(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-24
(54)【発明の名称】脱気ユニット
(51)【国際特許分類】
A61M 1/16 20060101AFI20240517BHJP
【ＦＩ】
A61M1/16
A61M1/16 165
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023572799
(86)(22)【出願日】2022-05-25
(85)【翻訳文提出日】2024-01-12
(86)【国際出願番号】 US2022030876
(87)【国際公開番号】W WO2022251325
(87)【国際公開日】2022-12-01
(31)【優先権主張番号】63/194,834
(32)【優先日】2021-05-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522176942
【氏名又は名称】ダイアリティ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ボリリョ， ブランドン
【テーマコード（参考）】
4C077
【Ｆターム（参考）】
4C077BB01
4C077EE03
4C077EE05
4C077GG14
4C077JJ02
(57)【要約】
吸着材再生カートリッジと共に使用され得る脱気モジュールが、説明される。脱気モジュールは、空気入口ポートと、流体出口ポートと、ガス出口ポートと、内部チャンバの中に配置された第１および第２のチャネルと、第１および第２のチャネルを接続しているポートと、第２のチャネルの上方に位置付けられた疎水性膜とを含み得る。第１のチャネルは、空気入口ポートと流体連通し得、第２のチャネルは、流体出口ポートと連通し得る。いくつかの実施形態において、第１および第２のチャネルの各々は、螺旋構成を有し得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
脱気モジュールであって、前記脱気モジュールは、空気入口ポートと、
流体出口ポートと、
内部チャンバの中に配置された第１および第２のチャネルであって、前記第１および第２のチャネルの各々は、流体の流動を導くように構成され、前記第１のチャネルは、前記空気入口ポートと連通し、前記第２のチャネルは、前記流体出口ポートと連通している、第１および第２のチャネルと、
前記第１および第２のチャネルを接続しているポートと、
前記第２のチャネルの上方に位置付けられた疎水性膜と
を備えている、脱気モジュール。
【請求項2】
ガス出口ポートを伴うカバーをさらに備え、前記カバーは、前記疎水性膜の上方に位置付けられている、請求項１に記載のモジュール。
【請求項3】
前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルの各々は、螺旋構成を有する、請求項１に記載のモジュール。
【請求項4】
前記第１および前記第２のチャネルを接続している前記ポートは、第１のチャネルの中心またはその近くに、および前記第２のチャネルの中心またはその近くに配置されている、請求項１に記載のモジュール。
【請求項5】
前記第１のチャネルは、前記螺旋構成の中心と外縁とを有する螺旋構成を有し、前記空気入口ポートは、前記外縁に配置されている、請求項１に記載のモジュール。
【請求項6】
前記第１および第２のチャネルを分離している基板をさらに備え、前記基板は、前記第１および第２のチャネルを接続している前記ポートを備えている、請求項１に記載のモジュール。
【請求項7】
前記基板は、ドーム形状を備え、前記ポートは、前記ドーム形状の前記中心のほぼ近くに配置されている、請求項６に記載のモジュール。
【請求項8】
前記第２のチャネルは、前記第１のチャネルの上方に配置されている、請求項１に記載のモジュール。
【請求項9】
透析のためのシステムであって、前記システムは、ウレアーゼと金属リン酸塩とを備えている吸着材再生カートリッジと、
脱気モジュールと
を備え、
前記脱気モジュールは、
空気入口ポートと、
流体出口ポートと、
内部チャンバの中に配置された第１および第２のチャネルであって、前記第１および第２のチャネルの各々は、流体の流動を導くように構成され、前記第１のチャネルは、前記空気入口ポートと連通し、前記第２のチャネルは、前記流体出口ポートと連通している、第１および第２のチャネルと、
前記第１および第２のチャネルを接続しているポートと、
前記第２のチャネルの上方に位置付けられた疎水性膜と
を備えている、システム。
【請求項10】
前記脱気モジュールは、ガス出口ポートを伴うカバーをさらに備え、前記カバーは、前記疎水性膜の上方に位置付けられている、請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルの各々は、螺旋構成を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項12】
前記第１および前記第２のチャネルを接続している前記ポートは、第１のチャネルの中心またはその近くに、および前記第２のチャネルの中心またはその近くに配置されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項13】
前記第１のチャネルは、前記螺旋構成の中心と外縁とを有する螺旋構成を有し、前記空気入口ポートは、前記外縁に配置されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項14】
