Массообменное устройство для крови и способ его изготовления

(19) 111) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТ(71) Ленинградский государственный ордена Ленина институт усовершенствования врачей им. С. М. Кирова(56) 1. Диализатор РР. Проспект фирмы Рон-Пуленк Медикл, Франция, 1978,2, Дытнерский Ю. И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М., Химия, 1975, с. 61-62.(54) МАССООБМЕННОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ КРОВИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ(57) 1. Массообменное устройство для крови, содержащее набор опорных элементов, расположенные между ними пары мембран, приспособления для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия равного размера для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий, отличающееся тем, что, с целью снижения травмы крови путем уменьшения местных сопротивлений в устройстве, отношение диаметров выемок и отверстий равно 1,5:2,0, л отношение диаметра отверстий и глубины выемок меньше величины 2 (п), где и - количество опорных элементов в наборе.2. Способ изготовления массообменного устройства для крови, включающий изготовление опорных элементов и мембран с соосными отверстиями равного размера, нанесение клея на поверхность опорных элементов и мембран вокруг отверстий, накладывание мембран на опорные элементы, сжатие мембран между опорными элементами, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления, перед сжатием в опорных элементах выполняют выемки вокруг отверстий, изготавливают шайбы из материала, растворимого в жидкости - воде или физиологическом растворе, клей наносят на поверхность выемки, после накладывания мембраны на опорный элемент устанавливают в месте выемки шайбу, затем полученную конструкцию накрывают следующей мембраной и следующим опорным элементом, повторяют указанные приемы до образования набора мембран и опорных элементов и после отверждения клея через образованный набор пропускают жидкость до полного растворения шайб.раненнаяереаа ьааг. е К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ5 о Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано для массообмена крови, а также при изготовлении массообменных устройств,Известны плоские многослойные конструкции, состоящие из мембран и опорных пластин, собранных в набор 1.Известно массообменное устройство, содержашее набор опорных элементов, расположенные между ними пары мембран, приспособление для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия равного размера для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий 2. Известен также способ изготовления массообменного устройства, включаюший изготовление опорных элементов и мембран с соосными отверстиями равного размера, нанесение клея на поверхность опорных элементов и мембран вокруг отверстий, накладывание мембран на опорные элементы и сжатие мембран между опорными элементами 2.Недостатками известного устройства являются местные гидравлические сопротивления потоку в соосных отверстиях, вызывающие травму форменных элементов крови из-за малого отношения плошади сечения проходных отверстий для жидкости к плошади сечения соосных отверстий для ввода и вывода жидкости, а также сложность его изготовления.Цель изобретения - снижение травмы крови путем уменьшения местных сопротивлений в устройстве и упрошение изготовления массообменного устройства.Указанная цель достигается тем, что в массообменном устройстве для крови, содержащем набор опорных элементов, расположенные между ними пары мембран, приспособления для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия равного размера для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий, отношение диаметров выемок и отверстий равно 1,5 - 2,0, а отношейие диаметра отверстий и глубины выемок меньше величины 2 (и), где п - количество опорных элементов в наборе.Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления массообменного устройства для крови, включающему изготовление опорных элементов и мембран с соосными отверстиями равного размера, нанесение клея на поверхность опорных элементов и мембран вокруг отверстий, накладывание мембран на опорные элементы, сжатие мембран между опорными элементами, перед сжатием выполняют выемки в опорных элементах вокруг отверстий, изготовляют шайбы из материала, раствори 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мого в жидкости - воде или физиологическом растворе, клей наносят на поверхность выемки, после накладывания мембраны на опорный элемент устанавливают в месте выемки шайбу, затем полученную конструкцию накрывают следующей мембраной и следующим опорным элементом, повторяют указанные приемы до образования набора мембран и опорных элементов и после отверждения клея через образованный набор пропускают