способ очистки диализирующего раствора в аппаратах "искусственная почка" и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ очистки диализирующего раствора в аппаратах "Искусственная почка", включающий электрохимическую регенерацию с последующей доочисткой сорбентами, отличающийся тем, что поток диализирующего раствора с расходом, общепринятым для нормального течения диализа, выходящий из диализатора, разделяют на два потока с меньшим и регулируемым расходом, один из которых пропускают через электролизер и блок доочистки с сорбентами, другой направляют в резервуар ультрафильтрата, затем оба потока объединяют и с расходом, равным выходящему из диализатора, подают снова в диализатор.

2. Устройство для очистки диализирующего раствора в аппаратах "Искусственная почка", содержащее образующие диализный контур диализатор, электролизер, блок доочистки с сорбентами, резервуар ультрафильтрата, насосы для перемещения диализата, расположенные на выходе и входе диализатора, отличающееся тем, что в диализный контур после насоса, расположенного на выходе из диализатора, перед электролизером встроен дополнительный насос с меньшим и регулируемым расходом, а между насосами выполнен отвод, соединенный с резервуаром ультрафильтрата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть применено в нефрологии, хирургии, реаниматологии и медицине катастроф для замещения утраченной функции выведения метаболитов и токсических веществ из организма.

Известен аппарат «Искусственная почка» с электрохимической регенерацией диализирующего раствора (Нефедкин С.И. Разработка электрохимических методов и устройств для очистки и мониторинга водных технологических сред, содержащих растворенные органические вещества. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 2004) [1], в котором в блоках электрохимической регенерации БРД-02 и «Диарег» реализованы способ и устройство в виде комбинированной схемы регенерации, основанной на окислении азотосодержащих токсинов в проточном электрохимическом устройстве с электрохимическим контролем процесса и с использованием одноразового сорбционного патрона для доочистки диализирующего раствора.

Известен также аппарат «Искусственная почка» (патент RU 2110283, МПК⁶ А 61 М 1/14, опубл.10.05.1998)[2], в котором раствор, поступающий из диализатора, последовательно пропускают через электролизер с электрокаталитическими платиновыми электродами, через газожидкостной сепаратор и фильтр с платинированным углем с последующим возвращением раствора в диализатор. Устройство для реализации этого способа включает замкнутые последовательно в жидкостной контур диализатор, электролизер, газожидкостной сепаратор, фильтр с платинированным углем и насос.

Все указанные аппараты для внепочечного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора недостаточно эффективны, а применяемые в них блоки регенерации громоздки и по размерам соизмеримы с самим аппаратом «Искусственная почка», что и препятствует их широкому внедрению в медицинскую практику.

Наиболее близким по техническому решению является способ очистки диализирующего раствора в аппаратах «Искусственная почка» и устройство для его осуществления, реализованные в диализном аппарате АДР-01 (В.М.Гринвальд и др. Конструкция и первые результаты испытания диализного аппарата АДР-01 с регенерацией диализирующего раствора. Медицинская техника №3, Москва, Медицина, 1993, стр.28-31) [3].

Устройство для очистки диализирующего раствора по прототипу содержит образующие диализный контур диализатор, электролизер, блок доочистки с сорбентами, резервуар ультрафильтрата, насосы для перемещения диализата (диализирующего раствора), расположенные на входе и выходе диализатора. Очистка диализирующего раствора осуществляется путем электролиза (электрохимическая регенерация) и последующей сорбции. Очищение крови происходит в диализаторе, через который прокачивается, с одной стороны, очищаемая кровь, с другой - диализат, двигающийся по замкнутому контуру с постоянным расходом, равным 500 мл/мин.

Недостатком данного устройства является неудовлетворительная эффективность работы блока регенерации, обусловленная тем, что при расходе диализата, необходимом, общепринятом для нормального течения диализа и равном 500 мл/мин [1, 3], время контакта диализата с электродами электролизера и сорбентами мало. Для более эффективного использования электролизера и сорбентов диализат должен проходить через них с меньшей скоростью (расходом). Чтобы уменьшить расход диализата через электролизер и сорбенты, надо разделить исходный поток диализата, например, на два потока с расходом, например по 250 мл/мин каждый, но при этом увеличится количество электролизеров и сорбентов вдвое.

При создании данного изобретения решалась задача разработки способа очистки диализирующего раствора, повышающего эффективность использования электролизера и сорбентов при обеспечении требуемого качества очистки диализата.

При разработке устройства решалась задача упрощения устройства и уменьшения его габаритов и массы.

При решении данной задачи техническим результатом способа и устройства явилось повышение физиологичности процесса внепочечного очищения крови и качества очистки диализата, уменьшение массы и габаритов устройства.

