Brevet FR2507894A1 — publié le 19821224

La présente invention est relative à un rein artificiel composite ou appareil hybride de dialyse présentant des propriétés de filtration améliorées et susceptible de contribuer à une réduction notable du temps nécessaire pour une dialyse. L'appareil de dialyse du sang dont l'usage est actuellement le plus répandu est le filtre à fibres creuses dans lequel le sang devant être traité traverse des fibres creuses semi-perméables, et dans lequel les toxines traversent la paroi de la membrane et passent dans une solution qui entoure les fibres. Cette technique classique est efficace en ce qui concerne l'extraction de fluides, l'urée, en ce qui concerne l'équilibre en électrolyte et l'extraction des petites molécules, bien qu'elle Boit inefficace pour l'extraction des grosses molécules. Le procédé classique de dialyse utilisant des fibres creuses semi-perméables est un traitement long et fastidieux nécessitant de 5 à 7 heures, trois fois par semaine. Pour limiter la durée du traitement > ondoit augmenter la surface des fibres semi-perméables, ce qui a pour résultat une augmentation prollibitive des frais. On a également utilisé des filtres utilisant comme agent de purification des perles de charbon de bois activé, mais ces filtres ne sont pas efficaces en ce qui concerne l'extraction de fluide , l'urée et l'équilibreenélec- trolyte , et ils tendet à se saturer rapidement et à per dre leur efficacité. Pour compenser cette saturation, on doit utiliser de grandes quantités de charbon de bois, ce qui à son tour est la cause d'une augmentation prohibitive des frais. En outre, à moins d'utiliser des techniques d'admission spéciales , le sang traversant le charbon de bois tend à s'écouler dans des canaux limités et n'entre pas en contact uniforme avec les perles de charbon de bois. L'invention a pour objet un appareil hybridé de dialyse comportant des propriétés synergiques . L'appareil de dialyse suivant l'invention comporte deux étages : un étage classique de dialyse par fibres creuses et un élément contenant un adsorbant compatible avec le sang qui est de préférence un filtre à perles de charbon de bois , la sortie de l'appareil classique de dialyse étant reliée à l'entrée d'une cartouche contenant des perles de charbon de bois activé ayant une dimension particulière. Suivant l'invention,on a constaté qu'en plaçant un filtre à perles de charbon de bois à la sortie d'un filtre à fibres creuses, on obtient un processus de filtration qui est notablement plus rapide que les processus de la technique antérieure tout en étant relativement peu coûteux en ce que la surface des fibres semi-perméables peut être conservée minimale et que la quantité nécessaire de perles de charbon de bois peut également être conservée relativement faible.Ceci est dû au fait qu'on a découvert que les filtres à fibres creuses sont particulièrement efficaces en ce qui concerne les toxines de dimension moléculaire relativement faible tandis que les filtres à perles de charbon de bois sont relativement efficaces en ce qui concerne les molécules de grandes dimensions#et en outre que se sont les molécules de petites dimensions qui sont principalement responsables de la saturation du charbon de bois.Ainsi,en disposant le filtre à charbon de bois après le filtre à vibres creuses , le charbon de bois est protégé de la saturation parles petites particules, ce qui signifie que l'on doit utiliser une quantité m o i n d r e de p e r 1 e s de charbon de bois et que l'on peut obtenir simultanément un filtre qui soit efficace à la fois en ce qui concerne les grosses et les petites molécules , et en outre que le temps de filtration est notablement réduit sans augmentation inacceptable des frais. On obtient ainsi un filtre qui présente les avantages des filtres à fibres creuses en ce qui concerne l'extraction de fluide , * l'urée et l'équilibre enélectrolyte et les avantages des filtres à charbon de bois en ce qui concerne l'extraction des grosses molécules, mais qui cependant ne pose pas le problème de la saturation des filtres à charbon de bois et présente un fonctionnement rapide sans augmentation notable des frais de fabrication. On a également découvert que les techniques de fabrication utilisées pour la fabrication des filtres à fibres creuses fournissent une interface parfaite entre le filtre à fibres creuses et le filtre à charbon de bois, qui empêche automatiquement tout effet de propagation du sang dans des canaux limités du charbon de bois. