УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО ДИАЛИЗАТА
DEVICE FOR SORPTION PURIFICATION OF SPENT DIALYSING

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам очистки отработанного диализата от содержащейся в нем мочевины, креатинина, мочевой кислоты и билирубина.
Аналогами изобретения являются устройства, содержащие емкость с сорбентом и насадку с фильтрами ([1], [2]).
Недостатками этих устройств является наличие перфузионных устройств, в которых нет необходимости при очистке диализирующего или перитонеального растворов.
Известно изобретение [3], представляющее собой одноразовую колонку для гемосорбции. Особенностью устройства является наличие воздухоотвода в верхней части колонки. Жидкость заполняется снизу через трубку, проходящую в верхнюю часть колонки, где она выливается на сорбент, расположенный ниже верхнего уровня данной трубки, жидкость протекает через сорбент и вытекает в выходной штуцер, расположенный снизу.
Конструкция устройств предлагает заполнение колонок жидкостью снизу вверх. Недостатком всех перечисленных аналогов является требование к вертикальной ориентации устройств и, таким образом, не допускается произвольная ориентация в пространстве.
Наиболее близким по технической сущности является устройство Allient sorbent cartridge [4], предназначенное для очистки диализата от метаболитов. Колонка Allient состоит из четырех вместе соединенных цилиндрических емкостей. Первая емкость содержит активированный уголь и среднедисперсную сетку. Данная емкость абсорбирует тяжелые металлы, оксиды, креатинин, хлорамины, мочевую кислоту и фильтрует среднедисперсные частицы. Вторая емкость содержит уреазу, являющуюся катализатором гидролиза мочевины. Побочным продуктом в данной емкости является карбонат аммония. Третья емкость содержит фосфат циркония, адсорбирующего аммоний, кальций, калий, магний и различные катионы. Побочным продуктом в данной емкости является натрий и водород. Четвертая емкость содержит оксид и карбонат циркония, абсорбирующие фосфаты, тяжелые металлы и фториды. Побочным продуктом в данной емкости является ацетат, бикарбонат и натрий.
К недостаткам этого устройства можно отнести наличие газообразного побочного продукта (водорода), что требует дополнительной очистки диализата посредством дегазации. Также большое количество используемых веществ затрудняют процесс производства и дальнейшую стерилизацию, и в итоге ведет к удорожанию данного расходного устройства. Большая толщина устройства усложняет ее использование в составе носимой аппаратуры для внепочечного очищения крови.
Недостатком прототипа и всех аналогов является отсутствие контроля очищенного раствора.
Задачей изобретения является повышение удобства и безопасности использования в составе носимой аппаратуры внепочечного очищения крови, а также повышение эффективности сорбции метаболитов при низкопоточной регенерации отработанного диализата.
Это достигается за счет того, что профиль корпуса устройства имеет подковообразную форму, штуцеры для подключения магистралей расположены с одной стороны, выходная крышка имеет датчик проводимости для контроля состава очищенного раствора, состоящий из разъема, установленного с внешней стороны крышки, и подсоединенных к нему контактов из нержавеющей стали, один из которых выполнен в форме кольца, а второй - в форме иглы, установленной в геометрическом центре первого контакта при помощи предусмотренной в выходной крышке крестовины.
Удобство использования устройства в составе носимой аппаратуры внепочечного очищения крови обеспечивается формой устройства. Корпус устройства имеет подковообразный профиль. Такая форма имеет ряд особенностей относительно колоннообразной формы. Особенностью формы является расположение выходных штуцеров для присоединения магистрали с одной стороны, что может быть удобно при проектировании архитектуры магистралей в носимой аппаратуре. Преимуществом такой формы является удобство закрепления. При реализации носимого аппарата внепочечного очищения крови в форме пояса, устройство может быть помещено в карман с узким клапаном, располагающимся между крышками устройства, таким образом, устройство не нуждается в жесткой фиксации как в случае с колоннообразной формой и может помещаться в карман уже с подключенными магистралями непосредственно пациентом. При этом толщина устройства составляет не более 4 см.
Безопасность использования устройства достигается за счет косвенного контроля состава очищенного раствора. Это обеспечивается наличием датчика проводимости, реализованного в виде двух контактов из нержавеющей стали. Первый контакт выполнен в виде кольца, вклеивающегося в выходную крышку. Второй контакт представляет собой иглу, располагающуюся в геометрическом центре первого контакта. Для крепления иглы в крышке предусмотрена крестовина с отверстием в центре и пазом для прокладки соединительного провода. Соединительные провода от контактов датчика выходят из корпуса через специальные герметизированные каналы и подключаются к миниатюрному разъему, устанавливаемому с внешней стороны крышки.
