用于治疗血容量过多的可植入装置

优先权

本申请要求于2018年10月24日提交的美国临时申请号62/750,138的优先权权益，其通过引用整体并入本申请。

背景技术

血容量过多(hypervolemia)或体液超负荷是一种由于血浆中保留过多的水，血管内隔室(intravascular compartment)中的血容量超过正常水平的医疗状况。水可能会在患有慢性肾脏疾病的患者中积聚，尤其是在晚期阶段，例如终末期肾脏疾病(“ESRD”)，其中肾脏不再有效地过滤出超过身体需要的水。水也可能在患有慢性心脏病例如充血性心力衰竭(“CHF”)的患者中积聚，其中心脏不再有效地将血液泵送到肾脏以过滤出超过身体需要的水。血管内隔室中超过正常的血容量可导致腹膜腔和胸膜腔中的流体积聚，从而引起呼吸短促，这可能会降低生活质量。血管内隔室中超过正常的血容量也可导致高血压和心脏应激，这可加剧其它疾病如CHF，从而导致死亡。因此，控制血容量过多对于那些遭受医疗状况的人很重要。本文公开了解决前述问题的可植入装置及其方法。

发明内容

本文公开了一种用于治疗血容量过多的可植入装置，在一些实施方案中，该可植入装置包括：可膨胀腔室；联接至可膨胀腔室的刚性腔室；与可膨胀腔室和刚性腔室二者流体连通的第一阀；与刚性腔室和可植入装置的外部流体连通的第二阀；以及渗透流体。可膨胀腔室包括第一半透膜。刚性腔室包括活塞。第一阀具有打开位置以允许流体在可膨胀腔室与刚性腔室之间流动。第二阀具有打开位置以允许流体从刚性腔室流动至可植入装置的外部。渗透流体具有高于体液的渗透浓度。渗透流体被设计成通过第一半透膜从体液中吸收水。

在一些实施方案中，可植入装置还包括泵。泵被设计成移动可植入装置的任何流体内容物通过处于打开位置的第一阀或处于打开位置的第二阀。

在一些实施方案中，活塞被配置为当第一阀处于打开位置时在刚性腔室中执行泵致动的拉冲程(pump-actuated pull stroke)，以将可膨胀腔室的任何流体内容物拉入刚性腔室中。

在一些实施方案中，活塞被配置为当第二阀处于打开位置时在刚性腔室中执行泵致动的推冲程(pump-actuated push stroke)，以推动刚性腔室中的任何流体内容物并将渗透物从可植入装置中排出。

在一些实施方案中，第一半透膜或第二半透膜中的至少一个为透析膜。

在一些实施方案中，渗透流体为溶解的聚合物的水溶液。

在一些实施方案中，第一半透膜和第二半透膜被设计成防止溶解的聚合物的水溶液通过。

在一些实施方案中，可植入装置被配置用于植入患者的腹膜腔中。

在一些实施方案中，将可植入装置分流至患者的输尿管以通过膀胱排出过量的水。

在一些实施方案中，可植入装置还包括感应线圈，该感应线圈被配置为与配套设备(companion device)的互补感应线圈耦合，其中该配套设备可操作以与电源供电(mainselectricity)耦合以通过感应对可植入装置充电或供电。

本文还公开了一种用于治疗血容量过多的可植入装置，在一些实施方案中，该可植入装置包括：可膨胀腔室；包括活塞的刚性腔室；位于可膨胀腔室和刚性腔室之间的第一阀；位于刚性腔室和刚性腔室的外部之间的第二阀；以及可植入装置内的流体。可膨胀腔室包括位于该可膨胀腔室的至少一部分上的第一半透膜。可膨胀腔室被配置为当流体被布置在该可膨胀腔室中时膨胀，并且通过第一半透膜从可膨胀腔室的外部的体液中通过渗透的方式吸收水，其中体液具有较低渗透浓度。位于可膨胀腔室与刚性腔室之间的第一阀被配置用于当该第一阀打开时允许流体在可膨胀腔室与刚性腔室之间流动。位于刚性腔室与刚性腔室的外部之间的第二阀被配置为当该第二阀打开时允许流体从该刚性腔室流入第二半透膜中以便将水从可植入装置中排出。

