CH635515A5

CH635515A5 - Appareil de preparation d'un dialysat pour hemodialyse.

Info

Publication number: CH635515A5
Application number: CH660879A
Authority: CH
Inventors: L Robert Storey; Robert Conrad Hall
Original assignee: Cordis Dow Corp
Priority date: 1978-07-24
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1983-04-15
Also published as: ES481979A1; DE2924182C2; SE7906270L; IT1117785B; MX146625A; BR7904677A; CA1135198A; FR2431864B1; AU4744279A; FR2431864A1; SE449302B; DD144360A5; BE877837A; GB2025787A; US4202760A; IT7949683A0; JPS5519198A; GB2025787B; DE2924182A1; DK282779A

Description

La présente invention concerne un appareil de préparation d'un dialysat destiné à une hémodialyse.

Des lots prémélangés de solution de dialysat, transmis par un réservoir ouvert et par gravité à un certain nombre de reins artificiels, dans les établissements hospitaliers importants, ont été remplacés en grande partie par des installations destinées à renouveler et transmettre le dialysat uniquement en fonction des besoins de chaque rein artificiel individuel. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 3515275 et 3920556 et les brevets qu'ils citent décrivent l'utilisation de pompes volumétriques à pistons dans les circuits de transmission continue de dialysat destinés à un rein unique. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 3406826,3598727 et 3878095 décrivent des ensembles à cylindre et piston à double effet ou des pompes volumétriques à débit variable, réglables mécaniquement ou en fonction de la mesure de la conductivité ou de concentrations de constituants du dialysat afin que la solution produite soit réglée entre des limites de consigne. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3847809 décrit la circulation continue d'un concentré de dialysat et, à l'intersection avec une canalisation en eau, l'addition de la quantité voulue de concentré. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2304661 décrit une solution de régénération pour résines échangeuses d'ions, préparée par mélange d'un acide et d'eau, à partir d'un réservoir doseur d'acide préalablement rempli, par utilisation de l'aspiration créée par l'eau circulant dans un venturi, dans l'étape précédente de rinçage à l'eau. Le concentré de dialyse et l'eau sont mélangés dans un venturi dans la canalisation d'alimentation directe d'un réservoir de stockage de dialyse selon le procédé du brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3528550, et d'autres brevets concernent la mise en œuvre d'une recirculation et d'un venturi, comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 3352779,3690340, 3722680, 3753493, 3843099 et 3882020.

Les appareils connus, destinés à la préparation continue d'un dialysat destiné à l'hémodialyse, ont pour inconvénient soit de soumettre le rein artificiel à des fluctuations de pression, soit de devoir être munis de dispositifs régulateurs de pression compliqués.

L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient grâce à l'appareil défini dans la revendication 1.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels:

les fig. 1A et 1B, formant ensemble la fig. 1, représentent un mode de réalisation de l'appareil de l'invention sous forme schématique, et la fig. 2 est une coupe d'un venturi de mélange utilisé.

L'appareil comprend de façon générale une réserve d'eau 10 et un dispositif d'hémodialyse ou rein artificiel 20, raccordés par une canalisation principale 30. Une boucle de recirculation de dialysat 40 est disposée près du rein. Une boucle 50 de recirculation de bicarbonate est placée près de la réserve ou source d'eau, et les deux boucles sont directement raccordées à la canalisation principale 30. La boucle 40 de recirculation de dialysat transmet la solution normale d'hémodia-

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lyse contenant l'acétate, alors que la boucle 50 de recirculation de bicarbonate transmet une solution diluée qui parvient à la boucle aval 40 afin qu'elle soit mélangée aux autres constituants chimiques du concentré normal de dialysat, avec formation de la solution d'hémo-dialyse contenant du bicarbonate. La boucle 50 contient aussi un dispositif destiné à retirer l'air dissous et les bulles d'air de l'eau introduite. Chacune des boucles 40 et 50, ainsi que le procédé de mise en œuvre, sont décrits en détail dans la suite.

