用于透析系统的阳离子交换材料的制作方法

用于透析系统的阳离子交换材料
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年8月5日提交的美国专利申请序列号16/532,161的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开涉及用于生成和调节由透析机器使用以进行透析治疗的透析流体的流体调节系统。这种流体调节系统可以包括含有用于从透析流体中去除有毒物质(例如，废物)的离子交换材料的吸附剂系统。


背景技术：

4.透析是一种为肾功能不全的患者提供救生支持的医学治疗方法。两种主要的透析方法是血液透析(hd)和腹膜透析(pd)。在hd期间，患者的血液通过透析机器的透析器，同时透析溶液(或透析液)也通过透析器。透析器中的半透膜将血液与透析液隔开，并允许流体通过扩散、渗透和对流流动在透析液与血流之间发生流体交换。跨膜的这些交换使得从血液中去除废物(例如，诸如氨、尿素和肌酐之类的溶质)。这些交换还调节血液中其它物质(例如，钠和水)的水平。以这种方式，透析机器就充当了人造肾脏以用于净化血液。
5.在腹膜透析(“pd”)期间，患者的腹膜腔会定期注入透析液。患者腹膜的膜状衬层充当天然的半透膜，允许在溶液与血流之间发生扩散和渗透交换。跨患者腹膜的这些交换使得从血液中去除废物(例如，诸如尿素、氨和肌酐之类的溶质)并调节血液中其它物质(例如，钠和水)的水平。
6.一些透析系统还包括用于再生(例如，再循环)透析液的吸附剂盒，显著减少了实现完整治疗期所需的透析液的量。例如，吸附剂盒可以被设计成从透析液中去除尿素、氨和铵盐。这些吸附剂盒通常包括含有不溶性无机磷酸盐(例如，磷酸锆)的离子交换材料。通过离子交换反应，这些无机磷酸盐可以用氢阳离子或钠阳离子替代透析液中的铵阳离子。


技术实现要素：

7.本公开涉及用于生成和调节由透析机器使用以进行透析治疗的透析流体的流体调节系统。在一些实施例中，流体调节系统包括吸附剂盒装置，所述吸附剂盒装置包括含有磷酸锆的离子交换材料。通过常规方法制备的磷酸锆材料通常包括大量(例如，大约2.5mg/g)的可浸出磷酸盐。这些可浸出磷酸盐通常需要在常规盒中使用大量的磷酸盐吸附材料，这增加了盒的成本并随之增加了透析治疗的成本。有利地，本公开的磷酸锆材料几乎不含可浸出磷酸盐(例如，大约0.02mg/g)。在吸附剂盒中使用这种材料可以显著减少盒中磷酸盐吸附材料的量。与用常规磷酸锆材料制备的透析系统相比，这可以降低制造和维护透析系统的总成本并且可以提供更高程度的可运输性。此外，患者的血清磷酸盐升高可能使得诸如各种骨骼病变、低钙血症或高磷血症等危险状况。使用不含可浸出磷酸盐的吸附剂盒可以降低出现这些危险状况的可能性。此外，本文中所描述的制造几乎无可浸出磷酸盐的
锆材料的方法是高效的，这可以使得节省h3po4(例如，节省近40％)、节省水(例如，节省超过80％)并提高磷酸锆产品的生产速率(例如，增加到超过65kg/hr)。
8.在第一一般方面，本公开提供了一种吸附剂盒装置，所述吸附剂盒装置包括离子交换材料，所述离子交换材料含有磷酸锆和每大约1g离子交换材料中少于大约0.1mg的可浸出磷酸盐离子。
9.在第二总体方面，本公开提供了一种透析系统，所述透析系统包括透析液生成机器；适于将流体移动通过所述透析液生成机器的泵；以及流体连接到所述透析液生成机器的吸附剂盒装置，其中，所述装置包括离子交换材料，所述离子交换材料含有磷酸锆和每大约1g离子交换材料中少于大约0.1mg的可浸出磷酸盐离子。
10.在第三一般方面，本公开提供了一种从用过的透析溶液中去除一种或多种物质的方法，所述方法包括将用过的透析溶液通过吸附剂盒装置，所述吸附剂盒装置包括含有磷酸锆的离子交换材料，其中，所述装置含有每大约1g离子交换材料中少于大约0.1mg的可浸出磷酸盐离子。在一些实施例中，所述一种或多种物质包括氨或铵。
11.第一、第二和第三一般方面的实施例可以包括以下特征中的一个或多个。
12.在一些实施例中，所述装置包括每大约1g离子交换材料中大约0.01mg至大约0.03mg的可浸出磷酸盐离子。
13.在一些实施例中，所述装置包括含有氧化锆的磷酸盐吸附材料。
14.在一些实施例中，所述装置中磷酸锆与氧化锆之间的重量比为大约10:1至大约40:1。
15.在一些实施例中，所述装置包括磷酸锆和氧化锆的均匀混合物。
16.在一些实施例中，所述装置包括一层磷酸锆和一层氧化锆。
17.在一些实施例中，所述装置包括尿素分解材料。
18.在一些实施例中，所述尿素分解材料是脲酶。
19.在一些实施例中，所述装置还包括氧化铝。
20.在一些实施例中，所述磷酸锆包括碱性磷酸锆。
21.在一些实施例中，所述碱性磷酸锆由包括以下步骤的方法制备：将酸性磷酸锆干燥以获得干酸性磷酸锆；将所述干酸性磷酸锆与水溶液结合，以获得酸性磷酸锆的水浆液；将所述浆液与碱金属类氢氧化物结合，以获得所述碱性磷酸锆。
22.在一些实施例中，所述装置包括每大约1g离子交换材料中大约60mg至大约100mg的钠含量；每大约1g离子交换材料中大约15mg至约20mg的氨或铵的吸附容量；从大约1.5:1到大约2:1的p与zr的重量比。
23.其它方面、特征和优点将从说明书、附图和权利要求中显而易见。
附图说明
24.图1是可以与透析系统协作以执行包括透析治疗的流体调节循环的流体调节系统的透视图。
25.图2是图1的流体调节系统的俯视图。
26.图3是图1的流体调节系统的前视图。
27.图4是图1的流体调节系统的后视图。
28.图5是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的后视图。
29.图6是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的透视图。
30.图7是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的透视图。
31.图8是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的透视图。
32.图9是图1的流体调节系统的前组件的透视图。
33.图10是图9的前组件的后透视图。
34.图11是图9的前组件的后透视图。
35.图12是图9的前组件的门组件的加热器袋的后透视图。
36.图13是图9的前组件的门组件的加热器板的后透视图。
37.图14是示出图12的加热器袋和图1的流体调节系统的流体盒的安装的透视图。
38.图15是图14的流体盒连同图12的加热器袋的透视图。
39.图16是可以包括在图1的流体调节系统内的加热器组件的一个实施例的完整分解透视图。
40.图17是图16的加热器组件的局部分解透视图。
41.图18提供了操作图，通过该操作图，图1的流体调节系统可以与透析系统协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路。
42.图19示出了图1的具有图16的透析系统的流体调节系统的一个示例设置。
43.图20示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的灌注阶段的流体流动路径(由突出的流体管线指示)。
44.图21示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的输注阶段的流体流动路径(由突出的流体管线表示)。
45.图22示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的治疗阶段的流体流动路径(由突出的流体管线指示)。
46.图23提供了图1的流体调节系统的控制系统的框图。
47.图24提供了图1的流体调节系统的硬件系统的框图。
48.图25提供了图1的流体调节系统的软件系统的框图。
49.图26示出了图18的操作图的一部分，包括图1的流体调节系统的氨检测系统、吸附剂盒和主储存器。
50.图27包含制造碱性磷酸锆的一个示例性方法的流程图，该方法不包括在酸性磷酸锆与碱性氢氧化物反应之前干燥酸性磷酸锆的步骤。
51.图28包含从硫酸锆制造磷酸锆的工艺的示意性图示。
52.图29包含用于制造碱性磷酸锆的一个示例性方法的流程图，该方法包括在酸性磷酸锆与碱金属类氢氧化物反应之前干燥酸性磷酸锆的步骤。
53.图30包含用于制造具有氯化物反离子的水合氧化锆的一个示例性方法的流程图，该方法包括用碱金属类氢氧化物处理硫酸锆的两个步骤。
54.图31包含用于制造具有氯化物反离子的水合氧化锆的一个示例性方法的流程图，该方法包括用碱金属类氢氧化物处理硫酸锆的单个步骤。
具体实施方式
55.图1-4示出了可以被操作以制备用于透析系统的调节过的透析液的流体调节系统100。例如，流体调节系统100可以与透析系统流体地连通，以向透析系统输送“新鲜的”(例如，净化的、调节过的)透析液，从透析系统中收集“用过的”(例如，受污染的、未经调节的)透析液，并在连续的流体流动回路中再生(例如，净化)和调节用过的透析液，以回收用过的透析液。流体调节系统100可以与之流体地连通的示例透析系统包括血液透析(hd)系统、腹膜透析(pd)系统、血液滤过(hf)、血液透析滤过(hdf)和其它相关系统。
56.流体调节系统100包括：包含或支撑流体调节系统100的部件的壳体101；包括限定各种流体路径的多个流体管线的流体盒102；可以使流体在流体盒102的流体管线内循环的两个相对高容量的泵103；以及可以将调节剂输送(例如，输注)到流体盒102的流体管线内循环的流体中的两个相对低容量的泵104。流体调节系统100具有便于流体调节系统100的提升和运输的紧凑的占地面积。例如，流体调节系统100通常具有大约30cm至大约50cm的长度、大约30cm至大约50cm的宽度、大约30cm至大约50cm的高度、大约15kg至大约20kg的重量。
57.壳体101包括左和右侧面板105、106、沿着侧面板105、106定位的用于承载流体调节系统100的手柄107、可以打开和关闭以插入加热器袋的门组件108、门组件108固定到其上的前面板109、进一步封闭内部部件的后面板110和底部面板111、支撑流体盒102和泵103、104的上面板112以及保护流体盒102和泵103、104的盖113。可以用其制成壳体101的外部面板的示例材料包括塑料，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)和聚碳酸酯共混物等。
58.盖113通常由abs或聚碳酸酯制成，并且是透明或半透明的，以允许流体盒102和泵103、104的可视化。盖113可以在沿着上面板112设置的后铰链114处枢转，以打开或关闭盖113。上面板112承载可以在盖113的前边缘116上关闭的两个闩锁115，以将盖113固定在关闭位置。闩锁115也可以被拉起并与盖113分离，以将盖113从关闭位置释放，以用于访问流体盒102和泵103、104。