在一些实施方案中，可植入装置还包括泵。该泵被配置为与第一阀和第二阀二者协同操作。该泵被配置为当第一阀打开时使流体在可膨胀腔室与刚性腔室之间移动，并且该泵被配置为当第二阀打开时使流体从刚性腔室移动到第二半透膜。

在一些实施方案中，活塞被配置为当第一阀打开时在刚性腔室中执行泵致动的拉冲程，以将流体从可膨胀腔室拉到刚性腔室中。

在一些实施方案中，活塞被配置为当第二阀打开时在刚性腔室中执行泵致动的推冲程，以将流体从刚性腔室推动通过第二半透膜以将水从可植入装置中排出。

在一些实施方案中，第一半透膜、第二半透膜或第一、第二半透膜二者均为透析膜。

在一些实施方案中，可植入装置内的流体为溶解的聚合物的水溶液。

在一些实施方案中，可植入装置内的流体为不能通过第一半透膜和第二半透膜的溶解的聚合物的水溶液。

在一些实施方案中，可植入装置被配置用于植入患者的腹膜腔中以除去超过患者需要的水。

在一些实施方案中，将可植入装置分流至患者的输尿管以通过膀胱排出超过患者需要的水。

在一些实施方案中，可植入装置还包括感应线圈，该感应线圈被配置为与配套设备的互补感应线圈耦合，其中该配套设备可操作以与电源供电耦合以通过感应对可植入装置充电或供电。

本文还公开了一种用于治疗血容量过多的可植入装置，在一些实施方式中，该可植入装置包括：第一可膨胀腔室、第二可膨胀腔室、包括活塞的刚性腔室、多个阀、以及可植入装置内的流体。第一可膨胀腔室包括位于该第一可膨胀腔室的至少一部分上的第一半透膜。第二可膨胀腔室包括位于该第二可膨胀腔室的至少一部分上的第二半透膜。第一可膨胀腔室和第二可膨胀腔室中的每一个均被配置为当流体置于其中时膨胀，并且从具有较低渗透浓度的可植入装置外部的体液中渗透吸收水。多个阀包括位于第一可膨胀腔室与刚性腔室之间的第一阀以及位于第二可膨胀腔室与刚性腔室之间的第二阀。第一阀和第二阀中的每一个均被配置为在阀打开时允许流体在相邻腔室之间流动。多个阀还包括位于刚性腔室与刚性腔室的外部之间的第三阀以及位于刚性腔室与刚性腔室的外部之间的第四阀，其中第三阀和第四阀通过活塞彼此分隔开。第三阀被配置为当第三阀打开时允许流体从刚性腔室流入第三半透膜中以便将水从可植入装置中排出。第四阀被配置为当第四阀打开时允许流体从刚性腔室流入第四半透膜中以便将水从可植入装置中排出。

在一些实施方案中，可植入装置还包括泵。泵被配置为与多个阀协同操作。泵被配置为当第一阀打开时使流体在第一可膨胀腔室与刚性腔室之间移动，当第四阀打开时同时还将流体从刚性腔室移动至第四半透膜。泵还被配置为当第二阀打开时使流体在第二可膨胀腔室与刚性腔室之间移动，当第三阀打开时同时还将流体从刚性腔室移动至第三半透膜。

在一些实施方案中，活塞被配置为当第一阀和第四阀打开时在刚性腔室中执行泵致动的拉冲程，以在将流体从第一可膨胀腔室拉入刚性腔室中的同时将流体从刚性腔室推动通过第四半透膜以将水从可植入装置中排出。

在一些实施方案中，活塞被配置为当第二阀和第三阀打开时在刚性腔室中执行泵致动的推冲程，以将来自刚性腔室的流体推动通过第三半透膜，以便将水从可植入装置中排出，并且与此同时将流体从第二可膨胀腔室拉入刚性腔室中。

在一些实施方案中，第一半透膜、第二半透膜、第三半透膜和第四半透膜中的每一个均为透析膜。

在一些实施方案中，可植入装置内的流体为溶解的聚合物的水溶液。

在一些实施方案中，可植入装置内的流体为不通过第一、第二、第三和第四半透膜的溶解的聚合物的水溶液。

在一些实施方案中，可植入装置被配置用于植入患者的腹膜腔中以除去超过患者需要的水。

在一些实施方案中，将可植入装置分流至患者的输尿管以通过膀胱排出超过患者需要的水。

在一些实施方案中，可植入装置还包括感应线圈，该感应线圈被配置为与配套设备的互补感应线圈耦合，其中能够操作该配套设备与电源供电耦合以通过感应对可植入装置充电或供电。