Comme indiqué sur la fig. 1 A, l'eau pénètre dans la canalisation principale 30 par un régulateur de pression 12, de type classique, à une pression habituellement comprise entre environ 0,07 et 0,7 bar, et elle circule de gauche à droite vers le rein 20.

La boucle 50 de recirculation de bicarbonate comprend un tronçon de la canalisation principale 30 et une canalisation de recirculation 13, disposés entre la connexion 14, à l'extrémité amont, et la connexion 15, à l'extrémité aval. La boucle 50 et les différents éléments montés dans la canalisation 13 ont le double rôle de transmettre la solution diluée voulue de bicarbonate et d'assurer la désaéra-tion du fluide qui circule. Le venturi de mélange 16 est placé près de la connexion 14. La gorge 17 du venturi 16 est reliée, par une canalisation 18 et une soupape 11, au bain de concentré aqueux contenant le bicarbonate, placé dans un réservoir 19.

Les différents éléments destinés à la désaération du fluide qui circule comprennent un régulateur de débit 21, une pompe 22 et un piège à air 23, placés en aval du venturi 16, comme représenté. Le dispositif 27 de mesure de la conductivité, comprenant des sondes 24,25 et une sonde de compensation thermique 26, tous ces éléments étant de construction classique, sont disposés juste en aval de la pompe 22. Ces sondes contrôlent de façon continue la conductivité du fluide qui recircule sous la forme d'un mélange de l'eau introduite et du concentré de bicarbonate provenant du réservoir 19.

Le concentré de bicarbonate peut être une simple solution formée à partir d'eau et de bicarbonate de sodium; d'autres carbonates alcalins, notamment de potassium, sont évités de préférence. Le concentré contient avantageusement un mélange de chlorure de sodium et de bicarbonate de sodium, la teneur en chlorure de sodium suffisant pour que la conductivité atteigne une valeur qui permet la détermination précise des petites variations par rapport à une conductivité préréglée, représentant la concentration voulue de bicarbonate. Un concentré utilisé à cet effet peut contenir de façon avantageuse 40 à 80 g/1 de bicarbonate de sodium et 20 à 50 g/1 de chlorure de sodium.

La boucle 50 forme une solution aqueuse diluée de bicarbonate et assure sa recirculation, étant donné l'action de la pompe 22 qui est de préférence du type à engrenages. La vitesse de la pompe 22 est commandée par des signaux provenant d'une servocommande de bicarbonate 28 qui coopère avec le dispositif de compensation de température 29, cette servocommande faisant ainsi varier la vitesse de la pompe; les signaux de commande sont bien connus des spécialistes en hémodialyse, et un certain nombre d'appareils satisfaisants sont disponibles dans le commerce. Le bicarbonate peut remplacer une partie ou la totalité de l'acétate présent dans le dialysat normal qui est très utilisé en hémodialyse dans le monde entier. La boucle 50 constitue un arrangement permettant la formation continue d'une solution aqueuse de bicarbonate de concentration voulue par mélange initial d'eau et d'un concentré dans un venturi 16, puis par mélange plus précis, augmentant l'uniformité de la composition de la solution diluée, pendant la recirculation dans la boucle 50. La vitesse de la pompe 22 a une valeur minimale donnant au fluide une vitesse de circulation dans la canalisation 13 qui dépasse celle qui correspond au débit d'eau introduite dans la canalisation 30, et au débit de dialysat final transmis au rein 20. Cette vitesse minimale de la pompe 22 assure une recirculation d'une certaine quantité de solution diluée et mélangée de bicarbonate dans la canalisation 30 entre les connexions 15 et 14. On constate qu'il est souhaitable que la quantité de fluide mélangé qui circule dépasse celle de l'eau introduite et soit comprise entre environ 25 et 300% de ce volume d'eau, de préférence entre 50 et 150% environ du volume d'eau introduit.

