of arsenic, bismuth, cadmium, cobalt, copper, lead, mercury, nickel, palladium and silver.

[00100] Em uma forma de realização, a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica situa-se na faixa de 1:1 a 5:1. Em uma forma de realização, a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica situa-se na faixa de 2:1 a 3:1. Em uma forma de realização, a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica é de cerca de 2,4:1. O trocador aniônico atua como um tampão de pH para o trocador catiônico de baixo pH, no entanto, nesta proporção, a capacidade tampão das partículas de trocador aniônico sozinhas é insuficiente para compensar a acidificação e a queda da concentração de sódio pelo trocador catiônico.[00100] In one embodiment, the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 1:1 to 5:1. In one embodiment, the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 2:1 to 3:1. In one embodiment, the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is about 2.4:1. The anion exchanger acts as a pH buffer for the low pH cation exchanger, however, at this ratio, the buffering capacity of the anion exchanger particles alone is insufficient to compensate for the acidification and drop in sodium concentration by the cation exchanger.

[00101] O sorvente compreende uma fonte solúvel de sódio. A provisão de sódio supera a queda inicial na concentração de sódio. Por conseguinte, um material sorvente de acordo com a presente invenção irá apresentar uma menor queda na concentração de íon de sódio em comparação com os materiais convencionais em uma fase inicial de um processo de diálise. Idealmente, não haverá queda inicial na concentração de íons de sódio.[00101] The sorbent comprises a soluble source of sodium. The provision of sodium overcomes the initial drop in sodium concentration. Accordingly, a sorbent material according to the present invention will exhibit a smaller drop in sodium ion concentration compared to conventional materials at an early stage of a dialysis process. Ideally, there will be no initial drop in sodium ion concentration.

[00102] Em uma forma de realização, a fonte solúvel de íons de sódio pode ser partículas de um sal solúvel. Em uma forma de realização, o sal solúvel é um sal básico. Em uma forma de realização, o sal solúvel é selecionado de um ou mais do grupo consistindo em carbonato de sódio, bicarbonato de sódio e hidróxido de sódio. Pode também ser um sal neutro, tal como, cloreto de sódio, ou um sal de um ácido fraco, tal como, por exemplo, lactato de sódio ou acetato de sódio.[00102] In one embodiment, the soluble source of sodium ions may be particles of a soluble salt. In one embodiment, the soluble salt is a basic salt. In one embodiment, the soluble salt is selected from one or more of the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate, and sodium hydroxide. It may also be a neutral salt, such as sodium chloride, or a salt of a weak acid, such as, for example, sodium lactate or sodium acetate.

[00103] A produção da seletividade de troca desejada requer uma carga comparativamente baixa de Na dos materiais sorventes durante a síntese. Portanto, é necessário adicionar uma fonte separada de íons de sódio para superar a queda inicial de Na causada pelo material sorvente.[00103] Producing the desired exchange selectivity requires a comparatively low Na loading of the sorbent materials during synthesis. Therefore, it is necessary to add a separate source of sodium ions to overcome the initial Na drop caused by the sorbent material.

[00104] O sorvente compreende bicarbonato que é gerado na quebra da ureia e transportado do paciente no dialisato. Há uma queda inicial na concentração de bicarbonato devido à neutralização com íons de hidrogênio liberados do trocador catiônico, o que resulta na formação de dióxido de carbono. Carbonato e/ou bicarbonato pode(m) ser introduzido(s) adicionando um sal diretamente ao sorvente para compensar. Isto pode ser feito introduzindo, por exemplo, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, ou introduzindo sais de ácidos fracos, tais como, acetato de sódio ou lactato de sódio, que resultam em um bicarbonato aumentado no dialisato. O sal de sódio é preferido, uma vez que também pode atuar como uma fonte de sódio. Também deve haver um equilíbrio de pH alcançado, já que a quantidade de trocador aniônico é insuficiente para compensar o trocador catiônico de baixo pH. O equilíbrio pode ser alcançado pela introdução de um material básico, tal como, por exemplo, hidróxido de sódio, carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio Embora estes compostos possam ser adicionados separadamente para tratar cada uma das quedas, será apreciado que a introdução de carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio resolve todas as deficiências; portanto, o carbonato de sódio e o bicarbonato de sódio são a fonte preferencial de íons de sódio.[00104] The sorbent comprises bicarbonate which is generated in the breakdown of urea and transported from the patient in the dialysate. There is an initial drop in bicarbonate concentration due to neutralisation with hydrogen ions released from the cation exchanger, which results in the formation of carbon dioxide. Carbonate and/or bicarbonate may be introduced by adding a salt directly to the sorbent to compensate. This may be done by introducing, for example, sodium carbonate, sodium bicarbonate, or by introducing salts of weak acids such as sodium acetate or sodium lactate, which result in an increased bicarbonate in the dialysate. The sodium salt is preferred as it can also act as a source of sodium. There must also be a pH balance achieved, as the amount of anion exchanger is insufficient to compensate for the low pH cation exchanger. Equilibrium can be achieved by the introduction of a basic material such as, for example, sodium hydroxide, sodium carbonate or sodium bicarbonate. Although these compounds can be added separately to treat each of the deficiencies, it will be appreciated that the introduction of sodium carbonate or sodium bicarbonate resolves all deficiencies; therefore, sodium carbonate and sodium bicarbonate are the preferred source of sodium ions.

[00105] Apesar de não querer ficar limitado pela teoria, acredita-se que o sorvente converte predominantemente ureia em CO2, permitindo que a química da regeneração de dialisato com base em sorvente seja largamente independente da concentração de ureia no dialisato usado. Em uma primeira etapa, a ureia contida no dialisato usado é convertida em amônio e bicarbonato. Em uma segunda etapa, o trocador de íons troca amônio predominantemente com prótons. Os prótons então se recombinam com bicarbonato para formar CO2, que é liberado do sistema. Cátions, tais como, cálcio, magnésio e potássio são trocados predominantemente por sódio. Vantajosamente, o sorvente é uma mistura homogênea contendo uma quantidade calculada de carbonato de sódio e/ou bicarbonato de sódio. A adição de carbonato de sódio/bicarbonato de sódio influencia a concentração de sódio no dialisato regenerado, sem alterar as características de troca do sorvente.[00105] Although not wishing to be bound by theory, it is believed that the sorbent predominantly converts urea to CO2, allowing the chemistry of sorbent-based dialysate regeneration to be largely independent of the urea concentration in the spent dialysate. In a first step, the urea contained in the spent dialysate is converted to ammonium and bicarbonate. In a second step, the ion exchanger exchanges ammonium predominantly with protons. The protons then recombine with bicarbonate to form CO2, which is released from the system. Cations such as calcium, magnesium and potassium are exchanged predominantly for sodium. Advantageously, the sorbent is a homogeneous mixture containing a calculated amount of sodium carbonate and/or sodium bicarbonate. The addition of sodium carbonate/sodium bicarbonate influences the sodium concentration in the regenerated dialysate without altering the exchange characteristics of the sorbent.

[00106] O sorvente pode opcionalmente conter anidrase carbônica para facilitar a liberação de CO2. A anidrase carbônica catalisa uma reação na qual dióxido de carbono e água são convertidos em ácido carbônico, prótons e íons de bicarbonato. A título de exemplo, pode ser usada anidrase carbônica de eritrócitos humanos ou bovinos e anidrase carbônica humana recombinante. A anidrase carbônica pode ser imobilizada em qualquer material de suporte conhecido, tal como descrito anteriormente para as partículas da enzima de tratamento da toxina urêmica. A anidrase carbônica pode ser imobilizada separadamente nas partículas da enzima de tratamento da toxina urêmica ou nas mesmas partículas.[00106] The sorbent may optionally contain carbonic anhydrase to facilitate the release of CO2. Carbonic anhydrase catalyzes a reaction in which carbon dioxide and water are converted to carbonic acid, protons and bicarbonate ions. By way of example, carbonic anhydrase from human or bovine erythrocytes and recombinant human carbonic anhydrase may be used. The carbonic anhydrase may be immobilized on any known support material, such as described above for the uremic toxin treatment enzyme particles. The carbonic anhydrase may be immobilized separately on the uremic toxin treatment enzyme particles or on the same particles.

[00107] Em uma forma de realização, o sorvente compreende ainda um absorvedor de compostos orgânicos. O absorvente de compostos orgânicos pode ser misturado com partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica e partículas de troca catiônica e/ou partículas de troca aniônica, ou pode formar uma camada separada. O absorvente de compostos orgânicos pode ser selecionado do grupo que consiste, entre outros, em carbonos ativados, peneiras moleculares, zeólitos e terra de diatomáceas. As partículas absorventes dos compostos orgânicos podem ser partículas de carvão ativadas. Em uma forma de realização, o absorvente de composto orgânico na camada é um bloco de filtro de carvão ativado. Em outra forma de realização, o absorvente do composto orgânico compreende partículas de carbono ativado.[00107] In one embodiment, the sorbent further comprises an organic compound absorbent. The organic compound absorbent may be mixed with uremic toxin treatment enzyme particles and cation exchange particles and/or anion exchange particles, or may form a separate layer. The organic compound absorbent may be selected from the group consisting of, but not limited to, activated carbons, molecular sieves, zeolites, and diatomaceous earth. The organic compound absorbent particles may be activated carbon particles. In one embodiment, the organic compound absorbent in the layer is an activated carbon filter block. In another embodiment, the organic compound absorbent comprises activated carbon particles.

[00108] As partículas de carvão ativado podem ter um tamanho de partícula médio na faixa de cerca de 10 mícrons a cerca de 1000 mícrons, cerca de 10 mícrons a cerca de 250 mícrons, cerca de 20 mícrons a cerca de 200 mícrons, cerca de 25 mícrons a cerca de 150 mícrons, cerca de 50 mícrons a cerca de 100 mícrons, cerca de 25 mícrons a cerca de 250 mícrons ou de cerca de 100 mícrons a cerca de 200 mícrons ou de cerca de 100 mícrons a cerca de 150 mícrons ou de cerca de 150 mícrons a cerca de 300 mícrons ou de cerca de 200 mícrons a cerca de 300 mícrons ou cerca de 400 mícrons a cerca de 900 mícrons ou de cerca de 500 mícrons a cerca de 800 mícrons ou de cerca de 600 mícrons a cerca de 700 mícrons ou de cerca de 250 mícrons a cerca de 500 mícrons ou de cerca de 250 mícrons a cerca de 1000 mícrons.[00108] The activated carbon particles may have an average particle size in the range of from about 10 microns to about 1000 microns, from about 10 microns to about 250 microns, from about 20 microns to about 200 microns, from about 25 microns to about 150 microns, from about 50 microns to about 100 microns, from about 25 microns to about 250 microns, or from about 100 microns to about 200 microns, or from about 100 microns to about 150 microns, or from about 150 microns to about 300 microns, or from about 200 microns to about 300 microns, or from about from 400 microns to about 900 microns or from about 500 microns to about 800 microns or from about 600 microns to about 700 microns or from about 250 microns to about 500 microns or from about 250 microns to about 1000 microns.

[00109] Em uma forma de realização, as partículas de carvão ativado podem ser substituídas por quaisquer partículas que sejam capazes de absorver compostos orgânicos. De preferência, as partículas são capazes de absorver compostos orgânicos e/ou metabólitos orgânicos selecionados do grupo compreendendo creatinina, ácido úrico e outras moléculas orgânicas pequenas e médias sem liberar nada na troca. As partículas de carvão ativado podem também ser fisicamente compactadas em um volume predeterminado para efeitos de economia de espaço. Em uma forma de realização, as partículas de carvão ativado são fisicamente compactadas em um bloco de filtro de carvão ativado.[00109] In one embodiment, the activated carbon particles may be replaced by any particles that are capable of absorbing organic compounds. Preferably, the particles are capable of absorbing organic compounds and/or organic metabolites selected from the group comprising creatinine, uric acid and other small and medium organic molecules without releasing anything in exchange. The activated carbon particles may also be physically compacted into a predetermined volume for space-saving purposes. In one embodiment, the activated carbon particles are physically compacted into an activated carbon filter block.

[00110] A invenção também fornece um processo de preparação de um sorvente compreendendo mistura de partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada que convertem a ureia em íons de amônio com partículas de troca catiônica, configurada para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons de sódio, e adicionalmente compreendendo fornecendo uma fonte de sódio e, opcionalmente, misturar partículas de troca aniônica e/ou partículas absorventes de compostos orgânicos.[00110] The invention also provides a process for preparing a sorbent comprising mixing immobilized uremic toxin treatment enzyme particles that convert urea to ammonium ions with cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for sodium ions, and further comprising providing a source of sodium and optionally mixing anion exchange particles and/or organic compound absorbent particles.

[00111] Em uma forma de realização, o sorvente é alojado em pelo menos um cartucho. Os cartuchos sorventes podem ser configurados de modo que sejam facilmente removíveis do dispositivo de diálise. O cartucho de sorvente também pode ser compacto e feito de um material que é resistente ao desgaste e rasgamento. O cartucho pode ser feito de materiais resilientes, quimicamente e biologicamente inertes. O cartucho também pode suportar a pressão dentro do sistema de fluxo do dispositivo de diálise sem vazamento. O cartucho pode ser feito de material que possa suportar condições de esterilização, tais como, esterilização por calor, esterilização por óxido de etileno e esterilização com radiação ionizante. Em uma forma de realização, os cartuchos de sorvente são feitos de acrilonitrila-butadieno-estireno. Os cartuchos sorventes podem também ser feitos de policarbonato, polipropileno ou polietileno. Em uma forma de realização, os blocos de filtro e papéis de filtro também podem estar localizados na entrada e saída dos cartuchos de sorventes e/ou entre as camadas individuais dentro do sorvente, para filtrar quaisquer partículas que surjam das camadas do sorvente.[00111] In one embodiment, the sorbent is housed in at least one cartridge. The sorbent cartridges may be configured so that they are readily removable from the dialysis device. The sorbent cartridge may also be compact and made of a material that is resistant to wear and tear. The cartridge may be made of resilient, chemically and biologically inert materials. The cartridge may also withstand the pressure within the flow system of the dialysis device without leakage. The cartridge may be made of a material that can withstand sterilization conditions such as heat sterilization, ethylene oxide sterilization, and ionizing radiation sterilization. In one embodiment, the sorbent cartridges are made of acrylonitrile butadiene styrene. The sorbent cartridges may also be made of polycarbonate, polypropylene, or polyethylene. In one embodiment, filter blocks and filter papers may also be located at the inlet and outlet of the sorbent cartridges and/or between the individual layers within the sorbent, to filter any particles arising from the sorbent layers.