59.参考图5，流体调节系统100还包括左侧、右侧、前、后、底部和上面板105、106、109、110、111、112附接到其上的左侧和右侧内部支撑框架117、118。内部支撑框架117、118通常由金属片形成。
60.每个泵103、104是蠕动泵，其包括围绕可旋转框架(例如，电机)的圆周定位的多个辊，所述可旋转框架承载从流体盒102延伸的流体管线。当可旋转框架旋转时，滚动构件向流体管线施加压力，从而迫使流体流过流体管线。
61.图6-8示出了流体调节系统100的某些内部部件。例如，流体调节系统100还包括分别位于上面板112中的用于与流体盒102接合的孔122、123、124内的多个压力传感器119、两个温度传感器120和氨检测器121。压力传感器119被实施为接触流体盒102(参见图15)内的相应的薄的柔性膜164的薄的柔性膜，用于检测流体盒102的某些流体路径内的流体压力。温度传感器120是红外(ir)传感器，其检测流过流体盒102的流体路径的某些点的透析液的温度。氨检测器121是红-绿-蓝(rgb)颜色传感器，其可以检测流体盒102内的纸条上的颜色变化，以确定流过流体盒102的某个流体路径的透析液中的铵(例如，其产生氨)的浓度。流体调节系统100还包括获取和调节由流体盒102上提供的电导率传感器生成的信号的电路，这将在下面更详细地讨论。
62.流体调节系统100还包括多个致动器125，其与上面板112中的孔126对准，用于分别并选择性地移动流体盒102的多个阀。每个致动器125安装到流体调节系统100的内部框架128的平台127，并且包括电机129和可以由电机129移动(例如，旋转或以其它方式操纵)的驱动单元130。驱动单元130配备有联接构件131，所述联接构件131形成为接合流体盒102的相应的阀，使得驱动单元130的运动引起阀的运动。内部框架128还包括支撑和定位壳体101的上面板112的柱状支撑构件132。上面板112还限定孔133，这些孔133被定位和尺寸设计成接收用于相对于上面板112适当地定位流体盒102的定位销134。在流体盒102就位的情况下，可以将定位销134向下扣向上面板112以锁定流体盒102的位置。流体调节系统100还包括电路板135，所述电路板135配备有用于操作流体调节系统100的各种机电部件的电子设备。例如，电子设备执行用于执行流体调节循环的各个阶段(如下文参考图18-20所讨论的)、操作泵103、104、转动用于流体盒102的阀、处理传感器信号、操作致动器125、操作加热器组件151以及运行控制回路(例如，用于调节透析液温度、调节泵速度以实现期望的流率、调节泵速度以实现期望的透析液化学成分以及确保装置安全性的控制回路)的代码。
63.再次参考图5，流体调节系统100还包括支撑支架136和承载在其中的风扇137，用于冷却流体调节系统100的电路板135和其它内部部件。流体调节系统100还包括功率源138以及承载a/c输入端口140的支撑支架139。
64.图9-13示出了流体调节系统100的前组件141的各种视图。前组件141包括壳体101的门组件108和前面板109。门组件108在铰链142处相对于前面板109可枢转，以允许将加热器袋153装载到流体调节系统100中。铰链142是沿着门组件108的相反侧设置的摩擦铰链，如图12所示。
65.前面板109承载闩锁组件143，所述闩锁组件143与由上面板112(图1-4所示)承载的按钮144协作，以将门组件108在关闭位置可释放地固定到前面板109。例如，按钮144的按下调整闩锁组件143，使得门组件108可以从关闭位置解锁并枢转到打开位置。替代性地，门组件108可以从打开配置向内枢转，直到相反定位的螺钉145(例如，图12中所示的肩螺钉)接合闩锁组件131以将门组件108锁定在关闭位置。闩锁组件131具有用于确定门组件108是打开还是关闭的接触开关。特别参考图11和13，门组件108包括指示是否插入了加热器袋的光学开关147。在一些实施例中，当门组件108打开时，流体调节系统100可能不可操作。
66.特别参考图9，门组件108支撑在其上可以显示图形用户界面(gui)的显示屏148(例如，触摸屏显示器)和可以各自配备有用于在gui处提供输入以操作流体调节系统100的选择器150(例如，按钮)的两个控制面板149。可以由用户使用选择器150经由显示屏148控制的示例参数和过程包括开始和停止治疗、启动排出循环、改变流率、启动流体调节循环的灌注阶段、启动系统准备以开始流体调节循环、根据患者的舒适度调整温度、确认流体盒102的正确放置、或确认与泵103、104接口的流体管线的正确放置。
67.参考图10-图13，前组件141包括加热器组件151的被设计为调节沿着流体盒102的流体路径运输的透析液的流体温度的部件。特别参考图12，加热器组件151包括配备有输入连接154和输出连接155的加热器袋153，所述输入连接154和输出连接155可以与流体盒102接口以允许透析液循环通过加热器袋153以被加温。加热器袋153形成为塑料通道，该塑料通道在空时具有大体上平坦的塌瘪的形状，在充满流体时膨胀，并且将热量从外部表面传递到流过加热器袋153的透析液。
68.特别参考图13，加热器组件151还包括两个板156(例如，铝板)，它们定位和支撑加热器袋153，并且被加热以将热量传递到加热器袋153内的流体。特别参考图14，当门组件108处于打开配置时，加热器袋153可以滑动到门组件108内的加热器板156(在图14中不可见)之间。特别参考图10-12，加热器组件151还包括一个或多个加热元件(例如，未示出的电阻型加热元件)，通过所述一个或多个加热元件可以加温加热器袋153中的流体；以及设置在加热器袋153的相反侧上的两个绝缘垫158。一个或多个加热元件由两个板中的一个或两个板承载或以其它方式附接到两个板中的一个或两个板。加热器组件151还包括提供用于操作加热器组件151的电子设备的电路板159、用于提供功率的每个加热垫156的馈送线160以及用于确定相应的加热板156的温度的热电偶连接162。
69.图15和图16示出了可以包括在流体调节系统100中代替于加热器组件151的加热器组件170的另一个实施例。加热器组件170在构造和功能上与加热器组件151相似，因此包括夹在两个加热器板156之间的加热器袋153。加热器组件170还包括附接到加热器袋153上以便于放置加热器袋153的两个手柄171；支撑加热器袋153的u形加热器框架172；以及支撑加热器板156的大致矩阵结构的两个支撑构件173。支撑构件173还用于经由设置在加热器板156与周围的部件之间的矩阵结构所限定的气隙174将加热器袋153和加热器板156与周围的部件隔离。
70.参考图17，流体盒102是一次性使用的一次性盒，其包括壳体200、布置在壳体200内的多个流体管线201、沿着流体管线201定位的多个阀202、沿着流体管线201定位的两个电导率传感器203、沿着流体管线201定位的用于与氨检测器121协作的氨传感器165、两个流体管线连接器(例如，泵段夹)204和两个流体管线连接器(例如，泵段夹)205。流体管线201与加热器袋153和透析系统协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路350。例如，流体管线201包括加热器袋153的输入和输出连接154、155可以连接到其的端口，以在流体管线201与加热器袋153之间提供流体连通。流体管线连接器204定位高容量泵103周围的流体管线段206，而流体管线连接器205定位低容量泵104周围的流体管线段207。如图19所示，流体盒102还包括从流体盒102延伸到各种流体容器的附加的流体管线。
71.阀202是三通阀，通过所述三通阀，流体调节系统100的控制系统可以选择两个替代性的流体路径。阀202的较低的部分形成为与致动器125的联接构件131接合，用于阀202的运动。可以包括在流体盒102中的阀202的示例类型包括旋转阀、推拉阀、滑动阀和穿梭阀。
72.图18示出了操作图300，通过所述操作图，流体调节系统100可以与透析系统301的透析器337协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路350(由实线表示)，而图19示出了具有透析系统301的流体调节系统100的一个示例设置。可以联接到流体调节系统100的透析系统301的示例类型包括hd系统、pd系统、hf系统和hdf系统。流体回路350包括流体盒102的部件以及流体调节系统100的各种其它部件。
73.例如，除了以上结合图1-图17讨论的部件之外，流体调节系统100还包括控制系统161(例如，包括电路板135、159以及用于传感器电路的附加电路板)，用于控制流体调节系统100和沿着流体回路350定位的其它多个外围部件的各种操作。这些部件包括沿着流体流动路径装置300定位的用于收集水以产生透析液(例如，有时称为透析流体)的灌注罐302、用于过滤自来水以提供适合于产生透析液和用于净化从透析系统301离开的透析液的纯净
水的吸附剂盒303、用于收集从吸附剂盒303离开的流体(例如，未调节的水或透析液)的主储存器304、用于收集超出主储存器304容量的流体的次储存器305、用于容纳电解质溶液的袋306、用于容纳盐-葡萄糖(sd)溶液的袋307、用于容纳稀释水(dw)的袋308以及用于容纳碳酸氢盐(bc)溶液的袋309。
74.袋306、307、309预先装入有适量的可以溶解在水中的干化学品，以产生电解质溶液、盐-葡萄糖溶液和碳酸氢盐溶液。每个袋306、307、309包括被设计成增加进入袋306、307、309的流体流量的速度并产生使干化学物质充分混合和溶解在水中所需的湍流的喷嘴。
75.表1列出了流体调节系统100的各种包含流体的部件的近似容量。
76.部件容量(ml)灌注罐(302)8000主储存器(304)7500次储存器(305)4500电解液袋(306)500盐/葡萄糖袋(307)160稀释水袋(308)4000碳酸氢盐袋(309)1000
77.表1：流体调节系统100的包含流体的部件的容量。
78.流体盒102的三通阀202在流体回路350中表示为v1-v7。每个阀包括三个流体端口(a)、(b)、(c)，通过所述端口(a)、(b)、(c)，可以调整阀中的流动路径。当阀的端口中的两个或三个端口关闭时，可以将其称为关闭，而当阀的端口中的两个或三个端口打开时，则可以将其称为打开。这些阀包括灌注阀v1、溶解阀v2、旁路流出阀v3、旁路流入阀v4、bc/dw阀v5、s/d/电解液阀v6和流体选择器阀v7。流体盒102的流体管线201将在下面进一步结合流体调节系统100的操作单独引用。流体调节系统100的高容量泵103和低容量泵104分别表示为流体回路350中的p1、p2和p3、p4。这些泵包括盒内泵p1、透析液泵p2、电导率控制泵p3和电解液/盐-葡萄糖泵p4。表2列出了泵p1-p4的大致操作范围(例如，流体流率)。