жидкость до полного растворения шайб. На фиг. 1 приведено массообменное устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, (схематическое изображение место ввода крови в массообменное устройство до растворения шайб); на фиг. 3 - то же, после растворения шайб; на фиг. 4 - вид Б на фиг, 3 (место ввода крови в массо- обменное устройство),Массообме нное устройство состоит из набора 1 опорных элементов и массообмеиной мембраны и приспособления для стяжки, включающего законцовочные плиты 2 и стягивающие шпильки 3 с гайками 4. В законцовочных плитах 2 имеются штуцера для ввода в устройство и вывода из него жидкостей (стрелками показаны вводы и выводы крови и обменной среде). В месте ввода крови в массообменное устройство имеются места 5 склеивания опорных элементов 6 и пар мембран 7 с помошью шайб 8 из растворимого в жидкости материала, соосные отверстия 9 диаметром д, полости 10 диаметром 0 для перехода крови из соосных отверстий 9 в рабочие области устройства, выемки 11 в опорных элементах глубиной 1,Выполнение в опорных элементах 6 выемок 11 вокруг отверстий при соотношении диаметров выемок 11 и соосных отверстий 9 1,5:2,0 обеспечивает необходимую для надежной герметизации площадь контакта мембран в месе 5 склеивания и исключает резкие перегибы мембраны в этой области. Увеличение этого соотношения до величины более 2,0 нецелесообразно,так как это приводит к увеличению объема заполнения устройства при отсутствии каких-либо улучшений герметизации, Выемки в опорных элементах 6 выполнены таким образом, что отношение диаметра отверстия в опорном элементе 6 к глубине выемки 11 меньше величины 2 (п), где и - количество опорных элементов 6 в наборе. Такое соотношение обеспечивает суммарное проходное сечение полостей 10 в месте перехода от соосных отверстий 9 для ввода и вывода жидкости в рабочей области устройства близким по величине к площади сечения соосных отверстий 9. Таким образом, обеспечивается отсутствие резкого сужения канала для прохода крови и уменьшаются местные гидравлические сопротивления потоку в этой части устройства.При изготовлении массообменного устройства путем механического сжатия мембраны 7 между элементами 6 и шайбами 8последние, изготовленные из растворимогов жидкости материала, выполняют рольупора для обеспечения надежности герметизации мембран в месте 5 склейки, Послесборки массообменного устройства в соответствии со схемой (фиг. 2) и отверждения клея в соосные отверстия для ввода ивывода жидкости подают воду и растворя Оют шайбы 8. После их растворения устройство принимает вид, показанный нафиг. 3. Полости, ранее занимаемые шайбами 8, освобождаются.Устройство работает следующим образом.15Кровь подают в соосные отверстия 9 вопорных элементах 6, образующие канал,из которого она поступает в полости, ранее занимаемые шайбами 8, и далее переходит в области, заключенные между парами мембран 7, в которых осуществляетсямассообмен с обменной средой, проходящеймежду каждой опорной пластиной и прилегающей к ней мембраной (не показано).После массообмена кровь выводят из устройства аналогично ее введению. 25Способ изготовления предлагаемого массообменного устройства осуществляют следующим образом,Массообменное устройство согласнопредлагаемому способу изготовляют с использованием опорных элементов из оргстекла, между которыми располагают пары мембран из поливинилтриметилсилана. Обменная поверхность устройства составляет 0,5 м при наличии пяти пар мембран в наборе. Диаметр соосных отверстий в опорных элементах 8 мм, диаметр выемок вокруг отверстий 16 мм, глубина выемок 0,8 мм, Распределительные шайбы соответствующих размеров изготовляют из смеси глюкозы с крахмалом при соотношении 9:1, Эту смесь, разбавленную этиловым спиртом, в кашеобразном виде закладывают в форму и помещают в термостат, где выдерживают в течение 1 ч при 70 - 80 С. После этого получают жесткие шайбы. Сборку массообменного устройства ведут согласно предлагаемому способу изготовления. Для склеивания мембран применяют герметик. После отверждения клея подают в каналы, образованные соосными отверстиями, воду при комнатной температуре. Растворение шайб занимает 4 - 6 мин. Окончание растворения определяют по величине давления жидкости на входе устройства. При достижении им рабочего уровня растворение прекращают.Устройство испытывали в качестве оксигенатора крови. Сопротивление кровотоку составляло 1,9 - 2,2 кПа (л) мин, гемолиз крови за 12 ч работы не превышал 12 мг %.Положительный эффект в предлагаемом устройстве достигается за счет создания в местах ввода и вывода крови полостей с суммарным проходным сечением, равным или превышающим площадь проходного сечения соосных отверстий.дактор А. Курах каз 10382/6 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва Филиал ППП Пат