Способ оксигенации крови

)9) Я 1)5 А 61 М 1/ ЕНИ А к медицине и ет быть испольови в экстракор и)какй ется снижение лементов кроти способа окхемы осущест ующим обраОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский государственный университет и Ленинградский государственный институт усовершенствования врачейим. С.М.Кирова(56) Авторское свидетельство СССРМ 929106, кл, А 61 М 1/03.(54) СПОСОБ ОКСИГЕНАЦИИ КРОВИ(57) Изобретение относится к медицине иможет быть использовано для массообменакрови в зкстракорпоральных системах. Цельизобретения - снижение травматическоговоздействия на кровь, Оксигенацию кровипроизводят путем пропускания ее через заИзобретение относитсямедицинской технике и можзовано для массообмена крпоральных системах,Целью изобретения явлтравмирования форменныхви и повышение эффективносигенации,На фиг.1 и 2 приведенывления способа.Способ осуществляют сл зом.При пропускании крови через обьем, ограниченный полупроницаемыми мембранами, находящимися в покое, к обменным поверхностям которых с другой стороны подают кислород, вблизи поверхности мембраны устанавливается ламинарное течение (внутри пограничного слоя) со скоростью, спадающей до нуля на неподвижных мембранах, В центре зазора скорозор между параллельными полупроницаемыми мембранами, к другим сторонам которых подают кислород, причем при пропускании крови возбуждают осцилляции обменных поверхностей мембран (тип осцилляций - диполь или более высокие порядки) с заданной амплитудой и частотой в диапазоне 1 - 100 Гц, которые возбуждают акустические течения в обьеме пропускаемой крови, интенсифицирующие массообменные процессы. Управление производительностью процесса достигается путем одновременного изменения расстояния между полупроницаемыми мембранами и скорости осцилляции при соблюдении условия постоянства чисел Рейнольдса и Фруда для пропускаемой крови. 1 э .и. ф-лы, 2 ил., 3 табл,сть течения определяется перепадом давления вход - выход и шириной зазора.Если мембраны, к внешним сторонам которых подается кислород, совершают в своей плоскости гармонические осцилляции (дипольные колебания), то поверхности мембран, соприкасающиеся с кровью, гененируют вкрови вязкую поперечную волну с волновым вектором, направленным по нормали к направлению колебаний поверхности, Глубина ее проникновения (толщина пограничного слоя) составляет величину д = Н 2 иго), где о) - кастета колебаний, и= 4 10 м /с - кинематическая вязкость кра-б 2ви, и в диапазоне частот 1-100 Гц соответствует 1800 - 170 мкм. Сильное поглощение вязкой волны и наличие неоднородности граничных условий на краю мембраны приводит к тому, что в жидкости возникают вихревые течения (акустические).Если конструкция камеры оксигенератора представляет систему зажатых по краям и возбуждаемых нормальной к поверхностям мембран силой, то такие мембраны возбуждаются в изгибных колебаниях с узлами смещения на зажатых краях и пучностью смещения в точке приложены силы, Поэтому справедливо соотношение 0=(2 п+1) Л /2, где п=0,1,2 А - длина изгибной волны в мембране. с характерным размером О. Это пример возбуждения мембраны как источника более высокого порядка чем диполь.При таких колебаниях мембраны вектор колебательной скорости в каждый момент времени направлен по касательной ктраектории изгиба и может быть представлен в виде суммы ортогональных векторов. Эти течения возникают и направлены от мембраны в местах максимальных значений тангенциальных относительно жидкости колебательных скоростей, а подтекают в местах, где их значения минимальны,(А - предельно допустимая амплитуда колебательного смещения, не приводящая к травме крови (из расчета допустимого напряжения 150 дН/см ).Для реализации заявляемого технического решения были выполнены макеты ( и ) оксигенаторов (фиг,1 и 2). Устройства изготовлены с использованием полупроницаемой мембраны ПВТ с толщиной 200 мкм, Зазор между парой мембран составляет 4 мм. С внешних сторон мембран помещаются газораспределительные элементы - полимерные плетенные сетки толщиной 300 мкм, Общая площадь обменной поверхности каждого устройства составляет 270 см 2. Каждый макетный образец имеет одну камеру массообмена, помещенную в корпус 1, снабженный патрубками 2 ввода и вывода обменных сред (кровь и кислород), двигатель 3 возбуждения осцилляций с эксцентриком 4, задающим амплитуду осцилляций (фиг.4, движитель 5 электромагнитной системы и питающий его генератор 6).П р и м е р. Испытания макетов проводят в стендовых условиях на дистиллированной воде и в опытах на животных при подключении в систему искусственного кровообращения по вено-венозному типу, Скорость перфузии составляет 20-80 мм/мин.5 10 15 20 30 В макете 1 частота вращения вала двигателя 3 составляет 23 Гц, амплитуда смещения, задаваемая эксцентриком 4, 1,5 мм. Начальный объем заполнения 54 мл обеспечивает при объемной скорости кровотока 55 мл/мин с перепадом давления в устройстве 0,5 кПа Ро 2 в крови на выходе из устройства 13 - 14 кПа, а Рсо 2 - 3,5-4,0 кПа. Гемолиз крови за 1 ч работы не превышает 1 мг.В макетечастота колебаний 20 Гц, амплитуда смещения 1 мм. Начальный объем заполнения 54 мл и обеспечивает при объемной скорости кровотока 55 мл/мин с перепадом давления в устройстве 0,5 кПа Ро 2 в в крови на выходе из устройства 13 - 14 кПа, а Рсо 2 - 3,5-4,0 кПа, Гемолиз крови за 1 ч работы не превышает 1 мго.Результаты эксперимента при разных зазорах между мембранами, а также сравнение предлагаемого способа с известным и базовым приведены в табл,1 и 2.Таким образом, результаты. испытаний макетных устройств, выполненных по предлагаемому способу показали, что положительный эффект использования предлагаемого способа состоит в существенном снижении травмы крови при сохранении высокой эффективности масообмена.Положительный эффект в предлагаемомспособе достигнут за счет обеспечения интенсивного перемешивания обменных сред в больших зазорах крови в диапазоне внешних воздействий, не оказывающих влиянияна травму форменных элементов крови,Формула изобретения 1. Способ оксигенации крови путем пропускания ее между параллельными полупроницаемыми мембранами, к которым 40 подают кислород и сообщают им гармонические колебательные движения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью снижения травмирования форменных элементов крови, используют гармонические колебаниятипа диполя с заданной амплитудой и частотой в диапазоне 1 - 100 Гц.2, Способ по п 1, отл и ч а ю щи й с ятем, что, с целью повышения эффективности способаоксигенации,одновременноизменя 50 ют расстояние между полупроницаемыми. мембранами и частоту их колебаний, при условии удовлетворения постоянства чисел Рейнольдса и Фруда для пропускаемой крови.