KR20010090845A - 복막 투석에 있어서 단백질 손실을 방지하기 위한 방법 및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복막 투석에 있어서의 단백질 손실을 방지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 배출용 백(17)에 들어 있는 폐 PD액은 필터(21)에서 단백질이 농후한 잔여물 분획(35)과 단백질이 희박한 여과물 분획(37)으로 분리된다. 단백질 농후 분획은 단백질 백(25)에 공급되며, 이 단백질 백에서 환자에게 공급되도록 되어 있는 히터백(13)에 있는 새로운 PD액으로 공급된다. 단백질 희박 분획은 노폐물용 용기로 보내어진다.

Description

복막 투석에 있어서 단백질 손실을 방지하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING PROTEIN LOSS WITH PERITONEAL DIALYSIS}

복막 투석은 복강 내에 있는 신체의 박막 중 하나, 즉 복막을 사용하여 투석이 행해지는 것을 의미한다. 복막 투석액은 피부를 통과하여 복강 내에 넣어지는 도관(catheter)에 의해 복막 내측의 복강에 넣어진다. 환자에게 큰 불편을 주지 않으면서 2 리터가 조금 넘는 액체를 복강 내에 수시로 넣을 수 있다.

PD의 가장 일반적인 형태는 지속성 외래 복막 투석(CAPD : continuous ambulatory peritoneal dialysis)이다. CAPD에서는, 환자의 도관에 적절하게 체결되는 한 세트의 백이 사용되어, 중력의 도움으로 폐 PD액을 환자의 복강으로부터 노폐물용 백으로 배출하고 새로운 PD액을 무균 저장백으로부터 환자에게 넣어 준다.

자동 복막 투석(APD)에서는, 소위 순환기(cycler)라 하는 기계가 환자의 체내 및 체외로의 필요 유동을 달성하기 위해 사용된다. 이 기계는 저장백으로부터 순환기로 PD액을 이송하고, 그 후에 이 순환기에서는 PD액을 가열하여 환자에게 이송하며, 또한 그 후에 PD액을 환자로부터 순환기로 전달한 후 노폐물용 용기로 전달한다. 이 순환기에는 환자의 체내 및 체외로의 유동을 모니터하는 측정 기구가 마련된다. APD는 밤 동안에도 사용될 수 있고 CAPD에 비해 더 효율적이다. APD를 사용하면, PD액이 CAPD에서 요구되는 높은 위치에 매달려 있을 필요가 없기 때문에, 환자가 무거운 것을 드는 것을 피할 수 있다.

투석에 있어서 한가지 까다로운 문제는 단백질 손실이다. 투석 환자는 대부분 이미 치료를 시작하기 오래 전에 혈액 내에 소량의 단백질이 있다. 투석 치료는 추가적인 단백질의 손실을 일으킨다. 환자 체내에서 단백질의 함량이 낮다는 것은 혈액 투석에 있어서 높은 질병 발생률 및 사망률로 연결되는 위험한 요소이다.

보통의 건강한 환자의 경우, 복강은 혈장과 유사한 합성물을 포함하는 약 200 ㎖의 용액을 수용한다. 이 액체는 알부민 및 면역글로빈(immunoglobins) 등과 같은 단백질을 예정된 농도로 수용한다. 복강 내에서의 알부민의 농도(20 내지 30 g/ℓ)는 일반적으로 복막을 통하여 행해지는 혈관에서 복강으로 유입하는 유동과, 림프관을 경유한 알부민의 유출로 이루어진다. 액체의 합성물은 사람에 따라 다르다.

복막 투석에 있어서, 복강 내측 액체에서의 단백질 함량은 희석되고, 이로 인해 그 콜로이드 삼투압이 낮아지지만, 이 압력은 다량의 포도당으로 대체되어 환자로부터 액체를 제거하기 위하여 필요한 결정의 삼투성 구배를 일으킨다.

따라서, 복막 투석을 하는 동안 복강 내에 존재하는 유체는 2가지 이상의 측면에서, 즉 높은 포도당 함량과 낮은 단백질 함량이라는 면에서 건강한 사람의 복강 내에 일반적으로 존재하는 유체와 상이하다. 이 두가지 특징이 곤란한 문제로 이어진다는 것을 믿을만한 근거가 있으며, 단백질의 함량을 적절히 높이고 이로써 포도당의 함량을 낮출 수 있는 것이 바람직하다.

복막 투석 환자에 있어서 포도당에 대한 노출이 증가되면 심혈관 질환과 관련된 위험과 더불어 고인슐린혈증(hyperinsulinemia)으로 이를 수 있다.

또한, 이후에 폐기되는 노폐물용 용기 또는 노폐물용 백으로 보내어지는 폐 PD액에 의해 약 5 내지 25 g의 알부민 및 그 외의 단백질 물질의 손실이 매일 일어난다.

복막 투석을 하는 동안 복강 내에 나타나는 비정상적으로 낮은 면역글로빈의 함량은 아마도 복막염에 대한 위험을 증가시키는데 원인이 될 것이다.

단백질은 완충능(buffer capacity)을 갖고, 복강 내의 단백질 함량이 줄어든다는 것은 복강을 충전하는 동안 pH가 낮은 PD액이 더 적은 범위로 더 느리게 중화되는 것을 의미한다.

복막 투석에 있어서, 폐쇄식 순환로에서 PD액을 순환시켜, 이로 인해 단백질 손실 및 다른 물질의 손실을 피하려는 시도가 이전에 제안되었다. 미국 특허 제4338190호, 제5141493호 및 제4276175호를 보면, PD액은 투석기 내에 있는 박막의 일측면을 통과하도록 허용되며, 이 박막의 일측면에서 PD액은 바깥쪽 투석액에대한 투석에 의해 재생되고, 이로 인해 노폐물이 제거된다.