[00112] A invenção também se refere a um processo para regenerar o dialisato no qual uma quantidade predeterminada de cátions, tais como, Ca+2, Mg+2 e K+ é adicionada para reabastecer o dialisato do qual os produtos residuais metabólicos foram removidos através do contato com o sorvente da presente invenção. Após a diálise, o dialisato usado conterá uma quantidade conhecida dos cátions e liberará, portanto, uma quantidade correspondente de íons de sódio do sorvente; assim, a concentração de íon de sódio no dialisato regenerado é determinada pela quantidade de cátions previamente adicionados para reconstituir o dialisato. O sistema usa um sorvente, que converte predominantemente ureia em CO2, e troca predominantemente cátions, tais como, cálcio, magnésio e potássio a sódio. A concentração do agente de infusão é escolhida de modo que a quantidade de sódio trocada pelos constituintes do agente de infusão (Ca, Mg, K) resulte em uma concentração alvo de sódio desejada, quando recombinada com o volume de infusão usado para reconstituição com Ca, Mg e K. Assim, o sistema para regeneração e reconstituição de dialisato compreende um sistema de infusão intrinsecamente regulado. O sistema pode produzir perfis de sódio específicos, ou manter uma concentração constante de sódio no dialisato regenerado, sem a necessidade de um sistema de controle de realimentação.[00112] The invention also relates to a process for regenerating dialysate in which a predetermined amount of cations, such as Ca+2, Mg+2 and K+ are added to replenish dialysate from which metabolic waste products have been removed by contact with the sorbent of the present invention. After dialysis, the used dialysate will contain a known amount of the cations and will therefore release a corresponding amount of sodium ions from the sorbent; thus, the sodium ion concentration in the regenerated dialysate is determined by the amount of cations previously added to reconstitute the dialysate. The system uses a sorbent, which predominantly converts urea to CO2, and predominantly exchanges cations, such as calcium, magnesium and potassium to sodium. The concentration of the infusion agent is chosen so that the amount of sodium exchanged for the constituents of the infusion agent (Ca, Mg, K) results in a desired target sodium concentration when recombined with the infusion volume used for reconstitution with Ca, Mg and K. Thus, the system for dialysate regeneration and reconstitution comprises an intrinsically regulated infusion system. The system can produce specific sodium profiles, or maintain a constant sodium concentration in the regenerated dialysate, without the need for a feedback control system.

[00113] Uma vantagem desta invenção é a capacidade de manter os níveis de sódio na solução de diálise dentro de uma faixa desejada. Isso pode ajudar a reduzir o desconforto experimentado pelo paciente como um resultado do aumento ou diminuição dos níveis de sódio no sangue do paciente.[00113] An advantage of this invention is the ability to maintain sodium levels in the dialysis solution within a desired range. This may help to reduce discomfort experienced by the patient as a result of increased or decreased sodium levels in the patient's blood.

[00114] O sistema desta invenção é capaz de controlar a concentração de sódio no dialisato com variações significativamente menores do que o aparelho de diálise convencional. Por exemplo, precisões de ± 5% de uma concentração alvo são atingíveis. Por exemplo, o sistema pode manter as concentrações de sódio do dialisato dentro de uma faixa de 132 a 145 mEq/L. Além disso, os perfis de concentração específicos são acessíveis, por exemplo, para “modelagem de sódio”, e pode igualmente ser alcançado com precisão de ±5%. As concentrações de bicarbonato e cloreto são significativamente melhor controladas do que na técnica anterior.[00114] The system of this invention is capable of controlling the sodium concentration in the dialysate with significantly smaller variations than conventional dialysis apparatus. For example, accuracies of ±5% of a target concentration are achievable. For example, the system can maintain dialysate sodium concentrations within a range of 132 to 145 mEq/L. Furthermore, specific concentration profiles are accessible, for example for “sodium shaping”, and can also be achieved with accuracies of ±5%. Bicarbonate and chloride concentrations are significantly better controlled than in the prior art.

[00115] O sistema sorvente desta invenção permite a uso de sais de cloreto para a reinfusão de eletrólitos, enquanto que os sistemas anteriores tinham de usar sais de um ácido fraco, tais como, sais de acetato para manter o sistema tampão de dialisato (concentração de tampão e concentração de CI) dentro da faixa fisiológica. Os sais de acetato são mais dispendiosos, e mais difíceis de serem fornecidos em uma forma estéril e estável (alterações de composição durante a esterilização e o armazenamento) do que os sais cloreto. Contudo, embora a presente invenção permita a possibilidade de fornecer soluções infusadas baseadas em sais de cloreto de Ca, Mg e K, o sistema não está limitado a estes sais. Os sais de cloreto podem ser parcialmente substituídos por sais lactato, sem alterar a concentração total de sal ou a taxa de infusão. Como haveria apenas uma substituição parcial do cloreto pelo lactato, a solução infusora resultante não seria limitada por problemas de solubilidade. Vantajosamente, tais soluções salinas mistas podem ser usadas para aumentar a capacidade tampão de um dialisato regenerado, contrariando a acidose do paciente. Mais vantajosamente, tais soluções podem ser semelhantes às soluções comercialmente disponíveis para infusão parentérica, e podem ser adequadas para esterilização a vapor.[00115] The sorbent system of this invention allows the use of chloride salts for electrolyte reinfusion, whereas previous systems had to use weak acid salts such as acetate salts to maintain the dialysate buffer system (buffer concentration and CI concentration) within the physiological range. Acetate salts are more expensive, and more difficult to provide in a sterile and stable form (composition changes during sterilization and storage) than chloride salts. However, although the present invention allows the possibility of providing infusate solutions based on chloride salts of Ca, Mg and K, the system is not limited to these salts. Chloride salts can be partially replaced by lactate salts, without changing the total salt concentration or the infusion rate. Since there would be only a partial replacement of chloride by lactate, the resulting infusion solution would not be limited by solubility problems. Advantageously, such mixed salt solutions can be used to increase the buffering capacity of a regenerated dialysate, counteracting patient acidosis. Most advantageously, such solutions can be similar to commercially available solutions for parenteral infusion, and may be suitable for steam sterilization.

[00116] O sistema resultante é simples, robusto, pequeno, eficiente em termos de custos e tem um número menor de componentes em comparação com a técnica anterior. Apesar de não querer ficar limitado pela teoria, acredita- se que isso se deva à característica do sorvente de trocar amônio predominantemente por prótons, enquanto os cátions e o potássio bivalentes são predominantemente trocados por sódio. Este é um resultado do projeto de troca iônica com sorvente (fosfato de zircônio), que é deliberadamente ajustado para diminuir o pH e diminuir a carga de sódio durante a síntese do sorvente. Surpreendentemente, verificou-se que as propriedades de troca catiônica para cálcio, magnésio e potássio são independentes do pH do sorvente, enquanto a propriedade de troca de amônio é fortemente dependente do pH. Isso permite produzir um material de troca iônica com um pH que favorece a troca de amônio para próton, enquanto que para o cálcio, magnésio e potássio a troca de sódio não é afetado. O sorvente da presente invenção combina tal fosfato de zircônio otimizado com óxido de zircônio hidratado com pH alcalino, de modo a manter o pH do dialisato regenerado dentro de uma faixa alvo desejado, por exemplo, de 6,0 a 8,0, sem interferir na seletividade da troca iônica. Este sistema é submetido a uma queda de Na acentuada a uma concentração de Na do dialisato de aprox. 100 mEq/L na fase inicial da diálise. Para contrariar esta queda de Na, uma quantidade calculada de bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, cloreto de sódio ou hidróxido de sódio é adicionada à mistura sorvente homogênea.[00116] The resulting system is simple, robust, small, cost-effective and has a smaller number of components compared to the prior art. Although not wishing to be bound by theory, it is believed that this is due to the characteristic of the sorbent to exchange ammonium predominantly for protons, while the divalent cations and potassium are predominantly exchanged for sodium. This is a result of the design of the ion exchange sorbent (zirconium phosphate), which is deliberately tuned to lower the pH and decrease the sodium loading during the synthesis of the sorbent. Surprisingly, it was found that the cation exchange properties for calcium, magnesium and potassium are independent of the pH of the sorbent, while the ammonium exchange property is strongly pH dependent. This allows to produce an ion exchange material with a pH that favors the exchange of ammonium for protons, while for calcium, magnesium and potassium the sodium exchange is not affected. The sorbent of the present invention combines such optimized zirconium phosphate with hydrated zirconium oxide with alkaline pH, so as to maintain the pH of the regenerated dialysate within a desired target range, e.g., 6.0 to 8.0, without interfering with the ion exchange selectivity. This system is subjected to a sharp Na drop at a dialysate Na concentration of approx. 100 mEq/L in the initial phase of dialysis. To counteract this Na drop, a calculated amount of sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium chloride or sodium hydroxide is added to the homogeneous sorbent mixture.

[00117] Em consequência, a concentração de sódio no dialisato regenerado é independente da concentração de amônio (isto é, ureia) no dialisato usado. Pelo contrário, a quantidade absoluta de troca de sódio depende das concentrações de cálcio, magnésio e potássio no dialisato usado, que são conhecidas e submetidas apenas a pequenas flutuações. Estas concentrações são, de fato, determinadas pelo processo de regeneração e reconstituição do dialisato no sistema de diálise. Por exemplo, as concentrações típicas de K, Ca e Mg são 2, 3 e 1 mEq/L. Ou seja, a quantidade real de sódio liberada durante o processo de regeneração é conhecida, e depende diretamente das concentrações de K, Ca e Mg determinadas pelo sistema durante o processo de regeneração. Isto permite calcular a concentração da solução usada para administrar K, Ca e Mg, de modo que o aumento de volume através da infusão deste concentrado coincida precisamente com o aumento de sódio causado pela troca iônica de K, Ca e Mg. Por exemplo, a concentração da solução de K, Ca e Mg pode ser ajustada de modo que os equivalentes de sódio liberados na troca dos equivalentes combinados de K, Ca e Mg sejam atingidos pelo volume necessário de solução para produzir uma concentração de Na alvo desejada de, por exemplo, 138 mEq/l. Por exemplo, a regeneração de 1 L de dialisato usado contendo 3 mEq/L de K, 3 mEq/L de Ca e 1 mEq/L de Mg pode resultar numa liberação total de 5 a 7 mEq, por exemplo, 7 mEq de sódio. O sistema da presente invenção vantajosamente administra uma solução de concentrado para reconstituir K, Ca e Mg, que tem um volume total de 51 mL para reconstituir os referidos 1 L de dialisato usado. 7 mEq de aumento de sódio, portanto, são conseguidos com 51 mL de aumento de volume, o que resulta formalmente em uma concentração de sódio de 7/0,051 mEq/L = 138 mEq/L nos componentes líquidos adicionados. Crucialmente, essa concentração é a mesma que a concentração alvo e, portanto, não afeta a concentração de sódio no volume total regenerado de 1,051 L. Com base neste modelo, a proporção de mistura preferida de dialisato regenerado e concentrado de K, Ca e Mg é 1000:51. Deve ser notado que esta proporção de mistura é baseada em um cálculo idealizado, que pode ser ajustado por otimização empírica. Na prática, a concentração de íons de sódio e os íons essenciais é prescrita por um médico. Várias configurações podem ser fornecidas, as quais podem diferir pela composição da solução infusora, ou pelo volume de dose da solução infusora. Um estado estacionário em relação à concentração de sódio pode ser mantido. Alternativamente, outras proporções de mistura podem produzir um desvio intencional de uma concentração alvo, por exemplo, como na modelagem de sódio. Alternativamente, diferentes concentrações alvo de Ca, Mg, K e Na podem ser alcançadas usando diferentes soluções de concentração e diferentes proporções de volume de infusão.[00117] Consequently, the sodium concentration in the regenerated dialysate is independent of the ammonium (i.e. urea) concentration in the used dialysate. On the contrary, the absolute amount of sodium exchange depends on the concentrations of calcium, magnesium and potassium in the used dialysate, which are known and subject to only small fluctuations. These concentrations are in fact determined by the process of regeneration and reconstitution of the dialysate in the dialysis system. For example, typical concentrations of K, Ca and Mg are 2, 3 and 1 mEq/L. In other words, the actual amount of sodium released during the regeneration process is known, and depends directly on the concentrations of K, Ca and Mg determined by the system during the regeneration process. This makes it possible to calculate the concentration of the solution used to administer K, Ca and Mg, so that the increase in volume through the infusion of this concentrate coincides precisely with the increase in sodium caused by the ion exchange of K, Ca and Mg. For example, the concentration of the K, Ca and Mg solution can be adjusted so that the sodium equivalents released in exchange for the combined K, Ca and Mg equivalents are met by the required volume of solution to produce a desired target Na concentration of, for example, 138 mEq/L. For example, regeneration of 1 L of used dialysate containing 3 mEq/L of K, 3 mEq/L of Ca and 1 mEq/L of Mg can result in a total release of 5 to 7 mEq, for example, 7 mEq of sodium. The system of the present invention advantageously delivers a concentrate solution to reconstitute K, Ca and Mg, which has a total volume of 51 mL to reconstitute said 1 L of used dialysate. 7 mEq of sodium increase is therefore achieved with 51 mL of volume increase, which formally results in a sodium concentration of 7/0.051 mEq/L = 138 mEq/L in the added liquid components. Crucially, this concentration is the same as the target concentration and therefore does not affect the sodium concentration in the total regenerated volume of 1.051 L. Based on this model, the preferred mixing ratio of regenerated dialysate and K, Ca, and Mg concentrate is 1000:51. It should be noted that this mixing ratio is based on an idealized calculation, which can be adjusted by empirical optimization. In practice, the concentration of sodium ions and the essential ions is prescribed by a physician. Various settings can be provided, which may differ by the composition of the infusion solution, or by the dose volume of the infusion solution. A steady state with respect to sodium concentration can be maintained. Alternatively, other mixing ratios may produce an intentional deviation from a target concentration, for example as in sodium modeling. Alternatively, different target concentrations of Ca, Mg, K, and Na may be achieved using different concentration solutions and different infusion volume ratios.

