RU2303463C2 - Single-use hemo-sorption column provided with capillary filter - Google Patents

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: single-use hemo-sorption column can be used in systems for extra-corporal blood cleaning. Column has case with extended parts disposed at ends, cap, input and output capillary polymer filters and hemo-sorbent disposed between them. Caps are connected with case through sealing rings; caps have couplings disposed in opposition and in alignment to edges of case; couplings interact with transportation caps, which caps have sealing. Extended parts of edges have fastening members. Length l of case of column relates to diameter d of column as 5:1-9:1. Volume of case equals to 90-500 ml. Thickness of polymer filter equals to 1,8-2,5 mm. Diameter of filter equals to d+n, where n equals to 10-30 mm.

EFFECT: improved efficiency of mass exchange; reduced hydrodynamic resistance.

2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в системах экстракорпоральной очистки крови от токсических веществ.The invention relates to medical equipment and can be used in systems of extracorporeal blood purification from toxic substances.

Известен многослойный фильтрующий элемент кровеносной магистрали, выполненный в виде гибкой цилиндрической трубки, закрытой с одной стороны, при этом фильтр изготовлен из нетканого материала с кремний органическим покрытием и расположен под углом 30-60 градусов к направлению тока крови (а.с. СССР №1524902, кл. А 61 М 1/36).Known multilayer filtering element of the bloodstream, made in the form of a flexible cylindrical tube, closed on one side, while the filter is made of a nonwoven material with silicon organic coating and is located at an angle of 30-60 degrees to the direction of blood flow (AS USSR No. 1524902 Cl. A 61 M 1/36).

Известна колонка одноразовая гемосорбционная с фильтром капиллярным, содержащая корпус массообменника с расширенными частями на торцах, крышки, фильтры входной и выходной и расположенный между ними гемосорбент (Патент Полезной модели Республики Беларусь BY №800, А 61 М 1/36, 2002 г, - прототип).A known disposable hemosorption column with a capillary filter containing a mass exchanger housing with expanded parts at the ends, covers, inlet and outlet filters and a hemosorbent located between them (Utility Model Patent of the Republic of Belarus BY No. 800, A 61 M 1/36, 2002, prototype )

Недостатками указанных устройства является недостаточная эффективность массообмена и недостаточно оптимальное гидродинамическое сопротивление, вызывающие тромбообразование и снижающие качество очищения крови.The disadvantages of these devices are insufficient mass transfer efficiency and insufficiently optimal hydrodynamic resistance, causing thrombosis and reducing the quality of blood purification.

Техническим результатом предлагаемого устройства является увеличение эффективности массообмена и снижение гидродинамического сопротивления, а также улучшение условий и безопасности гемосорбции.The technical result of the proposed device is to increase the efficiency of mass transfer and lower hydrodynamic resistance, as well as improve the conditions and safety of hemosorption.

Это достигается тем, что в колонке одноразовой гемосорбционной с фильтром капиллярным, содержащим корпус массообменника с расширенными частями на торцах, крышки, фильтры входной и выходной и расположенный между ними гемосорбент, крышки связаны с корпусом через уплотнительные кольца и содержат штуцера, расположенные оппозитно и соосно торцам корпуса, взаимодействующие с транспортировочными колпачками, содержащими уплотнения, а расширенные части торцев содержат крепежные элементы, при этом соотношение длины корпуса l к диаметру корпуса колонки d составляет от 5:1 до 9:1, объем корпуса 90 мл - 500 мл, толщина полимерного фильтра лежит в интервале от 1,8 мм до 2,5 мм, а диаметр фильтра d равен d+n, где n лежит в интервале от 10 мм до 30 мм.This is achieved by the fact that in a disposable hemosorption column with a capillary filter containing a mass exchanger housing with expanded parts at the ends, covers, inlet and outlet filters and a hemosorbent located between them, the covers are connected to the housing through o-rings and contain a fitting located opposite and aligned with the ends cases interacting with shipping caps containing seals, and the expanded parts of the ends contain fasteners, while the ratio of the length of the body l to the diameter of the body column d is from 5: 1 to 9: 1, the body volume is 90 ml - 500 ml, the thickness of the polymer filter is in the range from 1.8 mm to 2.5 mm, and the diameter of the filter d is d + n, where n lies in range from 10 mm to 30 mm.