前記脱気モジュールは、前記第１および第２のチャネルを分離している基板をさらに備え、前記基板は、前記第１および第２のチャネルを接続している前記ポートを備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項15】
前記基板は、ドーム形状を備え、前記ポートは、前記ドーム形状の前記中心のほぼ近くに配置されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記第２のチャネルは、前記第１のチャネルの上方に配置されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項17】
前記金属リン酸塩は、リン酸ジルコニウムである、請求項９に記載のシステム。
【請求項18】
前記金属リン酸塩は、リン酸鉄（ＩＩＩ）、リン酸チタン（ＩＶ）、リン酸セリウム（ＩＶ）、およびそれらの組み合わせとから成る群から選択される、請求項９に記載のシステム。
【請求項19】
前記金属リン酸塩は、少なくとも２つの金属リン酸塩の混合物を備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項20】
前記金属リン酸塩は、リン酸ジルコニウムとリン酸チタンとの混合物を備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項21】
ＣＯ２を備えている流体を脱気する方法であって、前記方法は、空気の流動を第１のチャネルの中への流体の流れの中に圧送し、空気混入流体流を形成するステップを含み、
前記空気混入流体流は、第１のチャネルを通して流動し、ポートから出て行き、第２のチャネルを通して流動し、ＣＯ２の気泡は、前記第２のチャネル内の前記空気混入流体から解放される、方法。
【請求項22】
前記空気の流動は、約３００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分の流量を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記流体の流れを前記第１のチャネルの中に圧送するステップをさらに含み、前記流体の流れは、約３００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分の流量で圧送される、請求項２１に記載の方法。
【請求項24】
前記流体の流れの流量は、前記第１のチャネルの中への前記空気の流動の流量とほぼ同じである、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記ＣＯ２の気泡は、前記第２のチャネルの上に配置されている疎水性膜を通して解放される、請求項２１に記載の方法。
【請求項26】
前記第１のチャネルは、螺旋形状を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項27】
前記第２のチャネルは、螺旋形状を有する、請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
前記ポートは、前記第１のチャネルの前記螺旋形状の中心の近くおよび前記前記第２のチャネルの螺旋形状の中心の近くに配置されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記第２のチャネルは、前記第１のチャネルの上に位置付けられている、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本願は、あらゆる目的のために、参照することによって、その全体として本明細書に明白に組み込まれる２０２１年５月２８日に出願された米国仮出願第６３／１９４，８３４号の優先権および利益を主張する。
本願は、あらゆる目的のために、参照することによって、その全体として本明細書に明白に組み込まれる２０２１年５月２８日に出願された米国仮出願第６３／１９４，８３４号の優先権および利益を主張する。
【0002】
本発明は、透析において有用であるカートリッジに関する。具体的に、本発明は、一般に、再生された透析液流体の脱気に関する。
【背景技術】
【0003】
米国において、成人７人のうちの１人超（米国の成人の約１５％）は、慢性腎臓（または腎）疾患を患っていると推測されている。慢性腎臓疾患を患う人々において、彼らの腎臓は、もはや彼らの血液および健康な腎臓を浄化しない。したがって、有毒な老廃物および余分な流体は、身体内に蓄積する。透析は、腎臓不全の結果として血液中に蓄積する老廃生成物および余剰流体を除去する治療である。慢性腎不全は、腎機能が正常の約２５％まで悪化しているときである。この悪化の量は、血液化学に著しい変化を引き起こし、人々があまりにも体調不良を感じ医療処置を求めるほどの時間である。医療的治療は、その時間において求められる場合、進行は、遅らせられることができる。後期慢性腎不全は、腎臓機能が１５％まで減少しているときである。末期腎不全は、腎臓機能が正常の５％にあるときである。死は、最も高い可能性として、この時点において治療を伴わない状態から結果として生じるであろう。
【0004】
腎疾患のための現在の治癒方法は、存在しないは、いくつかの形態の治療は、存在する。１つの治療は、移植であり、ヒト腎臓は、身体内に外科手術的に設置され、膀胱に接続される。移植の後、毎日の薬物治療は、身体が移植された腎臓を拒絶することを防ぐために必要とされる。別の治療は、腹膜透析（ＰＤ）である。この治療について、ブドウ糖と電解質とを含む透析液と呼ばれる薄い塩水溶液は、腹腔の中に入れられる。この腹腔への豊富な血液供給が存在するので、血液および流体からの尿素および他の毒素は、透析液の中に移動させられ、それによって、血液を浄化する。次いで、透析液は、腹膜から排出させられる。後に、「新鮮な」透析液は、腹膜の中に再び入れられる。