La vitesse momentanée de la pompe 22 varie suivant les nombreuses fonctions qui doivent être remplies. La quantité de concentré de bicarbonate qui pénètre dans l'installation dépend de l'aspiration créée dans la gorge 17 du venturi 16 et cette aspiration dépend directement du débit de fluide qui circule dans la canalisation 13 ; en outre, la pompe 22, le venturi 16 et le régulateur de débit 21 réduisent la pression de la valeur de celle de l'eau normale à l'entrée, comme indiqué par la référence 14, de 0,07 à 0,7 bar, jusqu'à une valeur comprise entre 0,59 et 0,86 bar de dépression par rapport à l'atmosphère, entre le rétrécissement du régulateur 21 et la pompe 22 de manière que l'air dissous dans l'eau introduite forme des bulles qui peuvent être retirées dans le piège à air 23. Celui-ci est avantageusement de type classique et on l'a représenté avec une bille 31 formant flotteur, portant une tige 32, le déplacement vertical ouvrant ou fermant un dispositif-évent 33, en fonction de la coopération avec un dispositif de fermeture 34. Comme indiqué précédemment, la vitesse de la pompe 22 augmente ou diminue afin que l'aspiration créée suffise à l'introduction de la quantité de concentré de bicarbonate dans le venturi 16 qui, après dilution par l'eau introduite, donne la valeur préréglée de la conductivité qui est mesurée de façon continue par le circuit 27. Par exemple, une plage faible de conductivités est préréglée dans la commande 28 et les variations mesurées provoquent alors l'augmentation ou la réduction de la vitesse de la pompe 22 à volonté, de manière que la concentration du bicarbonate dans la solution diluée garde la valeur préréglée. Le circuit de commande 28 transmet aussi des signaux de commande au régulateur 21 afin que le fluide qui circule subisse une perte de charge suffisante pour qu'il se forme des bulles lorsque la vitesse de la pompe 22 varie en vue du maintien de la concentration voulue de bicarbonate. Cette disposition, sous la forme de la combinaison de la désaération et de la formation de la solution de bicarbonate par utilisation d'une pompe commune 22 commandée de façon convenable, et l'emplacement dans une boucle de recirculation placée à côté de la canalisation principale 30, présentent l'avantage supplémentaire d'assurer l'établissement de la pression fixée par le régulateur d'entrée 12 au-delà de la connexion 14 et en aval jusqu'à la connexion 15, cette constance des pressions d'entrée et de sortie de la boucle 50 ayant tendance à compenser les écarts pouvant être présentés par la pompe 22 et qui pourraient avoir un effet indésirable sur l'équilibre de l'installation, étant donné les fluctuations de la vitesse en fonction des signaux de commande ou lorsque des bulles d'air passent dans la pompe.

La solution diluée et désaérée contenant du bicarbonate sort de la boucle 50 à la connexion 15, dans la canalisation principale 30, et pénètre dans la boucle 40 au niveau de la connexion 37. Cette boucle de recirculation 40 comprend, vers l'aval vers le rein, le venturi de dialysat 39, le circuit de mesure de conductivité 41, et la pompe 43. Les • deux extrémités du venturi 39 sont reliées à la canalisation de recirculation 42. La gorge 44 du venturi 39 est reliée par une canalisation 46 au réservoir de concentré de dialysat 48. Le circuit de mesure de conductivité 41 est analogue au circuit correspondant 27 de la boucle 50 et comprend des sondes 51, 52 reliées au circuit 54 de servocommande de dialysat, et une sonde de compensation de température 56, qui est reliée à la commande 58 qui est est elle-même reliée à la commande de dialysat 54. Des signaux de commande sont transmis par la servocommande 54 à la pompe 43 qui est avantageusement de type volumétrique ou à engrenages, de la même manière que dans la boucle 50.

