Система для липидного гемодиализа

 

Предлагаемая полезная модель относиться к медицине, а именно к заместительной и интенсивной терапии, токсикологии и может быть использована для обеспечения удаления из крови жирорастворимых веществ путем проведения липидного гемодиализа.

Сущностью полезной модели является система для липидного гемодиализа, включающая диализнуто машину, магистрали крови для перфузии ее через диализатор, отличающаяся тем, что диализная машина снабжена весами и емкостью с липидсодержащим диализным раствором, соединенной магистралями с перистальтическим насосом и диализатором, причем перед диализатором на входе/выходе магистралей установлены переходники (штуцеры) для трубок разного диаметра.

Техническим результатом использования системы является обеспечение проведения процедуры липидного гемодиализа, т.е. гемодиализа с использованием диализирующей жидкости, содержащей липиды в высокой (более 10%) концентрации. Это позволяет повысить эффективность лечения, сократить сроки медико-социальной реабилитации, улучшить качество жизни больного.

Предлагаемая полезная модель относиться к медицине, а именно к заместительной и интенсивной терапии, токсикологии и может быть использована для обеспечения удаления из крови жирорастворимых веществ путем проведения липидного гемодиализа.

Проблема удаления из крови жирорастворимых (связанных с липидами и липопротеидами) токсичных веществ (дихлорэтан, четыреххлористый углерод, бензол, и др.), лекарственных препаратов (пропранолол, дигоксин, диазепам и др.), а также жирорастворимых метаболитов, которые в высоких концентрациях становятся токсичными, приводят к повреждению функций различных органов, тканей или важных регуляторных механизмов (желчные кислоты, простациклины, оксид азота, индоловые и феноловые метаболиты, тиолы и пр.) до настоящего времени все еще далека от разрешения.

Эфферентная терапия является одним из активно используемых в интенсивной терапии направлений (Sussman N.L., 1998; Santoro A. et al., 2004). Диализ представляет собой процесс обмена молекулами между двумя растворами через полупроницаемые мембраны. Растворенные в крови и диализирующей жидкости вещества диффундируют через диализную мембрану, причем движущей силой диффузии является разница концентраций вещества в крови и диализате (Даугирдас Д.Т. и соавт., 2003). Если концентрация какого-либо вещества в крови больше, чем в диализате, вещество диффундирует в диализирующую жидкость (например, мочевина, креатинин, фосфат, калий и т.д.). И, наоборот, если концентрация вещества в диализате больше, чем в крови, вещество попадает в кровь (например, бикарбонат, который находится в диализате для коррекции ацидоза). Категорию частиц, которые могут обмениваться, определяет размер и архитектоника пор в полупроницаемой мембране и молекулярная масса частиц. Однако, жирорастворимые вещества, т.е. «связанные» с липидами и липопротеидами плазмы крови нетранспортируются в диализирующую жидкость, поскольку в ней не содержатся липиды с которыми они могут связаться. Этот же эффект наблюдается для связанных с белками веществ, они не элиминируются в обычный диализный раствор, не содержащий белка. Для элиминации связанных с белками плазмы крови веществ разработаны специальные системы, например молекулярная адсорбционно-рециркуляционная система (МАРС)

Молекулярная адсорбционно-рециркуляционная система (МАРС), сочетающая эффекты плазмофильтрации, плазмосорбции на ионообменных смолах и синтетических активированных углях и альбумин-опосредованный гемодиализ обеспечивает делигандизацию альбумина пациента и трансмембранный массоперенос связанных с белками плазмы метаболитов, токсинов, циркулирующих в плазме крови (Kreymann В. et. al., 1999; Stange J. et al., 1999).

Системы для элиминации через полупроницаемую мембрану жирорастворимых веществ ранее разработаны не были.