На фиг.1 представлен общий вид одноразовой гемосорбционной колонки, а на фиг.2 - результаты экспериментальных данных, подтверждающие достижение технического результата.Figure 1 presents a General view of a disposable hemosorption column, and figure 2 - the results of experimental data confirming the achievement of a technical result.

Колонка одноразовая гемосорбционная с фильтром капиллярным содержит корпус массообменника 1, крышки 2, 3, а также входной и выходной фильтры 4, 5, и расположенный между ними гемосорбент 6. Крышки 2, 3 связаны с корпусом 1 через уплотнительные кольца 7, 8 и содержат штуцера 9, 10, расположенные оппозитно и соосно торцам корпуса 1, взаимодействующие с транспортировочными колпачками 11, 12, содержащими уплотнения 13, 14. На расширенных частях корпуса расположены крепежные элементы 15, 16. A disposable hemosorption column with a capillary filter contains a mass exchanger housing 1, covers 2, 3, and an inlet and outlet filter 4, 5, and a hemosorbent 6 located between them. The covers 2, 3 are connected to the housing 1 through o-rings 7, 8 and contain a fitting 9, 10, located opposite and coaxial to the ends of the housing 1, interacting with the transport caps 11, 12, containing seals 13, 14. On the expanded parts of the housing are fasteners 15, 16.

Колонка одноразовая гемосорбционная с фильтром капиллярным работает следующим образом.A disposable hemosorption column with a capillary filter works as follows.

Корпус колонки в сборе закрепляется с помощью крепежных элементов в систему экстракорпорального кровообращения. Затем снимаются транспортировочные колпачки 11, 12 с уплотнениями 13, 14 и через штуцера 9, 10 подсоединяется к кровепроводящим магистралям системы - кровь (биологическая жидкость), подлежащая очищению, подается по входному штуцеру 9 и фильтру 4 во внутреннюю полость корпуса массообменника 1; при этом осуществляется фильтрация крови. Проходя через слой гемосорбента 6, кровь очищается от токсических веществ и вновь поступает на второй выходной фильтр 5, где подвергается вторичной фильтрации, и через выходной штуцер 10 выводится из устройства, готовая для реинфузии пациенту. При этом соотношение длины корпуса l к диаметру корпуса колонки d составляет от 5:1 до 9:1, объем корпуса 90 мл - 500 мл, толщина полимерного фильтра лежит в интервале от 1,8 мм до 2,5 мм, а диаметр фильтра равен d + n, где n лежит в интервале от 10 мм до 30 мм.The column housing assembly is secured with fasteners to the extracorporeal circulation system. Then, the transport caps 11, 12 with seals 13, 14 are removed and through the nozzle 9, 10 connected to the blood lines of the system - the blood (biological fluid) to be cleaned is supplied through the inlet 9 and the filter 4 into the internal cavity of the mass exchanger housing 1; at the same time, blood is filtered. Passing through the hemosorbent layer 6, the blood is cleaned of toxic substances and again goes to the second output filter 5, where it is subjected to secondary filtration, and through the output nozzle 10 it is removed from the device, ready for reinfusion to the patient. The ratio of the housing length l to the diameter of the column housing d is from 5: 1 to 9: 1, the body volume is 90 ml - 500 ml, the thickness of the polymer filter is in the range from 1.8 mm to 2.5 mm, and the diameter of the filter is d + n, where n lies in the range from 10 mm to 30 mm.

