Пристрій для екстракорпоральної електрохімічної детоксикації плазми крові

Винахід відноситься до розділу медичної техніки та призначений для екстракорпоральноЇ електрохімічної детоксикації плазми крові хворих тяжкими ендотоксикозами. Відомий пристрій для детоксикації крові, що діє за допомогою вмонтованого в екстакорпоральному шунті вічка. (Yao S.J., Wolfson S.K. Pat. № 3878564 22.04.75. (USA)). За допомогою даного пристрою вдається знизити вміст в крові таких токсичних речовин як сечовина, аміак, кетони, метанол та ін. Недоліки : - блокада поверхні електродів вічка білками та зупинка електроокислення токсичних речовин; - травмуюча дія електроокислення на кров. Відомий пристрій для непрямого електрохімічного окислення крові (Pletcher D., Industrial electrochemistry. - London.: New York: Chapman and Hall, 1982.-292p.). В даному пристрої під дією електричного струму проходить накопичення активного хлору у вигляді гіпохлориту натрію. Гіпохлорит натрію це з'єднання з невеликою молекулярною масою і малим структурним розміром, що дозволяє йому вільно проникати через клітинні мембрани і окислювати токсини які містяться не тільки в крові, але і у тканинах. Використання даного пристрою дозволяє окислювати в організмі такі токсичні та баластні речовини як білірубін, анілін, аміак, сечовину, креатінін, холестерин та ін. Недоліки: - окислювальна здатність гіпохлориту натрію не дозволяє суттєво впливати на токсичні дози білірубіну, сечовини, креатині ну та інши х компонентів ендотоксикозу, що обмежує використання даного пристрою для повної детоксикації крові; - гіпохлорит натрію в крові розпадається з утворенням іонів CLO-(активний хлор) які взаємодіють з органічними субстанціями плазми, утворюючи не властиві для організму хлорорганічні з'єднання. Відомий пристрій для сорбції токсичних речовин із біологічних рідин, таких як кров, лімфа, плазма (а.с. СРСР 1680209 кл. А61М1/38, 1991). Пристрій містить колонку з сорбентом, що проводить струм, патрубки для введення і виведення біологічної рідини, основний електрод, зовнішню камеру для фізіологічного розчину з розміщеним у ній допоміжним електродом, причому зовнішня камера з'єднана з колонкою діелектричною трубкою з пористою діелектричною набивкою, джерело постійного струму. Пристрій дозволяє прискорити сорбцію токсичних речовин на 35 - 60% та виключити вплив продуктів реакції на допоміжному електроді на рідину, що оброблюється в пристрої. Недоліки: - можливість попадання часток сорбенту в біологічну рідину; - необхідність періодичної заміни сорбента. Відомий пристрій де у якості окислювача токсичних речовин в крові використано озон (Вторая всесоюзная конференция "Озон, получение, применение". Москва, 1991г. - 157с.). Пристрій представляє собою скляний барботажний оксигенатор де кров тварин барботували озоно-кисневою сумішшю на протязі 5 хвилин із швидкістю 1дм 3/хв. та з концентрацією озону 0,048мг/л. Отримані результати свідчать про окислення токсичних з'єднань в крові. При цьому не відбувається значної активації перекісного окислення ліпідів. Недоліки пристрою барботування : - утворення під час барботажу великої кількості піни, що ускладнює процес обробки плазми крові та приводить до втрати 40-50% плазми за час необхідний для проведення повної детоксикації; - непродуктивне використання озону для детоксикації плазми крові - коефіцієнт використання озону не перевищує 0,5; Прототипом запропонованого пристрою є модуль для екстракорпоральної електрохімічної детоксикації крові хворих на механічну жовтяницю (патент на винахід України 22372 кл. А61КЗЗ/00, С07С45/79, 1998). Пристрій включає в себе окислювальну колонку , приймальну ємкість, стерильний флакон об'ємом 500мл, роликовий насос, генератор озону, балон з киснем, магістралі озоно-кисневої суміші та плазми. У пристрої на поверхні контакту фаз проводиться детоксикація плазми крові методом поверхневого контактування озоно-кисневої суміші з тонкою стікаючою в ламінарному режимі по стінках окислювальної колонки плівкою плазми крові (площа поверхні контакту фаз складає 0,9 м). Фізіологічний розчин, що добавляється в токсичну плазму перед детоксикацією зв'язує утворені радикали органічного походження. Недоліки; - тривалий час контактування