79.泵操作范围(ml/min)p120
–
600p220
–
600p30.5
–
90p40.5
–
90
80.表2：流体调节系统100的泵的操作范围。
81.流体调节系统100的加热器组件151和氨传感器165分别表示为流体回路350中的热交换器hx和氨传感器nh。流体盒102的电导率传感器203表示为与热交换器hx上游的流体温度相关联的电导率传感器ct1和与热交换器hx下游的流体温度相关联的电导率传感器ct2。除了具有测量流体电导率的能力外，电导率传感器ct1和ct2还具有测量流体温度的能力。鉴于电导率随温度变化，在一些实施方式中，由电导率传感器ct1和ct2测量的温度可以用于校正由电导率传感器ct1和ct2测量的电导率值，以提供温度补偿的电导率测量。在一些实施方式中，由电导率传感器ct2测量的流体温度还可以提供对离开流体调节系统100以
流动到透析系统303中的透析液的最终温度的安全检查。流体调节系统100的温度传感器120表示为流体回路350中的盒内温度传感器t1和热交换器温度传感器t2。流体调节系统100的压力传感器119表示为流体回路350中的压力传感器pt1、pt2、pt3和pt4。
82.流体调节系统100可以在多个阶段中操作以与透析系统301(例如，与透析器337)协作，以执行经由透析系统301对患者施行透析治疗的流体调节循环。例如，流体调节循环包括灌注阶段、输注阶段和治疗阶段。流体调节循环通常具有大约135分钟至大约300分钟的总持续时间。
83.图20示出了流体调节系统100在灌注阶段期间的操作，其中将初始体积的水吸入到流体回路350中以用于随后产生透析液。在灌注阶段的开始，将灌注罐302用来自水源(例如，容器134的水，如图19所示)的水(例如，自来水、瓶装水、反渗透水、蒸馏水或饮用水)填充到大约7.6l，泵p1被打开，热交换器hx被打开。水由泵p1从灌注罐302泵送到流体管线310，通过阀v1的端口(a)和(c)泵入流体管线311，经过温度传感器t1，并泵送到泵p1。在此操作阶段，泵p1以大约200ml/min至大约600ml/min的流率泵送水，并为热交换器hx供电，以将流体温度维持在大约15℃至大约42℃的范围内的设定点。
84.如果温度传感器t1检测到水温高于大约42℃，则会在显示屏148上显示消息，以通知用户水温过热，阀v1被关闭，泵p1被关闭，以防止附加的水进入流体回路350。如果温度传感器t1检测到水温低于或等于大约42℃，则阀v1的端口(a)和(c)保持打开，泵p1将水通过流体管线312泵送到吸附剂盒303，泵入流体管线313，经过氨传感器nh，泵送到主储存器304中。在此操作阶段，吸附剂盒303净化在流体回路350中循环的水，使得水达到或超过由环境保护署(epa：environmental protection agency)制定的饮用水水质标准和由医疗器械促进协会(aami：association for the advancement of medical instrumentation)标准制定的血液透析水水质标准。
85.一旦主储存器304收集了大约100ml至大约500ml的水，就打开泵p2并通过泵p2将水泵送到流体管线314，泵入流体管线315，经过电导率传感器ct1，并经过热交换器hx1，所述热交换器hx1将流体管线315中的水加热到设定点温度。控制泵p2以大约等于泵p1泵送水的流率的流率泵送水。水从流体管线315通过阀v2的端口(c)和(a)移动到流体管线316，通过阀v7的端口(b)和(a)进入流体管线317，通过阀v5的端口(c)和(a)进入流体管线318，并进一步进入袋308，直到用水(例如，稀释水)将袋308填充到大约3.5l至大约4.0l。
86.接下来，关闭阀v5的端口(a)和(c)，关闭阀v7的端口(a)，打开阀v7的端口(c)，使得泵p2通过阀v6的端口(c)和(a)将水泵送到流体管线319中，泵入流体管线320，然后进一步泵入袋306，直到袋306充满水以产生电解质溶液。关闭阀v6的端口(a)和(c)，关闭阀v7的端口(c)，重新打开阀v7的端口(a)，打开阀v5的端口(b)和(c)。然后，泵p2通过阀v5的端口(c)和(b)将水泵送到流体管线317，泵入流体管线321，再进一步泵入袋309，直到袋309充满水以产生碳酸氢盐溶液为止。
87.在灌注阶段的这一点上，热交换器hx的设定点温度被提高到大约31℃到大约39℃的范围(例如，其中39℃是热交换器hx可以达到的最高温度)，泵p2的流率减小到大约100ml/min至大约300ml/min的范围内的值，以增加热交换器hx内的水的暴露时间，以实现更高的设定点温度。关闭阀v5的端口(b)和(c)，关闭阀v7的端口(a)，打开阀v7的端口(c)，打开阀v6的端口(b)和(c)。因此，泵p2通过阀v6的端口(c)和(b)将水泵送到流体管线319，
泵入流体管线322，再进一步泵入袋307，直到袋307充满以产生盐-葡萄糖溶液为止。热交换器hx的较高设定点温度促进盐-葡萄糖物质与流入袋309中的水的溶解。在流体调节循环期间的这一点上，灌注阶段结束，灌注罐302已基本上排空，泵p1、p2被关闭，开始输注阶段。灌注阶段通常持续大约10分钟至大约30分钟(例如，大约20分钟)的持续时间。
88.图21示出了流体调节系统100在输注阶段期间的操作，其中将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到流体回路350中的水中以产生透析液。特别地，将碳酸氢盐、盐和葡萄糖以受控方式(例如，在流率控制下)添加到水中，直到盐和葡萄糖达到生理上可接受的浓度并且直到碳酸氢盐产生生理上可接受的流体电导率和流体ph为止。在输注阶段期间，为热交换器hx供电，以将流体温度维持在大约35℃至大约39℃的范围内的设定点。
89.在输注阶段开始时，关闭阀v7，关闭阀v2的端口(a)，打开阀v2的端口(b)，打开阀v3和v4的端口(a)和(b)，打开阀v1的端口(b)，关闭阀v1的端口(a)，阀v6的端口(b)和(c)保持打开，打开阀v5的端口(b)和(c)。泵p1、p2立即打开以在流体回路350内以大约300ml/min至大约600ml/min的流率泵送水。同时，泵p3和p4被打开。泵p3以大约10ml/min至大约100ml/min的流率将碳酸氢盐溶液从袋309中泵出，泵入流体管线317，通过泵p3，并泵入流体管线314。泵p4将盐-葡萄糖溶液以可变的流率从袋307中泵出，泵入流体管线319，通过泵p4，并泵入流体管线314。p4最初泵送流体的流率在大约1ml/min至大约100ml/min的范围内。流率以大约1min的周期性时间增量逐步降低为二分之一。泵p3和p4的流率被设置为在围绕流体回路350转一圈内分别完全添加bc溶液和sd溶液的输注体积。因此，泵p3和p4的流率取决于泵p1和p2在输注阶段期间的流率。例如，如果将泵p1和p2的流率设置为200ml/min，则泵p3和p4的流率将相对较慢。相反，如果将泵p1和p2的流率设置为600ml/min，则泵p3和p4的流率将相对较快。
90.一旦袋307排空了盐-葡萄糖溶液，阀v6的端口(b)关闭，阀v6的端口(a)打开，以允许泵p4以大约0.5ml/min至大约5ml/min的流率将电解质溶液从袋306中泵出，泵入流体管线314。一旦电解质溶液到达阀v3，输注阶段就结束了，治疗阶段就可以开始了。然而，如果治疗阶段没有立即开始，则流体调节系统100可以被操作以继续通过流体管线311、312、313、314、315、323、336、326绕流体回路350循环透析液，或者允许透析液保持静态(例如，没有循环)直到治疗阶段开始。输注阶段通常持续大约5分钟至大约6分钟的持续时间。
91.图22示出了在治疗阶段期间流体调节系统100的操作，其中将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到流体回路350中的水中以产生透析液。治疗阶段包括碳酸氢盐溶液被用于调节透析液的电导率的第一阶段和稀释水被用于调节透析液的电导率的第二阶段。泵p1和p2以大约200ml/min至大约600ml/min的范围内的流率泵送透析液。热交换器hx的设定点温度被维持在大约35℃至大约39℃(例如，大约37℃)的可接受范围内的生理上可接受的温度，如流体调节系统100的用户特别选择以适合患者舒适度。在治疗阶段期间的任何时候，如果在ct2处测量的透析液温度在大约35℃到大约42℃的范围之外，则流体调节系统100将进入旁路模式，在该模式下，透析液将流过流体管线336以经由流体管线324、325旁路流过透析系统301。当流体调节系统100以旁路模式操作时，将在显示屏148上显示指示流体温度过低或过高的消息。流体调节系统100将保持在旁路模式，直到流体温度稳定在可接受的范围内。
92.在治疗阶段的第一阶段期间，关闭阀v3的端口(b)，打开阀v3的端口(c)，以允许泵p2通过流体管线324泵送“新鲜”透析液(例如，净化的、调节过的透析液)并泵入透析系统
301，关闭阀v4的端口(a)，打开阀v4的端口(c)，以允许泵p1将“用过的”透析液(例如，受污染的透析液)通过流体管线325从透析系统301中泵出，并进一步泵入流体管线326。因此，关闭在阀v3与v4之间延伸的旁路流体管线336。在治疗阶段期间，用过的透析液已经在透析系统301内输注有来自患者血液的超滤液。超滤液携带有毒物质，例如尿素、所有小的水溶性尿毒症毒素以及其它有毒物质(例如，胍基琥珀酸、甲基胍、1-甲基腺苷、1-甲基肌苷、n2、n2-二甲基鸟苷、假尿苷、阿拉伯糖醇、甘露醇、α-n-乙酰精氨酸、乳清酸核苷、草酸盐、胍、赤藓糖醇、肌酸、乳清酸、苯乙酰谷氨酰胺、肌酐、肌醇、γ-胍基丁酸、β-胍基丙酸、对称二甲基精氨酸(sdma)、不对称二甲基精氨酸(adma)、山梨糖醇、尿苷和黄嘌呤)。
93.用过的透析液从流体管线326被泵送通过阀v1的端口(b)和(c)、流体管线311、泵p1、流体管线312，然后泵入吸附剂盒303。在吸附剂盒303内，有毒物质从用过的透析液中移除(例如，过滤掉)，以产生“再生”透析液(例如，净化的未调节的透析液)。
94.吸附剂盒303可以包括一起再生用过的透析液的各种层。图26中示出了示例性吸附剂盒303的组成。在一个示例中，吸附剂盒303可以包括以下层中的一个或多个：第一碳层701、包含将尿素转化为氨的材料(例如，脲酶)的层702、脲酶结合层(例如，氧化铝层)703、第二(中间)碳层704、包含离子交换材料(例如，磷酸锆，zp)的层705和磷酸盐吸附剂层706(例如，具有氯化物反离子的水合氧化锆，hzocl)。这些层被设计成去除污染物和尿毒症溶质，同时保持适当的透析液化学成分。用过的透析液从底部到顶部流过盒(首先通过层701)。