Интервалы изменения параметров колонки и полимерного фильтра найдены из экспериментальных исследований для колонок разной геометрии и разных типов полимерных фильтров. На фиг.2 приведены нормализованные выходные кривые, полученные для колонок разной геометрии. Здесь по оси Y отложены нормализованные концентрации, а по оси X - условное время гемосорбции. Кривые 1 и 2 соответствуют параметрам колонки, лежащим в выбранных интервалах (l:d=9:1, объем 90 мл для кривой 1 и l:d=5:1, объем 500 мл для кривой 2), кривая 3 соответствует параметрам колонки, лежащим вне выбранных интервалов, а кривая 4 соответствует колонке овоидной формы. Из фиг.2 следует, что дисперсия кривой 3 велика, а ее максимум смещен влево вдоль временной оси, что соответствует образованию большого числа застойных зон - потенциальных участков тромбообразования, росту гидродинамического сопротивления и приводит к снижению эффективности массообмена. Колонка овоидной формы (кривая 4) также имеет хорошие динамические характеристики, однако, эффективность ее массобмена значительно ниже, чем у кривых 1, 2, что следует из анализа параметров колонок, приведенных в табл.1. В табл.2 приведены результаты исследования гидродинамического сопротивления для разных типов полимерных фильтров. Из табл.2 следует, что решающим фактором, определяющим гидродинамическое сопротивление, является не тип фильтра, а его толщина при фиксированном значении диаметра и скорости тока крови. При этом для толщин, лежащих в выбранном интервале, значение гидродинамического сопротивления значительно ниже, чем для толщин, лежащих вне этого интервала.The intervals for changing the column and polymer filter parameters were found from experimental studies for columns of different geometries and different types of polymer filters. Figure 2 shows the normalized output curves obtained for columns of different geometries. Here, the normalized concentrations are plotted along the Y axis, and the conventional hemosorption time is plotted along the X axis. Curves 1 and 2 correspond to the column parameters lying in the selected intervals (l: d = 9: 1, volume 90 ml for curve 1 and l: d = 5: 1, volume 500 ml for curve 2), curve 3 corresponds to the column parameters, lying outside the selected intervals, and curve 4 corresponds to the column of the ovoid shape. From figure 2 it follows that the dispersion of curve 3 is large, and its maximum is shifted to the left along the time axis, which corresponds to the formation of a large number of stagnant zones - potential sites of thrombus formation, an increase in hydrodynamic resistance and leads to a decrease in the efficiency of mass transfer. The ovoid column (curve 4) also has good dynamic characteristics, however, its mass transfer efficiency is much lower than that of curves 1, 2, which follows from the analysis of the column parameters given in Table 1. Table 2 shows the results of a study of the hydrodynamic resistance for different types of polymer filters. From table 2 it follows that the decisive factor determining the hydrodynamic resistance is not the type of filter, but its thickness at a fixed value of the diameter and speed of blood flow. Moreover, for thicknesses lying in the selected interval, the value of hydrodynamic resistance is significantly lower than for thicknesses lying outside this interval.

Выбранные интервалы изменения параметров колонки и полимерного фильтра обеспечивают увеличение эффективности массобмена, профилактику тромбообразования в застойных зонах, снижение гидродинамического сопротивления, а также способствуют интенсификации кинетики сорбции.The selected intervals for changing the parameters of the column and the polymer filter provide an increase in the efficiency of mass transfer, prevention of thrombosis in stagnant zones, a decrease in hydrodynamic resistance, and also contribute to the intensification of the kinetics of sorption.

Предлагаемое устройство обеспечивает эффективность массобмена и снижение гидродинамического сопротивления, равномерное распределение крови (биологической жидкости) по всей поверхности гемосорбента, что предупреждает инкорпорацию частичек гемосорбента, препятствует пристеночному замедлению кровотока и предохраняет от выхода гемосорбента за пределы колонки, улучшает условия и безопасность гемосорбции.The proposed device provides mass transfer efficiency and a decrease in hydrodynamic resistance, uniform distribution of blood (biological fluid) over the entire surface of the hemosorbent, which prevents the incorporation of particles of hemosorbent, prevents parietal slowdown of blood flow and prevents hemosorbent from leaving the column, improves the conditions and safety of hemosorption.

Claims (1)

Колонка одноразовая гемосорбционная, содержащая корпус, крышки с оппозитно расположенными соосными с корпусом штуцерами, входной и выходной фильтры, расположенный между ними гемосорбент и транспортировочные колпачки с уплотнениями, взаимодействующие со штуцерами, отличающаяся тем, что фильтры выполнены капиллярными из слоя полимера, корпус имеет расширенные части с крепежными элементами, а крышки связаны с корпусом через уплотнительные кольца, при этом отношение длины l корпуса к диаметру d корпуса колонки составляет от 5:1 до 9:1, объем корпуса 90 - 500 мл, толщина полимерного фильтра от 1,8 до 2,5 мм, а диаметр фильтра равен d+n, где n = 10-30 мм.Disposable hemosorption column, comprising a housing, caps with oppositely positioned fittings coaxial with the housing, inlet and outlet filters, a hemosorbent located between them and transport caps with seals interacting with the fittings, characterized in that the filters are made capillary from the polymer layer, the housing has expanded parts with fasteners, and the covers are connected to the housing through o-rings, and the ratio of the length of the housing l to the diameter d of the column housing is from 5: 1 to 9: 1, orpusa 90 - 500 ml, the thickness of the polymer filter of 1.8 to 2.5 mm, and the diameter of the filter is equal to d + n, where n = 10-30 mm.

Images