[00118] Em uma forma de realização, as soluções concentradas de infusão podem ainda compreender agentes osmóticos, tais como, glicose, para assegurar a pressão osmótica correta do dialisato após a infusão.[00118] In one embodiment, the concentrated infusion solutions may further comprise osmotic agents, such as glucose, to ensure the correct osmotic pressure of the dialysate after infusion.

[00119] Em uma forma de realização, as soluções de concentrado agente de infusão podem ainda compreender sais adicionais, tais como, cloreto de sódio, que pode funcionar como um componente variável, ou “substituinte” substituindo outros sais cloreto para diferentes concentrações alvo de Ca, Mg e K. Vantajosamente, isto permite a provisão de uma série de concentrados de infusão que podem ser administrados usando a mesma razão de volume de infusão, facilitando assim o desenho do dispositivo. Por exemplo, tais soluções concentradas podem também conter uma concentração de cloreto de sódio intencionalmente baixa, permitindo assim a criação de um gradiente de sódio negativo no dialisato após a infusão.[00119] In one embodiment, the infusion agent concentrate solutions may further comprise additional salts, such as sodium chloride, which may function as a variable component, or “substituent” replacing other chloride salts for different target concentrations of Ca, Mg and K. Advantageously, this allows for the provision of a variety of infusion concentrates that can be administered using the same infusion volume ratio, thereby facilitating device design. For example, such concentrate solutions may also contain an intentionally low sodium chloride concentration, thereby allowing for the creation of a negative sodium gradient in the dialysate following infusion.

[00120] Exemplos não limitativos que incorporam certos aspectos da invenção serão agora descritos.[00120] Non-limiting examples embodying certain aspects of the invention will now be described.

Descrição Detalhada dos DesenhosDetailed Description of Drawings

[00121] Duas configurações experimentais de diferentes escalas foram usadas. As diferenças foram as mostradas na Tabela 1. Tabela 1 Componentes da solução infusora/toxina: • Agente de Infusão de cátions: Ca+2 - 1,5 mmol/L, Mg+2 - 0,5 mmol/L, K+ - 3,0 mmol/L; e • Toxina: ureia - 8,9 mmol/L, creatinina - 370 μmol/L e fosfato - 1,3 mmol/L.[00121] Two experimental setups of different scales were used. The differences were as shown in Table 1. Table 1 Components of the infusion solution/toxin: • Cation infusion agent: Ca+2 - 1.5 mmol/L, Mg+2 - 0.5 mmol/L, K+ - 3.0 mmol/L; and • Toxin: urea - 8.9 mmol/L, creatinine - 370 μmol/L and phosphate - 1.3 mmol/L.

[00122] Nos arranjos convencionais de diálise com sorvente, são usados 6 L de dialisato e até 1 L de infusão. Em uma forma de realização da presente invenção, são usados 2 L de dialisato e 4 a 5 L de infusão. Consequentemente, o volume total de fluido requerido para completar a terapia de diálise é relativamente inalterado na presente invenção em comparação com a diálise com sorvente convencional. A diálise convencional com sorvente usa um grande volume de reservatório de dialisato (tão grande quanto 6 L para um sistema REDY) para tamponar alterações em sódio, bicarbonato e pH; enquanto agente de infusão foi mantido para um volume menor (1L). Na presente invenção, embora seja usado um volume de infusão maior para alcançar a infusão requerida, o reservatório de dialisato não é mais necessário para atuar como um volume de tampão e pode ser reduzido para 2L.[00122] In conventional sorbent dialysis arrangements, 6 L of dialysate and up to 1 L of infusion are used. In one embodiment of the present invention, 2 L of dialysate and 4 to 5 L of infusion are used. Consequently, the total volume of fluid required to complete dialysis therapy is relatively unchanged in the present invention compared to conventional sorbent dialysis. Conventional sorbent dialysis uses a large volume of dialysate reservoir (as large as 6 L for a REDY system) to buffer changes in sodium, bicarbonate and pH; while infusion agent was kept to a smaller volume (1 L). In the present invention, although a larger infusion volume is used to achieve the required infusion, the dialysate reservoir is no longer required to act as a buffer volume and can be reduced to 2 L.

[00123] A configuração em miniatura 10 é como mostrada na Figura 2. O processo envolve primeiramente a retirada de um fluxo de amostra de um reservatório de dialisato usado 15 equipado com um agitador 20, no qual o fluxo de dialisato é aquecido a 37°C por um trocador de calor 25. A vazão é controlada por uma bomba 30, acoplada a um amortecedor de pressão e ao sensor 35. Inicialmente, uma solução contendo ureia é introduzida no reservatório de dialisato usado. Isto imita o dialisato usado a partir de um primeiro ciclo de diálise uma vez aquecido por passagem através do trocador de calor 25. O dialisato usado passa depois através de um cartucho de sorvente 40 para produzir um dialisato regenerado. O nível de amônio pode ser monitorado por um sensor de amônia 45. Um sensor de amônia adequado é descrito em WO2017/034481, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência. Uma solução infusora/toxina 50 é alimentada no dialisato regenerado neste sistema experimental. A finalidade é para manter a concentração de sal como aqui descrito como imitar de perto as condições em que os pacientes são tratados. O sistema experimental adiciona toxinas juntamente com o agente de infusão, mas será apreciado que o agente de infusão seria normalmente introduzido no dialisato regenerado antes do dialisato ser reusado para diálise. Na diálise peritoneal, o dialisato reconstituído seria introduzido na cavidade peritoneal do paciente para que a difusão das toxinas ocorresse, enquanto nas toxinas de hemodiálise difundidas através de uma membrana, o dialisato reconstituído flui através de um dialisator na direção oposta ao sangue do paciente. No sistema experimental, o dialisato reconstituído contém toxinas e assim é tratado como dialisato usado para um segundo ciclo. O dialisato usado é devolvido ao reservatório de dialisato usado 15. O dialisato usado é retirado do reservatório de dialisato usado para tratamento no sorvente em um segundo ciclo. Uma bureta de gás 55 mede o volume de gás dióxido de carbono que é produzido em cada ciclo. Uma amostra do dialisato usado e do dialisato regenerado foi coletada através dos orifícios de amostra 60 (dialisato usado) e 65 (dialisato regenerado), respectivamente, em cada ciclo para análise. A configuração em miniatura 10 foi usada na investigação do efeito de como diferentes componentes do dialisato afetam a liberação de Na+ ao longo do tempo.[00123] The miniature configuration 10 is as shown in Figure 2. The process first involves withdrawing a sample stream from a spent dialysate reservoir 15 equipped with an agitator 20, in which the dialysate stream is heated to 37°C by a heat exchanger 25. The flow rate is controlled by a pump 30 coupled to a pressure dampener and sensor 35. Initially, a solution containing urea is introduced into the spent dialysate reservoir. This mimics spent dialysate from a first dialysis cycle once heated by passing through the heat exchanger 25. The spent dialysate then passes through a sorbent cartridge 40 to produce a regenerated dialysate. The ammonium level may be monitored by an ammonia sensor 45. A suitable ammonia sensor is described in WO2017/034481, the contents of which are incorporated herein by reference. An infusion/toxin solution 50 is fed into the regenerated dialysate in this experimental system. The purpose is to maintain the salt concentration as described herein as closely mimicking the conditions under which patients are treated. The experimental system adds toxins along with the infusion agent, but it will be appreciated that the infusion agent would normally be introduced into the regenerated dialysate before the dialysate is reused for dialysis. In peritoneal dialysis, the reconstituted dialysate would be introduced into the peritoneal cavity of the patient so that diffusion of the toxins would occur, whereas in hemodialysis toxins diffused through a membrane, the reconstituted dialysate flows through a dialyser in the opposite direction to the patient's blood. In the experimental system, the reconstituted dialysate contains toxins and so is treated as used dialysate for a second cycle. The used dialysate is returned to the used dialysate reservoir 15. The used dialysate is withdrawn from the used dialysate reservoir for treatment into the sorbent in a second cycle. A gas burette 55 measures the volume of carbon dioxide gas that is produced in each cycle. A sample of the used dialysate and regenerated dialysate was collected through sample ports 60 (used dialysate) and 65 (regenerated dialysate), respectively, in each cycle for analysis. The miniature setup 10 was used in investigating the effect of how different dialysate components affect Na+ release over time.

[00124] O sorvente no cartucho de sorvente 40 varia dependendo do experimento. Em cada caso, inclui partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizadas que convertem a ureia em íons de amônio, misturados com partículas de troca catiônica. As partículas de troca catiônica são configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar íons de cálcio, magnésio e potássio por íons de sódio na presente invenção. O material de troca catiônica opera em um pH que favorece a troca de amônio para próton, enquanto que a troca de cátion bivalente para sódio não é afetado (Figura 1). Por conseguinte, a concentração de sódio no dialisato regenerado é independente da concentração de amônio (isto é, ureia) no dialisato usado.[00124] The sorbent in the sorbent cartridge 40 varies depending on the experiment. In each case, it includes immobilized uremic toxin treatment enzyme particles that convert urea to ammonium ions, mixed with cation exchange particles. The cation exchange particles are configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange calcium, magnesium, and potassium ions for sodium ions in the present invention. The cation exchange material operates at a pH that favors ammonium-to-proton exchange, while divalent cation-to-sodium exchange is unaffected (Figure 1). Accordingly, the sodium concentration in the regenerated dialysate is independent of the ammonium (i.e., urea) concentration in the used dialysate.

[00125] A solução infusora/toxina 50 consistia em uma solução aquosa de sais de Ca, Mg, K bem como ureia, creatinina e uma fonte de fosfato. Ca, Mg e K foram tipicamente introduzidos como sais de cloreto. Neste sistema experimental, o fosfato foi introduzido para imitar a geração de resíduos. Tipicamente, o fosfato foi introduzido como H3PO4 ou KH2PO4. Onde KH2PO4 foi usado uma fonte de fosfato, a massa de KCl foi correspondentemente reduzida em uma proporção molar de 1:1 para atingir a mesma concentração alvo de K.[00125] The infusion/toxin solution 50 consisted of an aqueous solution of Ca, Mg, K salts as well as urea, creatinine, and a phosphate source. Ca, Mg, and K were typically introduced as chloride salts. In this experimental system, phosphate was introduced to mimic waste generation. Typically, phosphate was introduced as H3PO4 or KH2PO4. Where KH2PO4 was used as a phosphate source, the mass of KCl was correspondingly reduced in a 1:1 molar ratio to achieve the same target K concentration.

[00126] A configuração em escala completa 110 é mostrada na Figura 3. O processo de circuito duplo se assemelha ao da configuração em miniatura, mas inclui ainda um segundo circuito para o sangue de um paciente simulado. Uma solução aquosa de dialisato é usada para simular o sangue do paciente. O processo envolve primeiramente bombear um fluxo de amostra de um reservatório de dialisato 115 através de uma bomba 145, através de um trocador de calor 125 a 37°C para o dialisator 130, onde a troca com sangue simulado ocorre. O sangue simulado foi bombeado para fora de um reservatório 170 através de uma bomba 180, através de um trocador de calor 180 a 37°C. O sangue simulado aquecido então passou através do dialisator 130 antes de regressar ao reservatório do paciente 170. O fluxo simulado de sangue e dialisato para qualquer dos lados de uma membrana (não mostrada) através da qual eles trocam. O dialisato usado é então bombeado para fora do dialisator 130 através de uma bomba 135 e para um medidor amortecedor de pressão 140, antes de ser passado através de um cartucho de sorvente 145 para regenerar o dialisato. Uma solução infusora 150, controlada por uma bomba de infusão 155, é alimentada ao dialisato regenerado para reconstituir o dialisato. O excesso de fluido é opcionalmente removido por uma bomba de drenagem 160 para um reservatório de drenagem 165, enquanto o restante dialisato regenerado é alimentado para dentro do reservatório de dialisato 115.[00126] The full-scale configuration 110 is shown in Figure 3. The dual-loop process resembles that of the miniature configuration, but further includes a second circuit for the blood of a simulated patient. An aqueous dialysate solution is used to simulate the patient's blood. The process involves first pumping a sample stream from a dialysate reservoir 115 via a pump 145, through a heat exchanger 125 at 37°C to dialyzer 130, where exchange with simulated blood occurs. The simulated blood was pumped out of a reservoir 170 via a pump 180, through a heat exchanger 180 at 37°C. The heated simulated blood then passed through dialyzer 130 before returning to the patient reservoir 170. The simulated blood and dialysate flow to either side of a membrane (not shown) through which they exchange. The used dialysate is then pumped out of the dialyser 130 via a pump 135 and into a pressure buffer gauge 140, before being passed through a sorbent cartridge 145 to regenerate the dialysate. An infusion solution 150, controlled by an infusion pump 155, is fed to the regenerated dialysate to reconstitute the dialysate. Excess fluid is optionally removed by a drain pump 160 to a drain reservoir 165, while the remaining regenerated dialysate is fed into the dialysate reservoir 115.

