способ размораживания плазмы крови и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ размораживания плазмы крови, включающий погружение пластикатных мешков с замороженной от -25÷-30°С плазмы в ванну с дистиллированной водой при температуре не выше +8°С до полного оттаивания, отличающийся тем, что мешки с плазмой погружают в ванну в шахматном порядке, размораживание проводят при турбулентном омывании мешков и значении критерия Рейнольдса больше 10000, при этом вначале мешки с плазмой размораживают до 0°С ÷ +4°С, о достижении указанной температуры судят по величине h - снижение уровня воды в ванне при оттаивании плазмы, которую рассчитывают по формуле:

,

где h - заданная величина снижения уровня воды в ванне при оттаивании плазмы, определяемая опытным путем;

n - количество мешков с замороженной плазмой, помещаемых в ванну за один раз;

V_зп - объем мешка с замороженной плазмой;

V_жп - объем мешка с жидкой плазмой;

S - площадь ванны,

на рассчитанную величину h устанавливают срабатывание датчика, затем включают таймер на отсчет времени, необходимого до доведения температуры мешков до +7°С ÷ 8°С.

2. Устройство для размораживания плазмы крови, включающее ванну с дистиллированной водой, нагревательное и охлаждающее устройства, датчик температуры, схему управления, отличающееся тем, что оно содержит мешалку с электроприводом, включенным в исполнительную цепь схемы управления, датчик уровня жидкости в ванне, подключенный на вход схемы управления, ванна снабжена каналами для перетекания жидкости из конца ванны в отсек, где расположена мешалка, мешалка отделена от остального объема ванны перегородкой с отверстиями, ванна снабжена решеткой для расположения мешков с плазмой в шахматном порядке, при этом испаритель охлаждающего и нагревательное устройства расположены непосредственно в ванне, датчик уровня жидкости размещен в отсеке ванны, отделенном от остального объема ванны вертикальными перегородками и сообщающимся с ванной через соединительное отверстие в нижней части указанного отсека, а в схему управления введен таймер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и биологии, а именно к способам и устройствам для размораживания замороженных препаратов крови, например плазмы крови, преимущественно с целью последующего получения криопреципитированного антигемофильного фактора,

Известны различные способы и устройства для приготовления лекарственных препаратов, в том числе и препаратов крови. Известно, например, устройство для изготовления лекарственных растворов, содержащее сборники дистиллированной воды и фильтрата, соединенные между собой гибкими трубопроводами смеситель, установку для фильтрования и узел дозирования, таймер для счета времени перемешивания и манометр, при этом смеситель, выполненный в виде цилиндрической емкости из нержавеющей стали, сверху закрыт герметично крышкой, в которой выполнены гнездо для размещения мешалки, люк для загрузки исходных лекарственных средств и дыхательный фильтр, на боковой стенке смесителя в верхней его части присоединены два штуцера для подвода воды и раствора и водомерный элемент и выполнены окна для подсветки и визуального наблюдения за процессом растворения исходных лекарственных средств, в днище смесителя вмонтирован штуцер для слива готового раствора, установка для фильтрования содержит насосы и узел фильтра, узел дозирования, соединенный с выходом установки для фильтрования, состоит из основания стойки корпуса, блока дозатора и лекарственных флаконов, при этом в устройство дополнительно введены блок управления смесителем, включающий пульт управления, электронный таймер для отсчета времени перемешивания раствора, водомерный элемент и узел плавного регулирования числа оборотов вала автоматической мешалки, выполненной съемной, пропеллерного типа с двумя головками на одном валу и соединенной через муфту с электродвигателем, подключенным к блоку управления смесителем, узел перистальтического насоса установки для фильтрования, включающий головку насоса с редуктором, электродвигатель и блок управления насосом, узел фильтра установки для фильтрования содержит корпус, крышку с манометром, фильтрующую мембрану и насос с ручным приводом, блок дозатора узла дозирования выполнен в виде мерного цилиндра с размещенным в нем плавающим поршнем, двухходовых клапанов с электромагнитным приводом и электронного блока управления узлов дозирования, при этом штуцер смесителя для подвода раствора соединен с трубопроводом через вентиль с выходом насоса и через второй вентиль с узлом фильтра, а штуцер смесителя для слива готового раствора подключен трубопроводом через третий вентиль к насосу установки для фильтрования (патент RU №2057521, кл. А 61 J 3/00, опубл. 10.04.96 г, бюл. №10).