WO 97/47337호에서는, PD액 내에 함유된 단백질의 삼투 효과를 높이고 이 단백질을 삼투 수단으로서 사용하기 위하여, 박막 투석액이 반투성 박막에 의해 재생된다. 필요하다면, 전해질 또는 아미노산 등과 같은 다른 요소들이 첨가된다.

이러한 공지의 구성은 단백질 손실의 문제에 착수하였다. 그러나, 상기 공지의 구성은 사실상 구현하기 곤란하다.

상기 구성은 연속적인 유동을 얻기 위해, 복막에 대한 연립식 입구 및 출구가 마련된 이중관식(double lumen) 도관의 사용을 필요로 한다. PD액은 복막과 밀접한 접촉이 발생하지 않으면서 상기 입구 및 출구 사이를 거의 직선으로 통과하기 쉽기 때문에, 이러한 연속적인 유동을 효과적이게 하는 것은 어렵다.

다른 문제점으로는 의도된 순환로에서 PD액을 구동하기 위하여 순환 펌프가 요구된다는 것이다. 이 펌프는 필요한 순환을 달성하기 위한 용량을 반드시 가져야 한다. 만약, 순환로 내의 임의의 요소가 고장난다면, (예를 들어, 반투성 박막에 구멍이 난다면) 환자는 과소 압력 또는 과잉 압력 상태인 펌프로부터 매우 큰 압력을 받게 될 것이라는 위험이 존재한다.

제3의 문제점으로는 상술한 구성은 필요한 순환기와 1회용 요소 모두에서 다수의 그리고 고비용의 요소를 필요로 하기 때문에, 대개 많은 비용이 든다는 것이다.

본 발명은 복막 투석(peritoneal dialysis : 소위 PD)의 분야에 관한 것이며, 특히 자동 복막 투석(소위 APD)에 관한 것이다. 복막 투석의 문제점은 단백질, 특히 알부민의 손실이다. 더 상세히 말하면, 본 발명은 복막 투석에 있어서 단백질 손실을 방지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 APD용으로 되어 있는 관 세트가 마련되어 있고 본 발명이 사용될 수 있으며 초기 상태에 있는 순환기의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이며,

도 2는 제1 상태(HF)에 있는 도 1에 도시된 순환기의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이고,

도 3은 제2 상태(PD)에 있는 도 1에 도시된 순환기의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이며,

도 4는 제3 상태(SD)에 있는 도 1에 도시된 순환기의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이고,

도 5는 제4 상태(PrF)에 있는 도 1에 도시된 순환기의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이며,

도 6은 제5 상태(PF)에 있는 도 1에 도시된 순환기의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이고,

도 7은 본 발명에 따른 단백질 분리기가 장착된 CAPD용 관 세트의 원리를 나타내는 개략적인 다이어그램이며,

도 8은 상기 관 세트에 포함된 일방향 밸브의 상세도이고,

도 9는 조금 변형된 순환기 관 세트로서, 도 5와 유사한 개략적인 다이어그램이다.

본 발명의 제1 목적은 복막 투석, 특히 APD에 있어서 단백질 손실을 방지하는 방법 및 장치를 달성하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 통상의 순환기와 함께 사용 가능하여 비용을 낮출 수 있는 방법을 달성하는 것이다.

본 발명의 제3 목적은 사용되는 1회 용품이 고장나더라도 환자가 매우 높은 압력을 받는 위험에 처하지 않는 방법 및 장치를 달성하는 것이다.

본 발명의 제4 목적은 하나의 통로만을 갖는 통상의 도관과 함께 사용될 수 있는 방법 및 장치를 달성하는 것이다.

본 발명의 제5 목적은 투석액이 PD액 공급원으로부터 연속적으로 또는 간헐적으로 공급되고 폐 PD액이 환자로부터 노폐물용 용기로 연속적으로 또는 간헐적으로 제거되며, 단백질 손실을 방지하는 방법 및 장치를 달성하는 것이다.

이러한 목적을 충족시키기 위하여, 본 발명에 따르면 복막 투석에 있어서의 단백질 손실을 방지하는 방법이 제공되며, 이 방법은 폐 PD액을 환자로부터 배출용 백으로 배출하는 단계와, 단백질 농후 분획을 강화하기 위해 배출용 백 내에 있는 폐 PD액이 필터 기구를 통과하는 단계와, 환자에게 공급될 새로운 PD액에 상기 단백질 농후 분획을 공급하는 단계를 포함한다.

단백질 농후 분획 또는 필터의 잔류물은 이후에 새로운 PD액에 공급하기 위해 단백질 백에 적절하게 수집되지만, 단백질 희박 분획 또는 필터를 통과한 여과액은 노폐물용 용기로 보내어진다.

상기 단백질 백은 수력학적 역류압을 달성하기 위하여 필터보다 예정된 높이로 더 높게 배치된다.

또한, 본 발명은 상술한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 폐 PD액을 환자로부터 배출용 백으로 배출하는 기구와, 단백질 농후 분획을 강화하기 위하여 배출용 백 내에 있는 폐 PD액이 필터 기구를 통과하게 하는 기구와, 환자에게 공급될 새로운 PD액에 상기 단백질 농후 분획을 공급하는 기구를 포함한다.

또한, 이 장치는 이후에 새로운 PD액에 공급하기 위하여 단백질 백에 단백질 농후 분획을 수집하는 기구와, 필터를 통과한 단백질 희박 분획을 노폐물용 용기로 보내는 기구를 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적, 장점 및 특징은 도면을 참조로 한 후술하는 본 발명의 몇몇 실시예의 상세한 설명에서 더 자세히 나타내어질 것이다.

도 1은 본 발명을 이용하는 동안에 순환기 및 APD용으로 의도된 관 세트의 개략도를 보여준다.

