[서울대학교]인공신장기 Design Project

소개

인공신장기를 Design한 project의 레포트입니다.
서울대학교 화학생물공학부 공학생물 강좌 레포트입니다.

목차

1. 혈액을 이루고 있는 구성성분 조사
2. Membrane의 재질 및 Pore size 선택
3. Hollow fiber의 굵기 및 길이 결정
4. 환자에게 적용하기 위한 조건 결정
5. 새로운 개념의 인공신장투석기 제안
6. 참고문헌

본문내용

(4) 환자가 투석을 받아야 하는 빈도와 1회 투석 당 소요시간 결정

먼저 Kt/V의 목표치를 정하고, 그 다음에 도표를 이용하여 urea distribution volume(V)을 평가한다. 제공된 투석기 청소률(K)은 혈류속도와 투석기 KoA를 이용하여 평가한다. Kt/V, V, K가 정해지면 t 를 계산한다.
※ Kt/V : Kt/V는 투석하는 동안 요소가 제거된 혈장량(Kt)을 요소가 분포된 채액량(V)으로 나눈 값이다. V는 총채액량과 거의 같다. 예를 들면 K = 150 ml/minute = 9 L/hr, t = 4 hrs, Kt = 36 L, 체중이 70 kg일 때 V는 약 40 L, Kt/V = 36/40 = 0.90이다.

예를 들어 계산해 보면
남자: 체중 90 kg, 키 180 cm, 여자: 체중 50 kg, 키 155 cm. 남자는 투석시간이 4 시간, 목표 Kt/V치는 1.3(표.3). 여자는 투석시간 2-3시간, 목표 Kt/V치는 1.4(예상되는 요소반등과 분자량이 큰 용질제거의 감소를 보상하기 위해 더 높은 Kt/V를 이용한다). 두사람 다 KoA 900인 투석기를 사용. 경험상, 남자는 혈류속도 450 ml/min, 여자는 350 ml/min를 얻을 수 있다.
그림: 남자와 여자의 요소 분포량

Step 1 : 도표 3과 4를 이용하여 V를 계산한다.

남자: V = 48 L.
여자: V = 27 L.

Step 2 : blood water urea clearance(K)를 계산한다. 도표 5에서 투석기효율 900 선을 이용한다. vivo urea clearance(K)를 평가하기 위해 투석기 규격표에 있는 vitro urea clearance치를 사용하지 않아야 한다. K의 과대평가를 방지하기 위해 도표 3에서 교정된 수치를 이용한다.

남자 (in vitro KoA = 900, Qb = 450): K = 242 ml/min.
여자 (in vitro KoA = 900, Qb = 350): K = 220 ml/min.

Step 3 : Kt/V, K, V를 이용하여 투석시간 t 를 계산한다.

남자 : K = 242, V = 48,000, Kt/V = 1.3이므로 t = 1.3×48,000/242 = 258 분
= 4시간 18분
여자 : K = 220, V = 27,000, Kt/V = 1.4이므로 t = 1.4×27,000/220 = 172 분
= 약 3시간

참고자료

· Hollow Fibers - Manufacture and Applications, Jeanette Scott 외 2인, Noyes Data Corporation, 1981
· 의학물리, 폴 피터 유론 지음, 범한서적, 2004
· Wikipedia 백과사전,
· http://en.wikipedia.org/wiki/Creatinine_clearance
· http://en.wikipedia.org/wiki/Fick%27s_law_of_diffusion
· Robert H. Perry, Don W. Green, Perry`s Chemical Engineers` Handbook seventh edition, McGraw-Hill, 1997, page 2-332.
· Kuby, Immunology, Third Edition web site,
· http://www.whfreeman.com/immunology/CH03/kuby03.htm
· Basic Principles of Membrane Technology 2nd edition. Marcel Mulder. Kluwer academic Publishers p470-473
· the official web site of the department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, www.chem-eng.utoronto.ca
· 김재협, 박수민, “의료용 중공섬유”, 섬유기술과 산업, 4, 2000
· Ronco C, Brendolan A, Levin NW (eds): Cardiovascular Disorders in Hemodialysis. Contrib Nephrol. Basel, Karger, 2005, vol 149, pp 10.17
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· Yale Biomedical Engineering Lab,
· http://noodle.med.yale.edu/~staib/bme355/dialysis/prep.htm
· Faculty of Medicine & Dentistry, University of Alberta,
· http://www.med.ualberta.ca/