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suîvre,faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels la Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un appareil de dialyse suivant l'invention la Fig. 2 est un schéma de l'interface entre les éléments filtrants à fibres creuses et à charbon de bois. La Fig. 1 montre un appareil de dialyse du sang suivant l'invention . Un appareil classique de dialyse du sang tel que connu dans la technique est représenté et désigné dans son ensemble par la référence 1 et fonctionne suivant des principes bien connus. Le sang provenant du patient sous traitement pénètre en 2 et passe dans le corps de l'appareil classique 1 de dialyse. Le corps de l'appareil 1 est constitué d'une enveloppe 3 en matière plastique ayant une partie interne creuse 4 qui est remplie de fibres de membranes semi-perméables.Les extrémités de ces fibres sont fixées dans des chapeaux d'extrémités 5 et 6 en matière plastique, de sorte que lorsque le sang est introduit dans l'entrée 2,il pénètre dans les extrémités creuses des fibres maintenues dans le chapeau d'extrémité 5, il traverse ensuite les fibres creuses dans leur longueur et sort par l'extrémité opposée des fibres maintenues dans le chapeau d'extrémité 6. Le dialysat circule à travers le corps 4 de l'appareil 1, en pénétrant par l'entrée 7 et en sortant en 8. La solution de dialysant entoure les fibres semi-perméables et les impuretés du sang traversent la membrane semi-perméable pour passer dans la solution de dialysant et le sang est ainsi purifié. Le fonctionnement de l'appareil de dialyse du sang décrit jusqu'ici est classique. Suivant l'invention, il est prévu une cartouche supplémentaire de filtration désignée par la référence 9. Cette cartouche supplémentaire consiste en une enveloppe creuse en matière plastique qui est vissée sur le chapeau d'extrémité 6 au moyen d'un organe de liaison IO. La cartouche 9 est remplie de perles de charbon de bois activé. Les perles de charbon de bois activé ont de préférence un diamètre de 0,6, + O,lnra, et sont réalisées avec une résine thermodurcissable et revêtues de collodion. De telles perles sont connues dans la technique et sont disponibles dans le commerce. Le sang pénètre dans la cartouche 9 après avoir été partiellement purifié dans l'appareil classique de dialyse 1 à fibres creuses , traverse ensuite les perles de charbon de bois activé disposes dans la cartouche 9 et sort enfin de cette dernière par une sortie 11 et est renvoyé dans le corps du patient. Le sang est ainsi soumis à un processus de purification en deux phases qui est de nature synergique . Tout d'abord 11e sang est soumis à une opération de dialyse dans un appareil classique qui présente la propriété d'extraire les molécules de petites dimensions et de dimensions moyennes et qui est efficace en ce qui concerne l'extraction de fluide, l'urée et l'équilibre en électrolyte. Le sang passe ensuite à travers les perles de charbon de bois activé disposées dans la cartouche 9. L'une des propriétés de la filtration par le charbon de bois est que celui-ci est particulièrement efficace pour l'extraction des molécules relativement grosses, c'est-à-dire les molécules ayant un poids supérieur à 300 Dalton.L'inconvénient de la filtration au charbon de bois consiste en ce que les perles de charbon de bois, qui sont relativement coûteuses, sont rapidement saturées par les petites molécules et perdent ainsi leur efficacité. Ainsi,en reliant le filtre à perles de charbon de boisson obtient une bonne filtration à la fois des petites et des grosses molécules et on résoud simultanément le problème de la saturation des perles de charbon. Un autre des problèmes principaux que l'on rencontre en utilisant un filtre à perles decharbondéboisestlephé- nomène de propagation canalisée du sang ; c'est-R- dire que le sang qui traverse les perles tend à s'écouler dans des canaux limités,ce qui signifie que le contact avec les ~ perles est limité et que la filtration est entravée La Fig. 2 montre schématiquement en bout le chapeau d'extrémité 6 en le considérant depuis l'élément filtrant à charbon de bois vers l'élément filtrant à fibres creuses. Les extrémités des fibres creuses 12 sont représentées noyées dans un matériau 13 d'enrobage en matière plastique. Une vue du chapeau d'extrémité d'entrée 5 serait identique, le sang s'écoulant dans les fibres par l'extrémité d'entrée du filtre et sortant des fibres à l'extrémité de sortie 6. On a constaté que l'agencement aléatoire dispersé des extrémités des fibres dans l'6leent de filtration 1 résout efficacement le problème de la propagation du sang dans des canaux limités en ce que le .sang qui sort des extrémités 12 des fibres pénètre dans le filtre à perles de charbon d'une façon uniforme sur une surface étendue et traverse uniformément le charbon sans que se forment des canaux lirlites Le sang trouve ainsi un contact superficiel maximal avec le charbon et subit ainsi une filtration maximale. La technique -?articulière ainsi utilisée. pour former les éléments d'extrémité des fibres creuses est particulièrement appropriée pour la réalisation d'un élément d'interface pour le filtre à charbon, rendant ainsi l'appareil avantageux tant du point de vue technique que du point de vue économique. REYENDICATIONS l - Appareil de filtration du sang du type comportant un filtre à fibres creuses semi-perméables ayant une entrée (5) et une sortie (6) pour le sang, celui-ci traversant lesdites fibres semi-perméables de ladite entrée à ladite sortie, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un élément (g) fixé à ladite sortie pour le sang et comprenant un adsorbant compatible avec le sang. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit adsorbant comprend des perles de charbon de bois activé. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les perles ont un diamètre d'environ 0,6 + O,BmL 4 - Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les perles sont réalisées avec une résine thermodurcissable et sont revêtues de collodion.