Искусственная почка

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 011 55392 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 22,04.75 (21) 2126028/1 (23) Приоритет - (32) 23.04.74 (31) 7414077 (33) Франция осударственный комите Совета Министров ССС ло делам изобретений 3) УДК 615,475(088.8) Опубликовано 05,04,77. Бюллетень М 1 Дата опубликования описания 06.06.77 открытн(72) Автор изобретени Иностранец Андре Сосс(Франция) Иностранная фирма Рон Пуленк Эндюстри1) Заявитель 4) ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧК меньше ей его , через а через амкнуИзобретение относится к медицинской промышленности, а точнее к искусственной почке, используемой одновременно для диализа и ультрафильтрования.Ближайшим решением к описываемому изо- бретению по технической сущности и достигаемому результату является известная искусственная почка, содержащая диализатор со штуцером, насосы для циркуляции крови и диализирующего раствора, устройство для отбора жидкости, накопитель постоянного объе ма и трубопроводы. Известная искусственная почка требует предварительного введения в кровь отфильтрованной разбавляющей жидкости и не обеспечивает диализа при любой степени ультра- фильтрации и тем самым надежности работы.С целью обеспечения диализа при любой степени ультрафильтрации в искусственной почке, содержащей диализатор со штуцером, насосы для циркуляции крови и диализирующего раствора, устройство для отбора жидкости, накопитель постоянного объема и трубопроводы, согласно изобретению суммарная длина каналов диализатора составляет не менее 60 см, а проходное сечение каналов меньше сечений, подключенных к диализатору трубопроводов. В составе диализатора имеется неодной диализной мембраны, разделяющвнутреннее пространство на два каналаодин из которых течет кровь пациента,5 другой - диализирующий раствор пз зтого контура постоянного объема.В описываемой искусственной почке можетподдерживаться одновременно между этимиканалами разность давлений противоположно 10 го знака.На фиг. 1 схематически изображена искусственная почка;на фиг, 2 - диаграмма давления крови идиализной жидкости в случае противоточной15 циркуляции, где по оси абсисс - длина (Цканалов диализатора и по оси ординат - давление (Р), мм рт. столба.На фиг. 3 - частичный разрез диализаторамономембранного типа с установкой мембра 20 ны в двух зонах (1 и 11) ультрафильтрации;на фиг. 4 - частичный разрез диализаторас двумя мембранами и установкой мембранымежду двумя зонами (1 и 11) ультрафильтрации,25 Искусственная почка содержит (фиг. 1)диализатор 1, представляющий собой гемодиализатор, оснащенный мембраной 2, разделяющей внутреннюю полость диализатора на дваканала 3 и 4, и штуцером 5; насос 6 для цир 30 куляцип крови и насосы 7 и 8 для циркуляции5 10 15 20 25 3диализирующего раствора; устройство для отбора жидкости; накопитель постоянного объема, обеспечивающий точный контроль выведенных количеств жидкости, и трубопроводы 9.Накопитель постоянного объема представляет собой, резервуар 10, разделенный на два отделения упругой диафрагмой 11, которая может быть деформирована воздействием небольшого перепада давления, Устройство для отбора жидкости представляет собой градуированный резервуар 12.Суммарная длина каналов 3 и 4 диализатора 1 составляет не менее 60 см, например 80 см, а проходное их сечение меньше сечений подключенных к диализатору 1 трубопроводов 9.Искусственная почка (фиг, 1) работает следующим образом. Подлежащая очистке кровь подается насосом 6 и проходит через диализатор в направлении стрелки 6. Диализирующий раствор подается насосом 7 в диализатор 1 и проходит через него в направлении стрелки Н, обратном направлению течения крови. Очистка крови осуществляется в результате гемодиализа, а также ультрафильтрованпя через мембрану 2.При ультрафильтровании кровь отдает часть содержащихся в ней полезных илп токсичных веществ с меньшим, чем пропускная способность мембраны, молекулярным весом, диализирующему раствору, при этом концентрация крови изменяется до допустимого для циркуляции в диализаторе 1 уровня.