【0005】
別の形態の治療は、血液透析である。これは、血液が継続的に身体から除去され、透析器（人工腎臓）に通される血液精製の方法であり、代謝老廃物および余剰水は、除去され、ｐＨおよび酸／塩基平衡が正常化される。血液は、身体に同時に戻される。透析器は、半浸透性膜から成る小さい使い捨て可能デバイスである。膜は、老廃物、電解質、および水が横断することを可能にするは、大きい分子量のタンパク質および血液細胞の通過を制限する。血液は、透析液が膜の他の側で反対方向に圧送されるにつれて、膜の片側で圧送される。透析液は、添加された塩と、電解質とを伴う高度精製水である。この機械は、血液および透析液を圧送し、それら圧力、温度、および電解質濃度を制御するように働く制御ユニットである。１回の血液透析治療の平均的長さは、約３．５時間である。
【0006】
シングルパスシステムおよび吸着材システムを含むいくつかのタイプの血液透析は、存在する。シングルパス血液透析は、腎疾患のための最も一般的な治療である。これらの器具は、透析液（浄化溶液）が透析器内の血液を一度通過し、次いで、処分されるので、シングルパスと呼ばれる。シングルパス透析機は、概して、（１）（逆浸透（Ｒ．Ｏ．）システムによる５０％の拒絶率を仮定して）少なくとも１，０００～１，５００ｍｌ／分において送達することが可能である水源と、（２）５００～８００ｍｌ／分の精製水の持続的流動を提供するために十分である浄水システムと、（３）５００～８００ｍｌ／分の水を圧送および加熱するための少なくとも１５アンペアの電気回路と、（４）少なくとも５００ｍｌ／分の使用された透析液およびＲ．Ｏ．システムからの拒絶された水を収容することが可能である床部排液管または任意の他の受器とを要求する。
【0007】
吸着材透析システムは、システムは、持続的に少量の透析液を再生し、機械内に水処理システムを組み込むので、持続的水源、別個の浄水機械、または床部排液管を要求しない。したがって、吸着材システムは、持ち運びできる。吸着材システムは、６リットルの水を使用することができ、それから、透析液が治療全体のために作製される。吸着材システムは、吸着材カートリッジを使用し、吸着材カートリッジは、水浄化機としての機能、および使用された透析液を新鮮透析液に再生させるための手段として機能の両方を果たす。注入液システムは、吸着材システムとともに、再生された透析液の電解質組成物を適切に平衡させるように機能する。
【0008】
現在、患者の血液から尿毒素を除去し、再循環を介して透析溶液を再利用する透析機内で使用されるいくつかのタイプの多層吸着材カートリッジは、存在する。しかしながら、これらの吸着材透析システムは、高い容量において、または高い電解質安定性を伴って、尿毒素を効率的に除去しない。
【0009】
吸着材透析システムでは、ウレアーゼおよびリン酸ジルコニウムを用いて尿素を除去するプロセスは、吸着材カートリッジから出て行く流体組成物を発生させ、流体組成物は、重炭酸塩透析液において使用される標準的範囲より低いｐＨを有する。前述の吸着材デバイスは、酸化ジルコニウムおよび炭酸ジルコニウムの吸着材カートリッジ内の高ｐＨ最終層を使用している。しかしながら、これらのデバイスは、透析液の流量および透析治療の長さに対して限界を有し、透析液の流量および透析治療の長さは、ｐＨを引き上げるために最終層の総質量を増加させることに対してトレードオフされなければならない。代替として、増加したｐＨは、リン酸ジルコニウム層において使用されることができる。鉄（ＩＩＩ）、チタン（ＩＶ）、およびセリウム（ＩＶ）の他の金属リン酸塩も、類似の課題に悩む。しかしながら、それは、余剰的ナトリウムと、ウレアーゼとの尿素反応によって発生されるアンモニウムのための除去容量の低減とをもたらす。他のプロセスは、吸着材出口流に対する添加された化学物質として重炭酸ナトリウムを使用しているは、これらのシステムは、標準的な重炭酸塩透析を優に下回る結果として生じるｐＨレベルを有するか、または、吸着材カートリッジから出て行く流体流中の溶解させられたＣＯ２ガスの大部分の除去のための専門化されたシステムを要求する。
【0010】
いくつかのデバイスは、透析液を開放したチャンバの中に圧送し、気泡がチャンバの上部に浮動することを可能にすることによって、ＣＯ２を除去している。しかしながら、システムは、ポンプを用いて流体を撹拌している間に流体から自然に出て行くガスに依拠しているに過ぎない。そのようなシステムは、脱気プロセスの制御を殆どもたらさない。さらに、流体リザーバは、大気に対して開放しており、それは、潜在的な滅菌性課題、余分な短期的保守、および長期的保守の課題を提示する。
【0011】
真空下でＣＯ２を除去する他の脱気システムは、それらが動作するために多くのエネルギーを要求するので、理想的ではない。さらに、多くの水は、これらの真空システム下で蒸発し、それは、透析液を濃縮し、ナトリウムレベルを上昇させる。それらは、収集され、処分される必要がある湿気の流れも生成する。真空システムは、システム管類およびポンプに対してより高い真空圧要件も追加する。膜脱気システムは、広い表面積と高価な膜とを要求し、それらは、汚れの課題を生じやすい。化学反応または吸着材を用いた脱気は、かなりのコストを追加し、ＣＯ２のために最も実現可能な吸着剤は、望ましくない化学物質もろ過する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0012】