순환기는 매우 개략적으로 도시되어 있으며, 압력 챔버(2)와 4개의 밸브 클램프(3, 4, 5, 6)만으로 구성된다. 이 순환기는 더 세부적인 사항이 언급되어 있는 WO 95/20985호에 개시되어 있는 구성으로 이루어져 있다. WO 95/20985호는 본 출원에 참조로서 병합되어 있다.

순환기에는 관 세트(10)가 마련되어 있다. 이 관 세트는 관들이 함께 결합되어 있는 복수개의 백으로 구성되어 있다. 이 관 세트는 PVC로 제조 가능하며 멸균 처리되어 있다. 관 세트는 더 밀접하게 형성되어 있으며 도 1에서 병렬로 연결된 4개의 백으로 도시되어 있는 새로운 PD액 저장백(11)을 포함한다. 이 저장백(11)은 제1 관(12)에 의해 히터백(13)에게 연결된다. 또한, 히터백(13)은제2 관(14)과 환자 커넥터 관(15)을 경유하여 환자에게 연결되어 있다. 환자 커넥터 관(15)은 제3 관(16)을 경유하여 배출용 백(17)에 연결되어 있고, 그에 이어서 상기 배출용 백이 제4 관(18)을 경유하여 노폐물용 수용기에 연결되어 있다.

히터백(13)과 배출용 백(17)은 압력 챔버(2) 내에 배치되어 있다. 관(12, 14, 16, 18)들은 도 1에 도시된 바와 같이 밸브 클램프를 통과한다. 관(12)과 관(14)은 밸브 클램프 하류에서 공통관(19)으로 합쳐지며, 이 공통관(19)은 압력 챔버쪽으로 부싱이 끼워진 통로(through-way)를 경유하여 히터백(13)에 이어진다. 유사한 방법으로, 관(16)과 관(18)은 밸브 클램프(5, 6) 하류에서 공통관(20)으로 합쳐지며, 이 공통관(20)은 압력 챔버쪽으로 부싱이 끼워진 통로를 경유하여 배출용 백(17)에 이어진다.

WO 95/20985호로부터 명백한 바와 같이, 압력 챔버(2)는 과소 압력 또는 과잉 압력을 받을 수 있다. 압력 챔버는 밸브 클램프(3, 4, 5, 6)와 함께 저장백으로부터 히터백으로 그리고 이 히터백으로부터 환자로의 새로운 PD액의 유동을 제어 가능하며, 환자로부터 배출용 백으로 그리고 이 배출용 백으로부터 노폐물용 수용기로의 폐 PD액의 유동을 제어 가능하다. 압력 챔버에서 모니터되는 이 유동은 전자 스케일로 계체되고, 이로 인해 히터백과 배출용 백을 출입하는 PD액의 유동이 각각 감지되고 조정된다.

서로 상이한 복막 투석의 작동 주기가 가능하다는 것이 당업자에게 자명하며, 이는 WO 95/20985호에 상세히 개시되어 있다.

본 발명에 따라 단백질 손실을 방지하기 위하여, 종래의 관 세트가 얼마간수정된다. 따라서, 반투성 박막(22)을 구비한 필터(21)가 노폐물용 용기로 연결되는 관(18)에 부가된다. 반투성 박막은 일반적으로 박막을 통과할 수 없는 분자에 대한 분자량을 기초로 하여 결정되는 최소 직경 보다 큰 분자 및 입자의 통과를 방지하고 붙잡는 구조 및 치수이다. 본 원의 경우, 반투성 박막은 약 20,000 내지 50,000 돌턴 보다 큰 분자를 유지하는 용량을 갖는다. 이 박막은 분자 크기가 68,000 돌턴인 알부민의 통과를 안전하게 방지하도록 구성된다. 이 박막을 통과한 단백질 희박 분획은 제5 관(23)을 경유하여 노폐물용 용기로 안내된다.

상기 박막을 통과할 수 없는 단백질 농후 분획은 제6 관(24)을 경유하여 단백질 백(25)으로 안내된다. 제7 관(26)은 단백질 백(25)으로부터 관(19) 상에 있는 T자형 연결부(30)까지 이어지고, 히터백(13)에 연결된다.

추가적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 관 세트에는 3개의 일방향 밸브(27, 28, 29)가 관(23, 24, 26)에 각각 마련되어 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 3개의 관 클램프(31, 32, 33)가 관(19, 20, 14) 상에 각각 배치되어 있다.

도 2 내지 도 6을 참조로 하여, 본 발명에 따른 방법에 있어서의 여러 단계에 관하여 후술하는 설명에 본 발명의 기능이 개시될 것이다.

본 발명이 적용될 수 있기 전에, 필터는 "전처리(primed)", 즉 필터 내에 있는 모든 공기를 대체하기 위한 유체로 채워질 필요가 있다. 이는 도 1과 관계하여 설명되는 제1 전처리 단계에서 일어난다. 우선, 클램프(31, 32, 33)는 폐쇄되어 있으며, 환자 커넥터 관 상에 위치하고 있는 클램프(34)도 또한 폐쇄되어 있다. 필터(22)는 관(23)에 대한 연결부(37)에 가장 근접하게 위치하는 단부가 최상단에있도록 되어 있다. 밸브(3, 4, 5, 6)는 개방되어 있으며, 이는 수동으로 또는 그 외의 적절한 방법으로 수행된다. 저장백(11) 중의 하나는 필터의 높이 보다 높은 위치에 위치하도록 조금 들어올려져 있으며, 이로써 PD액은 관(12), 밸브(3) 및 밸브(4)를 지나 관(14)으로 흐르고, 또한 관(16), 밸브(5) 및 밸브(6)를 경유하여 관(18)으로 흐르며, 상기 관(18)에서 PD액은 필터의 하단 연결부(36)에 도달한다. 이러한 방식에서, PD액은 필터 내에 있는 공기를 연결부(37)를 지나 관(23)을 경유하여 노폐물용 용기로 밀어낸다. 클램프(31, 34, 32, 33)가 폐쇄되어 있기 때문에, 액은 히터백(13), 환자 연결관(15), 배출용 백(17) 또는 관(24)으로 흘러 들어가지 않을 것이다. 필터가 PD액으로 완전히 가득 차 있고 관(23) 내부에 공기 방울이 존재하지 않을 때, 관 클램프(34)가 개방되어 환자 연결관(15)도 또한 환자 커넥터(38)까지 PD액으로 채워지며, 이로 인해 클램프(34)가 다시 폐쇄된다.

