КЮВЕТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЛОИДНЫХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТНЫХ СРЕД ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА (ВАРИАНТЫ)
TEST TRAY FOR COLLOIDAL PROPERTIES OF HUMAN BODY FLUIDS (VERSIONS)

Настоящее изобретение относится к медицине, в частности к кюветам для исследования (измерения) дзета-потенциала и размеров частиц дисперсной фазы коллоидных жидкостей (крови, лимфы и прочее) организма человека. Для осуществления измерений коллоидная жидкость сначала наливается в кювету, содержащую электроды, к которым подводится напряжение для создания в коллоидной жидкости электрического поля в соответствии с методом динамического рассеяния света. Затем кювета с образцом коллоидной жидкости помещается в кюветное отделение лазерного анализатора (прибора лазерной корреляционной спектроскопии), где производятся необходимые измерения.
Известно устройство отбора пробы крови для исследования при центрифугировании этой пробы, содержащее герметично закрытую эластичной пробкой пробирку с вакуумированным объемом, причем эластичная пробка образует автоматически закрывающийся затвор после прокалывания иглой; при этом полость пробирки снабжена поплавком в форме удлиненного тела с постоянным поперечным сечением, приспособленным для помещения в массе эритроцитов для растягивания слоя тромбоцитов и лейкоцитов, и средством для формирования купола, стабилизирующим слой плазмы центрифугированной пробы крови [1].
Это устройство отбора крови применительно исключительно только для исследования взятой пробы крови при центрифугировании и не предназначена для измерения дзета-потенциала и размеров частиц дисперсной фазы жидкостных сред человека (например, крови или лимфы) с использованием лазерных анализаторов.
Известно также устройство для взятия крови, содержащее, по меньшей мере, трубку, cостоящую из корпуса и внутренней полости, и инъекционную иглу; при этом оно содержит иглу для соединения с контейнером для крови, причем инъекционная игла присоединена к одному из концов корпуса трубки, а игла для соединения с контейнером для крови присоединена к другому концу корпуса трубки, кроме того, корпус трубки содержит, по меньшей мере, две области, у которых различны значения пределов прочности при растяжении и/или различны значения максимальных сил, которые могут выдерживать, не разрушаясь, идентичные элементы этих областей [2].
Данное устройство для взятия крови позволяет осуществлять забор крови непосредственно из организма человека, так как сконструировано по принципу исполнения инъекционных игл общего назначения, однако оно не удовлетворяет в целом требованиям обеспечения стерильности и герметичности, безконтактности исследуемых жидкостей с человеком и внешней средой, минимальности забора (объем не должен превышать 2-3 миллилитров), возможности осуществления измерения дзета-потенциала и размерных факторов частиц дисперсных фаз жидкостных биологических сред.
Заявитель ставил пред собой задачу спроектировать кювету, предназначенную для исследования коллоидных свойств жидкостных сред (крови, лимфы и прочее) организма человека с использованием приборов лазерной корреляционной спектроскопии, позволяющей эффективно проводить измерения, в частности дзета-потенциала таких жидкостных сред, для чего конструкция кюветы должна быть приспособлена для совместной работы со специальным прибором, а именно лазерным анализатором; при этом кювета должна быть стерильна, герметична, удобна и безопасна в процессе эксплуатации, иметь минимальный рабочий объем, не превышающий 2-3 миллилитров, а процедура наполнения кюветы осуществляться без контакта исследуемых жидкостей с человеком и внешней средой. Вышеуказанный положительный практический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков заявленной кюветы для исследований коллоидных свойств жидкостных сред организма человека, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «кювета для исследований коллоидных свойств жидкостных биологических сред организма человека с использованием приборов лазерной корреляционной спектроскопии, состоящая из прозрачного тонкостенного цилиндрического корпуса, имеющего с одного торца заглушку с отверстием для прохода внутрь корпуса жидкости через выполненную заодно с ней соединительную трубку, снабженную внутренней или внешней резьбой для винтового соединения с пробкой или гемофильтром, соединенным через медицинскую трубку с медицинской иглой, предназначенным для задержания в нем форменных элементов крови или лимфы и пропускания внутрь корпуса только их плазмы, поршня, жестко соединенного со штоком, заканчивающимся ручкой, расположенным внутри корпуса с возможностью поступательного перемещения вдоль его продольной оси, ход которого ограничен фиксаторами, и обеспечивающим герметичный контакт между его боковой цилиндрической поверхностью и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, при этом кювета снабжена электродами, расположенными на поверхностях заглушки, поршня и внутренней цилиндрической поверхности корпуса, контактирующими с исследуемой коллоидной жидкостью