故に、透析の分野において、再生された流体から余剰ＣＯ２ガスを除去しながら、流体のｐＨも許容可能なレベルまで引き上げる効果的方法を含む吸着材再生システムを作成することは、有益であろう。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
（要約）
脱気モジュールを含む吸着材カートリッジは、説明され、吸着材カートリッジは、透析システムにおいて使用されるべき透析液を再生させるために使用され得る。
脱気モジュールを含む吸着材カートリッジは、説明され、吸着材カートリッジは、透析システムにおいて使用されるべき透析液を再生させるために使用され得る。
【0021】
吸着材再生脱気は、実質的にＣＯ２を含まないこともある空気の流れを再生された透析液の中に導入することによって遂行され得る。空気の流れは、液体の流量とほぼ同じ流量を有し得る。組み合わせられた空気液体流体は、次いで、疎水性膜にさらされ得、疎水性膜において、ガスは、システムから自由に出て行く。
【0022】
流体は、いくつかの流体チャネルを通して流動するように導かれ得る。第１の流体チャネルでは、流体は、周囲空気と混合され、流体中のＣＯ２の分圧を低下させ得る。第２の流体チャネルでは、流体が長いチャネルを通して流動するにつれて、流体中に含まれるガスの少なくとも一部は、疎水性膜を通して流体から外に散逸する。
【0023】
（詳細な説明）
透析治療において、透析機は、腎臓のタスクを実施するための健康な腎臓を欠く患者のために、尿毒素を除去し、イオン性分子の平衡を保ち、ｐＨを平衡させるための人工腎臓として機能する。大量の水の代わりに多層カートリッジを用いる場合、カートリッジは、尿毒素を除去するのみならず、イオン性塩とｐＨとの平衡を保つことにも関わる。
透析治療において、透析機は、腎臓のタスクを実施するための健康な腎臓を欠く患者のために、尿毒素を除去し、イオン性分子の平衡を保ち、ｐＨを平衡させるための人工腎臓として機能する。大量の水の代わりに多層カートリッジを用いる場合、カートリッジは、尿毒素を除去するのみならず、イオン性塩とｐＨとの平衡を保つことにも関わる。
【0024】
透析液発生器を組み込む血液透析システムが、第ＵＳ ２０２１／０１２８８０７号（あらゆる目的のために、参照することによって、その全体として本明細書に明白に組み込まれる）において説明されている。本明細書に説明される吸着材カートリッジを含む吸着材再生システムの種々の実施形態は、透析液発生器の代わりに、第ＵＳ ２０２１／０１２８８０７号において説明されているシステムの中に組み込まれ得る。
【0025】
吸着材再生カートリッジ２００は、透析液を浄化するための複数の層の構成要素を含み得る。カートリッジ２００は、少なくともウレアーゼの層と、リン酸ジルコニウムまたは他の金属リン酸塩（異なる形態にあり得る鉄（ＩＩＩ）、チタン（ＩＶ）、およびセリウム（ＩＶ）等）の層または複数の層とを含み得る。再生透析中、使用された透析液は、カートリッジ２００の層を通して上方に移動する。ウレアーゼは、尿素を炭酸アンモニウムに転換する。アンモニアおよびアンモニウムイオンは、次いで、Ｈ＋およびＮａ＋イオンと引き換えに、リン酸ジルコニウム（または金属リン酸塩）の層または複数の層によって除去される。尿素加水分解からの炭酸塩が、次いで、Ｈ＋と組み合わせられ、重炭酸塩（ＨＣＯ３
－）と、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）とを形成する。炭酸は、不安的な有機酸であり、その大半は、水および二酸化炭素分子（ＣＯ２）に急速に分解する。ＣＯ２ガス気泡は、次いで、脱気ユニット３００を使用してカートリッジから換気され得る。
【0026】
吸着材カートリッジ２００は、余剰量の二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを生成する、２つのプロセスを有する。ウレアーゼ酵素による尿素（ＣＯＮ２Ｈ４）の分解は、下記の反応に従う。
ＣＯＮ２Ｈ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋２ＮＨ３
ＣＯ２＋２ＮＨ３Ｈ２Ｏ→０．５ＣＯ３ ２－ＨＣＯ３ １－＋２ＮＨ４ １＋
ＣＯＮ２Ｈ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋２ＮＨ３
ＣＯ２＋２ＮＨ３Ｈ２Ｏ→０．５ＣＯ３ ２－ＨＣＯ３ １－＋２ＮＨ４ １＋
【0027】
化学的平衡状態は、溶液のｐＨに応じて、炭素、アンモニア（ＮＨ３）、およびアンモニウム（ＮＨ４
＋）の各形態の異なる量を有し得る。
ｘＣＯ２←→ｙＨＣＯ３ １－←→ｚＣＯ３ ２－
ａＮＨ３←→ｂＮＨ４ １＋
ｘＣＯ２←→ｙＨＣＯ３ １－←→ｚＣＯ３ ２－
ａＮＨ３←→ｂＮＨ４ １＋
【0028】
アンモニア（ＮＨ３）を含む、使用済み透析液は、次いで、リン酸ジルコニウム（または他の金属リン酸塩）カチオン吸着材を通過すると、以下の反応は、生じ、それは、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）の産出をもたらす。
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２＋０．５ＣＯ３ ２－ＨＣＯ３ １－＋２ＮＨ４ １＋←→Ｚｒ（ＮＨ４ＰＯ４）２＋ＨＣＯ３ １－＋Ｈ２ＣＯ３