전처리 용도로 PD액을 사용하는 대신에, 무균성 생리적 일반 식염수 등과 같은 전처리액이 들어 있는 각각의 백이 관(12) 상에 있는 연결부에 연결될 수 있다.

이제 관 세트의 일부와 필터는 PD액으로 채워져 있다. 따라서, 관 클램프(31, 32, 33)가 제거되고 순환기는 사용할 준비가 된다.

도 2로부터 명백한 바와 같이, 압력 챔버가 과소 압력(-100 mm Hg)일 때 밸브(3)를 개방함으로써, 순환기는 저장백(11)의 PD액으로 히터백을 채우는 단계(HF : Heater Fill)를 진행한다. 그 외의 밸브는 폐쇄되어 있다. 히터백에 있는 내용물은 약 37℃로 가열된다. 히터백으로 공급되는 PD액의 양은 사용자가 환자의 충족 용적을 순환기의 컴퓨터(39)에 입력함으로써 결정되고, 순환기의 스케일에 의해조정된다.

이러는 동안 환자는 통상적인 방식의 멸균 기술을 사용한 환자 연결부(38)에 자신을 연결한다. 그 후, 클램프(34)가 개방되거나 제거된다. 관(15)을 가능한 한 짧게 하여 무용공간(dead space)을 최소화하기 위해(EP 498 718호에 개시), 관(14, 16)이 이중관으로 적절하게 병합된다.

그 후, 압력 챔버가 약 -65 mm Hg의 과소 압력에 노출되고 밸브(5)가 개방되며, 동시에 그 외의 밸브들은 폐쇄됨으로써, 환자가 폐 PD액을 내어 보내는 단계(PD : Patient Drain)가 행해진다. 폐 PD액은 환자로부터 관(15, 16, 20)을 경유하여 배출용 백(17)으로 유동한다. 배출 단계가 완료될 때, 밸브(5)는 폐쇄되며, 이는 예정된 방식으로 감소되거나 정지하는 배출용 백으로의 유동에 의해 결정된다.

그 후에, 순환기는 특히 본 발명과 관련된 단계들을 수행한다. 이는 도 4에 도시된 SD 단계, 즉 배출용 백에 있는 내용물이 나와 노폐물용 용기로 공급되는 시스템 배출 단계(System Drain) 동안에 수행된다. 압력 챔버는 약 +100 mm Hg의 과잉 압력에 노출되고 밸브(6)는 개방되며, 동시에 그 외의 밸브들은 폐쇄되어 있다. 이러한 방식에서, 배출용 백(17)에 있는 내용물은 나와 관(20, 18)을 경유하여 필터의 입구측 커넥터(36)로 공급된다.

단백질 백(25)은 순환기(1) 및 필터(21) 보다 높은 예정된 높이의 스탠드에 배치된다. 정압에 의해 PD액 내에 있는 유체의 일부가 필터를 통과하고 출구로 나와 관(23)을 경유하게 될 때까지, PD커넥터(36)를 경유하여 필터에 들어가는 PD액은 먼저 필터를 직선으로 통과하고 출구(35)를 지나 관(24)으로 나간다. 이로 인해, 필터가 붙잡고 있는 잔여 분획은 단백질 및 분자량이 약 50,000 돌턴 이상인 그 외의 물질로 강화된다. 박막의 입구측에 있는 농후 분획은 박막을 가로질러 콜로이드 삼투압을 작용시킨다. 상술한 삼투압이 관(24)에서의 정역학적 역류압과 동일할 때, 잔여 분획은 더 농축될 수 없고 단백질 백(25)으로 보내어진다.

필터의 특성에 따라 단백질 백의 높이를 조정함으로써, 배출용 백에 있는 내용물의 일부가 여과되어 나와 관을(23)을 경유하여 노폐물용 용기로 보내어질 것이며(여과물), 일부는 단백질 백으로 보내어질 것이다(잔여물). 단백질 농후 분획과 단백질 희박 분획 간의 용적비는 단백질 백의 높이와 배출용 백의 내용물에 있는 단백질의 양에 따라 약 5 내지 25%가 될 수 있다. 배출용 백에서의 단백질 함유량이 클수록, 그 삼투 효과는 커지며 노폐물용 용기로 보내어지는 용적의 비율은 낮아진다.

본 발명에 따르면, 단백질 농후 분획이 과도하게 점착성이 있게 되거나 또는 박막을 가로질러 발생하는 삼투압이 과도하게 높아지지 않으면서, 가능한 한 단백질 농후 분획을 농축하려고 한다. 4 내지 20의 농도가 추구된다.

배출용 백이 비워지고 모든 폐 PD액이 나와 필터를 경유하여 노폐물용 용기로 공급되거나 단백질 백으로 이동될 때, 순환기의 스케일에 의해 제어되는 이 단계는 종료된다.

그 후, 모든 밸브(3, 4, 5, 6)는 폐쇄되고, 동시에 압력 챔버 내의 압력은 +100 mm Hg 에서 -65 mm Hg로 떨어진다. 그 후, 단백질 충전 단계(Prf : ProteinFill)에서는 단백질 백에 있는 내용물이 관(26)을 경유하여 히터백으로 유동한다. 일방향 밸브(28)는 단백질 분획이 필터(21)로 역류하지 않는 것을 보장한다. 히터백(13)은 이미 PD액으로 채워져 있어서, 이 단백질 분획은 배출용 백에서 본래 가졌던 농도보다 조금 낮거나 거의 동일한 농도로 희석된다.