Недостатком известного устройства является отсутствие терморегуляции, что затрудняет использование устройства в тех случаях, когда по технологическим условиям требуется поддерживать определенную температуру.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является размораживатель плазмы крови «МТ-210 PLASMA THAWER OPERATOR'S MANUAL Rev. А» производства фирмы «TermoGenesis Corp.» («THERMO»), Канада, 1998 г. Указанный размораживатель плазмы крови включает камеру оттаивания, верхнюю крышку с гибкими карманами, механическую руку, нагревательный элемент, регулятор температуры, пульт управления, штуцер подвода воды. Размораживание плазмы производится от температуры -25 до +37°С при температуре воды в камере оттаивания от 35 до 37°С, а максимальное количество пластикатных пакетов с плазмой равно 10 шт.

Недостатком известного размораживателя плазмы является то, что температура воды регулируется в очень узком интервале (35÷37°С), что не позволяет использовать данный размораживатель для выделения из замороженной плазмы крови VIII фактора с последующим центрифугированием плазмы крови при температуре не более +8°С.

Известны также способы размораживания плазмы крови. Известен, например, способ размораживания плазмы крови, включающий оттаивание свежезамороженной плазмы при температуре 0÷+4°С до консистенции подтаявшего снега, после чего производится центрифугирование оттаявшей плазмы в рефрижераторной центрифуге при температуре 0÷+2°С (приказ №155 МЗ СССР от 12.04.90 г., п.5.0 «Криопреципитат»).

Недостатком известного способа является длительность процесса размораживания плазмы (до 1,5 часов).

Наиболее близким к заявляемому способу размораживания плазмы крови (прототипом) является способ размораживания плазмы крови, включающий погружение пластикатных пакетов с замороженной плазмой (с температурой -25÷-30°С и ниже) в специальную ванну с водой при температуре +6÷+8°С до полного оттаивания («Промышленный регламент производства препарата «Криопреципитат», п. ТП 2.3, стр.25, 1997 г. рассмотрено и утверждено на комиссии по стандартизации МЗ РФ 26.12.97 г., протокол №86).

Недостатком известного способа является длительность процесса размораживания (до 1,5 часов), что приводит к снижению активности фактора VIII в криопреципитате, а также то, что момент окончания размораживания определяется субъективно. Поскольку пакеты с компонентами крови могут находиться при разной температуре из диапазона -25°С ÷ -40°С, то время размораживания до температуры 0°С ÷ +4°С также изменяется в широком диапазоне значений, что затрудняет автоматизацию процесса.

Задачей группы изобретение является устранение отмеченных недостатков и создание способа быстрого размораживания плазмы крови и устройства для быстрого размораживания плазмы крови от температуры -30°С и ниже до +8°С с последующим ее центрифугированием для получения VIII фактора, которые обеспечивали бы максимальную активность фактора VIII в одной дозе криопреципитата (более 100 международных единиц), или до температуры +35÷+37°С с последующим введением больным гемофилией или болезнью Виллебранда, а также при кровотечениях другой этиологии.