и одновременно с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и соединенными с контактными группами прибора-анализатора через электрические проводники; прозрачный цилиндрический тонкостенный корпус изготовлен из стекла или пластика; упомянутая заглушка и цилиндрический корпус выполнены заодно целое литьем под давлением или прессованием; заглушка выполнена отдельно от цилиндрического корпуса и соединена с ним посредством герметичного резьбового соединения или посредством склеивания, или прессования или сваривания; ручка штока поршня выполнена в виде кнопки; вышеуказанные фиксаторы выполнены в виде выступов на боковой внутренней поверхности корпуса, лимитирующих максимальный объем исследуемой коллоидной жидкости; электроды представляют собой электропроводящие металлические пластинки различной формы в плане в виде кружков, или прямоугольников, или трапеций, или секторов, или колец; электроды устанавливаются заподлицо (вровень) с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, повторяя его форму, посредством прессования или литьем под давлением; в цилиндрическом корпусе выполнены сквозные отверстия, в точности повторяющие форму электродов, герметически запрессованных в указанные отверстия; ее рабочий объем не превышает 2-3 миллилитров; кювета для исследований коллоидных свойств жидкостных биологических сред организма человека с использованием приборов лазерной корреляционной спектроскопии, состоящая из выполненного из оптически прозрачного материала тонкостенного корпуса, поперечное сечение которого имеет форму круга или квадрата или прямоугольника или форму любой другой геометрической фигуры, с одного торца имеющего заглушку с отверстием для засасывания коллоидной биологической жидкости внутрь его через выполненную заодно с заглушкой соединительную трубку, связанную с гемофильтром или с пробкой, причем с другого торца упомянутый корпус выполнен также с заглушкой с отверстием и второй соединительной трубкой, имеющей резьбу для соединения посредством трубки-переходника со шприцем или выполненной безрезьбовой, заполненной резиноподобным веществом, которое протыкается медицинской иглой шприца, при этом кювета снабжена электродами, закрепленными на внутренних поверхностях заглушек, расположенных с обоих торцов тонкостенного корпуса при полном заполнении его биологической жидкостью или на боковых поверхностях тонкостенного корпуса, контактирующими с исследуемой коллоидной жидкостью и одновременно с внутренней поверхностью тонкостенного корпуса и соединенными с контактными группами прибора-анализатора через электрические проводники; тонкостенный корпус изготовлен из стекла или пластика; выполненная заодно с заглушкой соединительная трубка снабжена внутренней или внешней резьбой, предназначенной для винтового соединения с гемофильтром или с пробкой; электроды устанавливаются заподлицо (вровень) с внутренней поверхностью тонкостенного корпуса, повторяя его форму, посредством прессования или литьем под давлением; в тонкостенном корпусе выполнены сквозные отверстия, в точности повторяющие форму электродов, герметически запрессованных в указанные отверстия; рабочий объем тонкостенного корпуса не превышает 2-3 миллилитров».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид кюветы для исследований коллоидных свойств жидкостных сред организма человека, выполненной согласно настоящему изобретению, вариант кюветы шприцевого типа: вид А) - кювета в сборе, вид Б) - кювета с отсоединенным гемофильтром, вид В) - кюветное отделение лазерного анализатора; на фиг.2 - цилиндрический корпус с фланцевой заглушкой и трубкой для заполнения рабочего объема исследуемой жидкостью кюветы на фиг.1; на фиг.3 - варианты А), Б), В) крепления электродов на внутренних поверхностях торцовой заглушки и поршня, контактирующих с исследуемой жидкостью в кювете на фиг.1; на фиг.4 - варианты крепления электродов на внутренней поверхности цилиндрического корпуса кюветы на фиг.1; на фиг.5 представлен общий вид кюветы для исследований коллоидных свойств жидкостных сред организма человека, выполненной согласно настоящему изобретению, вариант кюветы проходного типа (проходная кювета): вид А) - кювета в сборе с трубкой-переходником и шприцом; вид Б) - кювета в сборе со шприцом и иглой; вид В) - кювета проходного типа в разобранном состоянии.
Предлагаемая кювета шприцевого типа (фиг.1) для исследований коллоидных биологических жидкостных сред организма человека с использованием приборов лазерной спектроскопии состоит из тонкостенного корпуса 1 цилиндрической формы, выполняемого из оптически прозрачного материала, например стекла или прозрачного пластика. С одного торца корпус 1 имеет заглушку 2 с отверстием 3 для прохода жидкости внутрь корпуса 1 через соединительную трубку 4, выполненную заодно с заглушкой 2. Соединительная трубка 4 имеет внутреннюю резьбу или внешнюю резьбу для винтового соединения либо с гемофильтром 5 через переходник в виде трубки 6, либо с пробкой 7. Гемофильтр 5 предназначен для задержания в нем форменных элементов, например крови или лимфы, и пропускания внутрь корпуса 1 только их плазмы.
