Аппарат для получения жизнеспособных лейкоцитов

Полезная модель относится к медицине, а именно к трансфузиологии, и может быть использована для выделения отдельных жизнеспособных клеточных элементов, в частности лейкоцитов из цельной крови.
Известен ряд аппаратов, способных выполнять отделение клеточных структур крови от жидкой части (плазмы), так и для выделения отдельных клеточных элементов (лейкоцитов, эритроцитов). Для отделения форменных элементов крови от плазмы применяется аппарат, состоящий из замкнутого контура внешнего кровотока и мембранного фильтра (см. патент RU №2239459, А61М 1/34, опубл. 10.11.2004).
Для выделения отдельных клеточных элементов известно устройство, имеющее в качестве фильтрующего элемента сложенные в стопку фильтровальные мембраны, способные задерживать лейкоциты (см. RU №2578848, А61М 1/02, 27.03.16), принятое за прототип.
Недостатком представленных аналогов является невозможность отделения жизнеспособных лейкоцитов из цельной крови.
Технологический процесс наиболее близкого устройства (см. RU №2578848, А61М 1/02, 27.03.16) заключается в прохождении цельной крови через фильтровальные мембраны и последующем центрифугировании полученной клеточной взвеси для выделения определенных клеточных популяций (лейкоцитов, эритроцитов), что существенно уменьшает жизнеспособность клеток крови, а так же вызывает их лизис. Так же в представленных аналогах нет возможности интеграции в устройства, выполняющие задачи гемоперфузии, с контурами внешнего кровотока, оснащенными стандартными диализными разъемами - прототип.
Задачей полезной модели является обеспечение выделения лейкоцитарной массы из цельной крови с обеспечением жизнеспособности получаемой культуры клеток при использовании замкнутого цикла внешнего кровотока.
Технический результат - обеспечение выделения лейкоцитарной массы из цельной крови с обеспечением жизнеспособности получаемой культуры клеток при использовании замкнутого цикла внешнего кровотока.
Поставленная задача достигается тем, что аппарат для получения жизнеспособных лейкоцитов, включающий фильтрационное устройство и систему внешнего кровотока, содержит лейкоцитарную камеру, состоящую из герметичного корпуса, снабженного поворотным механизмом и разделенного на две части фильтрующим элементом, представляющим собой мембранный трековый фильтр из поликарбоната с диаметром пор 4-8 мкм, и интегрированную в систему внешнего кровотока, состоящую из трех линий, причем линия Л1, включающая инфузионный мешок для физиологического раствора, инфузионный мешок для обработанных лекарственным препаратом лейкоцитов, поворотные клапаны К1 и К2 и перистальтический насос H1, соединена с верхней частью лейкоцитарной камеры, линия Л2, включающая емкость для сброса, инфузионный мешок для возврата через поворотный клапан К3 и перистальтический насос Н2, соединена с нижней часть камеры, а линия Л3 соединяет инфузионным мешком для обработанных лекарственным препаратом лейкоцитов через пережимной клапан К4 с линией Л2 системы внешнего кровотока.
Для пояснения полезной модели предложены следующие изображения.
На фиг. 1 изображена лейкоцитарная камера.
На фиг. 2 изображена схема аппарата с лейкоцитарной камерой в положении А;
На фиг. 3 изображена схема аппарата с лейкоцитарной камерой в положении Б.
На изображениях и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - порт подачи цельной крови,
2 - порт возврата пермеата,
3 - поворотный механизм,
4 - мембранный трековый фильтр,
5 - инфузионный мешок для физиологического раствора,
6 - инфузионный мешок для обработанных лекарственным препаратом лейкоцитов,
7 - инфузионный мешок для возврата,
8 - емкость для сброса,
Л1 - линия забора крови,
Л2 - линия возврата пермеата,
Л3 - линия возврата лейкоцитов с антибактериальным препаратом,
К1 - поворотный клапан для подачи крови/физраствора,
К2 - поворотный клапан для подачи антибактериального препарата/забора лейкоцитов с антибактериальным препаратом,
К3 - поворотный клапан для возврата пермеата/промывки системы,
К4 - пережимной клапан для возврата лейкоцитов с антибактериальным препаратом в кровоток,
H1 - перистальтический насос для подачи крови/антибактериального препарата и забора лейкоцитов с антибактериальным препаратом,
Н2 - перистальтический насос для возврата пермеата в кровоток. Лейкоцитарная камера выполнена в виде герметичного корпуса, интегрированного в систему внешнего кровотока с портом для подачи цельной крови, с верхней стороны 1 (фиг. 1). Порт возврата пермеата в кровоток находится на нижней стороне камеры 2. На боковой стенке камеры располагается фиксатор для прикрепления к инфузионному штативу, оснащенный поворотным механизмом 3, который обеспечивает поворот лейкоцитарной камеры на 180 град, необходимый для сбора фильтрата (жизнеспособной культуры лейкоцитов). Внутри камеры расположен мембранный трековый фильтр 4 из поликарбоната с размером пор 4-8 мкм, обеспечивающий выделение лейкоцитов из прочих форменных элементов.