95.碳层701和704可以吸附重金属(例如，铅、汞、砷、镉、铬和铊)、氧化剂(例如，氯和氯胺)、可能存在于自来水中的其它污染物以及在用过的透析液中发现的许多有机分子和中分子尿毒症溶质，例如肌酸酐和尿酸。每个碳层的材料的合适示例包括颗粒状活性炭和木炭。
96.层702中的材料将透析液中的尿素分解成铵(例如，带正电荷的铵离子，nh
4
)和碳酸氢盐(hco
3-)。尿素分解材料的合适示例包括脲酶、其它固定化酶、硅藻土和氧化锆。脲酶的合适示例包括天然存在的脲酶(例如来自菜豆、其它种子或细菌的脲酶)、通过重组技术产生的脲酶(例如，在表达和/或分泌尿素降解酶的细菌、真菌、昆虫或哺乳动物细胞中)、以及合成产生(例如，化学合成的)的脲酶。在一些实施例中，该酶是脲酶。
97.脲酶结合层703，当存在时，可以包括碱性或中性材料。层703的材料使从脲酶层702浸出的脲酶和其它蛋白质固定。脲酶结合材料的合适示例包括碱性或中性氧化铝(al2o3)。脲酶结合材料的其它合适的示例包括硅胶和硅藻土。在一些实施例中，吸附剂盒可以省略脲酶结合层(例如，氧化铝层)，和/或含脲酶层可以并入用合适的材料稳定和/或固定在诸如例如硅胶或硅藻土等合适的材料上的脲酶。
98.层705中的离子交换材料吸附铵，从而从循环透析液中去除铵。此外，阳离子交换材料705吸附其它带正电荷的种类，例如镁、钙和钾、以及可能存在于自来水中的重金属阳离子，如铜和铁。作为对被吸附的阳离子的交换，离子交换材料705释放氢和钠阳离子。本公开的离子交换材料705的合适示例包括聚合磷酸盐结合剂(例如，聚胺)、天然沸石和不溶性无机磷酸盐、或它们的任何组合。无机磷酸盐的合适示例包括iv族金属磷酸盐，例如磷酸钛、磷酸锆(zp)和磷酸铪。在一些实施例中，层705的离子交换材料是磷酸锆。在一些实施例中，磷酸锆是酸性磷酸锆(azp)。在其它实施例中，磷酸锆是碱性的(alkzp)。在其它实施例
中，磷酸锆是azp和alkzp的组合(例如，在azp和alkzp的混合物中10wt.％、30wt.％或50wt.％的azp)。
99.磷酸盐吸附剂层706吸附透析液中的所有磷酸盐，包括在透析治疗期间从zp层705浸出的磷酸盐和源自患者的磷酸盐。除了磷酸盐之外，吸附剂层706还吸附氟化物和其它阴离子，例如重金属的氧阴离子，并且作为交换释放氯(cl-)和羟基(oh-)阴离子。层706中的磷酸盐吸附材料的合适示例包括iv族金属氧化物、iv族金属盐、以及iv族金属氧化物和盐的混合物。在一个示例中，层706中的磷酸盐吸附材料是碳酸锆钠、醋酸锆、氧化锆(酸性氧化锆或碱性氧化锆)或水合氧化锆(例如，含醋酸盐的水合氧化锆或具有氯化物反离子的水合氧化锆)。在另一个示例中，当氧化锆位于吸附剂盒303的层706中时，可以将氧化锆与碳酸锆钠混合。在这种混合物中，氧化锆的示例性浓度包括10wt.％、50wt.％和80wt.％。层706必须包含足够量的水合氧化锆以吸附所有磷酸盐，包括在透析治疗期间从zp层705浸出的磷酸盐和来自患者的磷酸盐，以避免在再生(“清洁”)透析液中出现不期望的磷酸盐水平。在一个示例中，离子交换层705是磷酸锆(zp)，并且层706中的水合氧化锆(hzo)吸附从zp层705中浸出的所有磷酸盐。
100.在一些实施例中，层705、或层706、或层705、706两者可以包含磷酸锆(例如，酸性磷酸锆)与水合氧化锆(例如，碱性水合氧化锆)的混合物。这种混合物中zp的合适量包括大约10wt.％、大约30wt.％和大约70wt.％。
101.在一些实施例中，吸附剂盒303包括在吸附剂层706的顶部上的包含碳酸氢钠的附加层。它不结合任何物质，而是将na

和hco
3-释放到再生的透析液中。表3示出了吸附剂盒的典型组成。
102.成分量(g)nahco335hzocl200zp1600活性炭325氧化铝20脲酶110活性炭100
103.表3：典型吸附剂盒303的组成。
104.本文中描述了用于制造基本上不含可浸出磷酸盐(例如，不超过0.02mg/g可浸出磷酸盐)的zp的方法。应当理解，“可浸出磷酸盐”的量(例如，0.02mg)是指从吸附剂盒中浸出或以其它方式释放的磷酸根离子中的磷(p)的量(有时表示为po
4-p或磷酸盐-磷)。
105.通过本公开的方法制备的zp可以用于例如吸附剂盒303的zp层705中。与层705中具有每1克材料含有大约2.5mg可浸出磷酸盐的常规zp的盒相比，使用基本上不含可浸出磷酸盐的zp有利地允许制备层706中具有显著较少水合氧化锆(hzo)的吸附剂盒303。例如，与用含有大约2.4mg/g或更多可浸出磷酸盐(例如，2.5mg/g的可浸出磷酸盐)的常规zp制备的盒相比，使用本公开的zp可以使得吸附盒含有3分之一、40分之一或80分之一的hzo。因为盒中所需的锆材料的量大大减少，所以吸附剂盒的成本也随之降低，从而使得透析治疗的成本整体降低。此外，患者的血清磷酸盐升高可能导致诸如各种骨骼病变、低钙血症或高磷血
症等危险状况。在本透析系统的吸附剂盒中使用基本上没有可浸出磷酸盐的zp有利地避免并防止了这些危险状况。
106.磷酸锆是一种具有层状结构酸性无机化合物，通式为zr(opo3h)4。在其水合形式中，磷酸锆的分子式为zr(opo3h)4×
nh2o，其中变量n为1到4。磷酸锆具有很高的热稳定性和化学稳定性、固态离子导电性、抗电离辐射、以及在它们的层之间吸收不同类型的不同大小的离子和分子(例如，游离磷酸盐)的能力。当与碱金属类氢氧化物(例如氢氧化钠)反应时，酸性磷酸锆会将其结构内的h

阳离子中的一些交换为碱金属阳离子(例如，钠阳离子，na

)，以成为碱性磷酸锆(alkzp)。在一个示例中，碱性磷酸锆具有式zr(opo3na)4。在另一个示例中，碱性磷酸锆具有式zr(opo3(h)
x
(na)y)4，其中x和y的总和为1。在一些实施方式中，x是0.3和y是0.7，x是0.1和y是0.9，或x是0.5和y是0.5。
107.传统上，碱性磷酸锆是通过用碱金属类氢氧化物处理酸性磷酸锆来制备的。图27包含示出用于从碱式硫酸锆起始材料制备碱性磷酸锆的示例性工艺800中的操作的流程图。在707，将原料碱式硫酸锆与水溶液结合以产生水浆液。通常，硫酸锆是式zr(so4)2×
nh2o的无机化合物，其中n是0、2、4或6，其可从许多商业来源轻松获得。该水溶液主要包含水作为水溶剂，并且可以可选地包含控制流体的粘度和促进浆液形成的各种溶质。该水溶液还可以包含酸或碱以控制浆液的ph、稳定性和化学组成。例如，707中的水溶液可以含有硫酸(h2so4)。在708，将碱式硫酸锆的水浆液与磷酸(h3po4)的水溶液结合以获得反应混合物。环境温度通常不足以促使磷酸与硫酸锆之间的反应完成。因此，在709，将反应混合物加热到足够高以促进反应的温度，例如在大约70℃至大约90℃的范围内的温度。当充分加热时，硫酸锆与磷酸反应以生成酸性磷酸锆，例如，如下所示：
108.zr(so4)4 4h3po4＝zr(opo3h)4 4h2so4。
109.709中的反应时间各不相同，通常足以使硫酸锆完全转化为磷酸锆。在一个示例中，709中的反应混合物可以被加热大约15min到大约1小时。在一些实施方式中，反应时间为大约30min。一旦反应完成，在710，过滤反应混合物以分离粗固体azp和含有过量磷酸的滤液。然后，在711，用水溶液洗涤粗azp以产生湿azp。洗涤可以通过将水溶液(例如，纯水，如自来水)添加到粗固体azp中以产生水浆液，然后过滤所述浆液以将水滤液与洗涤过的湿azp分离来进行。在洗涤过程期间，过量的磷酸和其它杂质在滤液中被带走，留下纯湿azp作为滤饼。在alkzp制备的下一步骤中，在712，将湿azp与水溶液结合以获得azp浆液，然后，在713，用足量的碱金属类氢氧化物(例如，naoh)的水溶液处理azp浆液，以获得alkzp的浆液。通常，将碱金属类氢氧化物添加到azp浆液中，以实现大约8到大约9的ph。以naoh为例，在添加(滴定)期间，azp与碱金属类氢氧化物之间可能发生以下反应：
110.zr(opo3h)4 4naoh＝zr(opo3na)4 4h2o。
111.一旦反应达到平衡(稳定的ph)，在714，过滤alkzp浆液以获得粗湿alkzp，然后，在715，将粗湿alkzp用水洗涤以产生湿alkzp。在一些实施方式中，如711所述，可以用水洗涤alkzp。在洗涤过程期间，过量的碱金属类氢氧化物和其它杂质在滤液中被带走，留下纯湿alkzp作为滤饼。最后，可以将湿alkzp干燥，例如，在烘箱中，达到大约14wt.％至大约18wt.％的干燥失重(lod)的水分水平。
112.alkzp的制备过程可以使用化学工业中常用的常规设备进行。常规设备的合适示例包括通常用于制备无机吸附材料的容器、设备和机械，例如反应器、搅拌器、混合器、泵、
漏斗、离心机、过滤器和烘箱。该设备可以由不锈钢、玻璃(包括硼硅酸盐玻璃)、铝或塑料或其任意组合(例如，玻璃衬里钢)制成。这种设备示意性地示出于图28中。
113.参考图28，将碱式硫酸锆从存储单元717通过管线718供应到反应容器720。然后将水溶液(例如，自来水或蒸馏水)从流体罐719添加到反应器720以在反应器720中产生bzs的水浆液。在一些实施方式中，浆液的密度为每大约1g干材料(bzs)大约4ml水溶液。反应器配备有机械搅拌器746(例如，锚式、螺旋桨式或桨式搅拌器)以混合bzs和水以产生均匀的浆液。在一些实施方式中，反应器720中的bzs浆液可以以大约50转/分钟(rpm)到大约100rpm搅拌大约2小时到大约3小时的时间段。然后，泵721将均匀的bzs浆液从反应容器720通过管道741泵送到反应器723。然后，将磷酸的水溶液从流体罐722以大约5gal/min至大约15gal/min的速率添加到反应器723。在一些实施方式中，水溶液722中磷酸的浓度为大约37wt.％(例如，37.7wt.％)。在一个示例中，添加到反应器723的磷酸的量比反应器中bzs的量过量大约60vol.％。反应器723配备有机械搅拌器747(例如，锚式、螺旋桨式或桨式搅拌器)，以确保反应混合物的均匀性。在一些实施方式中，以大约85rpm搅拌反应混合物(搅拌器的速度通常取决于搅拌器的大小、反应器的大小、浆液的体积和浆液的密度)。本示例中的参数适用于全尺寸工厂条件(与实验室条件相比)。实验室条件可以包括以100-500rpm搅拌浆液、以85rpm搅拌反应混合物和以5-15ml/min添加h3po4。在一个示例中，蒸汽或热水可以通过夹套724供应到反应器，以将反应器混合物加热到大约70℃至大约90℃或大约75℃至大约85℃的反应温度。在一些实施例中，将反应器加热到大约85℃的反应温度。一旦达到温度，硫酸锆与磷酸之间的反应可以发生大约30min至大约90min(例如，30min或60min)的时间段。如果将反应器加热时间计入反应时间，则bzs暴露于磷酸的时间不超过大约2-4小时。在一些实施方式中，反应时间从大约15分钟到大约45分钟。一旦反应完成(例如，所有或基本上所有的硫酸锆转化为磷酸锆)，允许反应器723中的反应混合物冷却到低于大约50℃至65℃的温度并由泵725通过流体管线726泵送到容器730，然后由泵731泵送到真空鼓式过滤器727。鼓式过滤器727将滤液(流出物)从粗反应产物(粗湿酸性磷酸锆)中分离出来。在一些实施方式中，滤液除水之外还含有过量的磷酸、痕量的硫酸和各种其它水溶性杂质。同时，在过滤器727上过滤之后的粗湿(潮湿)磷酸锆产物除了固体azp之外，还含有一定量的磷酸和插入在磷酸锆晶体结构层之间的磷酸盐离子。分离之后，azp作为滤饼保留在鼓式过滤器的顶部，而滤液通过流体管线742被去除到废物中和系统。