Les éléments de la boucle 50 fonctionnent tant qu'un dialysat produit est transmis au rein 20, mais le réservoir 19 de concentré de bicarbonate ne transmet pas ce dernier à la gorge du venturi 16 lorsque le dialysat ne nécessite pas de bicarbonate. Pendant ce temps, la soupape 11 est fermée et l'eau introduite circule dans la canalisation 13, le venturi 16, le régulateur de débit 21 de rétrécissement, la pompe 22 et le piège à air 23 afin que l'air dissous et les bulles soient retirés et qu'un courant d'eau désaérée soit transmis en 37 et puisse circuler dans la boucle de dialysat 40. Il suffit que le réglage du régulateur 21 et de la pompe 22 soit légèrement ajusté par réglage convenable de la

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servocommande de bicarbonate 28 lorsque la quantité introduite de bicarbonate est nulle.

Le venturi de dialysat 39 et le venturi de bicarbonate 16 sont de construction analogue et peuvent être du type représenté sur la fig. 2. Le venturi de cette figure est du type qui comprend un court tronçon d'entrée 60, une gorge allongée 62 à l'extrémité aval de laquelle est raccordée la canalisation d'alimentation de concentré 64, et une partie aval ou de sortie 66 dont l'angle est moins important que celui du tronçon 60. L'angle du tronçon d'entrée, l'angle du tronçon de sortie, le diamètre de la gorge et la longueur totale des venturis 16 et 39 sont choisis afin que l'aspiration dans la gorge 62 soit maximale avec une perte de charge minimale dans le venturi, pour la vitesse choisie du fluide. Des venturis de ce type sont disponibles dans le commerce et on obtient des caractéristiques satisfaisantes à l'aide d'un venturi classique de Herschel.

La boucle de recirculation de dialysat 40 fonctionne de manière continue et prépare une solution de dialysat ayant la composition prédéterminée, puis la transmet par la pompe 43 à la canalisation principale 30 par l'intermédiaire d'une canalisation 45, vers le rein 20. La pompe 43 est commandée de la même manière que la pompe 22 de la boucle 50 comme décrit précédemment. Le débit de recirculation du mélange du courant provenant de la boucle 50 et du fluide préparé dans la boucle 40 qui rejoint le courant précédent à la connexion 37 doit dépasser le courant introduit d'une quantité comprise entre environ 25 et 300%, et de préférence comprise entre environ 50 et 150%.

Le dialysat a alors la composition finale voulue qui est maintenue pratiquement constante par présélection de la petite plage de conduc-tivités correspondant à la concentration voulue et préréglée de bicarbonate et d'acétate dans la solution de dialysat qui est normale par ailleurs.

Dans le présent mémoire, l'expression dialysat normal se rapporte à la solution diluée qui circule dans le rein artificiel d'un côté de la membrane de dialyse et dont la composition est comprise dans les plages suivantes:

Sodium 120-150 mEq/1

Chlorure 90-110 mEq/1

Calcium 1-4 mEq/1

Magnésium 0-2 mEq/1

Potassium 0-3 mEq/1

Acétate 30-50 mEq/1

Dextrose (D-glucose) 0-4 g/1

Lorsqu'on utilise un concentré salin choisi contenant du bicarbonate, correspondant aux plages indiquées, on détermine expérimentalement, par des mesures de conductivité, la concentration du bicarbonate dans les solutions diluées, et on utilise l'étalonnage réalisé pour le réglage des limites de la servocommande 28. L'obtention de la concentration convenable de sodium dans le dialysat final nécessite l'utilisation d'un concentré de dialysat provenant du réservoir 48 qui contient une quantité de chlorure et de sodium inférieure à la quantité normale, car les quantités de ces ions qui sont ajoutées dans la solution saline de bicarbonate provenant de la boucle 50, formant le fluide introduit dans la boucle 40 à la connexion 37, doivent être prises en considération. Un dialysat concentré convenable pour le réservoir 48 peut avoir la composition suivante:

