动通道 204)。蛋白质凝胶破坏层212包括跨第一流动通道204延伸的多个元件。在一些具体实施中， 蛋白质凝胶破坏层212的高度被配置约为凝胶蛋白质层或边界层的高度，如果微流体装置 不包括蛋白质凝胶破坏层212则所述凝胶蛋白质层或边界层可靠近隔膜210形成。例如，蛋 白质凝胶破坏层212的元件具有至少约Iwii的高度并在距离隔膜的厚度的中屯、一段距离处 终止，所述隔膜厚度小于或等于第一流动通道204高度的约1/3。在一些具体实施中，第一流 动通道被配置不同于第二流动通道。例如，第一流动通道可包括倒圆的边缘、抗凝剂涂层或 可另外具有用于承载剪切敏感流体(类似血液)优化的形状。运些优化可降低在第一流动通 道中形成血块的可能性。
[0068] 接下来，血液流经所提供的微流体装置的血液流动通道(步骤904)。如图IA所示， 在一些具体实施中，血液通过累106从血液胆存器104流入微流体装置中。在其它具体实施 中，血液直接从患者流入微流体装置中。在一些具体实施中，微流体装置包括将血液分布至 微流体装置内的血液流动通道中的每个的歧管。在一些具体实施中，将血液稀释剂或抗凝 剂，诸如杀鼠灵或肝素添加至血液中W防止血液在系统100的微流体装置或另一部件内凝 结。
[0069] 然后氧气或混合气体流经所提供的微流体装置的第二流动通道(步骤906)。当血 液和氧气穿过微流体装置时，氧气进入血液中。在一些具体实施中，血液在一个方向上流经 微流体装置而气体在相反方向上流经微流体装置。
[0070] 当血液流经第一流动通道时，血液在蛋白质凝胶破坏层的元件的上方流动（步骤 908)。如上所述，蛋白质凝胶破坏层可包括筛网、网、嵌入隔膜中或附连到隔膜的多个形貌 特征、搁栅、支柱或它们的组合。当血液在蛋白质凝胶破坏层的元件上方流动时，蛋白质凝 胶破坏层的元件在通过第一流动通道的血液层流中产生最小扰动。在一些具体实施中，在 层流中的扰动基本上靠近隔膜-例如，距离隔膜表面在约1皿至扣m之间。在一些具体实施 中，在血液层流中的扰动可减少沿着隔膜表面的蛋白质凝胶层的形成。例如，扰动可分离或 移动在隔膜附近聚积返回到流经第一流动通道的大部分血液中的蛋白质。
[0071] 当血液流经第一流动通道时，来自氧气通道的氧气跨隔膜扩散并进入第一流动通 道的血液中W为部分脱氧的血液进行充氧。由于蛋白质凝胶破坏层减少了通常在血液-隔 膜界面处形成的边界层或凝胶层，所W微流体装置可在血液充氧处理过程中保持其效率。
[0072] 在不背离其精神或者其本质特征的条件下，本发明还可W其他具体形式实现。因 此前述实施应被认为在各方面是说明性的，而不是对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种微流体装置，包括： 第一层，所述第一层限定其中的第一通道； 第二层，所述第二层限定其中的第二通道，所述第二通道沿着所述第一通道的所述长 度的相当大部分与所述第一通道重叠;和 隔膜，所述隔膜将所述第一通道与所述第二通道分开； 蛋白质凝胶破坏层，所述蛋白质凝胶破坏层邻近所述第一通道或位于其内，所述蛋白 质凝胶破坏层包括至少部分地跨所述第一通道延伸的多个元件，所述元件具有至少约Ιμπι 的高度并具有在距离所述隔膜的所述厚度的中心一段距离处终止的端部，所述隔膜的所述 厚度小于或等于所述第一通道的高度的约1/3。2. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述微流体装置还包括： 第三层，所述第三层限定其中的第三通道，所述第三通道与所述第一通道重叠;和 第二隔膜，所述第二隔膜将所述第三通道与所述第一通道分开。3. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述多个元件完全跨所述第一通道 延伸。4. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述第一通道的所述高度在约50μπι 和约100μπι之间。5. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，跨所述第一通道延伸的所述凝胶破 坏层的所述元件包括整合进所述隔膜中的多个形貌特征。6. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述凝胶破坏层包括设置于所述第 一通道中并邻近所述隔膜的筛网。7. 根据权利要求6所述的微流体装置，其特征在于，所述筛网限定多个筛网开口，其中 沿着所述通道的长度的所述多个筛网开口中的每个的尺寸在约100μπι和约5_之间。8. 根据权利要求6所述的微流体装置，其特征在于，所述筛网包括生物相容性金属、聚 酯以及聚酰胺中的一种。9. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述多个元件中的每个之间的间距 在约100μπι和约5mm之间。10. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述第一通道的所述长度在约5cm 和约30cm之间。11. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述多个元件中的每个的高度在 约Ιμπι和约3μηι之间。12. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述第一通道被配置用于血液流 动并且所述第二通道被配置用于输注液流动、透析液流动或氧气流动。13. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述多个元件中的每个从与所述 隔膜相对的所述第一通道的表面朝向所述隔膜延伸。14. 根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述多个元件中的每个与所述第 一聚合物层成一整体并跨邻近所述隔膜的所述第一通道延伸。15. -种方法，包括： 提供微流体装置，所述微流体装置包括： 第一层，所述第一层限定其中的第一通道； 第二层，所述第二层限定其中的第二通道，所述第二通道沿着所述第一通道的所述长 度的相当大部分与所述第一通道重叠； 隔膜，所述隔膜将所述第一通道与所述第二通道分开;和 蛋白质凝胶破坏层，所述蛋白质凝胶破坏层邻近所述第一通道或位于其内，所述蛋白 质凝胶破坏层包括至少部分地跨所述第一通道延伸的多个元件，所述元件具有至少约Ιμπι 的高度并具有在距离所述隔膜的所述厚度的中心一段距离处终止的端部，所述隔膜的所述 厚度小于或等于所述第一通道的高度的约1/3; 使血液流经所述第一通道；以及 使处理流体流经所述第二通道。16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述血液在所述多个 元件上方流动以在通过所述第一通道的所述血液的所述层流中产生扰动。17. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理流体包括透析液，所述方法还 包括： 将废料从所述血液转移至所述透析液。18. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理流体包括氧气，所述方法还包 括： 将氧气从所述第二通道转移至流经所述第一通道的血液。19. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个元件中的每个之间的间距在约 1 OOym和约5mm之间。20. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一通道的所述高度在约50μπι和约 100μπι之间。21. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个元件中的每个从所述第一通道 的底板朝向所述隔膜延伸。22. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个元件中的每个的所述高度在约 Ιμπι和约3μηι之间。23. -种方法，包括： 提供微流体装置，所述微流体装置包括： 第一层，所述第一层限定其中的一个或多个血液流动通道； 第二层，所述第二层限定其中的一个或多个处理流体流动通道，所述一个或多个处理 流体流动通道沿着所述一个或多个血液流动通道的所述长度的相当大部分与所述一个或 多个血液流动通道重叠;和 隔膜，所述隔膜将所述一个或多个血液流动通道与所述一个或多个处理流体流动通道 分开； 蛋白质凝胶破坏层，所述蛋白质凝胶破坏层邻近所述一个或多个血液流动通道或位于 其内，所述蛋白质凝胶破坏层包括至少部分地跨所述一个或多个血液流动通道延伸的多个 元件； 使血液流经所述一个或多个血液流动通道； 使处理流体流经所述一个或多个处理流体流动通道；以及 使所述血液在所述多个元件上方流动以在通过所述一个或多个血液流动通道的所述 血液的所述层流中产生扰动。24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述处理流体包含透析液和氧气中的一 种。
【专利摘要】本发明公开了一种用于改善血液过滤处理，诸如血液透析、血液过滤以及血液透析过滤的功效的系统和方法。一种微流体装置包括由可渗透隔膜分开的第一通道和第二通道。通道中的一个被配置用于血液流动并且包括蛋白质凝胶破坏层。蛋白质凝胶破坏层包括跨血液流动通道至少部分延伸的多个元件，该多个元件在血液-隔膜界面处减少边界层或凝胶层的形成。
【IPC分类】B01D61/26, B01D43/00, C02F1/44, A61M1/16, B01D61/28
【公开号】CN105682700
【申请号】
【发明人】J.T.博伦斯泰恩, J.L.查雷斯特, C.迪比亚斯奥, V.芬利
【申请人】强生创新有限责任公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年9月16日