Аналогом полезной модели является система для проведения гемодиализа (Стецюк Е.А., Лебедев С.В. Классический гемодиализ. Москва, 1997. - С.22-29). Он включает аппарат «искусственная почка», диализатор, магистрали крови, магистрали диализирующей жидкости и концентрат диализирующей жидкости. Концентрат - это солевой раствор, готовится в заводских условиях и поступает в готовом виде в канистрах или герметически упакованных пакетах, которые содержат точное количество всех ингредиентов. Диализирующие растворы, используемые для проведения гемодиализа на аппаратах «искусственная почка», получают путем смешивания пропорциональным насосом диализной машины воды для диализа с ацидным концентратом диализирующей жидкости (соотношение 34:1) и буферирования смеси, протекающей через бикарбонатный картридж.

Направление потока диализирующей жидкости через диализатор противоположен направлению потока крови, что увеличивает градиент концентрации во всех частях диализатора.

Преимуществами аналога являются возможность удаления водорастворимых веществ из плазмы крови и коррекция плазменных электролитов путем прямого и обратного транспорта через мембрану диализатора.

Недостатком аналога является невозможность элиминации жирорастворимых и/или связанных с белками веществ, поскольку диализирующая жидкость, используемая при проведении указанной процедуры, не содержит собственно липидов или белков, которые позволили бы веществам-лигандам связываться с липидными или, соответственно, белковыми молекулами диализирующей жидкости. Существующие модели аппаратов для гемодиализа спроектированы для работы с концентрированными растворами солей, которые разводятся пропорциональным насосом диализных аппаратов в соотношении 1:34, а гидравлическая система требует постоянной стерилизации, что невозможно выполнить после заполнения ее белоксодержащими или липидсодержащими растворами.

Ближайшим аналогом полезной модели является молекулярная адсорбционно-рециркуляционная система (МАРС), способная удалять вещества, связанные с белками плазмы (Mitzner S.R., Stange J., Klammt S. et al. Improvement of hepatorenal syndrome with extracorporeal albumin dialysis MARS: Results of a prospective, randomized, controlled clinical trial. Liver Transplantation. - 2000. - Vol.6. - 3. P.277-286). Система МАРС включает аппарат «искусственная почка», аппарат для молекулярной адсорбционно-рециркуляционной системы фирмы «Teraclin» (Германия) и стандартные расходные материалы: гемодиафильтр MARS-flux, массообменник с катионообменной смолой diaMARS IE 250, углеродным сорбентом diaMARS AC 250, low-flux диализатор diaFLUX. Первичным диализирующим раствором, контактирующим с кровью пациента через полупроницаемую мембрану, служит 20% донорский человеческий альбумин, рециркуляция которого осуществляется перистальтическим насосом аппарата МАРС. Циркулирующий в замкнутом контуре альбумин, в свою очередь очищается от связавшихся с ним лигандов перфузией через активированный уголь и катионообменную смолу, включенных в контур альбумина, а затем, дополнительно очищается от захваченных водорастворимых веществ в третьем контуре, где диализируется сам альбумин в противотоке со стандарным диализирующим бикарбонатным раствором через мембрану диализатора diaFLUX. Таким образом, альбумин-содержащий диализирующий раствор способен удалять из крови пациента связанные с альбумином гидрофобные токсины и метаболиты.

Самым значимым недостатком является невозможность использования системы MARS для элиминации жирорастворимых метаболитов, ксенобиотиков, ядов, что делает невозможным использование его для лечения широкого перечня патологических состояний. Другими недостатками являются использование двух видов диализирующего раствора - стандартного бикарбонатного раствора и альбумин-содержащего и высокая стоимость расходных материалов для проведения процедуры.

Задача исследования:

- обеспечение технической возможности проведения процедуры липидного гемодиализа, т.е. гемодиализа с использованием диализирующей жидкости, содержащей липиды в высокой (более 10%) концентрации.