단백질 분획을 이송함으로써, 히터백의 내용물이 증가하지만, 이 증가분은 평범한 수준의 것이며 대부분의 경우 환자가 견딘다. 그 외의 경우에서는 충전 용적이 조금 감소될 수도 있다. 기계는 그 스케일을 통해 용적의 증가분을 모니터한다.

마지막으로, 압력 챔버가 약 +80 mm Hg의 과잉 압력에 노출되고 밸브(4)가 개방되며, 동시에 그 외의 밸브들은 폐쇄됨으로써, 환자 충전 단계(PF : Patient Fill)가 행해진다.

이 후에, 히터백의 충전 단계(HF)가 수행됨으로써 이러한 연속 과정이 재개된다.

필터(21) 및 단백질 백(25)을 사용함으로써, 사용된 PD액 내에 있는 단백질이 활용되고 히터백에 있는 내용물을 경유하여 환자에게 재공급된다. 배출용 백에 있는 단백질 분획은 히터백으로 이송되기 이전에 가능한 한 농축되는데, 이는 상기 단백질 분획과 동행하는 유체가 이미 한번 사용되었으므로 투석 치료에 있어서 효과가 없기 때문이다.

이러한 방식에서는, 환자의 복강에 있는 단백질 함유량은 복막을 경유한 유입량과 림프관을 경유한 유출량이 건강한 환자에서와 같이 균형을 이루는 값으로맞추어진다. 그러나, 복강에 있는 유체의 용적이 약 10 배 더 크다. 이러한 방식에서는, PD액에 있는 포도당의 농도를 낮추는데 사용 가능한 단백질의 삼투 효과가 이용된다.

포도당 부하량이 줄어들면 고인슐혈증이 줄어들어, 동맥경화증에 대한 위험이 줄어들고 이로 인해 심혈관계 합병증 형태의 합병증도 줄어들 것이라고 예견된다.

PD액에 단백질 함유량이 더 크면 복막에 대해 유익한 효과를 갖게되어, 투석 치료 동안에 PD액의 특성이 보다 적게 변화할 것이라고 예견된다. 추가적으로, 면역글로빈의 농도가 증가되면 복막염이 발생이 줄어들 것이다.

히터백에 있는 내용물에 단백질 분획을 공급한다는 것은 그 내용물의 중화를 의미하여, 이 내용물은 약 7.2 내지 7.4의 생리학적 pH를 획득한다. 이러한 방식에서는, 복강을 pH가 매우 낮은 액에 노출하는 것이 방지되며, 이러한 노출은 충전 단계 동안에 고통을 야기하고 복막 및 복강 내의 세포를 손상시키는 것으로 이해된다.

추가적으로, 단백질은 히터백의 내용물에 있는 포도당의 분해산물을 흡수하며, 이러한 분해산물은 복강 내에 존재하는 단백질 및 그 외의 아미노 합성물에 작용할 수 없다. 상기 포도당의 분해산물은 AGE 전구체인 것으로 추정된다. 따라서, 환자가 AGE-함유 물질에 노출되면 쇠약해진다.

본 발명에 의해 요구되는 별도의 단계는 환자의 배출(PD) 단계로부터 환자의 충전(PF) 단계까지의 시간을 증가시켜 유효 투석 시간을 줄인다. 본 발명을 이용하지 않으면, 환자의 충전 단계가 중간의 시스템 배출 단계 및 단백질 백 충전 단계를 거치지 않고 환자의 배출 단계에 바로 뒤이어 일어날 수 있다. 이 두 단계 사이의 기간은 약 10분이다. 그러나, 본 발명의 유익한 효과는 이러한 단점을 능가한다.

환자의 충전 단계, 즉 도 6에 도시된 단계 이후에 배출용 백의 내용물을 분리하는 단계가 도 3 및 도 4에 의한 단계 사이에 배치될 수 있다. 이러한 방식에서는, 투석 치료 시간이 손실되지 않는다. 단백질 백은 환자의 충전 단계 사이에서 단백질 농후 분획을 수용하며, 환자의 충전 단계 이전에 바로 이 단백질 농후 분획을 히터백에 공급한다. 그러나, 제1 환자의 충전 단계는 단백질이 강화되어 있지 않은 히터백의 내용물로 행해진다. 그러나, 그 다음 환자의 충전 단계는 만족할 정도로 높은 단백질 농도에서 행해진다.

그러나, 야간의 최종 충전 단계는 처음에 설명했던 방식으로 행해져서, 환자로부터 나와 공급된 PD액이 먼저 단백질에 관해 분리되고 이 단백질 분획은 이미 공급된 부분에 더하여져 환자에게 공급된다. 다시 말해서, 단백질의 최대 투여량이 환자에게 공급된다. 이러한 방식에서는, 야간에 APD치료를 받는 환자의 주간에서와 같이, 단백질이 복막 치료 사이에 환자의 복강 내에 항상 저장되어 있다.

또한, 선택적으로 최종 단백질 투여분은 주간에 단백질 백에 저장될 수 있으며, 야간 치료가 시작될 때 이 단백질 투여분이 제1 환자의 충전 단계에 있어서의 단백질 강화에 이용될 수 있다. 그러나, 이는 주간에 그리고 그 다음 저녁 환자에게 연결하기까지 단백질 분획을 저장함으로써 이 단백질이 손상되지 않는 것과 박테리아가 성장할 수 없게 하는 것을 필요로 한다.

