Пристрій для перфузії ізольованого органа

Винахід належить до медичної техніки, а саме до пристроїв, які можуть бути застосовані для перфузії ізольованих органів, наприклад селезінки та печінки, і може бути використаний в трансплантології, реаніматології, хірургії та дерматології. В теперішній час, у зв'язку з бурхливим розвитком трансплантології, як за кордоном, так і на Україні, проблема тривалості функціональної придатності ізольованих органів, які використовують для пересадки, чи застосовують як засоби трансфузійної детоксикації набуває все більшого значення. Відоме успішне застосування донорських ксеноорганів (селезінки і печінки) для детоксикації організму при гнійно-септичних станах. Однак, екстракорпоральне підключення ксеноорганів має деякі обмеження, які пов'язані з можливим їх набряком та виникненням обтурації судин на рівні капілярів, артеріол, синусів та венул форменими елементами крові, що призводить до погіршення функціональних можливостей (фільтраційних та виділення біологічно активних речовин), тобто зниження життєздатності ізольованого органу. Для збереження ангіархітектоніки і гемодинамічних властивостей ізольованих органів та подовження їх функціональної придатності необхідно створити таке штучне середовище, яке було б спроможне на протязі тривалого часу підтримувати оптимальну функціональну цілісність і життєздатність органу, тобто бути максимально фізіологічним. Все вищевикладене наочно свідчить про необхідність подальших пошуків у напрямку створення засобів, які могли б максимально імітувати фізіологічне середовище організму і, отже, зберігати функціональну цілісність і життєздатність ізольованих органів. Відомий пристрій для перфузії ізольованого органу [1], який має камеру для розміщення органу, два перфузійних контура, кожний із яких містить Ємність для крові, пристрій для перекачування крові, формувачі венозного і артеріального потоків у вигляді безклапанних мембранних шлуночків з імітаторами додаткових венозного і артеріального русла - у вигляді герметичних резервуарів та фільтр. Цей пристрій дозволяє покращити перфузійні можливості органу. Недоліком відомого пристрою є занадто ускладнена схема, що утруднює його використання на практиці. Крім того, у цьому пристрої не передбачено джерело пульсуючого тиску і термостабілізуюче реле, що не дозволяє підтримувати тривалу гемоперфузію в ізольовоному органі і забезпечувати необхідну температуру в процесі перфузії, що має важливе значення при перфузії паренхіматозних органів, таких як селезінка і печінка. Найбільш близьким за технічним рішенням є пристрій з перфузійною камерою, який імітує дихальну дію на печінку [2]. В цьому пристрої передбачені: трубчатий електронагрівальний елемент, джерело пульсуючого тиску у вигляді резинового дихального балону, який фіксований на дні перфузійної камери, яка наповнена теплоносієм (водою), нижня та верхня еластичні мембрани, які сполучені по периметру і створюють порожнину для органу. Наявність джерела пульсуючого тиску, яке то розширюється, то стискається в такт ди хальним рухам і, відповідно, піднімає чи опускає рівень рідини, а та в свою чергу тисн учи на нижню еластичну мембрану піднімає її чи опускає, при цьому верхня мембрана постійно тисне на орган, створює імітацію дихальних рухів і масажує ізольований орган. Поперемінне стискання ізольованого органу між двома мембранами покращує його функціонування, зменшує об'єм депонованої крові і травматизацію форменних елементів перфузованої крові. Недоліком відомого пристрою є те, що ізольований орган розташовується в порожнині між двома мембранами, які безпосередньо діють на нього в одній вертикальній площині (зверху та знизу). Це з однієї сторони досить травматично для тендітних і ніжних паренхіматозних органів таких, як селезінка та печінка у зв'язку з безпосереднім стиканням їх поверхні з поверхнею мембран, з іншої сторони відбувається масаж тільки двох сторін органу (верхньої та нижньої), тому в інши х частинах органу можуть виникнути застійні явища, які спонукають до набряку паренхіми і пошкодження транспортних судин. Крім того, при проведенні гемоперфузії не забезпечується