[00127] Exemplos não limitativos que incorporam certos aspectos da invenção serão agora descritos.[00127] Non-limiting examples embodying certain aspects of the invention will now be described.

ExemplosExamples Exemplo 1 - Preparação de Fosfato de ZircônioExample 1 - Preparation of Zirconium Phosphate

[00128] O fosfato de zircônio é sintetizado por métodos convencionais, por exemplo, por reação de uma mistura aquosa de Sulfato de Zircônio Básico e ácido fosfórico, como descrito na Patente US N° 3.850.835. Alternativamente, é sintetizado a partir de uma mistura aquosa de Carbonato de Zircônio e Sódio e ácido fosfórico, como descrito na Patente US N° 4.256.718.[00128] Zirconium phosphate is synthesized by conventional methods, for example, by reacting an aqueous mixture of Basic Zirconium Sulfate and phosphoric acid, as described in U.S. Patent No. 3,850,835. Alternatively, it is synthesized from an aqueous mixture of Sodium Zirconium Carbonate and phosphoric acid, as described in U.S. Patent No. 4,256,718.

[00129] O produto foi titulado para um pH de solução de 4,5. Uma solução de hidróxido de sódio a 5M foi adicionada em etapas a uma suspensão aquosa do fosfato de zircônio até se atingir um pH de 4,5. Após a titulação, o fosfato de zircônio foi lavado até o filtrado estar dentro dos limites aceitáveis de lixiviáveis, e seco ao ar.[00129] The product was titrated to a solution pH of 4.5. A 5M sodium hydroxide solution was added in stages to an aqueous suspension of the zirconium phosphate until a pH of 4.5 was reached. After titration, the zirconium phosphate was washed until the filtrate was within acceptable leachable limits, and air dried.

Exemplo 2 - Preparação de Óxido de Zircônio HidratadoExample 2 - Preparation of Hydrated Zirconium Oxide

[00130] O óxido de zircônio hidratado é sintetizado por métodos convencionais, por exemplo, por reação de uma mistura aquosa de carbonato de zircônio e sódio e hidróxido de sódio como descrito na Patente US N° 4.256.718. Após a síntese do óxido de zircônio hidratado, o produto foi titulado para um pH de 12 a 13. Isto foi feito preparando uma suspensão aquosa do óxido de zircônio hidratado e titulando-o com hidróxido de sódio a 5M até a suspensão estar a um pH de 12 a 13. Em alguns casos, o óxido de zircônio hidratado foi então lavado até a concentração de lixiviáveis no filtrado estava dentro de níveis aceitáveis e secou a ar. Alternativamente, o HZO foi recuperado diretamente da suspensão e não lavado antes de ser seco ao ar. O HZO submetido a um procedimento de lavagem é referido como “HZO lavado”. O HZO recuperou diretamente da suspensão de titulação é referido de “HZO não lavado”.[00130] Hydrated zirconium oxide is synthesized by conventional methods, for example, by reacting an aqueous mixture of sodium zirconium carbonate and sodium hydroxide as described in U.S. Patent No. 4,256,718. After synthesis of hydrated zirconium oxide, the product was titrated to a pH of 12 to 13. This was done by preparing an aqueous suspension of the hydrated zirconium oxide and titrating it with 5M sodium hydroxide until the suspension was at a pH of 12 to 13. In some cases, the hydrated zirconium oxide was then washed until the leachables concentration in the filtrate was within acceptable levels and air-dried. Alternatively, the HZO was recovered directly from the suspension and not washed before being air-dried. HZO subjected to a washing procedure is referred to as “washed HZO.” HZO recovered directly from the titration suspension is referred to as “unwashed HZO”.

Exemplo 3 - Preparação de mistura sorvente para cartuchos em miniaturaExample 3 - Preparation of sorbent mixture for miniature cartridges

[00131] Para cada experimento, o cartucho de sorvente consistia nos materiais listados abaixo. O fosfato de zircônio (ZP) foi preparado de acordo com o exemplo 1. O óxido de zircônio hidratado (HZO) foi preparado como descrito no exemplo 2, e ambos foram lavados com um material sujo que foi usado como indicado. A urease imobilizada (IU) foi preparada como descrito nos exemplos 1 e 2 do WO 2011/102807, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência. O carbono ativado (AC) tem um tamanho de partícula de 50 a 200 mícrons. Em geral, uma condição experimental foi alterada de uma vez para distinguir o efeito dessa modificação na concentração de sódio no dialisato regenerado. O ponto de ajuste de sódio e pH do sorvente foi ajustado de duas maneiras nestes experimentos: 1) Uso de aditivo solúvel (Na2CO3, NaHCO3) e/ou 2) Modificação de HZO - uso de HZO não lavado e lavado[00131] For each experiment, the sorbent cartridge consisted of the materials listed below. Zirconium phosphate (ZP) was prepared according to Example 1. Hydrated zirconium oxide (HZO) was prepared as described in Example 2, and both were washed with a foulant that was used as directed. Immobilized urease (IU) was prepared as described in Examples 1 and 2 of WO 2011/102807, the contents of which are incorporated herein by reference. Activated carbon (AC) has a particle size of 50 to 200 microns. In general, one experimental condition was changed at a time to distinguish the effect of this modification on the sodium concentration in the regenerated dialysate. The sodium and pH set point of the sorbent was adjusted in two ways in these experiments: 1) Use of soluble additive (Na2CO3, NaHCO3) and/or 2) HZO modification - use of unwashed and washed HZO

[00132] Em cada experimento, uma coluna flexível de vidro com entrada e saída foi usada como receptáculo para o sorvente. Os materiais sorventes, a urease imobilizada e o aditivo foram pesados individualmente, depois misturados e secos na coluna flexível. O leito sorvente foi preso no local com um tampão de algodão, no ponto em que estava pronto para ser instalado no circuito de dialisato. Experimentos com cartuchos em miniatura Tabela 2[00132] In each experiment, a flexible glass column with inlet and outlet was used as the receptacle for the sorbent. The sorbent materials, immobilized urease, and additive were weighed individually, then mixed and dried in the flexible column. The sorbent bed was held in place with a cotton plug, at which point it was ready for installation in the dialysate circuit. Experiments with miniature cartridges Table 2

Exemplo 4 - Efeito da concentração de ureia na química do dialisatoExample 4 - Effect of urea concentration on dialysate chemistry

[00133] Três cartuchos de sorventes idênticos foram construídos usando uma composição como dada na Tabela 2 e testada na configuração de diálise em miniatura recirculante 10 descrita acima. Os três cartuchos foram desafiados com concentrações baixas, médias ou altas de ureia na configuração de diálise em miniatura recirculante 10 descrita acima com referência à Figura 2, representando uma faixa de níveis de ureia do paciente que entram. Resumidamente, soluções de dialisato contendo baixas, médias e altas concentrações de ureia (2,2 mM, 4,5 mM e 8,9 mM) foram preparadas para uso como solução inicial de dialisato. A solução de toxina/agente de infusão 50 foi preparada de modo a conter ureia suficiente para manter o nível de ureia baixo, médio ou alto, bem como as necessárias concentrações de Ca+2, Mg+2, K+, creatinina e fosfato. Em cada um dos três experimentos, o dialisato contendo toxina foi bombeado através do cartucho de sorvente, onde foram removidos Ca+2, Mg+2, K+, ureia, creatinina e fosfato. O dialisato foi então reconstituído por adição da solução de toxina/agente de infusão de modo a manter a concentração de desafio de ureia, creatinina e fosfato e adicionar Ca+2, Mg+2 e K+. Alíquotas do dialisato foram obtidas através da porta de amostragem 60.[00133] Three identical sorbent cartridges were constructed using a composition as given in Table 2 and tested in the recirculating miniature dialysis setup 10 described above. The three cartridges were challenged with low, medium, or high urea concentrations in the recirculating miniature dialysis setup 10 described above with reference to Figure 2, representing a range of incoming patient urea levels. Briefly, dialysate solutions containing low, medium, and high urea concentrations (2.2 mM, 4.5 mM, and 8.9 mM) were prepared for use as the initial dialysate solution. The toxin/infusion agent solution 50 was prepared so as to contain sufficient urea to maintain the low, medium, or high urea level, as well as the required concentrations of Ca+2, Mg+2, K+, creatinine, and phosphate. In each of the three experiments, toxin-containing dialysate was pumped through the sorbent cartridge, where Ca+2, Mg+2, K+, urea, creatinine, and phosphate were removed. The dialysate was then reconstituted by adding the toxin/infusion agent solution to maintain the challenge concentration of urea, creatinine, and phosphate and adding Ca+2, Mg+2, and K+. Aliquots of the dialysate were obtained through sampling port 60.