환자에게 공기가 들어갈 수 있는 위험 때문에, 히터백은 일반적으로 환자에게 채워지지 않는 약 10 내지 15%의 여분의 PD 유체를 수용한다. 이러한 공기는 시스템 내에 항상 존재하며, 가열 단계 중에 히터백에 있는 유체로부터 분리되어 히터백에 모인다. 히터백의 총 용적보다 작게 주입함으로써, 이러한 공기는 히터백의 상부에 잔류한다. 히터백에 잔류하는 10%의 PD액은 야간 APD 치료 등과 같은 완전 복막 투석기간 후에 버려진다. 그러나, 이는 또한 최종 환자에 대한 충전 단계에서 존재하는 10%의 알부민이 폐기되는 것을 의미한다. 그 농도는 20 g/ℓ정도로 비교적 높기 때문에, 이는 2 리터의 충전 용적에 대해서 4 내지 6 g의 알부민이 폐기되는 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 이러한 알부민의 낭비는 최종 충전 단계를 독립적이고 상이하게 함으로써 방지될 수도 있다. 일반적으로, 최종 충전시의 환자는 주간의 생활에 대비해 준비되기 때문에, 최종 충전은 여하튼 상이하다. 최종 충전은 상이한 포도당의 조성비 또는 농도이거나 포도당 대신에 포도당 폴리머를 포함한다.

단백질 백의 내용물이 히터백에 들어가는 대신에, 단백질 백의 내용물은 최종 충전에 앞서 복강에 직접 전달된다. 이러한 작동을 수행하기 위해, 도 5의 관 세트는 도 5의 클램프(31)를 도 9에서 참조번호 31b로 도시되어 있는 바와 같이 T자형 연결부(30)와 히터백(13) 사이에 있는 위치로 이동함으로써 조금 변형된다. 다른 클램프(31a)가 관(12)에 삽입되며, 또 다른 클램프(33a)가 관(23)에 삽입된다.

최종 충전시에 단백질 백(25)의 내용물이 히터백에 들어가는 대신에, 클램프(31b)는 폐쇄되고, 동시에 밸브 클램프(4)는 개방된다. 중력으로 인해, 단백질 백의 내용물은 관(26, 19, 14, 15)을 지나 환자의 복강으로 하향 유동한다. 단백질 백의 모든 내용물이 환자에게 채워질 때, 클램프(31b)가 개방되고 히터백의 내용물이 환자에게 채워진다. 이러한 방식으로, 약 1%(하루당 약 0.4 g)의 단백질, 즉 제2 최종 충전 이후에 히터백에 잔류하는 단백질만이 낭비되고, 약 90%가 최종 충전시 환자에게 채워지는 약 2%의 새로운 PD액에 의해 희석된다.

또한, 일부 단백질이 필터 및 관(24)에 남아있기 때문에, 단백질이 낭비된다. 이러한 단백질을 모으기 위해, 상술한 직접적인 단백질 충전 단계 이전이나 바로 직후에 독립적인 포집 단계가 수행된다. 관(12)의 클램프(31a)와 관(23)의 클램프(33a)가 폐쇄된다. 또한, 관(15)의 클램프(34)와 관(20)의 클램프(32)가 폐쇄된다. 관(19)의 클램프(31b)와 모든 밸브 클램프(3, 4, 5, 6)가 개방된다. 압력 챔버는 과잉 압력에 노출되고, 이로 인해 가열백에 있는 유체가 관(19), 관(14), 관(16) 및 관(18)을 지나 필터(21)로 보내어진다. 관(23)의 클램프(33a)가 폐쇄되어 있고 클램프(33)가 개방되어 있기 때문에 유체는관(24)을 지나 상향 통과하여 단백질 백(25)으로 보내어지며, 이로 인해 필터(21)의 잔류 측면관 관(24)에 붙어있던 모든 단백질이 단백질 백으로 보내어진다. 순환기의 스케일로 측정된 바로서 약 2 ㎗가 이 경로를 통과할 때, 모든 밸브 클램프(3, 4, 5, 6)를 개방하고 클램프(34)를 개방함으로써 포집 단계가 종료된다. 끝으로, 단백질 백의 내용물이 환자의 복강에 들어간다. 이 포집 단계가 단백질의 환자 충전 단계 이전에 수행된다면, 이 포집 단계에 의해 모아진 단백질은 그 외의 단백질과 함께 환자에게 투입된다. 만약 그렇지 않다면, 클램프(31b)가 폐쇄되어 있고 클램프(34)가 개방되어 있는 상태에서 밸브(4)가 개방되며, 단백질의 내용물이 환자의 복강에 들어간다. 끝으로, 히터백의 내용물이 상술한 바와 같이 환자에게 채워진다. 이러한 3개의 단계는 임의의 바람직한 순서로 수행될 수도 있다.

환자에 대한 단백질 백의 직접 충전 방법은 수동으로 작동되는 클램프 대신에 순환로에서 자동으로 제어되는 밸브 클램프를 사용함으로써 자동으로 수행된다. 또한, 환자에 대한 단백질 백의 직접 충전 방법은 제2 최종 충전시 등과 같은 최종 충전시 이상에서도 사용된다.

본 발명에 의한 방법은 폐 PD액이 여과되며 투석되지 않기 때문에, 이전에 제안되었던 다른 PD액의 재생 방법에 비해 유익하다. 합병증을 일으키는 것으로 추정되는 베타-2-미크로글로블린 등과 같은 분자는 여과기를 지나 노폐물용 수용기로 보내어진다. 또한, 그 외의 소위 "중간 분자"가 필터를 통과할 때, 초미세 여과 유동과 동행한다. 종래의 방법에서는, 투석이 PD액을 재생하는데 이용되며, 투석은 상기 "중간 분자"의 제거에 있어서의 여과만큼 효과적이지 못한 것으로 알려져 있다.