Сущностью полезной модели является система для липидного гемодиализа, включающая диализную машину, магистрали крови для перфузии ее через диализатор, отличающаяся тем, что диализная машина снабжена весами и емкостью с липидсодержащим диализным раствором, соединенной магистралями с перистальтическим насосом и диализатором, причем перед диализатором на входе/выходе магистралей установлены переходники (штуцеры) для трубок разного диаметра.

Техническим результатом использования системы является обеспечение проведения процедуры липидного гемодиализа, т.е. гемодиализа с использованием диализирующей жидкости, содержащей липиды в высокой (более 10%) концентрации. Это позволяет повысить эффективность лечения, сократить сроки медико-социальной реабилитации, улучшить качество жизни больного.

Система для липидного гемодиализа, для улучшения понимания, продемонстрирована на фиг.1., где п.1. - диализная машина (аппарат «искусственная почка», 2 - диализатор, 3 - перистальтический насос, 4 - магистрали крови, 5 - емкость с липидсодержащим диализным растовром, 6 - весы, 7 - переходники, 8 - магистраль диализирующей жидкости

Систему для липидного гемодиализа используют следующим образом:

Диализную машину 1 готовят к проведению процедуры гемодиализа согласно инструкции по ее использованию до этапа тестирования. Универсальные магистрали крови 4 подсоединяют к высокопоточному диализатору 2 и устанавливают в зажимах диализного аппарата, перфузионный сегмент артериальной магистрали крови устанавливают в перистальтический насос крови 3 диализной машины 1. Для заполнения магистралей крови 4 и диализатора 2 используют физиологический раствор хлорида натрия.

Коннекторы магистралей диализизирующей жидкости оставляют в зажимах промывочного порта. Другой комплект коннекторов в комплекте с силиконовыми магистралями диализирующей жидкости и другой комплект магистралей крови используют для изготовления магистралей 8 липидного диализирующего раствора. Надетые на коннекторы силиконовые трубки обрезают, оставляя длину 5-7 см; раскрывают комплект универсальных магистралей крови, отрезают коннекторы диализатора на «артериальной» и «венозной» магистралях крови и с помощью переходников 7 (штуцеров) с разными диаметрами выходов соединяют отрезки силиконовых магистралей и магистралей крови.

Коннекторы диализирующей жидкости защелкивают на выходах диализирующей жидкости диализатора 2, таким образом, чтобы «артериальная» магистраль (имеющая сегмент перистальтического насоса) была установлена на той же стороне, что и вход крови.

Переходники 7 обеих сделанных магистралей диализирующей жидкости, предназначенные для соединения с фистульной иглой, соединяют с разъемами пакета, в котором субституат заменяют липидсодержащей диализирующей жидкостью 5. Сегмент «артериальной» магистрали с липидсодержащей диализирующей жидкостью фиксируют в пазах дополнительного перистальтического насоса 3, установленного на крышке диализной машины. На штанге аппарата для гемодиализа подвешивают весы 6 типа «безмен» и на их крюке подвешивают емкость с липидсодержащей диализирующей жидкостью 5, разъемами вниз и регистрируют ее вес для учета прибавки/потерь с ультрафильтрацией.

Магистрали крови 4 соединяют с «артериальным» и «венозным», соответственно, входом и выходом двухпросветного диализного катетера.

После введения болюсной дозы гепарина включают перистальтический насос 3 диализной машины 1, доводят скорость перфузии до необходимой величины. Включают перистальтический насос 3 с сегментом магистрали диализирующей жидкости 8 и доводят скорость перфузии ее до необходимой. Проводят процедуру липидного гемодиализа. Для смены пакета с липидсодержащей диализирующей жидкостью останавливают оба перистальтических насоса, производят замену пакета и продолжают процедуру.

Пример 1.