[00134] O seguinte foi observado: a) Sódio: A concentração de Na+ sobre o tempo para todas as três concentrações de ureia apresentaram uma tendência similar, indicando que a concentração de ureia não teve um efeito na liberação de Na+ a partir do cartucho de sorvente (Figura 4a). b) Bicarbonato: O perfil de HCO3- mostra somente uma fraca dependência na concentração de ureia no dialisato. Existe uma perda inicial de HCO3- de acordo com a queda de bicarbonato descrita. Subsequentemente, a aparente ausência de um aumento significativo de bicarbonato indica que aproximadamente todo NH4+, formado a partir de ureia, é trocado para H+, no qual se combina com HCO3- formado a partir de ureia e liberado como CO2 (Figura 7). c) Cloreto: O perfil (slope) de Cl- é independente da concentração de ureia no dialisato. Existe um crescimento estável de Cl- a partir de uma adição de agente de infusão (Figura 8). d) pH: O perfil de pH mostra somente uma dependência fraca na área de concentração de dialisato de ureia (Figura 9). Acidificação através de uma perda formal de HCO3- e é visto um aumento de Cl- a partir de adição de agente de infusão. Exemplo 5 - Efeito de Ca2+, Mg2+ e K+, infusão em química de dialisato. Para fins de distinguir os efeitos do dialisato de ureia (amônia) removido vs Ca/Ma/K contendo ou ureia ou Ca Mg e K na da configuração de diálise em miniatura recirculante 10 descrita acima com referência à Figura 2. Como no Exemplo 4, em cada experimento, o dialisato foi bombeado através do cartucho sorvente seguido pela adição de um agente de infusão para reabastecer e manter a respectiva concentração de Ca2+, Mg2+, K+, ureia, creatinina e fosfato do dialisato (quando relevante). Alíquotas dos dialisatos foram obtidas via porta de amostragem 60. O seguinte foi observado: a) Sódio: Na ausência de ureia, o perfil de Na+ sobre o tempo se assemelha o perfil típico do qual foi mostrado com uma queda inicial com um aumento subsequente na concentração de Na+ sobre o tempo (Figura 4b). Entretanto, na ausência de Ca2+, Mg2+, e K+, a concentração de Na+ mostrou uma grande queda inicial e permaneceu relativamente constante depois disso (Em aproximadamente 110 mmol/L) (Figura 4b). Isso mostra que o aumento na concentração de Na+ é causado por Ca2+, Mg2+ e K+, presumidamente por troca catiônica para deslocar e liberar o Na+ a partir do cartucho de sorvente. b) Bicarbonato, pH, Cl: O perfil de HCO3- mostra somente uma dependência fraca da presença de agente de infusão ou ureia. Nem a ligação de ureia nem Ca/Mg tem um efeito significante em HCO3- (Figura 10). Foi observado que Cl- aumentou na presença de agente de infusão, com um crescimento aproximadamente igual ao crescimento em Na+. Não havia crescimento de Cl- na presença de ureia sem agente de infusão, mas sim um crescimento estável de Cl a partir da adição de agente de infusão (Figura 11). Portanto, a adição de agente de infusão aumenta formalmente a concentração de NaCl. Adicionalmente, um pH muito baixo na presença de Ca/Mg e ausência de ureia foi observada (Figura 12). Acidificação através de perda formal de HCO3- e crescimento de Cl- a partir de adição de agente de infusão foi evidente. Exemplo 6 - Melhoramento do perfil de Na+ após modificação Os efeitos de dialisato de adição de sais de sódio solúveis ao sorvente foram investigados testando duas composições sorventes (ver Tabela 2, Exemplo 6) com dialisato idêntico e soluções de agente de infusão na configuração de diálise em miniatura recirculante 10 descrita acima com referência à Figura 2. Independentemente do aumento em bicarbonato de sódio, os sorventes foram idênticos na composição. a) Sódio: Uma queda inicial de Na+ é prevenida, ou ao menos reduzida, aumentando a quantidade de sal Na+ (básico) na mistura de sorvente. A queda do aumento de Na+ durante a fase estável não é afetada (Figura 13). Portanto, a adição de sal de Na+ (básico) intensifica ou evita a queda inicial de Na+ aparente em sistemas convencionais sem afetar o comportamento de troca iônica do sorvente. b) Bicarbonato: A queda usual inicial de HCO3- é significativamente intensificada aumentando a quantidade de sal Na+ (básico) na mistura do sorvente. O aumento de HCO3- durante a fase estável não é afetado, e permanece em aproximadamente zero (Figura 13). Assim, a adição de um sal Na+ (básico) reduz a queda inicial de HCO3- sem afetar o comportamento de troca iônica do sorvente. c) Cloreto: O perfil de Cl- é essencialmente independente da quantidade de sal-Na na mistura sorvente (Figura 15). Assim, a adição de um sal Na+ (básico) não afeta significativamente a concentração de Cl-. Exemplo 7 - Modificação ao sorvente e composição de agente de infusão para permitir o controle do perfil de Na+. Com a intenção de utilizar vantajosamente os conceitos revelados nos Exemplos 4,5 e 6 para construir um sistema de diálise de sorvente intrinsecamente regulado, uma série de experimentos foram conduzidos com sorventes modificados e composições de agente de infusão. Três cartuchos de sorvente foram conduzidos com sorventes modificados e composições de agente de infusão. Três cartuchos de sorvente foram testados na configuração de diálise em miniatura recirculante 10 descrita acima com referência à Figura 2 (ver Tabela 23, Exemplo 7). No primeiro experimento, um sorvente não modificado foi usado na sessão de diálise simulada com solução de agente de infusão não modificada (Figura 6a), dando a queda característica em sódio seguido por um aumento estável. No segundo experimento, o sorvente foi modificado para incluir Na2CO3 adicional como sal de sódio solúvel. Esse corrigiu a queda em sódio, mas o gradiente de sódio subsequente permaneceu (Figura 6b). No terceiro experimento, o mesmo sorvente modificado foi incluído no circuito de diálise com um agente de infusão modificado, por meio do qual a composição de agente de infusão foi mudada para contrabalancear o gradiente do dialisato de sódio (Figura 6c). A composição de agente de infusão foi emendada por aumentar o volume de agente de infusão. Com mais modificações, é possível alcançar um gradiente negativo de sódio similar aos gradientes tipicamente aplicados na modelagem de sódio (Figura 6d). Por exemplo, usar um banho inicial pré-diálise de Na 142 mM e realizar diálise em combinação com uma composição de agente de infusão modificada adequadamente e uma taxa de infusão que podem produzir tal resultado com o sorvente aqui revelado. Exemplo 8 - Efeito comparativo da modificação de HZO, sal de sódio solúvel e condições de infusão na eficiência da troca catiônica. Tabela 3[00134] The following was observed: a) Sodium: The Na+ concentration over time for all three urea concentrations showed a similar trend, indicating that urea concentration had no effect on the release of Na+ from the sorbent cartridge (Figure 4a). b) Bicarbonate: The HCO3- profile shows only a weak dependence on the urea concentration in the dialysate. There is an initial loss of HCO3- in agreement with the bicarbonate drop described. Subsequently, the apparent lack of a significant increase in bicarbonate indicates that approximately all of the NH4+ formed from urea is exchanged for H+, where it combines with HCO3- formed from urea and released as CO2 (Figure 7). c) Chloride: The Cl- slope is independent of the urea concentration in the dialysate. There is a steady increase in Cl- upon addition of infusion agent (Figure 8). d) pH: The pH profile shows only a weak dependence on the area of urea dialysate concentration (Figure 9). Acidification occurs through a formal loss of HCO3- and an increase in Cl- is seen upon addition of infusion agent. Example 5 - Effect of Ca2+, Mg2+ and K+ infusion on dialysate chemistry. For the purpose of distinguishing the effects of urea (ammonia) removed dialysate vs Ca/Ma/K containing either urea or Ca Mg and K in the miniature recirculating dialysis setup 10 described above with reference to Figure 2. As in Example 4, in each experiment, dialysate was pumped through the sorbent cartridge followed by the addition of an infusion agent to replenish and maintain the respective dialysate concentration of Ca2+, Mg2+, K+, urea, creatinine and phosphate (where relevant). Aliquots of the dialysates were obtained via sampling port 60. The following were observed: a) Sodium: In the absence of urea, the Na+ profile over time resembled the typical profile shown with an initial decrease with a subsequent increase in Na+ concentration over time (Figure 4b). However, in the absence of Ca2+, Mg2+, and K+, the Na+ concentration showed a large initial decrease and remained relatively constant thereafter (at approximately 110 mmol/L) (Figure 4b). This shows that the increase in Na+ concentration is caused by Ca2+, Mg2+, and K+, presumably by cation exchange to displace and release Na+ from the sorbent cartridge. b) Bicarbonate, pH, Cl: The HCO3- profile shows only a weak dependence on the presence of infusing agent or urea. Neither urea nor Ca/Mg binding has a significant effect on HCO3- (Figure 10). It was observed that Cl- increased in the presence of infusing agent, with an increase approximately equal to the increase in Na+. There was no increase in Cl- in the presence of urea without infusing agent, but there was a steady increase in Cl upon addition of infusing agent (Figure 11). Therefore, addition of infusing agent formally increases the NaCl concentration. Additionally, a very low pH in the presence of Ca/Mg and absence of urea was observed (Figure 12). Acidification through formal loss of HCO3- and increase in Cl- upon addition of infusing agent was evident. Example 6 - Improvement of the Na+ profile after modification The effects of dialysate addition of soluble sodium salts to the sorbent were investigated by testing two sorbent compositions (see Table 2, Example 6) with identical dialysate and infusing agent solutions in the miniature recirculating dialysis setup 10 described above with reference to Figure 2. Regardless of the increase in sodium bicarbonate, the sorbents were identical in composition. a) Sodium: An initial Na+ drop is prevented, or at least reduced, by increasing the amount of Na+ (basic) salt in the sorbent mixture. The drop in Na+ rise during the steady phase is unaffected (Figure 13). Therefore, the addition of Na+ (basic) salt enhances or prevents the initial Na+ drop apparent in conventional systems without affecting the ion exchange behavior of the sorbent. b) Bicarbonate: The usual initial drop in HCO3- is significantly enhanced by increasing the amount of Na+ (basic) salt in the sorbent mixture. The increase in HCO3- during the stable phase is unaffected, and remains at approximately zero (Figure 13). Thus, the addition of a Na+ (basic) salt reduces the initial drop in HCO3- without affecting the ion exchange behavior of the sorbent. c) Chloride: The Cl- profile is essentially independent of the amount of Na-salt in the sorbent mixture (Figure 15). Thus, the addition of a Na+ (basic) salt does not significantly affect the Cl- concentration. Example 7 - Modification to the sorbent and infusion agent composition to allow control of the Na+ profile. In order to advantageously utilize the concepts disclosed in Examples 4, 5, and 6 to construct an intrinsically regulated sorbent dialysis system, a series of experiments were conducted with modified sorbents and infusion agent compositions. Three sorbent cartridges were run with modified sorbents and infusion agent compositions. Three sorbent cartridges were tested in the miniature recirculating dialysis setup 10 described above with reference to Figure 2 (see Table 23, Example 7). In the first experiment, an unmodified sorbent was used in the simulated dialysis session with unmodified infusion agent solution (Figure 6a), giving the characteristic drop in sodium followed by a steady rise. In the second experiment, the sorbent was modified to include additional Na2CO3 as the soluble sodium salt. This corrected the drop in sodium, but the subsequent sodium gradient remained (Figure 6b). In the third experiment, the same modified sorbent was included in the dialysis circuit with a modified infusion agent, whereby the infusion agent composition was changed to counteract the sodium dialysate gradient (Figure 6c). The infusion agent composition was amended by increasing the infusion agent volume. With further modifications, it is possible to achieve a negative sodium gradient similar to the gradients typically applied in sodium modeling (Figure 6d). For example, using an initial pre-dialysis bath of 142 mM Na and performing dialysis in combination with a suitably modified infusion agent composition and infusion rate can produce such a result with the sorbent disclosed here. Example 8 - Comparative effect of HZO modification, soluble sodium salt, and infusion conditions on cation exchange efficiency. Table 3

[00135] O uso de HZO não lavado (com alto carregamento de Na) no exemplo 8F - 8G (Tabela 3) pareceu resultar em propriedades menos favoráveis de troca de amônio para H+ (apenas 88% de amônio trocados por H+) em comparação ao uso de HZO lavado com menor carregamento de Na (pelo menos 94% de troca de amônio para H+) no exemplo 8A - 8E (Tabela 3). Isto sugere que a abordagem tradicional da modificação do sorvente em termos de pré-carregamento de ZP ou HZO com Na produz resultados que são inferiores ao uso de aditivo como na presente invenção.[00135] The use of unwashed HZO (with high Na loading) in Example 8F - 8G (Table 3) appeared to result in less favorable ammonium to H+ exchange properties (only 88% of ammonium exchanged for H+) compared to the use of washed HZO with lower Na loading (at least 94% ammonium to H+ exchange) in Example 8A - 8E (Table 3). This suggests that the traditional approach to sorbent modification in terms of pre-loading ZP or HZO with Na produces results that are inferior to the use of an additive as in the present invention.

Exemplo 9 Fórmulas para calcular a composição do agente de infusão e a taxa de infusão para o processo de reconstituiçãoExample 9 Formulas for calculating infusion agent composition and infusion rate for reconstitution process Solução para manter a concentração de Na estável:Solution to keep Na concentration stable:

[00136] • O dialisato regenerado que sai do cartucho de sorvente deve ser reconstituído com uma solução de Ca+2/Mg+2/K+ contendo aproximadamente 138 mEq/L de Ca+2/Mg+2/K+ combinados.[00136] • The regenerated dialysate exiting the sorbent cartridge must be reconstituted with a Ca+2/Mg+2/K+ solution containing approximately 138 mEq/L of combined Ca+2/Mg+2/K+.

[00137] • Dessa forma, o Na+ adicional trocado por Ca+2/Mg+2/K+ será atingido com um volume de infusão, o que reconstituirá o Na+ adicional para uma concentração de 138 mEq/L.[00137] • In this way, the additional Na+ exchanged for Ca+2/Mg+2/K+ will be achieved with an infusion volume, which will reconstitute the additional Na+ to a concentration of 138 mEq/L.

[00138] • Em uma análise idealizada, a concentração de sal no agente de infusão deve preencher a seguinte condição em que cICaMgK: concentração de agente de infusão de Ca+2/Mg+2/K+ combinados cDNa: concentração de Na+ no dialisato alvo cINa: concentração de Na na solução infusora (se presente)[00138] • In an idealized analysis, the salt concentration in the infusion agent should fulfill the following condition: where cICaMgK: concentration of combined Ca+2/Mg+2/K+ infusion agent cDNa: concentration of Na+ in target dialysate cINa: concentration of Na in infusion solution (if present)

Análise mais detalhada:More detailed analysis:

[00139] • Em uma análise mais detalhada, a concentração de sal na infusão deve preencher a seguinte condição em que cICaMgK: concentração de agente de infusão de Ca+2/Mg+2/K+ combinados cINa: concentração do agente de infusão de Na+ (opcionalmente adicionada; por exemplo, NaCl) cDNa: concentração de Na+ no dialisato alvo cDureia: concentração de ureia no dialisato antes da regeneração ηCaMgK: eficiência de troca de Ca+2/Mg+2/K+ para Na+ (aprox. 0,85 - 1) ηureia: eficiência de troca de ureia para Na+ (<0,1)[00139] • In a more detailed analysis, the salt concentration in the infusion must fulfill the following condition where cICaMgK: concentration of combined Ca+2/Mg+2/K+ infusion agent cINa: concentration of Na+ infusion agent (optionally added; e.g. NaCl) cDNa: concentration of Na+ in the target dialysate cDurea: concentration of urea in the dialysate before regeneration ηCaMgK: exchange efficiency of Ca+2/Mg+2/K+ to Na+ (approx. 0.85 - 1) ηurea: exchange efficiency of urea to Na+ (<0.1)

[00140] • A concentração ideal de cICaMgK e a melhor proporção de infusão podem ainda ser determinadas para a composição de dialisato direcionada por otimização iterativa empírica (ajuste fino)[00140] • The optimal cICaMgK concentration and the best infusion ratio can further be determined for the targeted dialysate composition by empirical iterative optimization (fine-tuning)

Cálculo da proporção de infusão:Calculation of infusion ratio:

[00141] • Em uma análise idealizada, a proporção de perfusão (proporção entre a vazão de adição de agente de infusão e a vazão de dialisato regenerado) é calculada como em que r: proporção de infusão vI: vazão de adição de agente de infusão vD: vazão de dialisato regenerado cDCaMgK = concentração de Ca+2/Mg+2/K+ no dialisato alvo cDCa + cDMg + cDK cICaMgK = concentração de Ca+2/Mg+2/K+ no agente de infusão Exemplo idealizado: Um exemplo do processo de reconstituição de diálise é ilustrado na Figura 16. No exemplo ilustrado, a solução infusora é de 51 mL em volume e inclui 3 mEq/L de Ca, 1 mEq/L de Mg, 3 mEq/L de K.[00141] • In an idealized analysis, the perfusion ratio (ratio of the infusion agent addition rate to the regenerated dialysate rate) is calculated as where r: infusion ratio vI: infusion agent addition rate vD: regenerated dialysate rate cDCaMgK = Ca+2/Mg+2/K+ concentration in the target dialysate cDCa + cDMg + cDK cICaMgK = Ca+2/Mg+2/K+ concentration in the infusion agent Idealized example: An example of the dialysis reconstitution process is illustrated in Figure 16. In the illustrated example, the infusion solution is 51 mL in volume and includes 3 mEq/L Ca, 1 mEq/L Mg, 3 mEq/L K.