достатня стерильність ізольованого органу та фізіологічні параметри зовнішнього середовища, тому, що перфузований орган своєю нижньою поверхнею розміщується на нижній мембрані, яка не є суцільною і безпосередньо стикається із звичайною рідиною (водою) і, при можливому ^пошкодженні капсули під час перфузії виникне порушення стерильності перфузійної системи. Разом з тим, у пристрої не передбачений контактний термометр (існує тільки звичайний) з термостабілізуючим реле, що не дозволяє стабілізувати температуру на заданому рівні, а як відомо для біологічного органу це має суттєве значення. При незначному відхиленні температури в ту чи іншу сторону відбувається порушення ферментативної діяльності тканин паренхіматозних органів, погіршуються в них окислювально-відновні процеси, що призведе до порушення функціональної цілісності і життєздатності ізольованих органів. Задачею винаходу є дотримування функціональної цілісності і збільшення терміну життєздатності ізольованого органу за рахунок зниження травматизації і збереження ангіоархитектоніки, що подовжить тривалість перфузії. Технічний результат, який отримують в результаті вирішення задачі, полягає у підвищенні ефективності біогемосорбції за рахунок попередження травматизації і збереження ангіоархитектоніки ізольованого органу, що зумовить збереження його фільтраційних і гемодинамічних можливостей, а отже подовжить тривалість гемоперфузії і, відповідно, підвищить ступінь очищення крові, збільшить стимуляцію клітинного і гуморального імунітету, неспецифічної реактивності організму та виділення в кров біологічно активних речовин. Це дозволить швидше переривати хворобу, скоротити строки лікування і подовжити тривалість ремісії при захворюваннях, які супроводжуються суттєвими імунологічними порушеннями. Зазначену задачу досягають тим, що у відомому пристрої для перфузії ізольованих органів, який включає перфузійну камеру з теплоносієм, джерело пульсуючого тиску та трубчатий електронагрівальний елемент, відповідно до винаходу пристрій додатково устаткований ємкістю для ізольованого органу із прозорої еластичної оболонки, поверх якої розташована гнучка обмежуюча мембрана, що переміщується по спрямовуючим шти фтам і регулює ступінь стиснення джерела пульсуючого тиску, яке виконано у вигляді еластичної резинової камери, яка стискається/розширюється (коливається) 16-18 разів на хвилину, в нижній частині перфузійної камери, наповненої теплоносієм, окрім трубчатого електронагрівального елементу додатково установлено контактний термометр та термостабілізуюче реле, що забезпечує в автоматичному режимі стабільну температуру в перфузійній камері і ємкості для ізольованого органу на рівні 37°С. Сутність пристрою для перфузії ізольованого органу пояснюється графічно у вигляді схеми (рис.), де: 1 - корпус перфузійної камери в якому знаходяться: 2 - Ємність для ізольованого органу із прозорої еластичної оболонки; 3 - спрямовуючі шти фти; 4 - обмежуюча гнучка еластична мембрана; 5 - фіксуючі гайки; 6 джерело пульсуючого тиску; 7 - демпфер; 8 - манометр; 9 - штуцер; 10 - повітряна магістраль; 11 - джерело повітря; 12 - трубчатий електронагрівальний елемент; 13 - контактний термометр; 14 - термостабілізуюче реле. Пристрій працює таким чином. Ізольований донорський ксеноорган, наприклад, свиняча селезінка 15 з канульованими судинами і приєднаними до канюль вхідною і вихідною магістралями 16 і 17, розміщують в ємкості для ізольованого органу 2, заповненої стерильним фізіологічним розчином 18. Ємність розташовують поверх джерела пульсуючого тиску 6, зверху ємкості на спрямовуючі шти фти З надівають обмежуючу гнучку еластичну мембрану 4, яку закріплюють фіксуючими гайками 5. Перфузійну камеру 1 заповнюють теплоносієм (водою) (19). Вмикають вимикач і нагріваючи трубчатий електронагрівальний елемент 12, доводять температуру теплоносія до 37°С. За допомогою контактного термометра 13, з'єднаного з термостабілізуючим реле 14, включеного в схему підсилювача струму протікаючого в ланцюгу контактного термометра, здійснюється підтримка в автоматичному режимі заданої температури в перфузійній камері 1 і, відповідно, в ємкості