Chlorure de sodium 100-200 g/1

Chlorure de potassium 0,5-7,0 g/1

Chlorure de calcium . 3-10 g/1

Chlorure de magnésium Acide chlorhydrique Acétate de sodium Dextrose (D-glucose)

0,5-8,0 g/1 0-8,4 g/1 0-140 g/1 0-135 g/1

s L'appareil comprenant les boucles 50 et 40 donne tout un spectre de solutions d'hémodialyse contenant du bicarbonate et de l'acétate, allant des compositions ne contenant pas de bicarbonate à celles qui ne contiennent pas d'acétate. Il faut cependant noter que tous les constituants du dialysat des solutions d'hémodialyse ainsi préparées, io déjà présents dans le dialysat normal indiqué précédemment et autres que l'acétate, doivent être présents. En outre, lorsque du bicarbonate remplace de l'acétate, l'acceptation par les patients est améliorée dans le cas des patients présentant une certaine inaptitude à la méta-bolisation de l'acétate; lorsque la quantité d'acétate est réduite d'une 15 valeur pouvant atteindre le quart environ de la concentration de l'acétate dans le dialysat normal et est remplacée par le bicarbonate, une réduction importante des effets analogues à la morbidité peut être obtenue. Un remplacement plus important d'acétate par le bicarbonate, allant jusqu'à la substitution totale, peut être choisi et utilisé 20 par le médecin dans des cas appropriés. Lorsque la concentration de l'acétate est simplement réduite, les compositions de dialysat concentré contenant de plus faibles concentrations d'acétate doivent être disposées dans le réservoir 48 afin que le mélange d'acétate et de bicarbonate voulu soit obtenu.

25 Les mélanges d'acétate et de bicarbonate présentent une combinaison de propriétés avantageuses, notamment la suppression des problèmes indésirables posés par les précipités dus à la présence du magnésium et du calcium dans les concentrés de bicarbonate, et l'aptitude correspondante de certains patients à éviter ces effets indésira-30 bles. La solution finale d'hémodialyse peut avoir la composition suivante:

Ion sodium 120-150 mEq/1

Ion potassium 0-3 mEq/1

Ion calcium 1-4 mEq/1

35 Ion magnésium 0-2 mEq/1

Ion carbonate 0-40 mEq/1

Ion chlorure 90-110 mEq/1

Ion acétate 45-0 mEq/1

Dextrose (D-glucose) 0-4 g/1

40 Dans le cas d'une hémodialyse dans laquelle tout l'acétate du dialysat normal est remplacé par du bicarbonate, la solution d'hémodialyse contient par exemple 137 mEq/1 de Na+, 2 mEq/1 de K+, 3 mEq/1 de Ca+, 1,5 mEq/1 deMg+2,36 mEq/1 de HC03~ et 107,5 mEq/1 de Cl -. Cette solution est formée à l'aide d'un concentré salin 45 contenant du bicarbonate, sous la forme d'un mélange de 31,4 g/1 de NaCl et 60,6 g/1 de NaHC03, et d'un dialysat concentré modifié contenant 160 g/I de NaCl, 5,5 g/1 de KCl, 8,2 g/I de CaCl2, 5,6 g/1 de MgCl2 et 5,1 g/1 de HCl.

Les solutions d'hémodialyse ayant le mélange choisi d'acétate et so de bicarbonate peuvent être préparées par des opérations de routine, par sélection initiale des proportions voulues de bicarbonate et d'acétate, avec utilisation des valeurs applicables de conductivité dans les commandes 28 et 54, avec modification des concentrés des réservoirs 19 et 48 le cas échéant; les étapes mises en œuvre ne nécessitent que 55 l'application des opérations classiques lorsque quelques essais expérimentaux de détermination de conductivité ont été réalisés sur les concentrés choisis et modifiés.