114.为了从剩余的磷酸和其它杂质中洗涤粗azp，来自真空鼓式过滤器727的固体滤饼返回到容器730。同时，将水溶液(例如水)从流体罐728添加到容器730以产生浆液。在一些实施方式中，该浆液的密度为每大约1g粗azp材料大约2ml至大约6ml水溶液。使用机械搅拌器748在容器730中以大约70rpm至大约85rpm搅拌浆液。在搅拌期间，游离磷酸、游离磷酸盐离子和其它水溶性杂质从粗azp中消散到浆液的水相中。在一个示例中，容器730中的搅拌进行大约40min或大约2小时。在一些实施方式中，将浆液搅拌(并洗涤粗azp)大约6小时(如果浆液在罐中过夜，则大约12-15小时)。完成之后(例如，当浆液的水相中游离磷酸的浓度保持恒定时)，浆液由泵731泵送到鼓式过滤器727以获得作为滤饼的洗涤过的湿azp和含有过量的磷酸的剩余物的流出物。流出物通过流体管线742从过滤器727倾倒到废物中和系统。参考图28，如果鼓式过滤器逆时针旋转，则azp滤饼被转移回到容器730并重复洗涤循环。可以重复洗涤循环直到在流体管线742中的滤液中检测到低于预先确定的浓度极限(例
如，大约600ppm至大约2000ppm)的游离磷酸。在一些实施方式中，执行大约18至24次洗涤循环以获得作为基本上不含磷酸的滤饼的湿azp。对于所有洗涤循环，该过程的整个洗涤阶段需要大约24至大约26小时。在洗涤阶段完成时，鼓式过滤器727顺时针旋转以将湿azp转移到容器732。同时，将水溶液从流体罐729添加到容器732，以获得密度为每大约1g湿azp材料中大约2ml至大约6ml水溶液的浆液。然后，将碱金属类氢氧化物(例如，氢氧化钠)的水溶液从流体罐729添加到浆液以获得大约8至大约9的ph。在一个示例中，碱金属类氢氧化物溶液到浆液的添加速率为大约1gal/min到大约11gal/min。水溶液中碱金属类氢氧化物的浓度通常为大约25wt.％至大约50wt.％。将所得的反应混合物在容器732中使用机械搅拌器749在大约室温下搅拌大约1小时或大约2小时，直到浆液中的azp和转化的alkzp达到平衡且ph稳定。然后，泵731将含有alkzp的浆液从容器732泵送到真空鼓式过滤器727。鼓式过滤器将粗固体alkzp从含有过量碱金属类氢氧化物和其它杂质的液体滤液中分离出来。鼓式过滤器逆时针旋转以将粗alkzp转移到容器732，并将每1g粗alkzp大约2ml至大约6ml的量的水溶液(例如，水)添加到容器以产生洗涤浆液。洗涤循环可以根据需要如上文针对azp所描述的那样重复进行，直到在废物管线742中不再检测到碱金属类氢氧化物。在洗涤阶段完成时，湿alkzp(例如，泥)由泵734通过管道735转移到离心机736。在这个阶段可以使用多种离心机来脱水湿alkzp。离心机的合适示例包括实心碗筐、管式碗离心机、筛式涡旋离心机、振动筛式离心机、推进式离心机、级联式滑动离心机、压滤机和倾析器。脱水通常在离心机736中进行大约5小时(取决于批量大小)，并且滤液(流出物)从离心机736通过流体管线743被去除到废物管理系统。脱水的(基本上脱水，触摸时略微潮湿)alkzp粉末通过管道737被转移到存储单元738，然后通过管道739从存储单元738转移到干燥单元740。任何能够降低固体无机材料中的水分水平的干燥器都可以在该过程中使用。干燥器740的合适示例包括流化床干燥器、旋转干燥器、滚动床干燥器、传导干燥器、托盘式干燥器、旋转干燥器、烘箱、微波干燥器和对流干燥器。在一些实施方式中，诸如空气或氮气之类的热气体可以用于干燥alkzp。典型的干燥过程需要大约18小时到大约22小时(取决于所使用的干燥器的类型和批量大小)。通常，alkzp在740中干燥，直到测量的干燥失重(lod)为大约12wt.％至大约38wt.％。在一些实施方式中，lod为大约14wt.％至大约18wt.％(例如，大约14wt.％、大约16wt.％、大约17wt.％或大约18wt.％)。在一些实施方式中，使用高效干燥器740，如旋转干燥器，消除了使用离心机736来制备用于干燥的湿alkzp的需要。也就是说，湿alkzp可以直接从容器732转移到干燥器740，所述干燥器740是旋转干燥器或类似效率的另一个干燥器。整个步骤消除产生大约66kg/hr的alkzp生产速率。在一些实施方式中，离心步骤可以通过以下任一方式来避免：(1)直接从鼓式过滤器727收集材料；或(2)将浆液从反应罐(724或730、732)直接泵送到压滤机而不是鼓式过滤器。压滤机集过滤器、洗涤站和脱水站于一体。然后，可以在干燥器740中使用直接从鼓式过滤器或压滤机收集的材料。
115.对于使用相对于bzs过量60vol.％h3po4的常规工艺，制造一批alkzp的总时间为大约60小时至大约62小时(包括用于制造bzs的浆液的大约2小时，用于使bzs与磷酸反应的大约9小时，用于洗涤粗azp、使azp与naoh反应和洗涤所得的粗alkzp的大约26小时，用于脱水的大约5小时，以及用于将alkzp干燥到期望的lod的大约20小时)。这种常规工艺实现了干alkzp的最终生产速率为大约24kg/hr到大约28kg/hr。表4总结了在层705中用alkzp制备的吸附剂盒303的性能特性：
116.盒特性操作范围可浸出磷酸盐2.4～2.5mg/g钠含量80-94mg/g铵吸附～17-19mg/gp：zr比～1.7-1.8
117.表4：通过常规方法制备的层705中alkzp的操作范围。
118.参考工艺800(图27)，意外地发现在708、709仅使用相对于bzs过量大约10vol.％的h3po4允许实现用于alkzp层所需的盒性能特性，同时将可浸出磷酸盐减少到大约0.8mg/g，并进一步允许显著改善alkzp制造工艺参数。参考图28，在改进的工艺中，仅将大约10vol.％过量的h3po4添加到反应器723。结果，反应器723中的反应时间可以减少到小于大约4小时。这显著减少了反应浆液中需要在随后的洗涤阶段使用容器730、732、泵727、731和流体罐728、729洗掉的过量磷酸的量。代替18-24次洗涤，只需4次1小时的洗涤就可以去除过量的磷酸，使得制造过程的整个洗涤阶段仅需要大约4小时。与使用60wt.％h3po4过量的常规工艺相比，这使得h3po4节约大约40％(例如，37％)并节约大约80％的水。该工艺的洗涤阶段时间减少大约18-20小时，干燥时间减少大约5-10小时，批量制备的总时间减少到大约20-22小时。总之，用于从bzs制备azp的h3po4的减少使得干alkzp的生产速率提高大约47％，同时保持有利的材料性能。使用改进的工艺，干alkzp的生产速率为大约36kg/hr到大约40kg/hr。
119.还意外地发现：(i)仅使用相对于bzs过量大约10vol.％的h3po4和(ii)在将azp与碱金属类氢氧化物结合之前干燥湿azp不仅允许实现alkzp层705所需的盒性能特性，而且还能将可浸出磷酸盐减少到大约0.02-0.03mg/g。也就是说，与不包括azp干燥步骤的工艺相比，在与碱金属类氢氧化物反应之前干燥azp的中间步骤允许将zp盒材料中可浸出磷酸盐的水平减少为40分之一(从0.8mg/g可浸出磷酸盐减少到0.02mg/g相当于减少为40分之一)。
120.图29包含示出示例性工艺802中的操作的流程图，所述示例性工艺用于使用干azp作为中间体从bzs起始材料制备alkzp。步骤707、708、709、710、711可以如先前针对图27的常规工艺所描述的那样进行，包括在步骤708、709使用相对于bzs仅过量10vol.％的h3po4。常规工艺使用比化学计量所需体积高60％的过量h3po4体积。此处描述的改进工艺使用了比所需体积多10％的过量的体积。在步骤711获得的湿azp可以在744(例如，在烘箱中)干燥到大约14wt.％至大约18wt.％的干燥失重(lod)的水分水平以产生干azp。干azp可以在745重新浆化以获得azp的水浆液，所述水浆液可以用于在713用碱金属类氢氧化物进一步滴定以获得期望的alkzp产物的水浆液。步骤713、714、715、716可以如先前针对图27中描绘的常规工艺所描述的那样进行。湿azp的干燥过程如下。参考图28，容器732中的湿azp不被使得与碱金属类氢氧化物反应，而是由泵734通过管道735直接转移到离心机736。在离心机中脱水之后，azp在干燥单元740中被干燥到大约14％到大约18％lod的湿度水平。干azp是一种商业产品。使用针对步骤707-711和744所述的程序，可以在大约20-22小时内以大约40kg/hr的总生产速率制备一批干azp产品。因为在708使用了仅10vol.％过量的h3po4，所以只需要四次40分钟到1小时的洗涤来去除azp中过量的磷酸(即，该过程的洗涤阶段需要大约4小时)，并且干燥时间仅为大约6小时。湿azp(例如，步骤711制备的azp)中可浸出磷酸盐水平
为大约1.2mg/g至大约1.4mg/g。干azp(例如，在步骤744制备的azp)中的可浸出磷酸盐水平为大约0.08mg/g至大约0.1mg/g。该材料可以单独地或与例如氧化锆或alkzp结合地用于盒层705。为了制备alkzp，将干azp置于容器732中。同时将水溶液(例如，自来水)从流体源729添加到容器732以制造密度为每大约1g干azp材料大约1ml至大约3ml的水溶液的浆液。使用机械搅拌器749搅拌该浆液，例如，直到浆液的水相中磷酸和游离磷酸盐的浓度保持恒定。在一个示例中，将浆液搅拌大约15min至大约1小时。此后，将碱金属类氢氧化物的水溶液从流体源729添加到反应器732直到浆液的水相的ph达到大约8至大约9。向浆液中添加碱金属类氢氧化物溶液的示例性速率为大约1gal/min到大约11gal/min，并且水溶液中的碱金属类氢氧化物的示例性浓度为大约25wt.％到大约50wt.％。一旦反应完成，容器732中的alkzp产物的浆液如先前针对常规工艺所描述地那样使用离心机736和干燥器740处理到大约14％至大约18％的lod水平。出乎意料的是，从干燥器740获得的干alkzp产品中可浸出磷酸盐的水平为大约0.01mg/g至大约0.03mg/g。