Система внешнего кровотока аппарата выполнена из мягких, прозрачных полимерных трубок. Корпус лейкоцитарной камеры выполнен из прозрачного пластика.
На первом этапе система внешнего кровотока, подключенная путем венозного доступа к пациенту, осуществляет, с помощью перистальтических насосов и поворотных клапанов, доставку цельной крови в лейкоцитарную камеру, которая находится в положении А, через порт подачи 1 (фиг. 2). Размер пор применяемого фильтра позволяет осуществить отделение лейкоцитов от остальных форменных элементов и плазмы крови. Образовавшийся пермеат через порт возврата 2 (фиг. 2) направляется обратно в кровоток.
На втором этапе лейкоцитарная камера с помощью поворотного механизма поворачивается на 180 град, (положение Б) таким образом, чтобы обеспечить сбор пермеата для его дальнейшего использования и возвращение в контур внешнего кровотока (фиг. 3).
Предлагаемое устройство имеет прямоточную систему, позволяющую отделить лейкоцитарную массу от прочих форменных элементов и плазмы крови с сохранением жизнеспособной клеточной культуры.
Забор крови производится по линии внешнего кровотока Л1 через клапан K1, К2, и насос H1 в лейкоцитарную камеру (фиг. 2). С помощью клапана К1 кровь в камере чередуется с физиологическим раствором из инфузионного мешка 5. Одновременно с этим по линии внешнего кровотока Л2, через насос Н2 производится возврат форменных элементов, за исключением лейкоцитов, в инфузионный мешок 7 для возврата в кровоток.
Следующим этапом является промывка осевших на фильтре камеры лейкоцитов и поворотных клапанов для предотвращения тромбировапия. Клапан К1 переключается на физраствор, К2 на пропуск, К3 на слив в мешок для сброса 8 (фиг. 2). Объем промывки определяется таким образом, чтобы обеспечить заполнение всей системы внешнего кровотока, для предотвращения тромбирования на следующем этапе.
Следующий этап - это добавление лекарственного вещества к лейкоцитам, осевшим на фильтре в камере. Клапан К1 перекрывается, клапан К2 открывается для забора лекарственного препарата из инфузионного мешка 6, в котором находится антибактериальный препарат в терапевтической дозе, разведенный в 50-90 мл физраствора. С помощью насоса H1 он поступает в камеру, где периодически помешиваясь, за счет колебания камеры в горизонтальной плоскости, происходит адгезия препарата с лейкоцитами. Через 30-40 минут камера поворачивается на 180 град. (фиг. 3), и, с помощью насоса H1, работающего в обратном направлении, лейкоцитарная масса с лекарственным препаратом закачивается обратно в инфузионный мешок 6 через клапан К2.
Для поступления в кровоток открывается пережимной клапан К4 линии внешнего кровотока Л3 (фиг. 2 и фиг. 3), и полученная ранее взвесь из инфузионного мешка 6, находящегося на штативе, капельно поступает в кровоток.
Пример.
Для изготовления аппарата для получения жизнеспособных лейкоцитов были применены технологии трехмерной печати. С их помощью, из прозрачного ABS пластика изготовлен корпус лейкоцитарной камеры, в который помещен мембранный трековый фильтр с диаметром пор 5 мкм. Механизм вращения камеры на 180 градусов выполнен на основе сервопривода с крутящим усилием 15 кг/см. Контур внешнего кровотока состоит из прозрачных силиконовых трубок диаметром 4 мм. Поворотные клапана работают от сервоприводов, перистальтические насосы - от двигателей постоянного тока на 12 вольт. Пережимной клапан фирмы BEIONFLUID так же работает от 12 вольт.