Поставленная задача решается предлагаемой группой изобретений, содержащей способ размораживания плазмы крови, включающий погружение пластикатных мешков с замороженной от -25÷-30°С плазмой в ванну с дистиллированной водой при температуре не выше +8°С до полного оттаивания, причем мешки с плазмой погружают в ванну в шахматном порядке, размораживание проводят при турбулентном смывании мешков и значении критерия Рейнольдса больше 10000, при этом вначале мешки с плазмой размораживают до 0°С ÷ +4°С, о достижении указанной температуры судят по величине h - снижение уровня воды в ванне при оттаивании плазмы, которую рассчитывают по формуле:

, где

h - заданная величина снижения уровня воды в ванне при оттаивании плазмы, определяемая опытным путем, n - количество мешков с замороженной плазмой, помещаемых в ванну за один раз, V_зп - объем мешка с замороженной (твердой) плазмой, V_жп - объем мешка с оттаявшей (жидкой) плазмой, S - площадь ванны, на рассчитанную величину h устанавливают срабатывание датчика, затем включают таймер на отсчет времени, необходимого до доведения температуры мешков до +7 ÷ 8°С.

Указанный способ реализуется с помощью устройства для размораживания плазмы крови, включающего ванну с дистиллированной водой, нагревательное и охлаждающее устройства, датчик температуры и схему управления, а также мешалку с электроприводом, включенным в исполнительную цепь схемы управления, датчик уровня жидкости в ванне, подключенный на вход схемы управления, ванна снабжена каналами для перетекания жидкости из конца ванны в отсек, где расположена мешалка, мешалка отделена от остального объема ванны перегородкой с отверстиями, ванна снабжена решеткой для расположения мешков с плазмой в шахматном порядке, при этом испаритель охлаждающего и нагревательное устройства расположены непосредственно в ванне, датчик уровня жидкости размещен в отсеке ванны, отделенном от остального объема ванны вертикальными перегородками и сообщающемся с ванной через соединительное отверстие в нижней части указанного отсека, а в схему управления введен таймер.

Предлагаемая группа изобретений иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема устройства для размораживания плазмы крови, на фиг.2 - вид сверху предлагаемого устройства.

Устройство для размораживания плазмы крови (фиг.1, 2) включает в себя ванну 1, изготовленную из нержавеющей стали, перегородку 2 с отверстиями, отделяющую мешалку 3 от основного объема 4 ванны, нагревательный элемент 5, расположенный на дне ванны 1, охлаждающий элемент (испаритель) 6, также расположенный на дне ванны, решетчатый держатель 7 для расположения мешков 8 с замороженной плазмой в шахматном порядке, и датчик 9 уровня жидкости, размещенный в отсеке 10, отделенном от основного объема 4 ванны 1 вертикальными перегородками 11 и сообщающемся с объемом 4 через соединительное отверстие 12 в нижней части отсека 10. Вращение мешалки осуществляется от электропривода 13 схемой управления 14. Для обеспечения перетока воды к мешалке 3 от противоположной стенки ванны служат каналы 15, образованные вертикальными перегородками 16, расположенными параллельно боковым стенкам ванны 1. Включение и выключение элементов 5 и 6 осуществляется схемой управления 14 от датчика температуры 17, которая автоматически поддерживает температуру воды в заданном интервале. Схема управления 14 включает в себя таймер (на чертежах не показан).