для ізольованого органу 2 з розташованою в ній донорською селезінкою 15. Починають подавати повітря в джерело пульсуючого тиску 6 відповідно фазам дихального циклу. На фазі вдиху відбувається підвищення тиску в еластичній резиновій камері 6, що призводить до її розширення і підвищення гідростатичного тиску, який діє на ємність для ізольованого органу 2 (з розміщеною в ній донорською селезінкою 15), яка знаходиться між джерелом пульсуючого тиску 6 та обмежувальною гнучкою еластичною мембраною 4. Обмежувальна мембрана, переміщаючись по спрямовуючим штифтам 3, в свою чергу регулює ступінь стиснення джерела пульсуючого тиску, що задається фіксуючими гайками 5. На фазі видиху відбувається стиснення джерела пульсуючого тиску 6, що призводить до послаблення гідродинамічного тиску на донорську селезінку. Гідродинамічний тиск в пропонуємому пристрої рівномірно розповсюджується по всій поверхні ізольованого органу, у всіх площинах і діє м'якіше, ніж тиск, який створюється двома мембранами (прототип) та направлений в одній площині і до того ж ці мембрани безпосередньо стикаються з ксеноорганом, що може призвести до порушення його цілосності. Амплітуда коливань гідродинамічного тиску (розширення/стискання), який діє на ізольований орган становить 16-18 коливань на хвилину, що відповідає амплітуді дихальних рухів у біологічному організмі. Силу тиску, який діє на орган, задають в межах 0,3-1,2кПа, враховуючи морфоструктурні особливості конкретного донорського органу. Отже, коливання джерела пульсуючого тиску через теплоносій і фізіологічний розчин ємкості для ізольованого органу передаються на самий орган, що обумовлює м'який і рівномірний гідродинамічний масаж по всій його поверхні, тим самим максимально імітуючи фізіологічне середовище біологічного організму і сприяє зменшенню травматизації перфузованого органу, попереджає виникнення застійних явищ у його паренхемі і покращує кровообіг. Об'єм і глибина масажу ізольованого органу визначається отупінню розширення та частотою коливань джерела пульсуючого тиску (величиною створюваного ним гідродинамічного тиску) і встановлюється відповідними перемикачами, розміщеними на передній панелі пристрою. Таким чином, пристрій для перфузії ізольованого органу дозволяє проводити в стерильних умовах м'який та рівномірний масаж ізольованого органу, що підтримує на достатньо належному рівні циркуляцію крові в артеріолах, капілярах, синусах та венула х і забезпечує збереження функціональної цілосності і життєздатності ізольованого органу на протязі тривалого часу під час перфузії, попереджає виникнення застійних явищ в паренхімі, набряк і депонування крові. Подовження терміну функціональної цілісності і життєздатності ізольованого органу дозволяє підвищити якість біогемосорбції, сприяє виходу біологічно активних речовин в перфузовану кров, стимулює клітинний і гуморальний імунітет, неспецифічну реактивність організму, що супроводжується позитивною клінічною динамікою. Пристрій для перфузії ізольованого органу пройшов апробацію в клініці шкірних та венеричних хвороб з курсом проблем СНІДу Національного медичного університету. З використанням заявляемого пристрою було проліковано 13 хворих, страждаючих тяжкими і розповсюдженими формами псоріазу з торпедним перебігом та значними імунологічними порушеннями. В усіх випадках був отриманий позитивний клінічний результат, який проявився у швидкому перериванні хвороби, скороченні строку лікування і подовженню ремісії при тяжких клінічних формах псоріазу. Отриманий позитивний клінічний результат під час лікування та зниження числа рецидивів, дозволяє рекомендувати пристрій для перфузії ізольованого органу до широкого впровадження в медичну практику. Література 1. А. с. СССР, А61М1/03. Устройтво для перфузии изолированного органа /Зыбин B.C., Газарян К.Г., Локшин М.А. и др. (СССР). - №2986532/12-13, Заявлено 09.07.80; Опуб. 15.03.83. Бюл. №10. - 3с. 2. Шлапак И.П. Экстракорпоральная перфузия изолированой печени и обоснование ее применения в реаниматологии: Автореф. дис... канд. мед. наук: 14.00.37/ Киевский государственный ин-т усовершенствования врачей. - К., 1974. - 35с.