Диализную машину 4008S (Фрезениус, Германия) готовили к проведению процедуры гемодиализа согласно инструкции по ее использованию до этапа тестирования. Универсальные магистрали крови подсоединяли к высокопоточному диализатору F70S (Фрезениус, Германия) и устанавливали ее в зажимах диализного аппарата. Перфузионный сегмент «артериальной» магистрали крови устанавливали в перистальтический насос крови диализной машины. Для заполнения магистралей крови и диализатора использовали 0,9% раствор хлорида натрия.

Коннекторы магистралей диализизирующей жидкости (кат номер 3451445А, Фрезениус, Германия) оставляли в зажимах промывочного порта диализной машины 4008S (Фрезениус, Германия). Другой комплект таких же коннекторов в комплекте с силиконовыми магистралями диализирующей жидкости (кат. 39236315, Фрезениус, Германия) и другой комплект магистралей крови использовали для изготовления магистралей липидсодержащего диализирующего раствора. Надетые на коннекторы силиконовые трубки обрезали, оставляя длину 5-7 см; раскрывали комплект универсальных магистралей крови, отрезали коннекторы диализатора на «артериальной» и «венозной» магистралях крови и с помощью штуцеров с разными диаметрами выходов соединяли отрезок силиконовой магистрали и магистрали крови.

Коннекторы диализирующей жидкости защелкивали на выходах диализирующей жидкости диализатора, таким образом, чтобы «артериальная» магистраль (имеющая сегмент перистальтического насоса) была установлена на той же стороне, что и вход крови.

Переходники обеих сделанных магистралей диализирующей жидкости, предназначенные для соединения с фистульной иглой, соединяли с разъемами пакета, в котором субституат заменяли липидсодержащей диализирующей жидкостью. В качестве диализирующего раствора использовали емкость с липидсодержащей диализирующей жидкостью, полученную путем диффузии и конвекции через диализную мембрану 20% оффицинального эмульгированного раствора эссенциальных липидов - Липофундин МСТ/ЛСТ в противотоке со стандартным диализным раствором в течение 2-х часов (заявка на патент 2010105593 от 16.02.2010 г)

Сегмент «артериальной» магистрали с липидсодержащей диализирующей жидкостью фиксировали в пазах дополнительного перистальтического насоса, установленного на крышке диализной машины. На штанге аппарата для гемодиализа крепили весы типа «безмен» и на их крюке подвешивали емкость с липидсодержащей диализирующей жидкостью разъемами вниз и регистрировали ее вес для учета прибавки/потерь с ультрафильтрацией.

Магистрали крови соединяли с «артериальным» и «венозным», соответственно, входом и выходом двухпросветного диализного катетера.

После введения болюсной дозы гепарина включали перистальтический насос диализной машины, доводили скорость перфузии до 100-150 мл/мин. Включали перистальтический насос с сегментом магистрали диализирующей жидкости и доводили скорость перфузии ее до необходимой. Для смены пакета с липидсодержащей диализирующей жидкостью останавливали оба перистальтических насоса, производили замену пакета и продолжали процедуру липидного гемодиализа.

Пример 2

Проведена серия стендовых испытаний (5 процедур) применения липидного гемодиализа с использованием липидсодержащей диализирующей жидкости (заявка на патент 2010105593 от 16.02.2010 г). Собрали систему для липидного гемодиализа (см. пример 1). В пакет, содержащий консервированную донорскую кровь, добавили лекарственный препарат циклоспорин. «Циклоспорин практически не выводится при гемодиализе» (Инструкция по применению лекарственного препарата Циклоспорин (Сандиммун Неорал, производитель «Новартис фарма АГ» (Швейцария)), поскольку является жирорастворимым веществом.

Препарат вводили в дозе, создающей высокотоксичные концентрации в донорской крови около 3000 нг/мл, что в 20-15 раз превышает обычные концентрации в крови пациентов, получающих препарат в целях иммуносупрессивной терапии. После тщательного перемешивания, в отдельную пробирку отбирали 5 мл крови с растворенным в ней циклоспорином.