121.在不受理论的束缚的情况下，人们认为洗涤之后获得的湿azp(例如，在步骤711获得的湿azp)包含两种类型的磷酸盐离子：(i)作为zp结构的一部分并且是通过离子键与锆原子强结合的磷酸盐离子；以及(ii)通过例如静电相互作用和范德瓦尔力与水分子弱结合的游离磷酸盐。进而，水分子通过弱配位键与锆原子结合。人们认为，当在吸附剂盒303的层705中使用所得的alkzp时，只有与湿azp中的水分子弱结合的磷酸盐才变成可浸出磷酸盐。人们还认为，当使用湿azp制备alkzp(例如，在712)，与水松散结合的磷酸盐离子在整个过程中保留在zp材料中。也就是说，在alkzp的干燥的步骤(例如，716)期间，水从材料中蒸发，但可浸出磷酸盐仍然截留在复合结构内，并且在透析期间当透析液流过层705时从材料中浸出。人们认为，当向含有可浸出磷酸盐的azp中添加naoh时，所得的alkzp中的可浸出磷酸盐可能会“盐析”到材料基质中(例如，以na3(po4)的形式)，或经历一些在材料干燥时阻止po
4-的挥发的其它反应。相反，当使用干azp来制备alkzp时，人们认为当在azp干燥步骤期间蒸发掉水时，弱结合的磷酸盐也随蒸发的水挥发，因此在干燥过程期间从azp材料中去除。因此，当在745将干azp重新浆化以制备alkzp时，材料中不再有弱结合、可浸出磷酸盐。当alkzp在azp与碱金属类氢氧化物反应之后被洗涤并随后被干燥(例如，在715、716)时，不再有可浸出磷酸盐仍然截留在材料内(例如，不再有磷酸盐材料以na3po4的形式“盐析”出来)。表5和6中示出了可浸出磷酸盐的量与盒中吸附这些可浸出磷酸盐所需的氧化锆材料的量之间的差异。表5总结了当在层705中使用常规alkzp时的盒内容物，而表6总结了当在层705中使用本公开的低可浸出磷酸盐alkzp时的盒内容物。
122.盒组分量zp651600gazp可浸出磷酸盐0.2mg/galkzp可浸出磷酸盐2.5mg/g患者总磷酸盐1.6gzp总磷酸盐2.9g所需的hzo-cl137g
123.表5：通过常规方法制备的层705中alkzp的操作范围。
124.盒组件量
zp651600gazp可浸出磷酸盐0.2mg/galkzp可浸出磷酸盐0.03mg/g患者总磷酸盐1.6gzp总磷酸盐0.1g所需的hzo-cl52g
125.表6：通过改进的方法制备的层705中alkzp的操作范围。
126.从表5和表6中可以看出，使用本公开的alkzp将盒中hzo(层706的材料)的量减少了大约60％。也就是说，当在盒中使用含有低可浸出磷酸盐的alkzp代替常规alkzp材料时，盒的层706中的磷酸盐吸附材料的量可以有利地减少一半以上。这种材料减少显著降低了盒的成本，并且随后降低了透析治疗的成本。
127.传统上，具有氯化物反离子的水合氧化锆(hzocl)是通过用碱金属类氢氧化物处理碱式硫酸锆以获得hzo，然后用盐酸处理hzo以获得hzocl来制备的。图30包含示出用于制备hzocl的常规工艺804中的操作的流程图。参考图30，在750，将原料碱式硫酸锆与水溶液结合以产生浓度为例如每1g固体bzs 4ml水的水浆液。在751，将bzs的水浆液与碱金属类氢氧化物(例如，naoh)的水溶液结合以获得反应混合物。溶液中碱金属类氢氧化物的示例性浓度可以为大约5wt.％到大约50wt.％。将碱金属类氢氧化物以足以使ph大于大约4.5的量添加到反应混合物。然后，在反应器中搅拌反应混合物足够长的时间以实现bzs向氧化锆的转化，例如搅拌大约30min到大约2小时。环境温度通常足以驱动bzs与碱金属类氢氧化物之间的反应。可选地，可以将反应混合物加热到大约40℃至大约80℃的温度。以naoh为例，在751，bzs与naoh之间可发生以下反应：
128.zr(so4)4 4naoh＝zro(so4)2 2na2so4 2h2o，
129.其中zro(so4)2是一个示例性的中间体hzo化合物。该化合物是酸性硫酸锆(具有硫酸盐作为反阴离子)。在752，过滤出含有中间体hzo的反应混合物以产生粗产物。真空鼓式过滤器或任何其它合适的过滤器可以用于在此步骤中分离hzo中间体和滤液。在752的滤液可能含有过量的碱金属类氢氧化物、碱性硫酸盐、硫酸和各种其它水溶性杂质。在753，粗中间体可以被用水洗涤。例如，粗固体hzo可以在容器中浆液化并使用机械搅拌器搅拌，直到浆液的水相中各种溶质的浓度保持恒定(例如，不再随时间增加)。然后，使用鼓式过滤器过滤浆液并且重复该过程数次，例如，2、3或4次。在一些实施方式中，每次洗涤需要花费大约1小时至大约2小时。在一些实施例中，中间体hzo被洗涤3次并且每次需要花费大约1小时。在754，将固体hzo中间体与碱金属类氢氧化物(例如，naoh)的水溶液混合以获得第二反应混合物。通常，在第二反应中使用50wt.％的碱金属类氢氧化物溶液。第二反应混合物中碱金属类氢氧化物的量足以使ph大于大约12.5。该过程可以如先前针对751的第一反应所描述的那样进行(例如，第二反应可以在室温或升高的温度下发生)。以naoh为例，在754，氧化锆与naoh之间可发生以下反应：
130.zro(so4)2 2naoh＝zro2 na2so4 h2o。
131.在第二反应完成时(例如，从大约30min到大约2小时)，在755，将反应混合物过滤以产生粗hzo产物，在756，所述粗hzo产物可以进一步用水洗涤，如这里针对中间体hzo产物所述的。为了获得hzocl，在757，将洗涤过的hzo与hcl水溶液混合以获得第三反应混合物。
溶液中hcl的示例性浓度可以为大约0.1m到大约12m(例如，大约0.5m或大约1m)。将足以使ph达到大约7(例如6.9-7.1)的量的hcl添加到反应混合物。然后，将反应混合物在反应器中搅拌足够长的时间以实现氧化锆向hzocl的转化，例如搅拌大约30min至大约2小时。环境温度通常足以驱动该反应。然而，可以将反应混合物加热到大约40℃至大约80℃的温度。在757，hzo与hcl之间可发生以下反应：
132.zro2 hcl＝zro2×
hcl。
133.在758，进一步过滤第三反应混合物(浆液)以获得粗hzocl产物，并且在759，粗产物可以用水洗涤，例如，如先前在756针对洗涤粗hzo所述的。在一些实施方式中，hzocl产物用水洗涤一次、大约1小时。在760，可以使用离心机对湿洗涤过的固体产物进行脱水并将其干燥(例如，在托盘式干燥器中)，例如，干燥到大约12％至大约40％的lod(例如，大约14-18％lod)。制备hzocl的过程可以使用常规工业设备，例如，如这里针对alkzp的制备所述的工业设备(例如，反应器、搅拌器、混合器、泵、漏斗、离心机、过滤器和干燥器)进行。
134.如工艺804中所述获得的hzocl材料具有磷酸盐吸附剂的期望特性。例如，hzocl材料的po
4-吸附为大约40mg/g到大约50mg/g(例如，大约45mg/g)。然而，该工艺需要两次单独的碱金属类氢氧化物处理和八次洗涤，从而大大增加了所生产的磷酸盐吸附材料的成本。人们意外地发现具有相似po
4-吸附剂特性(大约40mg/g至大约50mg/g，或大约45mg/g)的hzocl材料可以仅使用一个碱金属类氢氧化物处理步骤由bzs制备。消除第二碱金属类氢氧化物处理的步骤消除了八次洗涤过程中的三次，减少了处理时间和用水量，因此降低了盒吸附剂材料的总成本。改进的工艺可以描述如下。参考图31，在761，将碱式硫酸锆与水溶液结合以产生水浆液，所述水浆液的密度为例如每1g固体bzs大约1ml至大约6ml水。在751，将bzs的水浆液与碱金属类氢氧化物(例如，naoh)的水溶液结合以获得反应混合物。溶液中碱金属类氢氧化物的示例性浓度可以为大约5wt.％到大约50wt.％。将碱金属类氢氧化物以足以使ph大于大约12.5的量添加到反应混合物。然后，将反应混合物在反应器中搅拌足够长的时间以实现bzs向氧化锆的转化，例如搅拌大约30min到大约4小时。环境温度通常足以驱动bzs与碱金属类氢氧化物之间的反应以获得hzo。可选地，可以将反应混合物加热到大约40℃至大约80℃的温度。以naoh为例，在762，bzs与naoh之间可发生以下反应：
135.zr(so4)4 4naoh＝zro2 4na2so4 2h2o。
136.在763，例如使用真空鼓式过滤器过滤来自反应混合物的粗氧化锆，然后，在764，用水洗涤以获得纯湿hzo。必要时可以重复洗涤阶段，直到滤液中不再有过量的碱金属类氢氧化物。在一些实施方式中，在765，粗hzo在与hcl反应之前被洗涤四次。为了获得hzocl，将湿hzo与浓度为大约0.1m到大约12m(例如，大约0.5m或大约1m)的hcl水溶液结合。将足以使ph达到大约6至大约7之间的量的hcl添加到反应混合物。然后将反应混合物在反应器中搅拌足够长的时间以实现氧化锆向hzocl的转化，例如搅拌大约30min到大约4小时。环境温度通常足以驱动该反应。然而，可以将反应混合物加热到大约40℃至大约80℃的温度。为了分离并获得干hzocl产物，反应混合物可以如先前针对常规工艺所描述的那样在759、760完成。
137.在一些实施方式中，吸附剂盒组件包括容纳吸附剂盒303的壳体。在一些实施例中，盒303是一次性的。例如，所述盒可以被构造成使得其可以在使用之后从壳体中移除并在所述盒的透析液再生效率降低(例如，通过层饱和)或所述盒变得磨损或损坏时被处置。
然后可以用类似的盒替换所述盒以供透析液系统301的后续使用。
138.在某些实施例中，吸附剂盒303包括中空纤维。中空纤维可以排斥带正电的离子，以及增加所述盒的容量。中空纤维可以涂有离子排斥材料，所述离子排斥材料通过类似水净化的机制允许尿素通过，但排斥带正电荷的离子，如钙和镁。覆盖中空纤维的材料可以是本领域技术人员已知的任何此类材料(例如，脂肪酸或如聚砜之类的聚合物链)，它们可以有效地排斥钙和镁并因此将这些离子保留在透析溶液中。
139.清洁的(“再生的”)透析液从吸附剂盒303流出并进入流体管线313、经过氨传感器nh并进入主储存器304。在一些情况下，主储存器304内的再生透析液的体积超过了主储存器304的容量，因此通过流体管线327流动到次储存器305，在整个治疗阶段中，次储存器305保持与主储存器304流体连通。泵p2将再生透析液从主储存器304泵出，泵入流体管线314，并泵入泵p2。
