ISSN:
1741-0444
Keywords:
Artificial kidneys
;
Design analysis
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
,
Chemistry and Pharmacology
,
Medicine
Description / Table of Contents:
Sommaire Un rein artificiel du type adsorbeur-ultrafiltre peut être utilisé à la place du rein artificiel traditionnel à dialyse. Cet article expose les caractéristiques de ce type de rein artificiel grâce à une analyse de ses paramètres de conception ainsi que l’interaction entre l’appareil et un malade urémique. L’adsorbeur à charbon actif est modelé comme un système homogène à deux phases tenant compte des résistances entre fluide et particules d’un côté et des résistances de transfert des masses intraparticulaires ainsi que de la dispersion axiale du soluté dans la phase fluide interstitiel du lit d’adsorbeur. On a supposé que l’ultrafiltre est extrêmement perméable aux substances urémiques, et que le débit d’ultra-filtration est égal à 15 à 20% du débit d’entrée du sang. L’analyse conceptuelle détaillée de l’ultra-filtre a été exposée dans notre article précédent. Le malade urémique est considéré en ce qui concerne le transfert de soluté comme formé de trois ‘compartiments’ principaux. Les résultats montrent qu’une seule unité adsorbeuse à charbon actif d’une capacité de retenue de 50 ml suffit à éliminer l’acide urique et la créatinine en six à huit heures de traitement. Cependant, le faible pouvoir adsorbant du charbon actif en ce qui concerne l’urée nécessite le remplacement de l’élément adsorbant (obtenu par dérivation vers un élément neuf) après une période très courte (11 minutes en ce qui concerne cet exemple). L’article souligne donc la nécessité de mettre au point un meilleur produit d’adsorption. Une analyse paramétrique de la conception de l’unité adsorbante est également présentée; elle constitue la base pour arriver à la taille optimale d’unité adsorbante.
Abstract:
Zusammenfassung Ein Adsorber-Ultrafiltersystem stellt eine Alternative zur herkömmlichen Nierendialyse dar. Zu diesem Zweck werden die Merkmale der Parameter-Konstruktionsanalyse der künstlichen Niere mit Adsorber-Ultrafilter und ihre Wechselwirkung mit einem Urämiepatienten gegeben. Der Aktivkohle-Adsorber wird als homogenes zweiphasiges System dargestellt, das den Übergangswiderstand von Flüssigkeitsteilchen und intrapartikularer Masse sowie die Axialdispersion des gelösten Stoffes in der interstitiellen Flüssigkeitsphase des Adsorberbettes erklärt. Man nimmt an, daß der Ultrafilter leicht von urämischen Substanzen durchdrungen wird und daß die Ultrafiltrationsgeschwindigkeit 15–20% der Durchflußgeschwindigkeit des Eintrittsblutes beträgt. Die detaillierte Konstruktionsanalyse des Ultrafilters erschien in einer früheren Arbeit. Zur Übertragung der gelösten Stoffe wird der Urämiepötient in drei Hauptabschnitten modelliert. Die Ergebnisse deuten an, daß ein einziger Aktivkohleadsorber mit einem Arbeitsvolumen von 50 ml zur Beseitigung von Harnsäure und Kreatinin in sechs- bis achtstündiger Behandlung ausreicht. Die schlechte Harnstoff- adsorption von Aktivkohle bedeutet jedoch, daß die Adsorbereinheit schon nach sehr kurzer Zeit (in diesem Beispiel 11 Minuten) auf eine neue, frisch aktivierte Einheit umgeschaltet werden muß. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, ein besseres Adsorbens für Harnstoff zu entwickeln. Eine Parameter-Konstructionsanalyse des Adsorbers wird ebenfalls gegeben: auf dieser Grundlage kann man auf eine Bestgröße der Adsorbereinheit schließen.
Notes:
Abstract An adsorber-ultrafilter system can serve as an alternative to the conventional artificial-kidney dialysis system. To this end, the characteristics of the parametric design analysis of the absorber-ultrafilter artificial kidney and its interaction with a uraemic patient is provided. The activated-carbon adsorber is modelled as a 2-phase homogeneous system, accounting for fluid-particle and intraparticle mass-transfer resistances and the axial dispersion of solute in the interstitial fluid phase of the adsorber bed. It is assumed that the ultrafilter is highly permeable to uraemic substances, and that the ultrafiltration rate is 15–25% of the inlet blood flow rate. The detailed design analysis of the ultrafilter has been provided in an earlier paper. The uraemic patient is modelled, for solute transfer, as comprising three major compartments. The results indicate that a single activated-carbon adsorber unit, with a hold-up volume of 50 ml, is adequate for the removal of uric acid and creatinine in a 6 to 8 h treatment period. However, the poor adsorption capacity of activated carbon for urea, necessitates that the adsorber unit be switched to a freshly activated unit in a very short period of time (11 min in this example). Hence, the need for the development of a better adsorbent for urea is emphasised. A parametric design analysis of the adsorber is also presented, so as to provide the basis for arriving at an optimum size of the adsorber unit.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02442927
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