本文还公开了一种用前述可植入装置治疗血容量过多的方法，该方法包括本文所述的与用于治疗血容量过多的可植入装置相关的一个或多个功能。

结合附图和以下描述，对于本领域技术人员来说本文提供的概念的这些和其他特征将变得更加明显，其中附图和以下描述更详细地公开了这些概念的特定实施例。

附图说明

图1A示出了根据一些实施方案的在第一操作阶段中的用于治疗血容量过多的装置。

图1B示出了根据一些实施方案的在第二操作阶段中的用于治疗血容量过多的装置。

图1C示出了根据一些实施方案的在第三操作阶段中的用于治疗血容量过多的装置。

图1D示出了根据一些实施方案的在第四操作阶段中的用于治疗血容量过多的装置。

图1E示出了根据一些实施方案的在第五操作阶段中的用于治疗血容量过多的装置。

图1F示出了根据一些实施方案的在第六操作阶段中的用于治疗血容量过多的装置。

图2示出了根据一些实施方案的用于治疗血容量过多的另一装置。

具体实施方式

在更详细地公开一些具体实施方案之前，应当理解，本文公开的具体实施方案不限制本文提供的概念的范围。还应当理解，本文公开的特定实施方案可具有以下特征，即其可容易地与特定实施方案分离并且任选地与本文公开的许多其他实施方案中的任一特征组合或将其替代。

关于本文使用的术语，还应当理解，这些术语是为了描述一些特定实施方案的目的，并且这些术语不限制本文提供的概念的范围。序数(例如，第一、第二、第三等)通常用于区分或标识一组特征或步骤中的不同特征或步骤，并且不提供系列或数字限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”特征或步骤不必按顺序出现，并且包括这些特征或步骤的特定实施方案不必限于这三个特征或步骤。为方便起见，使用了标签比如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等，并且这些标签并非旨在暗示例如任何特定的固定位置、定向或方向。相反，这样的标记用于反映例如相对位置、定向或方向。除非上下文另有明确规定，否则单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

如上所述，血容量过多或体液超负荷是一种由于血浆中保留过多的水，血管内隔室中的血容量超过正常水平的医疗状况。水可能会在患有慢性肾脏疾病的患者中积聚，尤其是在晚期阶段，例如终末期肾脏疾病(“ESRD”)，其中肾脏不再有效地过滤出超过身体需要的水。水也可能在患有慢性心脏病例如充血性心力衰竭(“CHF”)的患者中积聚，其中心脏不再有效地将血液泵送到肾脏以过滤出超过身体需要的水。血管内隔室中超过正常的血容量可导致腹膜腔和胸膜腔中的流体积聚，从而引起呼吸短促，这可能会降低生活质量。血管内隔室中超过正常的血容量也可导致高血压和心脏应激，这可加剧其它疾病如CHF，从而导致死亡。因此，控制血容量过多对于那些遭受医疗状况的人很重要。本文公开了解决前述问题的可植入装置及其方法。

图1A-1F示出了根据一些实施方案的用于在多个不同操作阶段中治疗血容量过多的装置100。

如图所示，可植入装置100包括可膨胀腔室110、包括活塞122的刚性腔室120、位于可膨胀腔室110和刚性腔室120之间的第一阀132、位于刚性腔室120和刚性腔室120的外部之间的第二阀134、以及可植入装置100内的流体140。

可膨胀腔室110包括位于可膨胀腔室110的至少一部分上的第一半透膜112。可膨胀腔室110被配置为当流体140被布置在可膨胀腔室110中时膨胀，并且被配置为通过第一半透膜112从可膨胀腔室110外部的体液中将水渗透吸收到流体140中，该可膨胀腔室110外部的体液具有低于流体140的渗透浓度。(参见附图1A和1B。)

位于可膨胀腔室110与刚性腔室120之间的第一阀132被配置为具有打开位置，以便当第一阀132打开或处于打开位置时允许或准许流体140在可膨胀腔室110与刚性腔室120之间流动。(参见附图1B和1C。)