Ультрафильтрат выводится затем из дпализатора в резервуар 10, объем которого компенсируется за счет пропускания полезных (нетоксичных) веществ с меньшим, чем пропускная способность мембраны, молекулярным весом, которые содержатся в свежем диализирующем растворе. В диализаторе со стороны выхода крови происходит обратное ультрафильтрование веществ в кровь,Суммарный эффект ультрафильтрования выражается в удалении токсичных веществ с низким молекулярным весом (мочевина, мочевая кислота), содержащихся в исходной крови. Однако необходимо вычесть из дебита второго ультрафильтрата (из диализирующего раствора в кровь) дебит диализирующего раствора, экстрагированного насосом 8 в резервуар 12, в который подается объем раствора, равный объему воды, выводимой из тела больного.Для диализа рекомендуется использовать полупроницаемую мембрану, обладающую повышенным коэффициентом ультрафильтрования и зоной пропуска, равной 6 10 до 6 10, предпочтительно от 1 10" до 4 104 (патент Франции Мо 2105502).Для повышения дебита ультрафильтрата желательно направление крови и диализирующего раствора в диализатор осуществлять при относительно высоких давлениях с последую 30 35 40 45 50 55 60 65 4щим выводом пх при небольших давлениях путем использования насосов 6 н 7.Проходное сечение каналов 3 и 4 диалнзатора должно быть меньше подключенных к диалпзатору трубопроводов 9, за счет чего создается гидродина мическое сопротивление крови или диализпрующего раствора, или обоих вместе.Диализирующий раствор из диализатора можно выводить за счет вакуума, в этом случае необходимо наличие в устройстве дополнительного насоса (на чертеже не показан),Мембраны используются любой формы, например плоские, трубчатые, спиральные илп в виде пустотелых волокон.Превышение диализирующим раствором давления крови в зоне раздела их мембраной безопасно, так как диализирующий раствор образует контур постоянного объема, и случайная перфорация мембраны обнаруживается немедленно появлением резких скачков давления на манометре (на чертеже не показан) и не сопровождается существенным проникновением диализирующего раствора в кровь пли его значительной потерей,На диаграмме (фпг. 2) показаны давления крови и диализирующего раствора в каналах диалпзатора при постоянной потере напора внутри последнего.Кровь поступает в диализатор на одном его конце при давлении Аа и выходит с противоположного конца с остаточным давлением Вв. Внутри аппарата давление крови изменяется по отрезку прямой АВ. Напор проходящей в противотоке крови диализирующего раствора изменяется по отрезку прямой Со, прп этом обе прямые пересекаются в точке Р, то есть ца одном конце диализатора давление крови превышает давление диализирующего раствора, а на другом - давление последнего превышает давление крови.В диализаторе имеются две четко разделенные одна от другой зоны (а и 1 Ь), в первой пз которых точка 1 представляет собой проекцшо точки Р на абсциссу, где давление крови превышает давление диализирующего раствора, а в зоне 1 Ь - давление диализирующего раствора превышает давление крови.Диализатор в комплексе зон (а) и (Ь) действует, как гомодианизатор, а в зоне (а 1) - как первый ультрафильтрат, причем под действием разности давлений в этой зоне в диализирующий раствор из крови поступают вещества с молекулярным весом ниже уровня пропускной способности мембраны 2, например вода, соли, мочевина, сахара и т. д. Кровь содержит различные вещества, например протеины, не содержащиеся в диализирующем растворе, и которые из-за своего высокого молекулярного веса не могут пройти через мембрану и создают в крови осмотическое давление. Для возможности ультрафильтрования из диализирующего раствора в кровь это осмотическое давление, которое является постоянным и равным 35 мм рт. столба, следует преодолеть.