Exemplos adicionais com e sem adição de NaCl:Additional examples with and without added NaCl:

[00142] Uma composição de dialisato alvo pode ser conseguido infundindo a seguinte solução em uma proporção de infusão de 1:20 [00142] A target dialysate composition can be achieved by infusing the following solution at an infusion ratio of 1:20

[00143] A mesma proporção de infusão pode ser usada para produzir um dialisato contendo se um agente de infusão da composição seguinte for usado [00143] The same infusion rate can be used to produce a dialysate containing if an infusion agent of the following composition is used

Exemplo 10: Experimento in vitro em escala realExample 10: Full-scale in vitro experiment

[00144] Um experimento em escala total de acordo com o circuito de diálise 110 mostrado na Figura 3 foi conduzido em um paciente simulado de 40 L de fluido corporal simulado. A composição sorvente consistiu nos seguintes materiais: ZP (1141 g), HZO lavado (472 g), AC (160 g), IU (27 g) e carbonato de sódio (50 g). O sorvente foi acondicionado a seco em um recipiente consistindo em um compartimento cilíndrico com entrada e saída, com papéis de filtro instalados antes e depois da camada sorvente. Um volume de agente de infusão de 4 L foi infundido durante 4 h, contendo sais suficientes para reconstituir 72 L de dialisato regenerado durante a diálise. A sessão de diálise foi conduzida de acordo com os parâmetros da Tabela 1. A vazão de infusão foi de 16,7 mL/min e a vazão de dialato foi de 300 mL/min. Uma vazão no circuito sanguíneo de 300 mL/min e uma concentração de toxina no sangue simulada aproximadamente de 1,5 vezes (suposição de aproximadamente 60% de transferência total de toxina do fluido corporal do paciente simulado para o dialisato) o valor declarado na descrição foi usado para fornecer o desafio da toxina requerido para o cartucho no circuito de dialisato. A solução simulada para o paciente continha 964,5 mmol de ureia, 40,4 mmol de creatinina e 137,4 mmol de fosfato em 40L de fluido corporal simulado. O sangue a montante do dialisator foi amostrado em “entrada de sangue”, sangue a jusante em “saída de sangue”, e também para o circuito de dialisato. Como resultado da regulação intrínseca através de composições modificadas de sorvente e agente de infusão, uma concentração de sódio estável foi observada nos circuitos do sangue e do dialisato durante a sessão de diálise (Figura 5).[00144] A full-scale experiment according to the dialysis circuit 110 shown in Figure 3 was conducted on a simulated patient of 40 L of simulated body fluid. The sorbent composition consisted of the following materials: ZP (1141 g), washed HZO (472 g), AC (160 g), IU (27 g), and sodium carbonate (50 g). The sorbent was dry-packed in a vessel consisting of a cylindrical compartment with inlet and outlet, with filter papers installed before and after the sorbent layer. A volume of 4 L of infusion agent was infused over 4 h, containing sufficient salts to reconstitute 72 L of regenerated dialysate during dialysis. The dialysis session was conducted according to the parameters in Table 1. The infusion flow rate was 16.7 mL/min and the dialysate flow rate was 300 mL/min. A blood circuit flow rate of 300 mL/min and a simulated blood toxin concentration approximately 1.5 times (assuming approximately 60% total toxin transfer from the simulated patient's body fluid to the dialysate) the value stated in the description were used to provide the required toxin challenge for the cartridge in the dialysate circuit. The simulated patient solution contained 964.5 mmol urea, 40.4 mmol creatinine, and 137.4 mmol phosphate in 40 L of simulated body fluid. Blood upstream of the dialysator was sampled at “blood inlet,” blood downstream at “blood outlet,” and also into the dialysate circuit. As a result of intrinsic regulation through modified sorbent and infusion agent compositions, a stable sodium concentration was observed in both the blood and dialysate circuits throughout the dialysis session (Figure 5).

Afirmações de InvençãoClaims of Invention

[00145] 1. Um sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente compreendendo uma fonte solúvel de íons de sódio.[00145] 1. A sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a soluble source of sodium ions.

[00146] 2. Um sorvente como descrito na afirmação 1, em que a fonte solúvel de íons de sódio é um sal solúvel.[00146] 2. A sorbent as described in claim 1, wherein the soluble source of sodium ions is a soluble salt.

[00147] 3. Um sorvente como descrito na afirmação 2, em que o sal solúvel um sal básico.[00147] 3. A sorbent as described in claim 2, wherein the soluble salt is a basic salt.

[00148] 4. Um sorvente como descrito na afirmação 3, em que o sal solúvel é selecionado de um ou mais do grupo consistindo em carbonato de sódio, bicarbonato de sódio e hidróxido de sódio.[00148] 4. A sorbent as described in claim 3, wherein the soluble salt is selected from one or more of the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate, and sodium hydroxide.

[00149] 5. Um sorvente como descrito na afirmação 4, em que o sal solúvel é bicarbonato de sódio.[00149] 5. A sorbent as described in statement 4, wherein the soluble salt is sodium bicarbonate.

[00150] 6. Um sorvente como descrito na afirmação 2, em que o sal solúvel é um sal neutro.[00150] 6. A sorbent as described in statement 2, wherein the soluble salt is a neutral salt.

[00151] 7. Um sorvente como descrito na afirmação 6, em que o sal de sódio é cloreto de sódio.[00151] 7. A sorbent as described in claim 6, wherein the sodium salt is sodium chloride.

[00152] 8. Um sorvente como descrito na afirmação 2, em que o sal solúvel é um sal de um ácido fraco.[00152] 8. A sorbent as described in statement 2, wherein the soluble salt is a salt of a weak acid.

[00153] 9. Um sorvente como descrito na afirmação 8, em que o sal solúvel é lactato de sódio ou acetato de sódio.[00153] 9. A sorbent as described in claim 8, wherein the soluble salt is sodium lactate or sodium acetate.

[00154] 10. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 1 a 9, o sorvente compreendendo uma fonte solúvel de íons de sódio em mistura homogênea com pelo menos um de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais predominantemente por íons de sódio; e (c) partículas de troca aniônica.[00154] 10. A sorbent as described in any one of claims 1 to 9, the sorbent comprising a soluble source of sodium ions in homogeneous admixture with at least one of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; (b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions; and (c) anion exchange particles.

[00155] 11. Um sorvente como descrito na afirmação 10, em que as referidas partículas de troca catiônica são ajustadas para um pH na faixa de 3,5 a 5,0.[00155] 11. A sorbent as described in claim 10, wherein said cation exchange particles are adjusted to a pH in the range of 3.5 to 5.0.

[00156] 12. Um sorvente como descrito na afirmação 11, em que as referidas partículas de troca catiônica são ajustadas para um pH de cerca de 4,5.[00156] 12. A sorbent as described in claim 11, wherein said cation exchange particles are adjusted to a pH of about 4.5.

[00157] 13. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 12, em que as referidas partículas de troca catiônica têm um tamanho de partícula na faixa de 10 a 1000 mícrons, preferencialmente de 25 a 150 mícrons, mais preferencialmente de 50 a 100 mícrons.[00157] 13. A sorbent as described in any one of claims 10 to 12, wherein said cation exchange particles have a particle size in the range of 10 to 1000 microns, preferably 25 to 150 microns, more preferably 50 to 100 microns.

[00158] 14. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 13, em que as referidas partículas de troca catiônica compreendem um fosfato de metal insolúvel em água, amorfo, na forma parcialmente protonada.[00158] 14. A sorbent as described in any one of claims 10 to 13, wherein said cation exchange particles comprise an amorphous, water-insoluble metal phosphate in partially protonated form.

[00159] 15. Um sorvente como descrito na afirmação 14, em que o metal é selecionado do grupo consistindo em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos.[00159] 15. A sorbent as described in claim 14, wherein the metal is selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, and combinations thereof.

[00160] 16. Um sorvente como descrito na afirmação 15, em que o metal é zircônio.[00160] 16. A sorbent as described in claim 15, wherein the metal is zirconium.

[00161] 17. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 16 em que as referidas partículas de troca aniônica são ajustadas para um pH na faixa de 7 a 14, preferivelmente de 12 a 13.[00161] 17. A sorbent as described in any one of claims 10 to 16 wherein said anion exchange particles are adjusted to a pH in the range of 7 to 14, preferably 12 to 13.

[00162] 18. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 17 em que as referidas partículas de troca aniônica são saturadas com uma base.[00162] 18. A sorbent as described in any one of claims 10 to 17 wherein said anion exchange particles are saturated with a base.

[00163] 19. Um sorvente como descrito na afirmação 18, em que a base é selecionada do grupo consistindo em hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio; hidróxido de cálcio, carbonato de amônio e hidróxido de amônio.[00163] 19. A sorbent as described in claim 18, wherein the base is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium hydroxide, magnesium hydroxide; calcium hydroxide, ammonium carbonate, and ammonium hydroxide.

[00164] 20. Um sorvente como descrito na afirmação 19, em que a base hidróxido de sódio.[00164] 20. A sorbent as described in claim 19, wherein the base is sodium hydroxide.

[00165] 21. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 20, em que as referidas partículas de troca aniônica compreendem um óxido de metal insolúvel em água, amorfo e parcialmente hidratado, no sua forma de contraíon de hidróxido, carbonato, acetato e/ou lactato, em que o metal pode ser selecionado do grupo que consiste em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos.[00165] 21. A sorbent as described in any one of claims 10 to 20, wherein said anion exchange particles comprise a water-insoluble, amorphous, partially hydrated metal oxide in its hydroxide, carbonate, acetate, and/or lactate counterion form, wherein the metal may be selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, and combinations thereof.

[00166] 22. Um sorvente como descrito na afirmação 21, em que as partículas de troca aniônica são partículas de óxido de zircônio.[00166] 22. A sorbent as described in claim 21, wherein the anion exchange particles are zirconium oxide particles.

[00167] 23. Um sorvente como descrito na afirmação 22, em que as partículas de troca aniônica são partículas de óxido de zircônio hidratadas.[00167] 23. A sorbent as described in claim 22, wherein the anion exchange particles are hydrated zirconium oxide particles.

[00168] 24. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 23, em que as referidas partículas de troca aniônica têm um tamanho de partícula na faixa de 10 a 1000 mícrons, preferivelmente de 25 a 150 mícrons, mais preferivelmente de 50 a 100 mícrons.[00168] 24. A sorbent as described in any one of claims 10 to 23, wherein said anion exchange particles have a particle size in the range of 10 to 1000 microns, preferably 25 to 150 microns, more preferably 50 to 100 microns.

[00169] 25. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 24 em que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica está na faixa de 1:1 a 5:1.[00169] 25. A sorbent as described in any one of claims 10 to 24 wherein the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 1:1 to 5:1.

[00170] 26. Um sorvente como descrito na afirmação 25, em que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica está na na faixa de 2:1 a 3:1.[00170] 26. A sorbent as described in claim 25, wherein the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 2:1 to 3:1.

[00171] 27. Um sorvente como descrito na afirmação 26, em que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica é de cerca de 2,4:1.[00171] 27. A sorbent as described in claim 26, wherein the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is about 2.4:1.

[00172] 28. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 26, em que as referidas partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendem uma urease.[00172] 28. A sorbent as described in any one of claims 10 to 26, wherein said uremic toxin treating enzyme particles comprise a urease.

[00173] 29. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 28, em que as referidas partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica têm um tamanho de partícula médio na faixa de 10 mícrons a 1000 mícrons.[00173] 29. A sorbent as described in any one of claims 10 to 28, wherein said uremic toxin treating enzyme particles have an average particle size in the range of 10 microns to 1000 microns.

[00174] 30. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 29, compreende adicionalmente partículas absorventes de compostos orgânicos.[00174] 30. A sorbent as described in any one of claims 10 to 29 further comprises absorbent particles of organic compounds.

[00175] 31. Um sorvente como descrito na afirmação 30, em que as referidas partículas absorventes de compostos orgânicos são partículas de carbono ativado.[00175] 31. A sorbent as described in claim 30, wherein said organic compound absorbent particles are activated carbon particles.

[00176] 32. Um sorvente como descrito na afirmação 31, em que as referidas partículas de carbono ativado têm um tamanho de partículas médio na faixa de 10 mícrons a 1000 mícrons.[00176] 32. A sorbent as described in claim 31, wherein said activated carbon particles have an average particle size in the range of 10 microns to 1000 microns.

[00177] 33. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 10 a 32, compreende adicionalmente uma anidrase carbônica.[00177] 33. A sorbent as described in any one of claims 10 to 32, further comprising a carbonic anhydrase.

[00178] 34. Sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente compreendendo uma mistura homogênea de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; (b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais predominantemente por íons de sódio; e (c) partículas de troca aniônica, e compreende adicionalmente uma fonte solúvel de íons de sódio.[00178] 34. A sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a homogeneous mixture of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; (b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions; and (c) anion exchange particles, and further comprising a soluble source of sodium ions.

[00179] 35. Um sorvente como descrito na afirmação 34, em que a fonte solúvel de íons de sódio é um sal solúvel.[00179] 35. A sorbent as described in claim 34, wherein the soluble source of sodium ions is a soluble salt.

[00180] 36. Um sorvente como descrito na afirmação 35, em que o sal solúvel é um sal básico.[00180] 36. A sorbent as described in claim 35, wherein the soluble salt is a basic salt.

[00181] 37. Um sorvente como descrito na afirmação 36, em que o sal solúvel é selecionado de um ou mais do grupo consistindo em carbonato de sódio, bicarbonato de sódio e hidróxido de sódio.[00181] 37. A sorbent as described in claim 36, wherein the soluble salt is selected from one or more of the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate, and sodium hydroxide.

[00182] 38. Um sorvente como descrito na afirmação 37, em que o sal solúvel é bicarbonato de sódio.[00182] 38. A sorbent as described in claim 37, wherein the soluble salt is sodium bicarbonate.

[00183] 39. Um sorvente como descrito na afirmação 38, em que o sal solúvel é um sal neutro.[00183] 39. A sorbent as described in claim 38, wherein the soluble salt is a neutral salt.

[00184] 40. Um sorvente como descrito na afirmação 39, em que o sal de sódio é cloreto de sódio.[00184] 40. A sorbent as described in claim 39, wherein the sodium salt is sodium chloride.

[00185] 41. Um sorvente como descrito na afirmação 40, em que o sal solúvel é um sal de um ácido fraco.[00185] 41. A sorbent as described in claim 40, wherein the soluble salt is a salt of a weak acid.

[00186] 42. Um sorvente como descrito na afirmação 41, em que o sal solúvel é lactato de sódio ou acetato de sódio.[00186] 42. A sorbent as described in claim 41, wherein the soluble salt is sodium lactate or sodium acetate.

[00187] 43. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 42, em que as referidas partículas de troca catiônica são ajustadas para um pH na faixa de 3,5 a 5,0.[00187] 43. A sorbent as described in any one of claims 34 to 42, wherein said cation exchange particles are adjusted to a pH in the range of 3.5 to 5.0.

[00188] 44. Um sorvente como descrito na afirmação 43, em que as referidas partículas de troca catiônica são ajustadas para um pH de cerca de 4,5.[00188] 44. A sorbent as described in claim 43, wherein said cation exchange particles are adjusted to a pH of about 4.5.