Повышение эффективности элиминации метаболитов из отработанного диализирующего раствора обеспечивается формой корпуса устройства. При низкопоточной регенерации, при которой заполнение устройства происходит со скоростью до 100 мл/мин, благодаря тому, что внутренний диаметр корпуса устройства не превышает 30 мм, обеспечивается равномерное заполнение устройства. Повышение равномерности заполнения устройства ведет к повышению равномерности сорбции метаболитов из раствора.
На фиг. 1 изображен изометрический вид сорбционного устройства, где 1 - корпус сорбционного устройства, 2 - крышки сорбционного устройства, 3 - штуцеры для подключения.
На фиг. 2 изображен разрез горловины корпуса, где 4 - пазы для крепления крышки, 5 - крупнодисперсный фильтр, 6 - среднедисперсный фильтр, 7 - уплотнительные кольца.
На фиг. 3 изображен вид снизу выходной крышки, где 8 - разъем датчика проводимости, 9 - крестовина для крепления контакта датчика проводимости, 10 - отверстие для контакта датчика проводимости, 11 - пазы для уплотнительных колец.
На фиг. 4 изображен разрез выходной крышки, где 12 - контакт датчика проводимости, выполненный в форме кольца из нержавеющей стали, 13 - контакт датчика проводимости, выполненный в форме иглы из нержавеющей стали, 14 - крепежные выступы для соединения крышки с корпусом, 15 - соединительные провода.
Устройство состоит из трех частей: корпуса (1) и двух крышек (2). Крышки имеют штуцеры с резьбой (3) для подсоединения магистралей. Выходная крышка содержит в себе датчик проводимости, состоящий из двух контактов, один из которых (12) представляет собой кольцо из нержавеющей стали, вклеенное в крышку, второй (13) - иглу из нержавеющей стали, устанавливаемую в отверстие (10) в крестовине (9). С внешней части выходной крышки устанавливается 2-пиновый разъем (8). Входная крышка сорбционного устройства отличается от первой отсутствием крестовины (9), датчика проводимости (12, 13), разъема, каналов под разъем. Корпус устройства (1) имеет подковообразную форму. В горловинах имеются выступы под фильтры, в нижний выступ кладется крупнодисперсный фильтр (5), над ним устанавливается среднедисперсный фильтр (6). В крышке и в горловинах устройства имеются по два паза (11) для уплотнительных колец (7). Крышки соединяются с корпусом при помощи крепежных выступов (14) в крышке и пазов (4) в горловинах корпуса.
Устройство работает следующим образом. В ходе нормальной работы сорбционного устройства сорбент, размещенный внутри корпуса, насыщается метаболитами. При насыщении некоторых сорбентов метаболитами, вследствие механического удара или сильных вибраций может произойти резкий выброс сорбированных веществ в раствор, что может привести к интоксикации организма. Наличие датчика проводимости на выходе сорбционного устройства позволяет регистрировать резкие изменения проводимости в растворе, что позволит отключать двигатели системы во избежание попадания вредных веществ в организм пациента. Также датчик проводимости позволяет оценивать эффективность очистки раствора: систематические изменения проводимости раствора могут свидетельствовать о нарушениях в процессе очистки.
Пример конкретной реализации устройства. К кольцу припаивается провод, который протаскивается в канал сбоку крышки, кольцо вклеивается, после чего канал герметизируется, провод обрезается и припаивается к контакту разъема. Ко второму контакту, выполненному в виде иглы припаивается провод, место контакта покрывается водонепроницаемым составом, провод протягивается в канал сбоку крышки и прокладывается в паз в крестовине, после чего контакт вклеивается в отверстие в крестовине. С внешней стороны провод обрезается и припаивается к разъему, канал герметизируется, далее разъем вклеивается в пазы в крышке. В устройство засыпается приготовленный сорбент. В корпус устройства устанавливаются крупнодисперсные фильтры, затем среднедисперсные, после чего кладутся уплотнительные кольца. Крышки надеваются на горловины таким образом, чтобы крепежные выступы защелкнулись в пазах в корпусе.
В качестве сорбента используется активированный уголь, обладающий высокой сорбционной емкостью по креатинину, билирубину и мочевой кислоте. Для адсорбции мочевины на поверхность активированного угля наносят молекулы уреазы, являющиеся катализатором гидролиза мочевины.
Размеры готового устройства составляют 115×64×40 мм, масса без сорбента составляет 60 г. Устройство предлагается к использованию в составе блока регенерации носимой аппаратуры «искусственная почка».
Устройство имеет малую массу и габариты, удобно в использовании в составе носимой аппаратуры внепочечного очищения крови и обеспечивает безопасность применения.
Источники информации
1. Патент РФ №2202374.
2. Патент РФ №2097067.
3. Патент РФ №2422160.
http://www.medscape.com/viewarticle/576534_print
4. Anne G.L. Sorbent Dialysis Systems: An Expert Commentary by Stephen R. Ash, MD, FACP // Medscape Nephrology: [Электронный ресурс]. - 2008. - URL: . (Дата обращения: 02.02.2015).