Проведя на диаграмме фпг. 2 через точку К линию, папаллельную АВ и пересекающую линию СО в точке Е (с абсциссой е) получают, что зоной вторичного ультрафильтровапия является зона еЬ (зона инжекцип из дпализируюшего раствора в кровь),В промежуточной зоне е осу ществляется только гемодиализ, а в зонах а и еЬ, кроме гемодиализа, осуществляется ультрафильтрование в прямом и обратном направлениях. При этом ультрафпльтрованпе пропорционально в каждой зоне заштрихованным (на фиг. 2) площадям, Зона а расположена вблизи двух отверстий для ввода крови и вывода диализирующего раствора, а зона еЬ - вблизи двух отверстий ввода диализируюшей жидкости и вывода крови.В мономембранном диализаторе (фиг. 3) мембрана 13 отделяет кровь, циркулирующую в каналах 14, от диализирующего раствора, циркулирующего в каналах 15. Мембрана 13 соприкасается с опорами 16 и 17, благодаря чему мембрана в зонах 1 и 11 может выгибаться в противоположных направлениях в зависимости от давлений крови и диализирующего раствора.В бимембранном диалпзаторе (фиг. 4) мембраны 18 и 19, между которыми циркулирует кровь, поддерживаются опорами 20 и 21, имеющимп каналы 22 и 23 для циркуляции диалпзпрующего раствора.Ме.убраны 18 и 19 разделены перегородкой, выполненной в виде решетки, образованной взапмопересекаюшимися рядами теомоспаянных параллельных нитей 24 и 25. Такая рецетка позволяет мембранам одновременно приспосабливаться в зоне 1, где давление крови ниже давления диализирующего раствора,Целесообразно разделить дпализатор не менее, че л на две зоны ультрафильтрования, с последовательным соединением соответствующих отделений каждой зоны.В случае применения трех зон они будут вьпголнять соответственно функции гемодиализа и ультрафильтрования, гемодиализа и пнжекцип. Зоны (подгруппы) могут быть соединены каналами, снабженными средствами регулирования их пропускного сечения, например клапанами (на чертеже не показаны), с помощью которых возможно повышать или понижать суммарные потери напора.В случае использования диализаторов с полыми волокнами, предпочтитсльно собранными в пучки, концы каждого пучка принадлежат двум зонам с инверсными давлениями.Для перемещения диалпзирующего раствора в контуре могут быть использованы раз личные средства, например поршень (на чертеже не показан) для перемещения его в резепвуаое 10 накопителя.Диализирующий раствор возможно рециркулировать, если будет обеспечена его полная 10 очистка при возврате в диалпзатор 1. Регенерацию диализирующего раствора осуществляют активипованным углем, размещенным в канале 4 диализатора, причем активированный голь в этом случае будет служить элемен том, повышающим сопротивление теченшодпализируюшего раствора.Рециркулирование очищенного диализирующего раствора обеспечивает возвращение в коовь пациента полезных веществ низкого мо лекулярного веса, удаленных в первой зонеультрафильтрования.Описываемая искусственная почка, как вариант изобретения, может быть использована и для случая циркулирования крови и диали зируюшего раствора через дпализатор в одном и том же направлении.При применении описываемой искусственной почки исключается необходимость предварительного введения в кровь отфильтрованной 30 разбавляюшей жидкости. Необходимые потери напора легко достигаются цпркулпрованпем крови и диализируюшего раствора с относительно повышенными скоростями, которые способствуют смешиванию и препятствуют за бпванию мембраны.Описываемая искусственная почка ооеспечивает диализ при любой степени ультра- фильтрации для процессов дезинтоксикации.Формула изобретенияИскусственная почка, содержащая диализатор со штуцером, насосы для циркуляшш крови и диализируюшего раствора, устройство для отоора жидкости, накопитель постоянного 45 объема и трубопроводы, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью обеспечения диализа при любой степени ультрафильтрацип, суммарная длина каналов диализатора не менее 60 см, а проходное сечение каналов диализатора мень ше сечений подключенных к диализатору трубопроводов,Источник информации, принятый во внимание при экспертизе заявки:55 Патент Голландии ЛЪ 7216135, кл. Л 61 М1/03, опублик. 1971.Заказ 1102/11 Изд. Л"а 23 Тираж 690 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 415 Типография, пр. Сапчова, 2