озоно-кисневої суміші з плазмою крові (40-50 хвилин) приводить до перенасичення останньої озоном і як результат до хемодеструкції її цінних компонентів, таких як білок; - тривалий час роботи екстракорпорального детоксикаційного модуля робить його не зручним для використання в клінічних умовах; - коефіцієнт використання озону не перевищує 0,65. В основу винаходу поставлено задачу збільшити швидкість хемодестркуції білірубіну в плазмі крові, підвищити коефіцієнт використання озону і знизити процент хемодеструкції білків плазми крові шляхом зміни конструкції окислювальної колонки, а саме введення в корпус окислювальної колонки таких елементів як розподільник плазми крові, опорна решітка, скляні трубки, що заповнюють об'єм окислювальної колонки, забезпечити збільшення поверхні контакту озоно-кисневої суміші з плазмою крові, за умови постійного об'єму окислювальної колонки, з 0,9м 2 у прототипі до 2,28м 2 в пристрої, та перехід від ламінарного потоку плівки плазми крові до турбулентного на поверхні контакту фаз, що забезпечує оптимальні умови масопередачі в окислювальній колонці. Порівняльний аналіз з прототипом дозволяє зробити висновок, що технічне рішення, що заявляється дозволяє у 610 разів прискорити процес хемодеструкції такого токсичного компоненту плазми крові як білірубін, знизити процент хемодеструкції білків плазми крові з 15-30% до 2,5-3% та підвищити коефіцієнт використання озону з 0,65 до 0,75. Пристрій для ектракорпоральної електрохімічної детоксикації плазми крові зображено на фіг.1. Він складається із балону з киснем 1, генератора озону 2, магістралей озоно-кисневої суміші 3 і 4, окислювальної колонки 5, приймальної ємності 6, роликового насосу 7, магістралі плазми крові 8, трьохходового крану 9 та дестр уктора залишкового озону 10. Окислювальна колонка (фіг.2) виготовлена із товстостінного скла і складається із корпуса 1, штуцера подачі озоно - кисневої суміші 2, двох шліхови х з'єднань 3 і 4, опорної решітки 5, скляних трубок 6, розподільника плазми крові 7 та штуцера подачі плазми 8. Окислювальна колонка приєднується за допомогою шліхового з'єднання 4 до приймальної ємкості 6 (ємкість зображена на фіг.1). Пристрій працює наступним чином. Після складання пристрою та заповнення приймальної ємності 6 ( фіг.1) плазмою крові, в окислювальну колонку 5 по магістралі 3 подається озоно-киснева суміш, що генерується в генераторі озону 2, з концентрацією озону 0,10,5х10'3моль/л. Озоно-киснева суміш після проходження через окислювальну колонку 5 та приймальну ємність 6 по магістралі 4 поступає в дестр уктор 10, де проходить розпад озону з утворенням кисню. Після заповнення пристрою озоно - кисневою сумішшю плазма крові роликовим насосом 7 по магістралі 8 подається в окислювальну колонку 5. В окислювальну колонку (зображена на фіг.2) плазма крові поступає через штуцер 18 на розподільник 17, за допомогою якого рівномірно розподіляється тонкою плівкою по поверхні скляних трубок 16 та корпуса 11. Озоно-киснева суміш в окислювальну колонку подається через штуцер 12 (фіг.2) і далі через розподільник плазми крові 17 проходить в скляні трубки 16 де контактує з плівкою плазми крові (поверхня контакту фаз складає 2,28м 2). Плазма крові після поверхневого контакту з озоно-кисневою сумішшю стікає через штуцер 14 в приймальну ємність 6 (фіг.1) і далі роликовим насосом 7 по магістралі 8 знову подається в окислювальну колонку 5. Плазма крові циркулює у замкнутому контурі (приймальна ємність 6, роликовий насос 7, магістраль плазми 8, окислювальна колонка 5, приймальна ємність 6) до повної детоксикації. Після детоксикації в пристрої плазма крові через трьохходовий кран 9 повертається пацієнтові (на фіг.1 не зображено). В цілому збільшення швидкості хемодеструкції в плазмі крові такого токсичного компоненту як білірубін у 6-10 разів, підвищення коефіцієнта використання озону з 0,65 до 0,75, зниження проценту хемодеструкції білків плазми крові з 15-30% до 2,5-3% у порівнянні з прототипом, за рахунок введення нових елементів в корпус окислювальної колонки пристрою, свідчить про досягнення оптимальних умов масопередачі на поверхні контакту фаз окислювальної колонки та вказує на існування критерію "новизна та винахідницький рівень".