位于刚性腔室120与刚性腔室120的外部之间的第二阀134被配置为具有打开位置，以便当第二阀134打开或处于打开位置时允许或准许流体140从刚性腔室120流入第二半透膜124以便将水从可植入装置100排出。(参见附图1D和1E。)

可植入装置100还包括泵(未示出)，例如齿轮驱动的活塞泵，以将可植入装置的任何流体内容物移动通过可植入装置100(例如当处于打开位置时，通过第一阀132或第二阀134)。泵被配置为与第一阀132和第二阀134二者协同操作。泵被配置为当第一阀132打开时使流体140在可膨胀腔室110与刚性腔室120之间移动。泵还被配置为当第二阀134打开时将流体140从刚性腔室120移动到第二半透膜124。

活塞122被配置为当第一阀132打开时在刚性腔室120中执行泵致动的拉冲程，以将任何流体内容物(例如流体140)从可膨胀腔室110拉到刚性腔室120中。活塞122还被配置用于在第二阀134打开时在刚性腔室120中执行泵致动的推冲程，以将任何流体内容物(例如来自刚性腔室120的流体140)推动通过第二半透膜124以便将水(作为渗透物)从可植入装置100中排出，由此产生流体140的滞留物。在关闭第二阀134或使第二阀返回到关闭位置，并且打开第一阀132或使第一阀132返回到打开位置时，泵致动的推冲程可以进一步用于将流体140的滞留物从刚性腔室120推动到可膨胀腔室110中用于另一个循环。

除了上述内容之外，泵致动的冲程可以在可植入装置100的循环操作模式中应用，其中在第一阀132处于打开位置时，流体140通过第一阀132在可膨胀腔室110和刚性腔室120之间来回循环。循环操作模式确保流体140被混合，使得半透膜124内表面附近的流体140的渗透浓度保持足够高，以便渗透通过半透膜124。根据植入可植入装置100的患者的活动水平，可植入装置100的循环操作模式可能不是必需的。即，患者的活动水平可能足以混合流体140，以保持流体140在半透膜124内表面附近足够高的渗透浓度，从而使水渗透通过半透膜124。

图2示出了根据一些实施方案的用于治疗血容量过多的另一保200。

如图所示，可植入装置200包括第一可膨胀腔室110、第二可膨胀腔室210、包括活塞122的刚性腔室120、多个阀132、134、232、234以及可植入装置200内的流体140。

如参照可植入装置100所述，第一可膨胀腔室110包括位于第一可膨胀腔室110的至少一部分上的第一半透膜112。同样，附加的第二可膨胀腔室210包括位于第二可膨胀腔室210的至少一部分上的第二半透膜212。第一可膨胀腔室110和第二可膨胀腔室210各自被配置为当流体140被布置在其中时膨胀，并且被配置为从可植入装置200外部的体液渗透地吸收水。即，当可膨胀腔室110外部的体液具有低于流体140的渗透浓度时，当可膨胀腔室110中的流体140通过第一半透膜112从可膨胀腔室110外部的体液中将水渗透吸收到流体140中时，可膨胀腔室110膨胀；并且当可膨胀腔室210外部的体液具有低于流体140的渗透浓度时，当可膨胀腔室210中的流体140通过第二半透膜212从可膨胀腔室210外部的体液中将水渗透吸收到流体140中时，可膨胀腔室210膨胀。

多个阀包括位于第一可膨胀腔室110和刚性腔室120之间的第一阀132，以及位于第二可膨胀腔室210和刚性腔室120之间的第二阀232。第一阀132和第二阀232各自被配置为具有打开位置，以在阀打开或处于打开位置时允许或准许流体140在相邻腔室之间流动。即，位于可膨胀腔室110和刚性腔室120之间的第一阀132被配置为当第一阀132打开时允许流体140在可膨胀腔室110和刚性腔室120之间流动，并且位于可膨胀腔室210和刚性腔室120之间的第二阀232被配置为当第二阀232打开时允许流体140在可膨胀腔室210和刚性腔室220之间流动。多个阀还包括位于刚性腔室120与刚性腔室120的外部之间的第三阀134以及位于刚性腔室120与刚性腔室120的外部之间的第四阀234，其中第三阀134和第四阀234被活塞122彼此分隔开。第三阀134被配置为具有打开位置，从而当第三阀134打开或处于打开位置时允许或准许流体140从刚性腔室120流入第三半透膜124以将水从可植入装置200排出。第四阀234被配置为具有打开位置，从而当第四阀234打开或处于打开位置时允许或准许流体140从刚性腔室120流入第四半透膜224以将水从可植入装置200排出。