Указанный результат достигается тем, что, по сравнению с известным способом очистки диализирующего раствора, в котором поток диализирующего раствора с расходом 500 мл/мин проходит через диализатор, блок электрохимической регенерации и сорбенты, заявляемый способ включает новое - то, что поток диализирующего раствора с определенным расходом, выходящий из диализатора, разделяют на два потока с меньшим и регулируемым расходом, один из которых пропускают через электролизер и блок доочистки с сорбентами, другой направляют в резервуар ультрафильтрата, затем оба потока объединяют и с расходом, равным выходящему из диализатора, подают снова в диализатор.

Физиологичность процесса внепочечного очищения крови по предлагаемому способу повышается за счет смягчения воздействия на организм пациента инородной искусственной среды - очищенного анализирующего раствора (после электрохимической регенерации и сорбции) путем частичного разбавления его неочищенным диализатом перед подачей в диализатор, при этом пациент значительно лучше и легче переносит процедуру внепочечного очищения крови, которая длится в среднем около 4 часов.

Предложенный способ очистки диализирующего раствора поясняется схемой, представленной на чертеже.

Указанный результат достигается тем, что по сравнению с устройством для очистки диализирующего раствора, содержащим образующие диализный контур диализатор, электролизер, блок доочистки с сорбентами, резервуар ультрафильтрата, насосы для перемещения диализата, расположенные на выходе и входе диализатора, заявляемое устройство содержит новое - то, что в диализный контур после насоса, расположенного на выходе из диализатора, перед электролизером встроен дополнительный насос с меньшим и регулируемым расходом, а между насосами выполнен отвод, соединенный с резервуаром ультрафильтрата.

Насосы, расположенные на входе и выходе диализатора, обеспечивают постоянный расход диализата при прохождении через диализатор, который принят оптимальным для процедуры внепочечного очищения крови и равным 500 мл/мин. Дополнительный насос с меньшим и регулируемым расходом, расположенный перед электролизером, позволяет разделять поток диализата и управлять его расходом, идущим в электролизер, и, следовательно, в резервуар ультрафильтрата через отвод, обеспечивая таким образом требуемое качество диализата перед входом в диализатор.

Благодаря наличию дополнительного насоса 14 и отвода 15, разделяющих поток диализата с расходом 500 мл/мин на два потока с меньшим и регулируемым расходом, создана возможность более эффективного использования дорогостоящих электролизера(пластины из платины) и сорбентов, так как увеличено время контакта с ними диализирующего раствора. Неочищенная часть потока диализата, поступающая в резервуар 6 по отводу 15 в очищенный диализат при оптимальном разделении потока, способствует повышению физиологичности процесса внепочечного очищения крови, смягчая воздействие на организм пациента инородной искусственной среды - диализирующего раствора.

Применение схемы чертежа в устройстве для очистки диализирующего раствора при снижении расхода диализата в электролизере и блоке доочистки до 300 мл/мин позволило значительно повысить эффективность использования электролизера и сорбентов и существенно уменьшить количество применяемых сорбентов, что дало возможность уменьшить габариты и массу устройства в целом.

На чертеже представлена схема работы заявляемого устройства.

Устройство для очистки диализирующего раствора содержит диализатор 1, в котором кровь через мембрану контактирует с диализным раствором, насосы 2 и 3, электролизер 4, блок доочистки с сорбентами 5, резервуар ультрафильтрата 6, насос-дозатор 7, клапаны 8, 9, 10, 11, канистры 12 и 13, дополнительный насос 14, отвод 15.

Устройство работает следующим образом. Очищаемая кровь пациента прокачивается через диализатор 1, с другой стороны мембраны диализатора движется при помощи насоса 2 с расходом 500 мл/мин диализирующий раствор. Насос 14 с расходом, например, 300 мл/мин пропускает только часть потока диализата, остальная часть потока по отводу 15 поступает в резервуар ультрафильтрата 6. Часть потока, перемещаемая насосом 14, проходит через электролизер 4 и блок доочистки с сорбентами 5, дополняется до требуемого расхода 500 мл/мин из резервуара ультрафильтрата и подается насосом 3 снова в диализатор 1. Клапаны 8, 9, 10, 11 включаются при изменении режима работы устройства. Дозированный объем ультрафильтрата сливается из резервуара 6 насосом-дозатором в канистру 13. Заполнение системы диализатом осуществляется насосом 3 из канистры 12.

Источники информации

1. Нефедкин С.И. Разработка электрохимических методов и устройств для очистки и мониторинга водных технологических сред, содержащих растворенные органические вещества. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, М., Московский энергетический институт (Технический университет), 2004.

2. Патент RU №2110283, МПК⁶ А 61 М 1/14, опубл.10.05.1998.

3. В.М.Гринвальд и др. Конструкция и первые результаты испытания диализного аппарата АДР-01 с регенерацией диализирующего раствора. Медицинская техника №3, Москва, Медицина, 1993, стр.28-31.