140.虽然从吸附剂盒303离开的再生透析液已经将在透析系统301中从患者血液中吸收的有毒物质清除了，但是在作为新鲜的透析液循环回透析系统301的透析器337中之前，再生透析液必须进一步调节以满足可接受的生理特性。随着时间的推移，吸附剂盒303在治疗阶段的第一阶段(例如，其中患者的血液最初通过透析机器301循环的早期初始阶段)期间改变离开吸附剂盒303的再生透析液的组成。例如，在初始阶段期间，进入吸附剂盒303的用过的透析液内的有毒物质(例如氨)的水平相对较高。因此，在该阶段，吸附剂盒303将相对高水平的氢阳离子、钠阳离子和其它阳离子释放到透析液中，使得实现离开盒的再生透析液的高电导率和低ph。然而，随着治疗的初始阶段的进行，进入吸附剂盒303的用过的透析液含有较少的有毒物质(例如氨)，并且与较早时间点的再生透析液相比，所述盒释放较少的氢和钠阳离子使得实现“清洁”透析液的较低的电导率和较高的ph。
141.因此，泵p4继续以取决于泵p2泵送透析液的流率(例如，是其一部分)的流率，将电解质溶液从袋306中泵出，并泵入流体管线320，通过阀v6的端口(a)和(c)，泵入流体管线319的上段，通过泵p4并且泵入流体管线314。因此，泵p2、p4一起形成闭合的泵控制回路332，其控制泵p4泵送电解质溶液的流率，该流率在大约0.5ml/min至大约5ml/min的范围内。此外，泵p3继续将碳酸氢盐溶液从袋309中泵出或者将稀释水从袋308中泵出，通过阀v5的端口(c)，泵入流体管线317的上段，通过泵p3并且泵入流体管线314以进一步调节透析液。
142.当透析液通过泵p2和电导率传感器ct1时，电导率传感器ct1检测透析液的电导率。基于对透析液的电导率的连续测量，将连续不断选择碳酸氢盐溶液或者稀释水通过阀v5的端口(c)添加到透析液中，并且连续不断调整泵p3泵送透析液的流率，以维持透析液的电导率在13.5ms/cm至14.2ms/cm的生理可接受范围内。通常，随着测量的电导率与可接受的电导率之间的差值增加，泵p3泵送流体的流率增加。因此，随着测量的电导率与可接受的电导率之间的差值减小，泵p3泵送流体的流率减小。以这种方式，电导率计ct1和泵p3一起形成调节泵p3泵送流体的流率的封闭的泵控制回路331。如果在治疗阶段的第一阶段中透析液的电导率过低，则向透析液中输注碳酸氢盐溶液以提高电导率。
143.在通过电导率传感器ct1之后，透析液流经热交换器hx和温度传感器t2。基于由温度传感器t2检测到的流体温度，热交换器hx的功率水平将被调整以将透析液的温度维持在热交换器hx的设定点温度。以这种方式，温度传感器t2和热交换器hx形成封闭的加热器控
制回路333。透析液从流体管线315通过阀v2的端口(c)和(b)流入流体管线323，并经过电导率传感器ct2。当透析液通过电导率传感器ct2时，电导率传感器ct2执行第二次检查(例如，在热交换器hx的下游)以检测透析液的电导率。
144.如果透析液的电导率在可接受范围之外(例如，过低或者过高)，但在预定范围内(例如，比可接受范围宽)，则与该电导率传感器电气通信的安全系统将调整碳酸氢盐溶液或稀释水的输注流率，以达到可接受的范围内的电导率。如果透析液的电导率水平在预定的生理安全范围之外，则在一些实施方式中，流体调节系统100将试图恢复安全流体参数并继续治疗。例如，阀v3和v4将调整以引导流体通过旁路流体管线336并关闭流体管线324和325，直到电导率再次稳定地达到生理安全范围的时间为止，此时阀v3、v4将进行调整，以关闭旁路流体管线336并经由流体管线324和325将流体引导到透析系统301以及从透析系统301引导流体。在一些实施方式中，还可以指示用户在将电导率恢复到生理安全范围时检查碳酸氢盐溶液和稀释水的流体水平是否为非零。
145.一旦再生(“清洁”)透析液的电导率达到大约13.8ms/cm至大约14.0ms/cm的范围内的预定的值并且在不输注碳酸氢盐溶液以调节透析液的电导率的情况下保持在该水平，则治疗阶段的第一阶段结束，并且治疗阶段的第二阶段开始。
146.在治疗阶段的第二阶段(例如，稍后的最终阶段)，碳酸氢盐不再用于调节(例如，增加)透析液的电导率，稀释水是阀v5处用于调节(例如，降低)透析液的电导率直到治疗阶段结束(例如，第二阶段结束)的唯一物质。因此，阀v5的端口(b)关闭，而阀v5的端口(a)打开。如果在治疗阶段的第二阶段期间透析液的电导率过高，则向透析液中输注稀释水以降低透析液的电导率。
147.在治疗阶段的第二阶段的过程中，在吸附剂盒303中捕获的铵的量增加，使得吸附剂盒303吸收附加的铵的能力逐渐降低，一旦吸附剂吸附铵的能力用尽，再生透析液内的氨和铵盐的水平最终增加。氨传感器nh在吸附剂盒303下游的位置检测再生透析液中的氨的水平
148.治疗阶段(例如，包括第一阶段和第二阶段二者)通常持续大约120min至大约300min的持续时间。例如，240min(例如，4小时)是标准持续时间，其通常为绝大多数患者实现适当的治疗。此外，大多数治疗阶段将在四个小时后结束，而不会达到2mg/dl的阈值铵浓度(例如，从未接近耗尽吸附剂盒303的过滤能力)。流体调节系统100将发出音频警报，表示治疗成功完成，患者可以将他或她自己与透析器337断开。然而，如果在标准治疗持续时间之前透析液中的铵水平(例如，由氨传感器nh检测到的)指示吸附剂盒303不再从用过的透析液中吸收足够的铵以将铵水平维持在或低于大约2mg/dl的可接受值，那么治疗阶段将过早结束。对于血液尿素氮(bun)水平非常高的体型较大的患者，偶尔会出现这种情况。
149.在一些实施例中，氨传感器165和协作的氨检测器121一起提供流体调节系统100的氨检测系统700，如图26所示。如上面参考图18和19所讨论的，吸附剂盒303被设计成再生循环通过流体回路350的用过的透析液。用过的透析液包含已经从患者的血液扩散穿过透析器337的尿素，并且由于尿素在吸附剂盒303内的分解，在透析液中产生铵。因此，吸附剂盒303被设计成作为用过的透析液再生过程的一部分来去除铵。未从吸附剂盒303内的透析液中去除的铵可以在循环透析液内生成氨。因此，氨检测系统700定位在吸附剂盒303的下游(例如，但在图18中所示的主储存器304的上游)，用于确定离开吸附剂盒303的再生透析
液内的铵水平是否在可接受的范围内。
150.铵本身可能不会对患者的健康构成直接威胁。然而，通过透析器337转移到患者(例如，进入患者的血液中)的铵可以在流体回路350或患者的血液中产生氨(例如，氨气)，并且氨在高于某个阈值浓度(例如，大约100μg/dl)时是有毒的。根据流体回路350内的透析液的ph和温度，由透析液中存在的铵在透析液内生成痕量的氨气。因此，氨检测系统700正好定位在吸附剂盒303的下游，以便识别透析液中的氨泄漏，从而保护患者免于过度暴露于氨。
151.一旦治疗阶段结束，就可以排出流体回路350中的用过的透析液，可以将用过的透析液作为废物处理。在一些示例中，袋306、307、308和309和各种流体管线可以在仍然包含透析液的同时被手动移除和丢弃。在一些示例中，患者可以与透析系统301断开连接并且将流体管线323和326排出到废物贮器以排空流体调节系统100的各个部件。在一些示例中，流体调节系统100可以被操作以使泵p1和p2中的一个或两个在正向或反向上运行，以排出袋306、307、308、309、吸附剂盒303、灌注罐302、主储存器304和次储存器305中的任何一个。在一些示例中，流体调节系统100可以被操作以使泵p4和p3在正向上运行以排出袋306、307、308和309。在一些示例中，泵p4、p3的这种操作可以根据电导率计ct1的读数来执行。例如，在检测到足够低的阈值电导率时，可以假定电解液袋306已经排空，使得可以排出下一个袋或流体管线。
152.在整个流体调节循环中，压力传感器pt1、pt2、pt3和pt4检测流体压力以调节泵流率。例如，在流体调节循环的所有阶段(例如，灌注、输注和治疗阶段)期间，压力传感器pt1通过检测流体管线312(例如，位于泵p1的下游)内透析液的流体压力并向泵p1提供指示流体压力的反馈信号，与泵p1形成封闭的泵控制回路328。基于透析液的流体压力，调整泵p1的角速度(例如，rpm水平)以将流率维持在期望范围内。在流体调节循环的治疗阶段期间，压力传感器pt4通过检测离开透析系统301(例如，泵p1的上游)的透析液的流体压力并向泵p1提供指示流体压力的正向信号，与泵p1形成附加的封闭的泵控制回路329。基于透析液的流体压力，调整泵p1的角速度以使泵p1处的流率与离开透析系统301的透析液的流率紧密匹配。因此，流体管线312(例如，泵p1的下游)内的透析液的流体压力至少部分地受到离开透析系统301(例如，泵p1的上游)的透析液的流体压力的影响。
153.类似地，在流体调节循环的所有阶段(例如，灌注、输注和治疗阶段)期间，压力传感器pt2通过检测流体管线315(例如，位于泵p2的下游)内透析液的流体压力并向泵p2提供指示流体压力的反馈信号，与泵p2形成封闭的泵控制回路330。基于透析液的流体压力，调整泵p2的角速度以将流率维持在期望范围内。如上所述，在流体调节循环的治疗阶段期间，泵p3泵送流体的流率由电导率计ct1的反馈信号调节，以形成泵控制回路331，而泵p4泵送电解质溶液的流率由来自泵p2的反馈信号来调节，以形成泵控制回路332。
154.在流体调节循环的所有阶段期间，压力传感器pt3和pt4检测透析器337的操作。如果压力传感器pt3和pt4的测量结果表明没有流体流过透析器337，则流体调节系统100将进入旁路模式，以使透析液流过流体管线336，并避免经由流体管线324、325将透析液输送到透析系统301。
155.图23提供了控制系统161的框图。控制系统161包括处理器410、存储器420、存储装置430和输入/输出接口440。在一些实施例中，控制系统161包括一个以上处理器410、存储
器420、存储装置430和/或输入/输出接口440。组件410、420、430和440中的每一个都可以例如使用系统总线450互连。处理器410能够处理用于在控制系统161内执行的指令。处理器410可以是单线程处理器、多线程处理器或量子计算机。处理器410能够处理存储在存储器420或存储装置430中的指令。
156.存储器420在控制系统161内存储信息。在一些实施方式中，存储器420是计算机可读介质。存储器420可以例如是易失性存储器单元或非易失性存储器单元。存储装置430能够为控制系统139提供大容量存储。在一些实施方式中，存储装置430是非暂时性计算机可读介质。存储装置430可以包括例如硬盘装置、光盘装置、固态数据驱动器、闪存驱动器、磁带或一些其它大容量存储装置。替代性地，存储装置430可以是云存储装置，例如，包括分布在网络上并使用网络访问的多个物理存储装置的逻辑存储装置。
157.输入/输出接口440为控制系统161提供输入/输出操作。在一些实施方式中，输入/输出接口440包括网络接口装置(例如，以太网卡)、串行通信装置(例如，rs-232 10端口)和/或无线接口装置(例如，802.11卡、3g无线调制解调器或4g无线调制解调器)中的一个或多个。在一些实施方式中，输入/输出装置包括驱动器装置，所述驱动器装置被配置成能够接收输入数据并将输出数据发送到其它输入/输出装置，例如，键盘、打印机和显示装置(例如，显示屏148)。在一些实施方式中，使用移动计算装置、移动通信装置和其它装置。
