本技术涉及血液净化，具体涉及一种滤过灌流型佩戴式人工肾装置。
背景技术：
1、尿毒症是肾功能衰竭的终末期阶段，中国的尿毒症患者人数逐年增长，从2000年至2020年的二十年间，尿毒症患者总人数从10万增加到200多万。人工肾是治疗肾衰竭和尿毒症的重要途径，可以在一定程度上替代人体肾脏的功能，通过将患者血液引出体外，利用血液透析器、血液灌流器等清除血液中的代谢废物和毒素，达到净化血液和治疗疾病的目的。
2、传统的人工肾治疗需要在大型医院、血液透析中心等医疗机构完成，便利性差，对患者工作和生活的影响较大。佩戴式人工肾主要是通过便携式的血液净化装置，在社区或家庭完成血液净化治疗，其优势在于轻便和微型化的治疗装置对患者工作和生活的影响较小。目前佩戴式人工肾的研发主要集中在三个方向，透析型佩戴式人工肾、灌流型佩戴式人工肾和组合型佩戴式人工肾。
3、透析型佩戴式人工肾需要解决透析液来源问题：透析液一次性通过型人工肾装置可连接小型水处理系统或袋装透析液，通过改造家庭的水路和电路实现居家透析，目前在欧美国家的使用率较高。但是其设备昂贵，由于水处理系统的存在导致设备重量至少在30kg以上，单次治疗使用透析液超过100 l，并且对水源和水质的要求较高，不适合普通低收入家庭使用。透析液再生型人工肾装置包含透析液再生系统，该系统使用吸附剂清除透析废液中的有害成分，再生的透析液重新用于透析治疗，大大减少了透析液的使用，单次治疗仅使用透析液2-6 l。该装置无需复杂的水处理系统，设备小型便捷，可做到10 kg以下，适合家庭采购和使用。但是该装置所使用的吸附耗材价格昂贵，且吸附剂对透析废液中有害成分的清除效率会随透析时间的增加而逐渐降低，在治疗过程中需及时更换吸附耗材，因此其实际应用也受到了限制。
4、灌流型佩戴式人工肾通过血液灌流器/血浆灌流器来清除血液中的代谢废物和毒素，灌流器由多个吸附模块组成，用于吸附血液中的尿素、尿酸、肌酐和β2-微球蛋白等，随后将净化后的血液/血浆输回患者体内。其核心问题同透析液再生型人工肾类似，吸附耗材的成本高、效率有限，并且该模式对吸附剂本身的血液相容性和安全性要求较高。组合型佩戴式人工肾是一种结合了血液透析和血液灌流的治疗模式，在一定程度上降低了耗材的使用、保障了装置的便携性，但并未从根本上解决透析液再生和吸附耗材使用效率有限的问题。
5、尿素清除问题是限制佩戴式人工肾发展的另一重要原因，无论是透析液再生系统还是灌流器中的吸附剂都很难清除尿素。通过直接吸附的方式清除尿素是理论上的最佳方案，但迄今为止，还未有成功应用的高效尿素吸附材料；通过“脲酶分解-吸附”策略可以清除尿素，但是尿素分解产生的血氨对人体的危害性更高，需要额外增加吸附剂来清除血氨，并且脲酶价格高昂、分解活性不稳定的问题也限制了这一方法的应用。
6、现有国际和国内研发的各种佩戴式人工肾装置大多因为上述技术瓶颈走到临床试验而止步不前，个别走向实际应用的佩戴式人工肾装置也由于使用条件受限而难以推广。因此，本领域亟需一种新的人工肾装置，这种装置在保证装置轻便易携带的基础上，减少液体（透析液和置换液）和吸附耗材用量，降低治疗成本，同时要提高治疗效率，尤其是对尿素的清除效率。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本实用新型目的就是提供一种滤过灌流型佩戴式人工肾装置，将血液滤过器和一种三层超滤液灌流器应用到人工肾装置中，持续地清除血液中的毒素、代谢废物和水分，不使用透析液和置换液，提高装置的便携性、降低使用成本。
2、本实用新型所采用的技术方案为：
3、一种滤过灌流型佩戴式人工肾装置，包括血液循环部分和超滤液净化部分；其中，
4、所述血液循环部分包括沿血液流动方向依次设置的动脉夹、血液泵、肝素入口、动脉壶、血液滤过器、静脉壶、气泡检测器和静脉夹；
5、所述超滤液净化部分包括沿超滤液流动方向依次设置的超滤液泵和三层超滤液灌流器，能够持续清除超滤液中的代谢废物和毒素；在所述超滤液泵和三层超滤液灌流器之间设有超滤液夹和超滤液收集器，能够排掉部分超滤液，达到脱水的效果；所述血液泵控制血液循环部分的血液流速；所述超滤液泵控制超滤液净化部分的超滤液流速；
6、所述三层超滤液灌流器由从下至上依次设置的聚醚砜树脂吸附层、聚苯乙烯树脂吸附层和活性炭树脂吸附层组成；
7、所述聚醚砜树脂吸附层、聚苯乙烯树脂吸附层和活性炭树脂吸附层的体积分别为70-130 ml、35-65 ml和120-180 ml；
8、三层超滤液灌流器能够持续吸附超滤液中的尿素、尿酸、肌酐和β2-微球蛋白等代谢废物和毒素；
9、所述聚醚砜树脂吸附层由若干聚醚砜树脂尿素吸附微球填充而成；所述聚醚砜树脂尿素吸附微球的直径为800-1500 μm。