Способ размораживания плазмы посредством описанного устройства осуществляется следующим образом. Достают из морозильной камеры пластикатные мешки 8 с замороженной плазмой при температуре -25÷-30°С и ниже. Заливают в ванну 1 дистиллированную воду, имеющую комнатную температуру. Включают схему управления 14 и с помощью элементов 5 и 6 доводят температуру воды до заданного значения (+7 ÷ +8°С или +35÷+37°С). Погружают в ванну 1, например, 20 пластикатных мешков 8 с плазмой. При этом уровень воды в ванне поднимается, а температура воды понижается, и схема управления 14 поддерживает заданную температуру воды в ванне с помощью элементов 5 и 6. Затем отстраивают датчик 9 уровня жидкости на величину снижения уровня воды в ванне h, рассчитываемую по формуле (1). Для того чтобы интенсифицировать процесс размораживания плазмы и уменьшить время размораживания путем создания в ванне турбулентного потока, использована мешалка 3 с электроприводом, которая отделена перегородкой 2 с отверстиями от основного объема 4 ванны, в котором расположены мешки 8 с плазмой. Последние размещены в держателе 7 в шахматном порядке. Держатель 7 выполнен решетчатым (сетчатым) из нержавеющей проволоки и служит не только для размещения мешков 8 в указанном порядке, но и предотвращает перемещение мешков в ванне под действием турбулентных струй воды, создаваемых мешалкой 3. Для того чтобы ускорить процесс регулирования температурного режима, нагревательный элемент 5 и охлаждающий элемент 6 размещены непосредственно в ванне 1 под мешками 8. Для формирования турбулентных струй служит перегородка 2 с отверстиями, обеспечивающая достижение критерия Re >10000. Данное значение критерия Рейнольдса и скорость потока воды в ванне 1 обеспечивается также регулированием числа оборотов мешалки 3 и наличием каналов 15, обеспечивающих перетекание воды из объема воды 4 к мешалке. Для того чтобы повысить точность определения уровня воды и момента включения таймера, датчик 9 уровня жидкости размещен в отсеке 10, который отделен от объема 4 ванны 1 перегородками 11, но при этом сообщается с объемом 4 через соединительное отверстие 12. Благодаря этому в отсеке 10 уровень воды не подвергается колебаниям от вращения мешалки 3 и перетекания из объема 4 по каналам 15. Опытным путем было установлено, что при размораживании стандартного пластикатного мешка с плазмой от начальной температуры -30÷-40°С до температуры 0÷+4°С его объем уменьшается на 12-15%. Исходя из соотношения объемов ванны 1 и общего объема размораживаемых мешков 8 по формуле (1) определяется величина снижения уровня воды h в ванне при размораживании компонентов крови до температуры 0÷+4°С, на эту величину h и устанавливают срабатывание датчика уровня 9. Когда уровень воды понизится до заданной величины, это будет означать, что плазма в мешках разморозилась до температуры 0÷+4°С. В этот момент датчик 9 подаст сигнал на включение таймера. Таймер начнет отсчет расчетного времени доведения температуры мешков 8 до +7÷8°С (если размораживается плазма крови для последующего центрифугирования и получения VIII фактора), или до +35÷37°С (для введения больному гемофилией или болезнью Виллебранда). Указанное время можно определить, например, опытным путем. По истечении заданного времени таймер подаст сигнал персоналу (звонок) об окончании процесса размораживания. Описанный способ размораживания компонентов крови может использоваться в лабораторных, клинических и промышленных условиях. При этом количество мешков с плазмой крови может варьироваться от 1 до 20 в зависимости от потребности, а нагрев мешков можно производить до любой заданной температуры от 0 до +37°С за минимальное время.

Описанный способ размораживания плазмы и устройство для его реализации позволяют максимально сократить время размораживания плазмы (до 15-20 минут), что обеспечивает повышение производительности и качества криопреципитата, а также позволяет автоматизировать процесс размораживания. Для оценки качества размороженной по предлагаемому изобретению плазмы проводились сравнительные испытания со способом размораживания по прототипу (плазма размораживалась до температуры +8°С). Результаты испытаний приведены в таблице.

Показатели	Предлагаемая группа изобретений	Прототип
1	2	3
Количество мешков с плазмой	20 шт.	20 шт.
Время размораживания	16 минут	51 минута
Активность фактора VIII в одной дозе криопреципитата	140-180 международных единиц	100-150 международных единиц

Таким образом, из приведенной таблицы видно, что уменьшение времени размораживания плазмы примерно в 3 раза позволяет существенно повысить активность VIII фактора в криопреципитате.

Предлагаемая группа изобретений позволяет уменьшить время размораживания плазмы примерно в 3 раза, повысить производительность труда, улучшить качество криопреципитата, автоматизировать процесс размораживания плазмы, расширить функциональные возможности устройства для размораживания плазмы крови.