158.在一些实施方式中，输入/输出接口440包括至少一个模数转换器441。模数转换器将模拟信号转换为数字信号，例如，适合于由处理器410处理的数字信号。在一些实施方式中，一个或多个感测元件与模数转换器441通信，如将在下面更详细地讨论的。
159.在一些实施方式中，控制系统161是微控制器。微控制器是在单个电子封装体中包含计算机系统的多个元件的装置。例如，单个电子封装体可以包含处理器410、存储器420、存储装置430和输入/输出接口440。
160.图24和25提供了由控制系统161提供的流体调节系统100的硬件系统500和软件系统600的框图。如图24所示，硬件系统500由用于生成用于在显示屏148上显示的gui的电路板和用于控制流体调节系统100的机电外围部件的一个或多个电路板135以及各种机电外围部件提供。软件系统600可以被分解为外部视图610、应用层620和驱动器层630。外部视图610包括由gui提供的用户接口、灯、声音和调试端口。应用层620包括业务逻辑，驱动器层630被配置成能够实现外围设备专用代码(例如，通信协议和步进电机驱动器)。
161.尽管已经在图23-25中分别描述了示例控制系统161、示例硬件系统500和示例软件系统600，但是上述主题和功能操作的实现可以在其它类型的数字电子电路中实现，或在计算机软件、固件或硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等效物，或在其中一种或多种的组合中实现。
162.上面已经详细描述了多个实施例。然而，在不脱离上述公开的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。例如，虽然流体调节系统100已被描述和示出为包括用于调节泵流率的压力传感器119(pt1、pt2、pt3、pt4)，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以替代性地包括用于调节泵流率的流量计而不是压力传感器。在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以不包括压力传感器或流量计，而是可以基于系统操作的详细知识来进行rpm控制，以调节泵流率。
163.虽然流体调节系统100已经被描述和示出为包括蠕动泵103、104(p1、p2、p3、p4)，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以替代性地包括不同类型的泵，例如叶轮泵、线性排量泵、正排量泵或离心泵。
164.虽然流体调节系统100已经被描述和示出为包括一个溢流储存器(例如，次储存器305)，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以包括一个或多个附加的溢流储存器。例如，在一些实施例中，附加的储存器可以在泵p1的上游或泵p2的下游连接到流体回路350。在一些实施例中，附加的储存器可以具有与储存器304或者储存器305不同的容量，或者可以具有零体积容量。在一些实施例中，储存器可以永久地连接到排出系统。
165.虽然加热器袋153已经被描述和示出为布置在流体调节系统100的泵p2的下游，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以包括布置在沿着流体回路350的不同位置的加热器袋或其它加热元件，以便实现对流过流体回路350的流体的最佳温度控制。例如，在一些实施例中，加热器袋可以直接位于吸附剂盒303的下游并且可以基于来自温度传感器t1的信号供电，以确保透析流体的温度不高到足以损坏吸附剂盒303的内部部件。在一些实施例中，加热器袋可以沿着流体回路350位于阀v1与阀v2之间的任何位置，这是有利的(例如，促进供应袋306、307、309中的干化学品的溶解)。
166.虽然流体调节系统100已经被描述为包括三通阀v1-v7，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以替代性地包括一个或多个双向阀，以实现上述讨论的流体流动路径场景。
167.虽然已经结合某些流率、流体体积、温度、压力和时间段描述和示出了流体调节系统100的操作，但是在一些实施例中，流体调节系统100可以被操作以执行具有一个或多个不同的流率、流体体积、温度、压力和时间段的流体调节循环，同时仍然起到能够充分调节透析液以用于协作的透析系统的作用。
168.本说明书中描述的主题的实现可以实现为一个或多个计算机程序产品，即，在有形程序载体、例如计算机可读介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，用于由处理系统执行或控制处理系统的操作。所述计算机可读介质可以是机器可读存储装置、机器可读存储基板、存储器装置、影响机器可读传播信号的物质组成或它们中的一个或多个的组合。
169.术语“计算机系统”可以涵盖用于处理数据的所有设备、装置和机器，例如包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，处理系统还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。
170.计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本、可执行逻辑或代码)可以用任何形式的编程语言、包括编译或解释语言、声明性或过程语言编写，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为适合在计算环境总是使用的模块、组件、子例程或其它单元。计算机程序不一定与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在保存其它程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中或多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码
的文件)。计算机程序可以部署成在一台计算机执行，或在位于一个站点上或分布在多个站点上并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
171.适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性或易失性存储器、介质和存储装置，例如包括半导体存储器装置，例如eprom、eeprom和闪存装置；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘或磁带；磁光盘；以及cd-rom和dvd-rom磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。系统的组件可以通过数字数据通信的任何形式或介质、例如通信网络互连。通信网络的示例包括局域网(“lan”)和广域网(“wan”)，例如因特网。
172.示例性枚举的实施例：
173.1.一种吸附剂盒装置，其包括：
174.包含磷酸锆的离子交换材料，
175.其中，所述装置包含每大约1g离子交换材料中少于大约0.1mg的可浸出磷酸盐离子。
176.2.根据实施例1所述的装置，其中，所述装置包含每大约1g离子交换材料中大约0.01mg至大约0.03mg的可浸出磷酸盐离子。
177.3.根据实施例1或实施例2所述的装置，其中，所述装置还包括包含氧化锆的磷酸盐吸附材料。
178.4.根据实施例3所述的装置，其中，所述装置中磷酸锆与氧化锆之间的重量比为大约10:1至大约40:1。
179.5.根据实施例3或实施例所述4的装置，其中，所述装置包括磷酸锆和氧化锆的均匀混合物。
180.6.根据实施例3或实施例4的装置，其中，所述装置包括一层磷酸锆和一层氧化锆。
181.7.根据实施例1-6中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括尿素分解材料。
182.8.根据实施例7所述的装置，其中，所述尿素分解材料是脲酶。
183.9.根据实施例1-8中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括氧化铝。
184.10.根据实施例1-9中任一项所述的装置，其中，所述磷酸锆包括碱性磷酸锆。
185.11.根据实施例10所述的装置，其中，所述碱性磷酸锆通过包括以下步骤的工艺制备：
186.将酸性磷酸锆干燥以获得干酸性磷酸锆；
187.将所述干酸性磷酸锆与水溶液结合，以获得酸性磷酸锆的水浆液；以及
188.将所述水浆液与碱金属类氢氧化物结合，以获得碱性磷酸锆。
189.12.根据实施例1-11中任一项所述的装置，其中，所述装置包括：
190.每大约1克离子交换材料中大约60mg至大约100mg的钠含量；
191.每大约1g离子交换材料中大约15mg至大约20mg的氨或铵的吸附容量；以及
192.大约1.5:1到大约2:1的p与zr的重量比。
193.13.一种透析系统，其包括：
194.透析液生成机器；
195.适于将流体移动通过所述透析液生成机器的泵；以及
196.流体连接到所述透析液生成机器的吸附剂盒装置，其中
197.所述装置包括离子交换材料，所述离子交换材料包含磷酸锆和每大约1g离子交换材料中少于大约0.1mg的可浸出磷酸盐离子。
198.14.根据实施例13所述的系统，其中，所述装置包括每大约1g离子交换材料中大约0.01mg至大约0.03mg的可浸出磷酸盐离子。
199.15.根据实施例13或实施例14所述的系统，其中，所述装置包括包含氧化锆的磷酸盐吸附材料。
200.16.根据实施例15所述的系统，其中，所述装置中磷酸锆与氧化锆之间的重量比为大约10:1到大约40:1。
201.17.根据实施例13-15中任一项所述的系统，其中，所述装置包括尿素分解材料。
202.18.根据实施例13-15中任一项所述的系统，其中，所述磷酸锆包括碱性磷酸锆。
203.19.一种从用过的透析溶液中去除一种或多种物质的方法，所述方法包括将所述用过的透析溶液通过包括包含磷酸锆的离子交换材料的吸附剂盒装置，
204.其中，所述装置包括每大约1g离子交换材料中少于大约0.1mg的可浸出磷酸盐离子。
205.20.根据实施例19所述的方法，其中，所述一种或多种物质包括氨或铵。
206.其它实施例也在所附权利要求的范围内。