Проводили процедуру липидного гемодиализа в течение 4-х часов. Смену пакета с липидсодержащей диализирующей жидкостью производили через 2 часа от начала процедуры. Забор проб крови производили из порта «артериальной» магистрали до диализатора перед началом, через 30 минут и затем каждый час процедуры. Проводили исследование лабораторных параметров крови и концентрации циклоспорина в ней (Таблица 1).

Таблица 1
Параметры крови с содержанием высокотоксичных доз циклоспорина при проведении липидного гемодиализа
параметры До процедуры30 мин 1 час2 час3 час 4 час
Циклоспорин, нг/мл3764±1021392±93 1118±89968±91390±64 274±73
Эритроциты, x1012 4,24±0,324,24±0,654,34±0,55 4,43±0,554,44±0,794,51±0,67
Гемоглобин, г/л132,08±8,93135,86±18,92133,57±16,8135,14±15,16138,14±15,12141,06±12,62
Гематокрит, %0,40±0,030,41±0,06 0,40±0,040,40±0,040,41±0,07 0,42±0,05
Свободный гемоглобин, г/л 2,57±1,132,68±1,182,87±1,42 2,96±1,223,16±1,743,32±1,67
Осмолярность, мосм/л316,43±11,18299,29±10,64295,86±6,91295,57±7,74295,14±7,71294,21±8,51
Холестерин, ммоль/л3,96±1,334,09±0,84 4,01±1,124,11±1,124,14±1,07 4,17±1,26
Триглицериды, ммоль/л 0,92±0,241,38±0,151,39±0,15 1,41±0,171,44±0,181,48±0,28
рН 7,06±0,117,31±0,157,33±0,15 7,37±0,17,32±0,117,34±0,14
Калий, ммоль/л10,31±2,216,40±2,29 5,21±2,235,02±2,155,15±2,13 5,03±2,21
Натрий, ммоль/л 156,14±13,67 149,37±11,49 143,33±12,14 144,2±12,17 143,3±12,84 142,9±10,57
Кальций ионизированный, ммоль/л 0,06±0,020,31±0,040,36±0,04 0,46±0,050,60±0,040,73±0,06
Хлориды, ммоль/л92,00±6,2296,71±2,5698,14±2,4898,07±2,7198,71±2,6399,22±2,94

Параллельно проводили исследование на содержание циклоспорина крови в пробирке, не подвергавшейся липидному гемодиализу (Таблица 2).

Таблица 2
Концентрация циклоспорина в крови, не подвергавшейся липидному гемодиализу.
параметрыДо процедуры30 мин 1 час2 час3 час 4 час
Циклоспорин, нг/мл 3764±1023820±1073790±96 3772±813742±1113736±98

Как следует из таблицы 1, в результате применения липидного гемодиализа концентрация циклоспорина в крови снизилась уже к первому часу после начала процедуры липидного гемодиализа, тогда как в пробирке (таблица 2) не отмечали снижение его концентрации с течением времени. Выявлены исключительно позитивные изменения рН, осмолярности и электролитов. Концентрации триглицеридов, холестерина, свободного гемоглобина оставались в пределах физиологических значений (таблица 1).

Таким образом, проведенная серия стендовых испытаний применения липидного гемодиализа с использованием липидсодержащей диализирующей жидкости показала снижение концентрации жирорастворимого вещества - циклоспорина, в крови.

Система для липидного гемодиализа, включающая диализную машину, магистрали крови для перфузии ее через диализатор, отличающаяся тем, что диализная машина снабжена весами и емкостью с липидсодержащим диализным раствором, соединенной магистралями с перистальтическим насосом и диализатором, причем перед диализатором на входе/выходе магистралей установлены переходники (штуцеры) для трубок разного диаметра.



 

Похожие патенты:

Новый технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, влияющих на повышение информативности и точности измерений, а также расширении арсенала отечественных приборов для проведения мониторинга гепаринотерапии.
Наверх