1 feuille dessin

Claims

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1. Appareil de préparation d'un dialysat pour hêmodialyse, comprenant une canalisation principale raccordée par son entrée à une source d'eau et par sa sortie à un rein artificiel, un mélangeur à venturi dont le col est raccordé par une canalisation à un réservoir de concentré de dialysat, ainsi qu'une pompe, caractérisé par un circuit (40) de recirculation du dialysat comprenant une canalisation (45) de recirculation du dialysat dont les extrémités sont raccordées à la canalisation principale (30) en des points amont et aval, respectivement, le circuit (40) comprenant également'le mélangeur à venturi (39) raccordé au réservoir (48) de concentré de dialysat, un dispositif de mesure de la conductivité (41), la pompe (43) étant commandée par ce dispositif et étant agencée pour provoquer un écoulement de fluide dans la canalisation principale (30) du point aval vers le point amont (37).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélangeur à venturi (39) est intercalé dans la canalisation de recirculation (40) et en ce que le dispositif de mesure de la conductivité (41) est placé en aval du mélangeur à venturi (39).

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REVENDICATIONS

3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (41) coopère avec la pompe (43) pour faire varier la vitesse de la pompe en fonction des variations de la conductivité du dialysat par rapport à une valeur de conductivité donnée.

4. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (41) comprend un moyen de compensation de la température (56, 58).

5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une servocommande de dialysat (54) placée entre le dispositif de mesure (41) et la pompe (43).

6. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de recirculation de bicarbonate (50) comprenant une canalisation (13) de recirculation de bicarbonate entre la source d'eau (10) et le point (37) d'entrée dans le circuit de recirculation de dialysat (40), et en ce que la canalisation de recirculation de bicarbonate (13) contient un réservoir de concentré de bicarbonate (19), un mélangeur à venturi (16) raccordé à celui-ci, une pompe (22) et un dispositif de mesure de la conductivité (27) commandant la pompe (22).

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un moyen régulateur de débit (21), la pompe (22), le dispositif de mesure de la conductivité (27) et une trappe à air (23) sont disposés après le mélangeur à venturi (16) dans la direction de l'écoulement.

8. Appareil selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la vitesse de la pompe (22) est réglée par le dispositif de mesure de la conductivité (27) en fonction des déviations par rapport à une valeur de conductivité donnée.

9. Appareil selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la conductivité (27) comprend un moyen de compensation de la température (26, 29).

10. Appareil selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'une servocommande de bicarbonate (28) est disposée entre le dispositif de mesure de la conductivité (27) et la pompe (22).

11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le régulateur de débit (21) est raccordé à la servocommande (28).

12. Appareil selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'une soupape de coupure (11) est placée dans une canalisation (18) raccordant le réservoir de concentré de carbonate au mélangeur à venturi (16).

13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un régulateur de pression (12) pour l'alimentation de l'entrée (14) en eau provenant de la source d'eau (10) sous une pression déterminée pour effectuer un écoulement de fluide vers le rein (20), et en ce qu'une trappe à air (23) est disposée pour éliminer l'air dissous et les bulles d'air du fluide dans l'appareil en amont de la canalisation de recirculation (50).

14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une canalisation de recirculation de bicarbonate (13) raccordée par ses extrémités à la canalisation principale (30) en des points amont (14) et aval (15), respectivement, entre la source d'eau (10) et le circuit de recirculation de dialysat (40), et en ce que la canalisation de recirculation de bicarbonate (13) contient un réservoir de concentré de bicarbonate (19), un mélangeur à venturi (16) raccordé au réservoir de concentré de bicarbonaté (19) pour en recevoir du bicarbonate en fonction du débit du fluide à travers le mélangeur à venturi (16), un dispositif de mesure de la conductivité (27) et une pompe (22) commandée par le dispositif de mesure (27) dans la canalisation de recirculation de bicarbonate (13) pour commander le débit de fluide à travers le mélangeur à venturi (16).