본 발명에 의해, 다량의 분자가 제거되고 순환되지 않는다. 상기 분자들이 제거되지 않고 순환된다면 AGE-관련 합병증(advanced glycolysation end products)을 일으킬 수 있다. 단백질의 증분이 PD액에 있는 포도당의 함유량을 줄이는데 사용된다면, 이는 또한 AGE-포함 물질 또는 AGE 전구체에 대한 노출이 줄어들게 된다. 또한, 단백질은 알데히드 및 그 외의 포도당 분해산물의 영향을 중화시키거나 결합시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 단백질 분획을 분리하는 시간을 줄이기 위해, 환자는 고압으로 수행되는 것이 바람직한 상기 단백질 분획의 분리 중에 펌프 등으로부터 고립된다. 이러한 방식에서는, 이전의 유사한 방법에 비해 본 발명에 의하면 환자가 보다 적은 위험을 받게 된다. 환자에게 위험이 없으면서 고압이 사용될 수 있다는 것은, 더 저렴하고 작은 필터가 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 본 발명은 상술된 타입 이외의 순환기 타입에도 적용될 수 있다. 당업자는 필요한 변형을 이해할 것이다.

또한, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같은 단백질 분리기 형태의 추가부를 사용함으로써 CAPD에 적용될 수 있다.

통상의 CAPD용 관 세트(40)는 저장백(41), 배출용 백(42), Y자형 연결부(43) 및 이 Y자형 연결부를 저장백과 배출용 백과 환자에게 연결시키는 3개의 관(44, 45, 46)을 포함한다. 저장백은 무균성 PD액을 수용한다. 환자는 환자의 관(46)의 단부에 있는 환자 연결부(47)에 연결된다. 그 후, 사용된 PD액은 저장 백으로 비워지고, 끝으로 환자는 저장백의 새로운 액으로 채워진다. 환자가 관 클램프를 이동시키거나 기동시키는 여러 단계가 수행되며, 중력에 의해 액체가 이송된다.

본 발명에 따르면, 제1 관(51), 관 펌프(52 : 연동식 펌프), 필터(53), 제2 관(54), 배출용 백(55) 및 제3 관(56)으로 구성된 단백질 분리기(50)가 사용된다. 제1 관(51)은 T자형 연결부를 경유하여 배출용 백(42)에 연결되거나, 격막을 관통하는 바늘을 사용하여 배출용 백에 연결된다. 제2 관(56)은 동일한 방식으로 저장백(41)에 연결된다. 모든 단백질 분리기는 배출용 백(42)과 동일한 높이, 즉 바닥에 배치된다. 저장백(41)은 일반적으로 지면에서 약 1.5 내지 2 m의 높이로 스탠드 상에 배치된다.

기능은 상술한 바와 동일하다. 배출용 백(42)으로의 환자의 배출 이후에, 환자는 배출용 백에 있는 내용물을 관(51), 펌프(52), 필터(53) 및 관(54)을 경유하여 노폐물용 백(55)으로 펌핑하는 관 펌프(52)를 작동시킨다. 필터의 박막을 통과할 수 없는 잔여 분획은 관(56)을 경유하여 저장백을 향해 상향 통과한다. 정압으로 인해 단백질 분획이 농축되어, 폐 PD액의 가능한 한 적은 부분이 단백질 분획을 따라 간다.

모든 액체가 배출용 백(42)으로부터 노폐물용 백(55)으로 통과한 후, 단백질 분리가 준비된다. 저장백에 있는 내용물은 이제 환자에게 공급된다.

단백질 분리 중에 일어나는 압력 상태가 환자에게 영향을 미치지 않는다는 것을 보장하기 위하여, 환자는 관(45, 44) 상에 있는 관 클램프(57, 58)를 폐쇄한다.

섬유소(fibrin) 및 그 외의 큰 응괴물이 필터에 도달하는 것 또는 저장백에까지 통과하는 것을 방지하기 위하여, 관(51)에 필터(49)를 마련하는 것이 적합하다고 할 수 있다. 동일한 방책이 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예의 관(18)에 적용될 수 있다. 필터는 체외 혈액 치료법과 관련된 적하 챔버에서 사용되는 필터일 수 있다.

정압이 단백질 농후 분획을 충분한 범위까지 농축하기에 불충분하다면, 관(56)에는 농축을 도와주는 억제부(59)가 마련될 수 있다. 필요한 농도를 제공하기 위해, 상기 억제부(59)는 펌프 및 필터와 더불어 치수가 형성된다. 동일한 방책이 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예의 관(24)에 적용될 수 있다.

단백질을 충전하는 단계 중에는 공기가 T자형 연결부(30)와 히터백 사이에 있는 관(64)으로 들어갈 수 있다는 위험이 존재한다(도 8에 도시). 이러한 기포를 환자에게 공급하는 것은 부적절하다.

따라서, 본 발명에 따르면, 일방향 밸브(29)는 도 8에 상세히 도시된 바와 같이, 일방향 밸브 또는 나비형 밸브를 형성하는 2개의 플라스틱 시트가 마련된 소형 백(63)으로서 형성된다.

따라서, 일방향 밸브(29)는 유체가 도 8의 우측으로 유동할 때 개방하지만 유체가 도 8의 좌측으로 유동할 때 폐쇄하는 2개의 플랩(61, 62)을 포함한다. 플랩은 용적이 약 20 ㎖인 백(63) 내에 배치되어 있다. 이 백은 일반적으로 팽창된 상태에 있도록 일정 강도를 갖는다.

단백질을 충전하는 동안에는, 먼저 히터백(13)에 과잉 압력이 존재하여 백(63)이 완전히 팽창된다. 히터백(13)에 대한 단백질 백의 배출 중에는, 압력 챔버 내의 압력이 -67.5 mm Hg의 부압까지 계속적으로 감소된다. 따라서, 백(63)은 단백질 백을 비우는 최종 단계 중에 수축할 것이다. 단백질 백을 비우는 최종 단계 중에, 단백질 백에 있던 공기의 최대량이 관(26)과 T자형 연결부(30)를 경유하여 히터백으로 공급될 수 있다. 히터백으로 들어가는 공기는 히터백의 상부로 가서 그 곳에 잔류한다. T자형 연결부(30)와 히터백(13) 사이에 있는 관(64)에 남아있는 기포는 문제를 일으킬 수 있다.

