Искусственная почка

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1»1 5539!2

Союз Советских

Социалистических

Респфлин (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл. А 61М 1/03 (22) Заявлено 22.04.75 (21) 2126028/13 (23) Приоритет — (32) 23.04.74 (31) 7414077 (33) Франция

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 615.475(088.8) Опубликовано 05.04.77. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 06.06.77 (72) Автор изобретения

Иностранец

Андре Сосс (Франция) Иностранная фирма

«Рон Пуленк Эндюстри» (Франция) (71) Заявитель (54) ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА

Изобретение относится к медицинской промышленности, а точнее к искусственной почке, используемой одновременно для диализа и ультрафильтрования.

Ближайшим решением к описываемому изобретению 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 ультрафильтрации 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 не меньше одной диализной мембраны, разделяющей его внутреннее пространство на два канала, через один из которых течет кровь пациента, а через другой — диализирующий раствор пз замкнутого контура постоянного объема.

В описываемой искусственной почке может поддерживаться одновременно между этими каналами разность давлений противоположно10 го знака.

На фиг. 1 схематически изображена искусственная почка; на фиг, 2 — диаграмма давления крови и диализной жидкости в случае противоточной

15 циркуляции, где по оси абсисс — длина (L) каналов диализатора и по оси ординат — давление (Р), мм рт. столба.

На фиг. 3 — частичный разрез диализатора мономембранного типа с установкой мембра20 ны в двух зонах (I и II) ультрафильтрации; на фиг. 4 — частичный разрез диализатора с двумя мембранами и установкой мембраны между двумя зонами (I и II) ультрафильтрации.

25 Искусственная почка содержит (фиг. 1) диализатор 1, представляющий собой гемодиализатор, оснащенный мембраной 2, разделяющей внутреннюю полость диализатора на два канала 3 и 4, и штуцером 5; насос 6 для цир30 куляцип крови и насосы 7 и 8 для циркуляции

553912

3 диализирующего 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 G. 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 6 104, предпочтительно от 1 10" до 4 104 (патент

Франции № 2105502).

Для повышения дебита ультрафильтрата желательно направление крови и диализирующего раствора в диализатор осуществлять при относительно высоких давлениях с последую30

4 щим выводом пх при небольших давлениях путем использования насосов 6 и 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 прп 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 o()0 прямые пересекаются в точке

«F», то есть па 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 (af и fb), в первой пз которых точка / представляет собой проекцшо точки «F» на абсциссу, где давление крови превышает давление диализирующего раствора, а в зоне «fb» — давление диализирующего раствора превышает давление крови.

Диализатор в комплексе зон (af) и (fb) действует, как гомодианизатор, а в зоне (af) — 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 постоян553912 ным и равным 35 мм рт. столба, следует преодолеть.

Проведя на диаграмме фпг. 2 через точку

«К» линию, папаллельную «АВ» и пересекающую линито «CD» в точке «Е» (с абсциссой

«е») получают, что зоной вторичного ультрафильтровапия является зона «еб» (зона инжекцип из дпализируюшего раствора в кровь).

В промежуточной зоне «fe» осуществляется только гемодиализ, а в зонах «af» и «eb», кроме гемодиализа, осуществляется ультрафильтрование в прямом и обратном направлениях.

При этом ультрафпльтрованпе пропорционально в каждой зоне заштрихованным (на фиг. 2) площадям. Зона «af» расположена вблизи двух отверстий для ввода крови и вывода диализирующего раствора, а зона

«eb» — вблизи двух отверстий ввода диализирующей 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 II 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, ттоддер>киватотся опорами 20 и 21, имеющимп каналы 22 и 23 для циркуляции диалпзпрующего раствора.

Мембраны 18 и 19 разделены перегородкой, выполненной в виде решетки, образованной взапмопересекающимися рядами теттмоспаянных параллельных нитей 24 и 25. Такая решетка позволяет мембранам одновременно приспосабливаться в зоне 1, где давление крови ниже давления диализирующего раствора.

Целесообразно разделить дпализатор не менее, чем на две зоны ультрафильтрования, с последовательным соединением соответствующих отделений каждой зоны.

В случае применения трех зон они будут выполнять 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 возмо>ктто 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 раствотта в контуре могут быть использованы раз5 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 осуществля1o T а ктивипова иным углем, размещенным в т<анале 4 диализатора, причем активированный .голь в этом случае будет служить элемен15 том, повышающим сопротивление теченшо дпализирующего раствора.

Рециркулирование очищенного диализирующего раствора обеспечивает возвращение в кровь пациента полезных веществ низкого мо20 лекулярного веса, удаленных в первой зоне ультрафильтрования.

Описываемая искусственная почка, как вариант изобретения, может быть использована и для случая циркулирования крови и диали25 зирующего раствора через дпализатор в одном и том же направлении.

При применении описываемой искусственной почки исключается необходимость предварительного введения в кровь отфильтрованной

30 разбавляющей жидкости. Необходттмые потери напора легко достигаются цпркулпрованпем крови и диализирующего раствора с относительно повышенными скоростями, которые способствуют смешиванию и препятствуют за35 бпванию мембраны.

Описываемая искусственная почка ооеспечивает диализ при любой степени ультрафильтрации для процессов дезинтоксикации.

Формула изобретения

Искусственная почка, содержащая диализатор со штуцером, насосы для циркулятцш крови и диализирующего раствора, устройство для отоора жидкости, накопитель постоянного объема и трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения дтталттза при любой степени ультрафильтрацип, суммарная длина каналов диализатора не менее 60 см, а проходное сечение каналов диализатора мень50 ше сечений подключенных к диализатору трубопроводов.

Источник информации, принятый Во внимание при экспертизе заявки:

55 Патент Голландтттт ЛЪ 7216135, кл. Л 61М

1/03, опублик. 1971.

553912

Составитель А. Бражникова

Редактор В. Трофимов Техред А. Камышникова Корректоры: Н. Аук и Л. Брахнина

Заказ 1102/11 Изд. J¹ 23 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапч ова. 2