より低い程度において、重炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムも、炭酸を産出するために交換されることができる。
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２＋ＮａＨＣＯ３＋ＮａＣｌ←→Ｚｒ（ＮａＰＯ４）（ＨＰＯ４）＋Ｈ２ＣＯ３＋ＮａＣｌ
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２＋０．５ＣＯ３ ２－ＨＣＯ３ １－＋２ＮＨ４ １＋←→Ｚｒ（ＮＨ４ＰＯ４）２＋ＨＣＯ３ １－＋Ｈ２ＣＯ３
より低い程度において、重炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムも、炭酸を産出するために交換されることができる。
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２＋ＮａＨＣＯ３＋ＮａＣｌ←→Ｚｒ（ＮａＰＯ４）（ＨＰＯ４）＋Ｈ２ＣＯ３＋ＮａＣｌ
【0029】
炭酸（Ｈ２ＣＯ３）は、安定しておらず、以下の等式に従って、二酸化炭素（ＣＯ２）に分解する傾向にある。
Ｈ２ＣＯ３→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｈ２ＣＯ３→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
【0030】
したがって、リン酸ジルコニウムまたは他の金属リン酸塩（鉄（ＩＩＩ）、チタン（ＩＶ）、およびセリウム（ＩＶ）等）を用いる透析液の治療は、酸性化された透析溶液をもたらす。存在するＣＯ２の一部は、純粋に気相にあり得、存在するＣＯ２の別の部分は、吸着材カートリッジ２００から出て行く透析液中に溶解させられ得る。透析液中に溶解させられたＣＯ２の一部は、吸着材カートリッジ内のＣＯ２の分圧は、非常に高いので、非常に高くあり得る。この関係は、以下のヘンリーの法則として公知である。
【数1】
【0031】
ヘンリーの法則では、定数（ＨＣＰ）は、溶解ガスの濃度（Ｃｉ）をその同じ溶解ガスの分圧（Ｐｉ）に関連付ける。したがって、余剰ＣＯ２を除去するための方法は、透析液中のＣＯ２の分圧を低くすることに焦点を当て得る。
【0032】
図１Ａ－１Ｂおよび図３Ａに見られるように、脱気装置モジュールまたはユニット３００は、吸着材カートリッジ２００の上に配置され得る。脱気装置３００は、基部３１０とカバー３１４とを有するコンテナ３１６を含み得る。基部は、Ｏリング３２２を保持するように構成された溝３１２を有し得、Ｏリング３２２は、吸着材カートリッジ２００の外側壁２９６に摩擦的に係合し得る。コンテナ３１６は、少なくとも２つの流体チャネル（下側流体チャネル３３０および上側流体チャネル３４０）を含み得、それらは、再生された透析液等の流体の流動を導くように構成されている。脱気装置ユニット３００の基部３１０は、吸着剤床２９４の上に配置された粒子保持フィルタ２９８に隣接して、またはそれと接触して位置し得、それによって、下側流体チャネルは、吸着剤床２９４の上部における粒子保持フィルタ２９８に接触し得る。したがって、下側流体チャネル３３０は、吸着材カートリッジ２００の吸着剤床２９４の底部から上部に圧送されている流体およびガスと接触し得る。
【0033】
図１Ａに見られるように、ポンプ２９０は、周囲空気の流れを、微生物膜フィルタ２９２を通して入口３１８を通して圧送し得る。図２Ａに見られるように、コンテナ３１６の内側において、空気流３３４は、吸着剤床２９４から下側流体チャネル３３０の中に圧送された流体と組み合わせられ得る。流体は、下側流体チャネル３３０の通路に沿った任意の場所において下側流体チャネル３３０に進入し得る。下側流体チャネル３３０の中への空気流の追加は、吸着材カートリッジからの流体およびガスにポート３３２につながる下側流体チャネル３３０によって画定される経路を辿らせ得、ポート３３２は、下側流体チャネル３３０と上側流体チャネル３４０とを流体的に接続する。
【0034】
下側流体チャネル３３０および上側流体チャネルの各々は、細長いチャネルであり得る。各流体チャネルは、少なくとも約６インチ、代替として、少なくとも約７インチ、代替として、少なくとも約８インチ、代替として、少なくとも約９インチ、代替として、少なくとも約１０インチの長さであり得、代替として、長さにおいて、約６インチ～約１２インチ、代替として、約７インチ～約１１インチ、代替として、約８インチ～約１１インチ、代替として、約６インチ～約２５インチ、代替として、約６インチ～約２０インチ、代替として、約６インチ～約１５インチであり得る。下側流体チャネル３３０および上側流体チャネルの各々は、コンテナ３１６内の流体経路の長さの第１のものである螺旋状パターン（例えば、図２Ａおよび２Ｂ参照）、スイッチバックパターン、ランダム、または他の好適な配置にあり得る。下側流体チャネル３３０および上側流体チャネル３４０のパターンが螺旋である実施形態において、各々の螺旋は、（例えば、脱気ユニット３００の上部から見て）中心から時計回りまたは反時計回りのいずれかであり得る。いくつかの実施形態において、各々の螺旋は、同じ時計回りまたは反時計回り方向にあり得るか、または、各々の螺旋は、一方が時計回りであり、他方が反時計回りであるように、異なる方向にあり得る。
【0035】