[00189] 45. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 44 em que as referidas partículas de troca catiônica têm um tamanho de partícula na faixa de 10 a 1000 mícrons, preferivelmente de 25 a 150 mícrons, mais preferencialmente de 50 a 100 mícrons.[00189] 45. A sorbent as described in any one of claims 34 to 44 wherein said cation exchange particles have a particle size in the range of 10 to 1000 microns, preferably 25 to 150 microns, more preferably 50 to 100 microns.

[00190] 46. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 45, em que as referidas partículas de troca catiônica compreendem um fosfato de metal insolúvel em água, amorfo, na forma parcialmente protonada.[00190] 46. A sorbent as described in any one of claims 34 to 45, wherein said cation exchange particles comprise an amorphous, water-insoluble metal phosphate in partially protonated form.

[00191] 47. Um sorvente como descrito na afirmação 46, em que o metal é selecionado do grupo consistindo em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos.[00191] 47. A sorbent as described in claim 46, wherein the metal is selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, and combinations thereof.

[00192] 48. Um sorvente como descrito na afirmação 47, em que o metal é zircônio.[00192] 48. A sorbent as described in claim 47, wherein the metal is zirconium.

[00193] 49. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 48, em que as referidas partículas de troca aniônica são ajustadas para um pH na faixa de 7 a 14, preferivelmente de 12 a 13.[00193] 49. A sorbent as described in any one of claims 34 to 48, wherein said anion exchange particles are adjusted to a pH in the range of 7 to 14, preferably 12 to 13.

[00194] 50. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 49, em que as referidas partículas de troca aniônica são saturadas com uma base.[00194] 50. A sorbent as described in any one of claims 34 to 49, wherein said anion exchange particles are saturated with a base.

[00195] 51. Um sorvente como descrito na afirmação 50, em que a base é selecionada do grupo consistindo em hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio; hidróxido de cálcio, carbonato de amônio e hidróxido de amônio.[00195] 51. A sorbent as described in claim 50, wherein the base is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium hydroxide, magnesium hydroxide; calcium hydroxide, ammonium carbonate, and ammonium hydroxide.

[00196] 52. Um sorvente como descrito na afirmação 51 em que a base é hidróxido de sódio.[00196] 52. A sorbent as described in claim 51 wherein the base is sodium hydroxide.

[00197] 53. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 52, em que as referidas partículas de troca aniônica compreendem um óxido de metal insolúvel em água, amorfo e parcialmente hidratado, na sua forma de contraíon de hidróxido, carbonato, acetato e/ou lactato, em que o metal pode ser selecionado do grupo que consiste em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos.[00197] 53. A sorbent as described in any one of claims 34 to 52, wherein said anion exchange particles comprise a water-insoluble, amorphous, partially hydrated metal oxide in its hydroxide, carbonate, acetate, and/or lactate counterion form, wherein the metal may be selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, and combinations thereof.

[00198] 54. Um sorvente como descrito na afirmação 53, em que as partículas de troca aniônica são partículas de óxido de zircônio.[00198] 54. A sorbent as described in claim 53, wherein the anion exchange particles are zirconium oxide particles.

[00199] 55. Um sorvente como descrito na afirmação 54, em que as partículas de troca aniônica são partículas de óxido de zircônio hidratado.[00199] 55. A sorbent as described in claim 54, wherein the anion exchange particles are hydrated zirconium oxide particles.

[00200] 56. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 55 em que as referidas partículas de troca aniônica têm um tamanho de partícula na faixa de 10 a 1000 mícrons, preferencialmente de 25 a 150 mícrons, mais preferencialmente de 50 a 100 mícrons.[00200] 56. A sorbent as described in any one of claims 34 to 55 wherein said anion exchange particles have a particle size in the range of 10 to 1000 microns, preferably 25 to 150 microns, more preferably 50 to 100 microns.

[00201] 57. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 56, em que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica está na faixa de 1:1 a 5:1.[00201] 57. A sorbent as described in any one of claims 34 to 56, wherein the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 1:1 to 5:1.

[00202] 58. Um sorvente como descrito na afirmação 57, em que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica está na faixa de 2:1 a 3:1.[00202] 58. A sorbent as described in claim 57, wherein the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 2:1 to 3:1.

[00203] 59. Um sorvente como descrito na afirmação 58, em que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica de cerca de 2,4:1.[00203] 59. A sorbent as described in claim 58, wherein the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is about 2.4:1.

[00204] 60. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 59, em que as referidas partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendem uma urease.[00204] 60. A sorbent as described in any one of claims 34 to 59, wherein said uremic toxin treating enzyme particles comprise a urease.

[00205] 61. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 60, em que as referidas partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica têm um tamanho de partícula médio na faixa de 10 mícrons a 1000 mícrons.[00205] 61. A sorbent as described in any one of claims 34 to 60, wherein said uremic toxin treating enzyme particles have an average particle size in the range of 10 microns to 1000 microns.

[00206] 62. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 60, compreende adicionalmente partículas absorventes de compostos orgânicos.[00206] 62. A sorbent as described in any one of claims 34 to 60 further comprises absorbent particles of organic compounds.

[00207] 63. Um sorvente como descrito na afirmação 62, em que as referidas partículas absorventes de compostos orgânicos são partículas de carbono ativado.[00207] 63. A sorbent as described in claim 62, wherein said organic compound absorbent particles are activated carbon particles.

[00208] 64. Um sorvente como descrito na afirmação 63, em que as referidas partículas de carbono ativado têm um tamanho de partículas médio na faixa de 10 mícrons a 1000 mícrons.[00208] 64. A sorbent as described in claim 63, wherein said activated carbon particles have an average particle size in the range of 10 microns to 1000 microns.

[00209] 65. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 34 a 64, compreende adicionalmente uma anidrase carbônica.[00209] 65. A sorbent as described in any one of claims 34 to 64, further comprising a carbonic anhydrase.

[00210] 66. Um processo de preparação de um sorvente compreendendo a mistura de uma fonte solúvel de íons de sódio e pelo menos um de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais por íons de sódio; (c) partículas de troca aniônica; e (d) partículas absorventes de compostos orgânicos e contendo a mistura.[00210] 66. A process for preparing a sorbent comprising mixing a soluble source of sodium ions and at least one of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for sodium ions; (c) anion exchange particles; and (d) particles absorbing organic compounds and containing the mixture.

[00211] 67. Um sorvente que hidrolisa a ureia em amônio e bicarbonato, e liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons.[00211] 67. A sorbent that hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and binds predominantly to ammonium in exchange for protons.

[00212] 68. Um sorvente que se liga predominantemente a cátions essenciais na troca por íons de sódio.[00212] 68. A sorbent that binds predominantly essential cations in exchange for sodium ions.

[00213] 69. Um sorvente que (a) hidrolisa a ureia em amônio e bicarbonato, e (b) liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons e liga-se predominantemente a cátions essenciais na troca por íons de sódio.[00213] 69. A sorbent that (a) hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and (b) binds predominantly ammonium in exchange for protons and binds predominantly essential cations in exchange for sodium ions.

[00214] 70. Um cartucho de sorvente compreendendo um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 1 a 69 contido dentro de um cartucho.[00214] 70. A sorbent cartridge comprising a sorbent as described in any one of claims 1 to 69 contained within a cartridge.

[00215] 71. Um sistema de diálise para tratar e reciclar o dialisato, o sistema compreendendo um cartucho de sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 1 a 69 que libera uma quantidade prevista de sódio, após troca iônica no sorvente, um conduto para transportar o dialisato usado de uma fonte de dialisato usado para o cartucho de sorvente, um conduto para transportar dialisato regenerado do cartucho de sorvente para a fonte de dialisato usado, e um sistema de infusão para dosagem de uma solução infusora que compreende cátions essenciais para o dialisato regenerado de modo que a solução combine com a liberação prevista de íons de sódio do cartucho de sorvente para gerar uma concentração de sódio no dialisato predeterminada.[00215] 71. A dialysis system for treating and recycling dialysate, the system comprising a sorbent cartridge as described in any one of claims 1 to 69 that releases a predicted amount of sodium after ion exchange in the sorbent, a conduit for transporting spent dialysate from a source of spent dialysate to the sorbent cartridge, a conduit for transporting regenerated dialysate from the sorbent cartridge to the source of spent dialysate, and an infusion system for dosing an infusion solution comprising essential cations to the regenerated dialysate such that the solution combines with the predicted release of sodium ions from the sorbent cartridge to generate a predetermined dialysate sodium concentration.

[00216] 72. Um sistema de diálise como descrito na afirmação 71, em que os cátions essenciais são cátions divalentes e/ou íons potássio.[00216] 72. A dialysis system as described in claim 71, wherein the essential cations are divalent cations and/or potassium ions.

[00217] 73. Um sistema de diálise como descrito na afirmação 72, em que os cátions bivalentes são íons de cálcio e/ou magnésio.[00217] 73. A dialysis system as described in claim 72, wherein the divalent cations are calcium and/or magnesium ions.

[00218] 74. Um sistema de diálise como descrito em qualquer uma das afirmações 71 a 73, adaptado para manter constante a concentração de íon de sódio no dialisato.[00218] 74. A dialysis system as described in any one of statements 71 to 73, adapted to maintain a constant sodium ion concentration in the dialysate.

[00219] 75. Um sistema de diálise como descrito na afirmação 74, adaptou-se para produzir uma concentração de íons de sódio de 132 mEq/L a 145 mEq/L.[00219] 75. A dialysis system as described in claim 74 has been adapted to produce a sodium ion concentration of 132 mEq/L to 145 mEq/L.

[00220] 76. Um sistema de diálise como descrito em qualquer uma das afirmações 71 a 73, adaptado para reduzir o teor de íon de sódio em dialisato regenerado.[00220] 76. A dialysis system as described in any one of claims 71 to 73, adapted to reduce the sodium ion content in regenerated dialysate.

[00221] 77. Um sistema de diálise como descrito em qualquer uma das afirmações 71 a 76, compreende adicionalmente uma fonte de um agente osmótico para adição ao dialisato regenerado.[00221] 77. A dialysis system as described in any one of claims 71 to 76, further comprising a source of an osmotic agent for addition to the regenerated dialysate.

[00222] 78. Um sistema de diálise como descrito em qualquer uma das afirmações 71 a 77, compreende adicionalmente uma fonte de sais diferentes de sais de cálcio, magnésio e potássio para adição ao dialisato regenerado.[00222] 78. A dialysis system as described in any one of claims 71 to 77, further comprising a source of salts other than calcium, magnesium and potassium salts for addition to the regenerated dialysate.

[00223] 79. Um sistema de diálise como descrito nas afirmações 78, em que o sal que não seja um sal de cálcio, magnésio e potássio é cloreto de sódio.[00223] 79. A dialysis system as described in claims 78, wherein the salt other than a calcium, magnesium and potassium salt is sodium chloride.

[00224] 80. Um sistema de diálise como descrito em qualquer uma das afirmações 71 a 79, em que o pH do dialisato regenerado é mantido dentro de um faixa de 6 a 8.[00224] 80. A dialysis system as described in any one of claims 71 to 79, wherein the pH of the regenerated dialysate is maintained within a range of 6 to 8.

[00225] 81. Um processo para regenerar o dialisato em um processo de diálise, compreendendo a repetição das etapas de: (a) transportar o dialisato usado de uma fonte de dialisato usado para um sorvente que (a) hidrolisa a ureia em amônio e bicarbonato, e (b) liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons e liga-se predominantemente a cátions essenciais na troca por íons de sódio, para produzir dialisato regenerado; (b) introduzir cátions essenciais no dialisato regenerado para reconstituir o dialisato; e (c) transportar dialisato reconstituído do sorvente para a fonte de dialisato usado; caracterizado por uma concentração predeterminada de íons de sódio ser gerada após troca iônica no sorvente.[00225] 81. A process for regenerating dialysate in a dialysis process, comprising repeating the steps of: (a) transporting spent dialysate from a source of spent dialysate to a sorbent that (a) hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and (b) binds predominantly to ammonium in exchange for protons and binds predominantly to essential cations in exchange for sodium ions, to produce regenerated dialysate; (b) introducing essential cations into the regenerated dialysate to reconstitute the dialysate; and (c) transporting reconstituted dialysate from the sorbent to the source of spent dialysate; characterized in that a predetermined concentration of sodium ions is generated after ion exchange in the sorbent.

[00226] 82. Um processo como descrito na afirmação 81 em que o sorvente é um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 1 a 65 ou 69.[00226] 82. A process as described in claim 81 wherein the sorbent is a sorbent as described in any one of claims 1 to 65 or 69.

[00227] 83. Um sorvente que (a) hidrolisa ureia em amônio e bicarbonato, e (b) liga-se predominantemente a amônio na troca por prótons e liga-se predominantemente a cátions, na troca por íons de sódio, para produzir dialisato regenerado para uso em regeneração de dialisato em processo de diálise.[00227] 83. A sorbent that (a) hydrolyzes urea to ammonium and bicarbonate, and (b) binds predominantly ammonium in exchange for protons and binds predominantly cations in exchange for sodium ions to produce regenerated dialysate for use in dialysate regeneration in the dialysis process.

[00228] 84. Kit compreendendo um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 1 a 33, 34 ou 38 e um agente de infusão compreendendo sais de íons essenciais.[00228] 84. A kit comprising a sorbent as described in any one of claims 1 to 33, 34 or 38 and an infusion agent comprising salts of essential ions.

[00229] 85. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 4 ou 37, em que o sal solúvel é carbonato de sódio.[00229] 85. A sorbent as described in either of claims 4 or 37, wherein the soluble salt is sodium carbonate.

[00230] 86. Um sorvente como descrito em qualquer uma das afirmações 1 a 9, em que o sal de sódio solúvel compreende uma camada separada ou um compartimento no sorvente.[00230] 86. A sorbent as described in any one of claims 1 to 9, wherein the soluble sodium salt comprises a separate layer or compartment in the sorbent.