可植入装置200还包括如参考可植入装置100描述的泵(未示出)。同样地，泵被配置为与多个阀132、134、232、234协同操作。泵被配置为当第一阀123打开时使流体140在第一可膨胀腔室110和刚性腔室120之间移动，当第四阀234打开时泵被配置为还同时将流体140从刚性腔室120移动至第四半透膜224。泵还被配置为当第二阀232打开时使流体140在第二可膨胀腔室210和刚性腔室120之间移动，当第三阀134打开时泵被配置为还同时将流体140从刚性腔室210移动至第三半透膜124。

活塞122被配置用于在第一阀132和第四阀234打开时在刚性腔室120中执行泵致动的拉冲程，以便同时将任何流体内容物(例如流体140)从第一可膨胀腔室110拉入邻近第一可膨胀腔室110的刚性腔室120并且推动任何流体内容物(例如来自邻近可膨胀腔室210的刚性腔室120的流体140)通过第四半透膜224以将水从可植入装置200中排出。活塞122还被配置用于在第二阀232和第三阀134打开时在刚性腔室120中执行泵致动的推冲程，以便同时将任何流体内容物(例如流体140)从邻近第一可膨胀腔室110的刚性腔室120推出通过第三半透膜124以从可植入装置200中排出水，并将任何流体内容物(例如流体140)从第二可膨胀腔室210拉入邻近第二可膨胀腔室210的刚性腔室120中。类似于参考可植入装置100描述的泵致动的推冲程，能够进一步将前述泵致动的冲程与及时地打开和关闭阀一起利用，以将流体140的滞留物从刚性腔室120推动到可膨胀腔室110、210中用于另外的循环。另外，前述泵致动的冲程可以进一步在类似于可植入装置100的循环操作模式中使用。

可植入装置100和200的第一半透膜112、第二半透膜124、第三半透膜212和第四半透膜224各自的孔径都允许水渗透通过半透膜，但不允许较大的代谢物(例如多肽或蛋白质)、细胞碎片(例如血小板)或细胞(例如红细胞或白细胞)通过半透膜。然而，半透膜的孔径可以被调整以允许比如Na

可植入装置100或200内的流体140或渗透流体可以是溶解的聚合物例如聚(乙二醇)(“PEG”)或聚丙烯酸钠的水溶液，该溶解的聚合物基于尺寸不能通过第一、第二、第三和第四半透膜112、124、212、224中的任何半透膜。当植入装置100或200植入患者时，流体140中溶解的聚合物的初始或基础浓度足以产生渗透势，以通过第一半透膜112或第二半透膜212除去超过患者需要的水。即，渗透流体具有高于体液的渗透浓度，这允许渗透流体在植入装置100或200植入患者时通过第一半透膜112或第二半透膜212从体液中吸收水。

可植入装置100和可植入装置200各自都被配置用于植入患者的至少腹膜腔中，以去除由于包括血容量过多或肝病在内的一种或多种原因而积聚在患者腹膜腔中的水(一种称为腹水的状况)。对于可植入装置100、200来说腹膜腔是有利位置，因为患者的移动允许可膨胀腔室110、210中的流体140保持流体四处流动，从而促进了移动，其维持了有利于渗透的浓度梯度。另外，可植入装置100可以分流到患者的输尿管以通过患者的膀胱排出超出患者需要的水。

因为可植入装置100和200是电动装置，所以可植入装置100和可植入装置200各自还包括感应线圈(未示出)，该感应线圈被配置为与配套设备(例如绑带)的互补感应线圈耦合，该配套设备可操作以与电源供电耦合以通过感应对可植入装置充电或供电。例如，可以在患者休息的白天或者在患者睡觉的夜间插入并佩戴绑带。

虽然本文已经公开了一些特定实施方案，并且虽然已经详细公开了特定实施方案，但是特定实施方案并非旨在限制本文提供的概念的范围。本领域的普通技术人员可以想到另外的调整和/或修改，并且在更广泛的方面，也包括这些调整和/或修改。因此，在不脱离本文提供的概念的范围的情况下，可以偏离本文公开的具体实施方案。