図１Ｂ、３Ｂ、および３Ｃに見られるように、表面３３８は、下側３３０および上側３４０流体チャネルがポート３３２のみを通して流体連通するように、下側流体チャネル３３０および上側流体チャネル３４０を分離する。表面３３８は、ドーム（例えば、図３Ｂおよび３Ｃ参照）または円錐形状を有し得、それによって、ポート３３２は、下側流体チャネル３３０の外縁より高い高さまたは高度にある。いくつかの実施形態において、ポートは、下側流体チャネル３３０の外縁より少なくとも約０．１２５インチ、代替として、少なくとも約０．２５インチ、代替として、少なくとも約０．４インチ、代替として、少なくとも約０．５インチ、代替として、約０．１２５インチ～約０．８インチ、代替として、約０．１２５インチ～約０．７インチ、代替として、約０．１２５インチ～約０．６インチ、代替として、約０．１２５インチ～約０．５インチ高くあり得る。表面がドーム形状を有する実施形態において、ポート３３２は、ドームの中心またはその近くに配置され得る。したがって、下側流体チャネル３３０の上部を画定する表面３３８は、凹面を有し得、上側流体チャネル３４０の底部を画定する表面３３８は、凸面を有し得る。代替として、表面３３８は、平ら、すなわち、水平であり得る（図示せず）。下側流体チャネル３３０および上側流体チャネル３４０の各々が螺旋形状またはパターンを有する実施形態において、チャネルを接続しているポート３３２は、螺旋の各々の中心に配置され得、空気入口ポート３１８および液体出口ポート３２０は、それぞれ、下側流体チャネル３３０および上側流体チャネル３４０の外縁またはその近くに配置され得る。
【0036】
図１Ａ、１Ｂ、および２Ａに見られるように、空気流は、空気入口３１８を通して下側流体チャネル３３０の中に圧送され得、空気流３３４は、下側流体チャネル３３０内で、吸着剤床２９４から上方に圧送されている流体、例えば、再生された透析液と混合され得る。流体は、下側流体チャネル３３０の通路に沿った任意の場所において下側流体チャネル３３０に入り得る。脱気ユニット３００の中への周囲空気流の流量は、約１００ｍＬ／分～約６００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約６００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約４００ｍＬ／分であり得る。吸着剤床２９４からの流体およびガスの流量は、約１００ｍＬ／分～約６００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約６００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約４００ｍＬ／分であり得る。いくつかの実施形態において、周囲空気の流量および吸着剤床２９４からの流体およびガスの流量は、実質的に同じである。代替として、周囲空気の流量と流体の流量との間の差異は、約５０ｍＬ／分～約１００ｍＬ／分、代替として、約５０ｍＬ／分～約２００ｍＬ／分、代替として、約１００ｍＬ／分～約３００ｍＬ／分、代替として、約１００ｍＬ／分～約４００ｍＬ／分、代替として、約２００ｍＬ／分～約４００ｍＬ／分、代替として、約３００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分であり得る。
【0037】
図２Ａに見られるように、空気流３３４の経路は、流体がポート３３２に到達し、それを通して上側流体チャネルに流動するまで、下側流体チャネル３３０によって画定された経路を通してそれに沿って流動するように流体を押し進め得る。下側流体チャネル３３０によって画定される長い経路は、周囲空気からの空気流３３４とＣＯ２を含む流体との混合を可能にする。流体が下側流体チャネル３３０を通して流動するにつれて、流体（例えば、再生された透析液）内のＣＯ２分圧は、周囲空気と平衡し、それによって、溶解させられたＣＯ２の総量を低下させ得る。ヘンリーの法則を参照して上で解説されたように、液体に関するＣＯ２の分圧を低くすることは、溶解させられたＣＯ２の総量を低くする。
【0038】
ポート３３２を通して下側流体チャネル３３０から出て行き、ポート３３２を通して上側流体チャネル３４０の中に入った後、流体は、それが上側流体チャネル３４０の外縁またはその近くに配置され得る液体出口ポート３２０に到達するまで、上側流体チャネル３４０によって画定される経路３３６を通して流動する。上側流体チャネル３４０の中心またはその近くにおける流体の流量は、上側流体チャネル３４０の中心の近傍におけるより高い圧力に起因して、上側流体チャネル３４０の外縁またはその近くにおける流体の流量より高くあり得る。上側流体チャネル３４０によって画定される長い通路は、流体が上側流体チャネル３４０を通して経路３３６を辿るにつれて、流体中に含まれるガスの少なくとも一部が流体から外へ大気の中に散逸することを可能にする。上側流体チャネル３４０の長い長さは、分離するための時間をガスおよび液体に与え得る。ガスを含む流体は、上側流体チャネル（例えば、図２Ｂに示される螺旋チャネルの経路３３６）の周囲を移動するにつれて、ガスを含む流体は、求心力を経験し得、求心力は、液体のガスの質量と比較してより大きい質量により、液体においてより大きい。液体の方向を変更するために要求される本より大きい力は、液体が上側流体チャネル３４０（例えば、図２Ｂに描写される螺旋の外側壁）の外側に押し進められることをもたらし得る。これは、小さいガス気泡を上側流体チャネル３４０の中心または上側流体チャネル３４０の内側壁に集めることに役立ち得、それによって、より大きい気泡が液体流中で混合されたままである可能性または表面にくっつく可能性が低いので、小さいガス気泡が疎水性脱気膜３２８まで上昇することを可能にする。したがって、求心力は、液体からガス（例えば、ＣＯ２）を分離することに役立ち得る。ガスが上側流体チャネル３４０内で液体から分離するにつれて、ガスは、上側流体チャネル３４０の上方に配置された疎水性膜３２８を通過し得る一方、液体は、チャネルの底部における液体出口３２０から外に出て行き得る。