10、作为优选的技术方案，在所述动脉夹与血液泵之间设置有动脉压力检测器；在所述动脉壶与血液滤过器之间设置有滤前压力检测器；在所述气泡检测器与静脉夹之间设置有静脉压力检测器；在所述血液滤过器与超滤液泵之间设置有超滤液压力检测器。
11、作为优选的技术方案，所述血液滤过器设有血液入口、血液出口和超滤液出口，其中所述血液入口和血液出口连接血液循环部分，所述超滤液出口连接所述超滤液净化部分。其中血液入口和血液出口连接血液循环部分，超滤液出口连接超滤液净化部分，血液通过血液滤过器产生含有代谢废物和毒素的超滤液，经过超滤液净化部分的处理后，净化后的超滤液再次回到血液循环。
12、作为优选的技术方案，所述聚苯乙烯树脂吸附层由若干聚苯乙烯树脂吸附微球填充而成；所述聚苯乙烯树脂吸附微球的直径为500-1000 μm。
13、作为进一步优选的技术方案，所述活性炭树脂吸附层由若干活性炭树脂吸附微球填充而成；所述活性炭树脂吸附微球的直径为800-1200 μm。
14、适当的吸附层体积和吸附微球的直径，能够保证净化效果。
15、使用时，患者血管与本技术的人工肾装置中的血液循环管路连接，患者血液从管路的动脉端进入血液循环部分，从管路的静脉端回到患者血管内。
16、本方案采用肝素抗凝，在治疗开始和治疗过程中由肝素入口加入适量肝素，以维持血液循环管路的通畅。
17、血液泵控制血液循环部分的血液流速，血液流速为100-150 ml/min；超滤液泵控制超滤液净化部分的超滤液流速，超滤液流速为20-30 ml/min。
18、动脉壶靠近血液循环管路的动脉端，静脉壶靠近血液循环管路的静脉端，二者主要用于清除血液循环管路中的气泡，防止空气进入血液循环管路引发血栓。
19、动脉压力检测器、滤前压力检测器、超滤液压力检测器和静脉压力检测器分别检测动脉端血液压力、血液滤过器血液入口压力、血液滤过器超滤液出口压力和静脉端血液压力，并在超出预设压力范围时报警。
20、气泡检测器检测血液循环管路的气泡，并在超出预设最大气泡量时报警。
21、血液滤过器的有效膜面积为1.6-2.0 m2，超滤系数为60-75 ml/h/mmhg，血室容量为90-110 ml，对尿素、尿酸、肌酐和β2-微球蛋白的筛分系数不低于0.95、0.85、0.9和0.3。
22、与现有佩戴式人工肾装置和技术相比，本实用新型的优点在于：
23、1.不使用任何的液体耗材，包括透析液和置换液，也无需复杂的水处理系统和透析液再生装置，增加了装置的便携性，降低了操作难度。
24、2.利用血液滤过器产生含有代谢废物、毒素和水分的超滤液，进而利用超滤液灌流器高效清除超滤液中的代谢废物和毒素，净化后的超滤液将再次回到血液，持续降低血液中代谢废物和毒素的含量。此外，在治疗过程中，通过排掉部分超滤液还能达到脱水的效果。
25、3.提出和使用了聚醚砜树脂尿素吸附微球，通过直接吸附的方式实现了尿素清除，避免了“脲酶分解-吸附”策略清除尿素的安全风险。该尿素吸附微球也可用于其他佩戴式人工肾装置的设计，尤其是解决透析液再生中的尿素清除问题。
26、4.本装置所使用的耗材主要是管路、血液滤过器和三层透析液灌流器，在治疗中无需更换，三层透析液灌流器所包含的三种吸附微球制备简单、成本较低，显著减少了患者的治疗费用，适合普通低收入家庭使用。
1.一种滤过灌流型佩戴式人工肾装置，其特征在于，包括血液循环部分和超滤液净化部分；其中，
2.根据权利要求1所述的滤过灌流型佩戴式人工肾装置，其特征在于，在所述动脉夹（1）与血液泵（3）之间设置有动脉压力检测器（2）；在所述动脉壶（5）与血液滤过器（7）之间设置有滤前压力检测器（6）；在所述气泡检测器（14）与静脉夹（16）之间设置有静脉压力检测器（15）；在所述血液滤过器（7）与超滤液泵（9）之间设置有超滤液压力检测器（8）。
3.根据权利要求1所述的滤过灌流型佩戴式人工肾装置，其特征在于，所述血液滤过器（7）设有血液入口、血液出口和超滤液出口，其中所述血液入口和血液出口连接血液循环部分，所述超滤液出口连接所述超滤液净化部分。
4.根据权利要求1所述的滤过灌流型佩戴式人工肾装置，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂吸附层（122）由若干聚苯乙烯树脂吸附微球填充而成；所述聚苯乙烯树脂吸附微球的直径为500-1000 μm。
5.根据权利要求1所述的滤过灌流型佩戴式人工肾装置，其特征在于，所述活性炭树脂吸附层（123）由若干活性炭树脂吸附微球填充而成；所述活性炭树脂吸附微球的直径为800-1200 μm。