[00231] 87. Um sorvente descrito em qualquer uma das afirmações 33 ou 65, em que a anidrase carbônica é imobilizada por ligação química ou física a um suporte sólido, ou imobilizada por reticulação ou encapsulação.[00231] 87. A sorbent described in either of claims 33 or 65, wherein the carbonic anhydrase is immobilized by chemical or physical binding to a solid support, or immobilized by cross-linking or encapsulation.

[00232] 88. Um sistema de diálise como descrito na afirmação 74, adaptou-se para produzir uma concentração de íons de sódio de 120 mEq/L a 150 mEq/L.[00232] 88. A dialysis system as described in claim 74 has been adapted to produce a sodium ion concentration of 120 mEq/L to 150 mEq/L.

[00233] 89. Um sistema de diálise como descrito na afirmação 71 em que a concentração de equivalentes de cátions na solução infusora é aproximadamente igual a uma concentração de íons de sódio de dialisato predeterminada de modo que a troca iônica no sorvente, seguida pela adição da solução infusora, forneça uma concentração de sódio no dialisato alvo.[00233] 89. A dialysis system as described in claim 71 wherein the concentration of cation equivalents in the infusion solution is approximately equal to a predetermined dialysate sodium ion concentration such that ion exchange in the sorbent, followed by addition of the infusion solution, provides a target dialysate sodium concentration.

[00234] 90. Um processo como descrito na afirmação 81 em que os cátions essenciais são introduzidos como uma solução infusora e a concentração de equivalentes de cátions na solução infusora é aproximadamente igual a uma concentração de íons de sódio no dialisato predeterminada de modo que a troca iônica no sorvente, seguida de adição da solução infusora fornece uma concentração de sódio no dialisato alvo.[00234] 90. A process as described in claim 81 wherein the essential cations are introduced as an infusion solution and the concentration of cation equivalents in the infusion solution is approximately equal to a predetermined dialysate sodium ion concentration such that ion exchange in the sorbent followed by addition of the infusion solution provides a target dialysate sodium concentration.

[00235] 91. Kit como descrito na reivindicação 84, em que o agente de infusão está na forma de uma solução infusora, em que a concentração de cátions essenciais é aproximadamente igual a uma concentração de íons de sódio alvo ou o kit inclui instruções para preparar uma solução infusora, em que a concentração de cátions essenciais é aproximadamente igual a uma concentração alvo de íons de sódio.[00235] 91. The kit of claim 84, wherein the infusion agent is in the form of an infusion solution, wherein the concentration of essential cations is approximately equal to a target sodium ion concentration, or the kit includes instructions for preparing an infusion solution, wherein the concentration of essential cations is approximately equal to a target sodium ion concentration.

Claims (28)

1. Sorvente para remover produtos residuais metabólicos de um líquido de diálise, o sorvente caracterizado pelo fato de compreender uma mistura homogênea de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais predominantemente por íons de sódio; e (c) partículas de troca aniônica, e compreendendo adicionalmente uma fonte solúvel de íons de sódio, em que as partículas de troca catiônica são ajustadas para uma faixa de pH de 3,5 a 5,0.1. A sorbent for removing metabolic waste products from a dialysis fluid, the sorbent comprising a homogeneous mixture of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; (b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions; and (c) anion exchange particles, and further comprising a soluble source of sodium ions, wherein the cation exchange particles are adjusted to a pH range of 3.5 to 5.0. 2. Sorvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte solúvel de íons de sódio é um sal solúvel.2. Sorbent according to claim 1, characterized in that the soluble source of sodium ions is a soluble salt. 3. Sorvente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sal solúvel é um sal básico.3. Sorbent according to claim 2, characterized in that the soluble salt is a basic salt. 4. Sorvente de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sal solúvel é selecionado de um ou mais do grupo consistindo em carbonato de sódio, bicarbonato de sódio e hidróxido de sódio.4. Sorbent according to claim 3, characterized in that the soluble salt is selected from one or more of the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate and sodium hydroxide. 5. Sorvente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sal solúvel é bicarbonato de sódio.5. Sorbent according to claim 4, characterized in that the soluble salt is sodium bicarbonate. 6. Sorvente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sal solúvel é um sal neutro ou um sal de um ácido fraco.6. Sorbent according to claim 2, characterized in that the soluble salt is a neutral salt or a salt of a weak acid. 7. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende partículas da fonte solúvel de íons de sódio.7. Sorbent according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises particles of the soluble source of sodium ions. 8. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as referidas partículas de troca catiônica são ajustadas para um pH na faixa de 4,5.8. Sorbent according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said cation exchange particles are adjusted to a pH in the range of 4.5. 9. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as referidas partículas de troca catiônica compreendem um fosfato de metal amorfo insolúvel em água na forma protonada.9. Sorbent according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said cation exchange particles comprise a water-insoluble amorphous metal phosphate in protonated form. 10. Sorvente de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o metal é selecionado do grupo que consiste em titânio, zircônio, háfnio e combinações dos mesmos.10. Sorbent according to claim 9, characterized in that the metal is selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium and combinations thereof. 11. Sorvente de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o metal é zircônio.11. Sorbent according to claim 10, characterized in that the metal is zirconium. 12. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que as referidas partículas de troca aniônica são ajustadas para um pH na faixa de 7 a 14, preferivelmente de 12 a 13.12. Sorbent according to any one of claims 1 to 11, characterized in that said anion exchange particles are adjusted to a pH in the range of 7 to 14, preferably 12 to 13. 13. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que as referidas partículas de troca aniônica compreendem um óxido de metal insolúvel em água, amorfo e parcialmente hidratado, na sua forma de contraíon de hidróxido, carbonato, acetato e/ou lactato, em que o metal pode ser selecionado do grupo que consiste em titânio, zircônio, háfnio e combinações do mesmos.13. Sorbent according to any one of claims 1 to 12, characterized in that said anion exchange particles comprise a water-insoluble, amorphous and partially hydrated metal oxide in its hydroxide, carbonate, acetate and/or lactate counterion form, wherein the metal may be selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium and combinations thereof. 14. Sorvente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as partículas de troca aniônica são partículas de óxido de zircônio hidratadas.14. Sorbent according to claim 13, characterized in that the anion exchange particles are hydrated zirconium oxide particles. 15. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a proporção de partícula de troca catiônica para partícula de troca aniônica está na faixa de 1:1 a 5:1, de preferência, na faixa de 2:1 a 3:1, mais preferivelmente cerca de 2,4:1.15. Sorbent according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the ratio of cation exchange particle to anion exchange particle is in the range of 1:1 to 5:1, preferably in the range of 2:1 to 3:1, more preferably about 2.4:1. 16. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que as referidas partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendem uma urease.16. The sorbent of any one of claims 1 to 15, wherein said uremic toxin treating enzyme particles comprise a urease. 17. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente partículas absorventes de compostos orgânicos.17. Sorbent according to any one of claims 1 to 16, characterized in that it additionally comprises absorbent particles of organic compounds. 18. Sorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma anidrase carbônica.18. Sorbent according to any one of claims 1 to 17, characterized in that it additionally comprises a carbonic anhydrase. 19. Processo de preparação do sorvente conforme definido na reivindicação 1, o processo caracterizado pelo fato de que compreende misturar partículas de uma fonte solúvel de íons de sódio e pelo menos um de: (a) partículas de enzima de tratamento de toxina urêmica compreendendo uma enzima de tratamento de toxina urêmica imobilizada sobre um suporte sólido; (b) partículas de troca catiônica configuradas para trocar íons de amônio por íons predominantemente de hidrogênio e para trocar cátions essenciais predominantemente por íons de sódio; (c) partículas de troca aniônica; em que as partículas de troca catiônica são ajustadas para uma faixa de pH de 3,5 a 5,0, tal como as referidas partículas de troca catiônica.19. A process for preparing the sorbent as defined in claim 1, the process comprising mixing particles of a soluble source of sodium ions and at least one of: (a) uremic toxin treating enzyme particles comprising a uremic toxin treating enzyme immobilized on a solid support; (b) cation exchange particles configured to exchange ammonium ions for predominantly hydrogen ions and to exchange essential cations for predominantly sodium ions; (c) anion exchange particles; wherein the cation exchange particles are adjusted to a pH range of 3.5 to 5.0, such as said cation exchange particles. 20. Cartucho absorvente, caracterizado pelo fato de que compreende um sorvente como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, contido no interior de um cartucho.20. Absorbent cartridge, characterized by the fact that it comprises a sorbent as defined in any one of claims 1 to 18, contained inside a cartridge. 21. Sistema de diálise para tratar e reciclar o dialisato, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende um cartucho de sorvente como descrito na reivindicação 20, que libera uma quantidade prevista de sódio após troca iônica no sorvente, um conduto para transportar o dialisato usado de uma fonte de dialisato usado para o cartucho de sorvente, um conduto para transportar dialisato regenerado do cartucho de sorvente para a fonte de dialisato usado, e um sistema de infusão para dosagem de uma solução infusora que compreende cátions essenciais para o dialisato regenerado, de modo que a solução combine com a liberação prevista de íons de sódio do cartucho de sorvente para gerar uma concentração de sódio no dialisato predeterminado.21. A dialysis system for treating and recycling dialysate, the system comprising a sorbent cartridge as described in claim 20 that releases a predicted amount of sodium after ion exchange in the sorbent, a conduit for transporting spent dialysate from a source of spent dialysate to the sorbent cartridge, a conduit for transporting regenerated dialysate from the sorbent cartridge to the source of spent dialysate, and an infusion system for dosing an infusion solution comprising essential cations to the regenerated dialysate such that the solution combines with the predicted release of sodium ions from the sorbent cartridge to generate a predetermined dialysate sodium concentration. 22. Sistema de diálise de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que: (a) o volume da solução infusora para o volume do dialisato tem uma proporção de volume:volume de 1:10 a 1:30, tal como de 1:15 a 1:25, tal como de 1:18 a 1:20; ou (b) o volume da solução infusora para o volume do dialisato tem uma proporção de volume:volume de aproximadamente 1:20 ou aproximadamente 51:1000.22. The dialysis system of claim 21, wherein: (a) the volume of infusion solution to the volume of dialysate has a volume:volume ratio of from 1:10 to 1:30, such as from 1:15 to 1:25, such as from 1:18 to 1:20; or (b) the volume of infusion solution to the volume of dialysate has a volume:volume ratio of approximately 1:20 or approximately 51:1000. 23. Sistema de diálise de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma fonte de sais diferentes de sais de cálcio, magnésio e potássio para adição ao dialisato regenerado, tipicamente cloreto de sódio.23. The dialysis system of claim 21, further comprising a source of salts other than calcium, magnesium and potassium salts for addition to the regenerated dialysate, typically sodium chloride. 24. Sistema de diálise de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 ou 23, caracterizado pelo fato de que o pH do dialisato regenerado é mantido dentro de uma faixa de 6 a 8.24. Dialysis system according to either of claims 21 or 23, characterized in that the pH of the regenerated dialysate is maintained within a range of 6 to 8. 25. Sistema de diálise de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a concentração de equivalentes de cátions na solução infusora é aproximadamente igual a uma concentração predeterminada de íons de sódio do dialisato, de modo que a troca iônica no sorvente, seguida pela adição da solução infusora, forneça uma concentração de sódio no dialisato.25. The dialysis system of claim 21, wherein the concentration of cation equivalents in the infusion solution is approximately equal to a predetermined concentration of sodium ions in the dialysate, such that ion exchange in the sorbent followed by addition of the infusion solution provides a concentration of sodium in the dialysate. 26. Processo para regenerar dialisato em um processo de diálise, compreendendo repetir as etapas de: (a) transportar o dialisato usado de uma fonte de dialisato usado para um sorvente como descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, para produzir dialisato regenerado; (b) introduzir cátions essenciais no dialisato regenerado para reconstituir o dialisato usando uma solução infusora para fornecer uma concentração alvo de sódio de dialisato, em que a concentração de equivalentes de cátions na solução infusora é aproximadamente igual a uma concentração de íon de sódio alvo, em que os equivalentes de cátions compreendem um ou mais dentre cálcio, magnésio, sódio e potássio; e (c) transportar dialisato reconstituído do sorvente para a fonte de dialisato usado; caracterizado pelo fato de que uma concentração predeterminada de íons de sódio é gerada após troca iônica no sorvente.26. A process for regenerating dialysate in a dialysis process, comprising repeating the steps of: (a) transporting used dialysate from a source of used dialysate to a sorbent as described in any one of claims 1 to 18, to produce regenerated dialysate; (b) introducing essential cations into the regenerated dialysate to reconstitute the dialysate using an infusion solution to provide a target sodium concentration of dialysate, wherein the concentration of cation equivalents in the infusion solution is approximately equal to a target sodium ion concentration, wherein the cation equivalents comprise one or more of calcium, magnesium, sodium and potassium; and (c) transporting reconstituted dialysate from the sorbent to the source of used dialysate; characterized in that a predetermined concentration of sodium ions is generated after ion exchange in the sorbent. 27. Kit, caracterizado pelo fato de que compreende um sorvente como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 ou um cartucho de sorvente como definido na reivindicação 20e um agente de infusão compreendendo sais de íons essenciais.27. A kit comprising a sorbent as defined in any one of claims 1 to 18 or a sorbent cartridge as defined in claim 20 and an infusion agent comprising salts of essential ions. 28. Kit de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o agente de infusão está na forma de uma solução infusora, na qual a concentração de cátions essenciais é aproximadamente igual a uma concentração de íon de sódio ou o kit inclui instruções para preparar uma solução infusora na qual a concentração de cátions essenciais é aproximadamente igual a uma concentração alvo de íons de sódio.28. The kit of claim 27, wherein the infusion agent is in the form of an infusion solution in which the concentration of essential cations is approximately equal to a sodium ion concentration or the kit includes instructions for preparing an infusion solution in which the concentration of essential cations is approximately equal to a target sodium ion concentration.
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