【0039】
疎水性脱気膜３２８が、上側流体チャネル３４０の上に配置され得、疎水性脱気膜３２８は、上側流体チャネル３４０を通して流動する流体と接触し得る。膜３２８が疎水性であるので、一般に、流体は、膜３２８を通過しないであろうが（すなわち、それは、液体に対して不浸透性である）、ガスが膜を通過することを可能にするであろう。疎水性膜３２８に接触する流体は、ＣＯ２および空気泡が流体流から離れることを可能にする若干量の背圧（例えば、＜５ｐｓｉ）下にあり得る。疎水性脱気膜３２８は、約０．００５μｍ～約１．５μｍ、代替として、約０．００５μｍ～約１．３μｍ、代替として、約０．００５μｍ～約１．０μｍ、代替として、約０．００６μｍ～約１．０μｍの細孔径を有し得る。
【0040】
図３Ａに見られるように、コンテナ３１６の上のカバー３１４が、システムを閉鎖し、環境汚染物質が流体に入ることを減らすために追加され得る。カバー３１４は、ガス（例えば、流体からのＣＯ２）が大気の中に脱出することを可能にするための開口部３４２を含み得る。図１Ｂ、３Ｂ、および３Ｃに見られるように、カバー３１４は、疎水性膜３２８を実質的に平坦に保つことを補助するための追加の構造３５０も含み得る。追加の構造３５０がないと、疎水性膜３２８は、コンテナ３１６内の圧力に起因して、疎水性膜３２８の外縁と比較して疎水性膜３２８の中心により高い点を伴う湾曲した凹面を形成し得る。疎水性膜３２８は、もはや実質的に平坦でなくなった場合、疎水性膜３２８の一部は、上側流体チャネル３４０内の液体と接触しないこともある。追加の構造３５０は、ガスが開口部３４２を通して脱出することを可能にするために膜の上方にある空隙を保つことに加え、疎水性膜３２８を実質的に平坦または平面状に保つことを補助する任意の形状にあり得る。追加の構造３５０は、追加の構造３５０が上側流体チャネル３４０のパターンを補完し得るので、上側流体チャネル３４０のパターンに依存し得る。例えば、上側流体チャネル３４０が螺旋構成にある実施形態において、追加の構造３５０も、補足的な螺旋構成にあり得、追加の構造３５０内で螺旋を画定する壁の少なくとも一部は、図３Ｂおよび３Ｃに見られるように、上側流体チャネル３４０の螺旋構成を画定する壁間に位置付けられ得る。
【0041】
本主題の種々の側面が、ここでは、これまでに説明された実施形態を精査して、および／または捕捉して下記に述べられ、以下の実施形態の相互関係および可換性に重点が置かれる。言い換えると、重点は、明示的に別様に記載されるか、または論理的に真実である可能性が低くない限り、実施形態の各特徴がありとあらゆる他の特徴と組み合わせられ得るという事実に置かれる。本明細書に説明される実施形態は、図の明白な言及を伴うことなく、以下の段落において再度記載され、詳述される。
【0042】
多くの実施形態において、脱気モジュールが、説明される。脱気モジュールは、空気入口ポートと、流体出口ポートと、内部チャンバの中に配置された第１および第２のチャネルであって、第１および第２のチャネルの各々は、流体の流動を導くように構成され、第１のチャネルは、空気入口ポートと連通し、第２のチャネルは、流体出口ポートと連通している、第１および第２のチャネルと、第１および第２のチャネルを接続しているポートと、第２のチャネルの上方に位置付けられた疎水性膜とを含み得る。
【0043】
いくつかの実施形態において、脱気モジュールは、ガス出口ポートを伴うカバーであって、カバーは、疎水性膜の上方に位置付けられている、カバーをさらに含む。
【0044】
いくつかの実施形態において、第１のチャネルおよび第２のチャネルの各々は、螺旋構成を有する。
【0045】
いくつかの実施形態において、第１および第２のチャネルを接続しているポートは、第１のチャネルの中心またはその近くに、および第２のチャネルの中心またはその近くに配置されている。
【0046】
いくつかの実施形態において、第１のチャネルは、螺旋構成の中心と外縁とを有する螺旋構成を有し、空気入口ポートは、外縁に配置されている。
【0047】
いくつかの実施形態において、脱気モジュールは、第１および第２のチャネルを分離している基板をさらに含み、基板は、第１および第２のチャネルを接続しているポートを備えている。いくつかの実施形態において、基板は、ドーム形状を備え、ポートは、ドーム形状の中心のほぼ近くに配置されている。
【0048】
いくつかの実施形態において、第２のチャネルは、第１のチャネルの上方に配置されている。
【0049】
多くの実施形態において、透析のためのシステムが、説明される。システムは、ウレアーゼと金属リン酸塩とを備えている吸着材再生カートリッジと、脱気モジュールであって、空気入口ポートと、流体出口ポートと、内部チャンバの中に配置された第１および第２のチャネルであって、第１および第２のチャネルの各々は、流体の流動を導くように構成され、第１のチャネルは、空気入口ポートと連通し、第２のチャネルは、流体出口ポートと連通している、第１および第２のチャネルと、第１および第２のチャネルを接続しているポートと、第２のチャネルの上方に位置付けられた疎水性膜とを備えている、脱気モジュールとを含み得る。
【0050】