그러나, 본 발명에 따르면 압력 챔버의 압력이 +40 mm Hg로 상승하기 전에, 히터백의 내용물이 환자에게 채워지지 않는다. 압력이 대기압 이상으로 상승하면, 히터백(13)과 백(63) 사이에 있는 관(64)의 내용물이 도 8의 좌측 방향, 즉 백(63)으로 공급된다. 백(63)은 용적이 약 20 ㎖이며, 이는 히터백(13)과 백(63) 사이에 있는 관 부분(64)의 모든 내용물이 가능한 한 모든 기포를 포함하여 백(63)으로 공급될 것이라는 것을 의미한다. 상기 백(63)의 효과로 인해, 기포가 환자에게 공급되는 모든 위험이 방지된다.

동일한 기능이 일방향 밸브를 조합하지 않아도 획득될 수 있다. 다시 말해서, 백(63)은 일방향 밸브를 포함하지 않으면서 관(26)에 배치될 수 있으며 일방향 밸브는 백(63)의 상류에 배치될 수 있다.

필요하다면, 관 클램프(31, 32, 33)와 유사하게 일방향 밸브(28, 29)는 전기적으로 제어되는 밸브로 대체될 수 있다.

단백질은 강화된다고 앞에서 명시하였다. 단백질은 알부민, 면역글로빈, 오로소무코이드, 옵소닌 및 그 외의 단백질뿐만 아니라 필터의 투과 특성보다 더 큰 분자량을 갖는 그 외의 물질을 의미한다.

필터를 통과하는 부분은 아파트 형태의 노폐물용 용기에 이르는 관을 포함하는 노폐물용 용기에 보내지거나, 또는 노폐물용 용기백에 수집된다.

단백질 백에 있는 단백질이 풍부한 분획은 환자에게 공급되는 PD액에 공급된다. 만약 새로운 PD액이 기계에 의해 라인 상에서 제조된다면, 단백질 백의 내용물은 환자에게 공급되는 PD액에 계속적으로 계량될 수 있다. 또한, 먼저 모든 PD액을 환자에게 공급하고, 단백질 농후 분획을 첨가한 후에 체내에 존재하는 PD액과 혼합할 수 있다.

농축된 단백질 분획을 획득하기 위해 필요한 역류압은 상술한 실시예에 따라 정압에 의해 발생된다. 용기 내에 단백질 백을 봉하고 적절한 압력에 노출시키는 것 등과 같은 다른 변형예도 적합하다고 이해된다. 이러한 용기는 PD 순환기 내에 배치되며 압력 챔버와 동일한 공급원으로부터 압축 공기를 획득한다. 역류압이 클수록, 단백질 분획의 농도가 높아진다. 적절한 압력은 약 100 내지 200 mm Hg이다. 선택적으로, 스프링 장치가 백에 작용하는 하중이나 역류압을 생성할 수 있다. 다른 변형예는 관(24) 상에 있는 억제부이다.

단백질 백은 최대 용적이 약 200 내지 500 ㎖이다. 히터백과 배출용 백은 2 내지 4 ℓ의 용적을 적절하게 가질 수 있다. 필터(21)와 그 박막(22)은 역류압이 바람직하게는 1 ㎡ 이상인 큰 면적에서 낮게 유지될 수 있도록 높은 수력학적 투과성을 가져야 한다. 더 높은 압력과 단백질 백의 더 높은 역류압을 이용함으로써, 예컨대 억제부를 포함함으로써, 면적이 보다 작은 보다 간단한 필터가 사용될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조로 상술되었다. 당업자는 본 발명이 상술된 조합체와는 다른 방식으로 조합될 수 있다는 것과, 이러한 당업자에게 명백한 조합체가 본 발명의 범위 내에 포함되도록 되어 있다는 것을 이해할 것이다. 본발명은 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (10)

1. 복막 투석에 있어서의 단백질 손실을 줄이는 방법으로서,

   폐 PD액을 환자로부터 배출용 백으로 배출하는 단계와,

   단백질 농후 분획을 강화하기 위해 배출용 백에 있는 PD액이 필터를 통과하게 하는 단계와,

   환자에게 공급될 새로운 PD액에 상기 단백질 농후 분획을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 이후에 새로운 PD액에 공급하기 위하여 상기 단백질 농후 분획을 단백질 백에 수집하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 필터를 통과한 단백질 희박 분획을 노폐물용 용기로 보내는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 유동의 저항을 달성하기 위해 상기 단백질 백의 상류에 억제부를 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 수력학적 압력을 획득하기 위해 필터보다 높은 예정된 높이에 단백질 백을 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 복막 투석에 있어서의 단백질 손실을 방지하기 위하여 제1항의 방법을 수행하는 장치로서,

   폐 PD액을 환자로부터 배출용 백으로 배출하기 위한 기구(15, 16, 5, 20, 2)와,

   단백질 농후 분획을 강화하기 위해 배출용 백(17)에 있는 PD액이 필터(21, 22)를 통과하게 하는 기구(2, 20, 6, 18)와,

   환자에게 공급될 새로운 PD액(13)에 상기 단백질 농후 분획을 공급하는 기구(24, 25, 26, 29, 30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 이후에 새로운 PD액에 공급하기 위하여 상기 단백질 농후 분획을 단백질 백(25)에 수집하는 기구(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 필터를 통과한 단백질 희박 분획을 노폐물용 용기로 보내는 기구(37, 23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 유동의 저항을 달성하기 위해 단백질 백(25)의 상류에 배치된 억제부(59)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질 백(25)은 수력학적 압력을 획득하기 위해 필터보다 높은 예정된 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.