いくつかの実施形態において、脱気モジュールはさらに、ガス出口ポートを伴うカバーを含み、カバーは、疎水性膜の上方に位置付けられている。
【0051】
いくつかの実施形態において、第１のチャネルおよび第２のチャネルの各々は、螺旋構成を有する。
【0052】
いくつかの実施形態において、第１および第２のチャネルを接続しているポートは、第１のチャネルの中心またはその近くに、および第２のチャネルの中心またはその近くに配置されている。
【0053】
いくつかの実施形態において、第１のチャネルは、螺旋構成の中心と外縁とを有する螺旋構成を有し、空気入口ポートは、外縁に配置されている。
【0054】
いくつかの実施形態において、脱気モジュールは、第１および第２のチャネルを分離している基板をさらに含み、基板は、第１および第２のチャネルを接続しているポートを備えている。いくつかの実施形態において、基板は、ドーム形状を備え、ポートは、ドーム形状の中心のほぼ近くに配置されている。
【0055】
いくつかの実施形態において、第２のチャネルは、第１のチャネルの上方に配置されている。
【0056】
いくつかの実施形態において、金属リン酸塩は、リン酸ジルコニウムを備えている。
【0057】
いくつかの実施形態において、金属リン酸塩は、リン酸鉄（ＩＩＩ）、リン酸チタン（ＩＶ）、リン酸セリウム（ＩＶ）、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを備えている。
【0058】
いくつかの実施形態において、金属リン酸塩は、少なくとも２つの金属リン酸塩の混合物を備えている。
【0059】
いくつかの実施形態において、金属リン酸塩は、リン酸ジルコニウムとリン酸チタンとの混合物を備えている。
【0060】
多くの実施形態において、ＣＯ２を備えている流体を脱気する方法が、説明される。方法は、空気の流動を第１のチャネルの中への流体の流れの中に圧送し、空気混入流体流を形成するステップを含み得、空気混入流体流は、第１のチャネルを通して流動し、ポートから出て行き、第２のチャネルを通して流動し、ＣＯ２の気泡は、第２のチャネル内の空気混入流体から解放される。
【0061】
いくつかの実施形態において、空気の流動は、約３００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分の流量を有する。
【0062】
いくつかの実施形態において、方法は、流体の流れを第１のチャネルの中に圧送するステップをさらに含み、流体の流れは、約３００ｍＬ／分～約５００ｍＬ／分の流量で圧送される。
【0063】
いくつかの実施形態において、流体の流れの流量は、第１のチャネルの中への空気の流動の流量とほぼ同じである。
【0064】
いくつかの実施形態において、ＣＯ２の気泡は、疎水性膜を通して解放される。いくつかの実施形態において、疎水性膜は、第２のチャネルの上に配置されている。
【0065】
いくつかの実施形態において、第１のチャネルは、螺旋形状を有する。いくつかの実施形態において、第２のチャネルは、螺旋形状を有する。いくつかの実施形態において、ポートは、第１のチャネルの螺旋形状の中心の近くおよび第２のチャネルの螺旋形状の中心の近くに配置されている。
【0066】
いくつかの実施形態において、第２のチャネルは、第１のチャネルの上に位置付けられている。
【0067】
本明細書に提供される任意の実施形態に関して説明される全ての特徴、要素、構成要素、機能、およびステップは、自由に組み合わせ可能であり、任意の他の実施形態からのものと代用可能であることを意図することに留意されたい。ある特徴、要素、構成要素、機能、またはステップは、１つのみの実施形態に関して説明される場合、その特徴、要素、構成要素、機能、またはステップは、明示的に別様に記載されない限り、本明細書に説明される全ての他の実施形態と共に使用され得ることを理解されたい。この段落は、したがって、前述の説明は、特定の事例において、そのような組み合わせまたは代用が可能と明示的に記載しない場合でも、随時、異なる実施形態からの特徴、要素、構成要素、機能、およびステップを組み合わせる、または一実施形態からの特徴、要素、構成要素、機能、およびステップを別のものと代用する請求項の導入のための前項および記述上の支援としての役割を果たす。特に、あらゆるそのような組み合わせおよび代用の許容性は、当業者によって容易に認識されるであろうことを前提として、あらゆる可能な組み合わせおよび代用の列挙を表現することは、過度に負担になることを明示的に認識されたい。
【0068】
本明細書および添付の請求項において使用されるように、文脈が明確に別様に指示しない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数指示物を含む。
【0069】
実施形態は、種々の修正および代替形態を受け入れる余地があるは、その具体的な実施例は、図面に示され、本明細書に詳細に説明されている。しかしながら、これらの実施形態は、開示される特定の形態に限定されず、対照的に、これらの実施形態は、本開示の精神に該当する、全ての修正、均等物、および代替物を網羅すべきであることを理解されたい。さらに、実施形態の任意の特徴、機能、ステップ、または要素は、その範囲内にない特徴、機能、ステップ、または要素によって請求項の発明の範囲を定義する、負の限界と同様に、請求項内に列挙されるか、またはそれらに追加され得る。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【国際調査報告】