Заглушка 2 и цилиндрический корпус 1 могут выполняться заодно литьем под давлением или прессованием. Заглушка 2 может также выполняться отдельно от цилиндрического корпуса 1 и соединяться с ним при помощи герметичного резьбового соединения или при помощи склеивания, прессования или сваривания.
Внутрь корпуса 1 вставляется поршень 8, который может перемещаться поступательно вдоль продольной оси 9 корпуса 1 с обеспечением герметичного контакта между боковой цилиндрической поверхностью поршня 8 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1. Поршень 8 жестко соединяется со штоком 10, на конце которого имеется ручка, например, в виде кнопки 11. Ход поршня 8 от заглушки 2 может ограничиваться фиксаторами, например, в виде выступов (не показаны) на боковой внутренней поверхности корпуса 1, которые лимитируют максимальный объем коллоидной биологической жидкости для исследований.
В конструкции кюветы предусмотрены электроды 12, к которым подводится электрическое напряжение для создания электрического поля по методу динамического рассеяния света для измерения дзета-потенциала и размеров частиц дисперсной фазы исследуемой коллоидной биологической жидкости с помощью специального лазерного анализатора. Электроды 12 могут быть расположены как на поверхностях заглушки 2 и поршня 8, контактирующих с исследуемой жидкостью, так и на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1. Электроды 12 представляют собой электропроводящие металлические пластинки с различной формой в плане: в виде кружков, прямоугольников или трапеций, секторов или колец. Возможные варианты электродов 12 и способов их установки на поверхностях рабочего объема кюветы показаны на фиг.3 и 4. Электроды 12 соединяются с контактными группами прибора - лазерного анализатора - через проводники 13, 14.
В случае установки электродов 12 на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 необходимо обеспечить гладкость этой цилиндрической поверхности. Для этого электроды 12 должны быть установлены заподлицо (вровень) с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1, повторяя его форму. Это возможно осуществить прессованием или литьем под давлением. Возможен также вариант, когда в цилиндрическом корпусе 1 делаются сквозные отверстия (не показаны), в точности повторяющие форму электродов 12; электроды 12 при этом герметично запрессовываются в эти отверстия.
Кювета проходного типа (фиг.5) состоит из тонкостенного корпуса 15, поперечное сечение которого может иметь различную форму (круга, квадрата, прямоугольника или в виде любой другой геометрической фигуры) и шприца 16 с поршнем 17, штоком 18 с ручкой 19. Корпус 15 изготавливается из оптически прозрачного материала (стекла, пластика). Один торец корпуса 15 имеет заглушку 20 с отверстием для засасывания коллоидной биологической жидкости внутрь корпуса 15 через соединительную трубку 21, выполненную заодно с заглушкой 20. Соединительная трубка 21 имеет внутреннюю или внешнюю резьбу для винтового соединения либо с гемофильтром 22, либо с пробкой 23. Противоположный конец корпуса 15 также имеет заглушку 24 с отверстием и соединительную трубку 25, выполненную заодно с заглушкой 24. Эта трубка 25 может иметь резьбу для соединения с трубкой-переходником 26 или с пробкой 27, либо не иметь резьбы, но быть герметично заполненной резиноподобным веществом, которое можно проткнуть медицинской иглой 28 шприца 16.
Технология изготовления проходной кюветы аналогична технологии изготовления шприцевой кюветы.
Электроды 12 могут быть в этом варианте кюветы расположены на внутренних поверхностях заглушек 20, 24. В этом случае тонкостенный корпус 15 должен полностью заполняться биологической жидкостью. Электроды 12 при этом могут иметь различные формы в плане и располагаться на боковых поверхностях кюветы способами, аналогичными способам для шприцевой кюветы.
Изобретение работает следующим образом:
Процедура забора коллоидной биологической жидкости с помощью варианта шприцевой кюветы состоит в следующем. Поршень 8 с помощью штока 10 с ручкой 11 прижимается к заглушке 2. Отвинчивается пробка 7 на конце соединительной трубки 4 и вместо нее навинчивается гемофильтр 5 через переходник в виде трубки 6, имеющей ответную резьбу и изготовленной заодно с гемофильтром 5. С противоположного конца гемофильтр 5 соединяется через медицинскую трубку 29 с медицинской иглой (не показана), с помощью которой биологическая жидкость будет отсасываться из контейнера, либо забираться из вены или полости внутри организма человека. Забор биологической жидкости осуществляется с помощью поршня 8, который перемещается вручную от заглушки 2 на требуемое расстояние. Для исследования биологической жидкости требуется примерно от 0,5 до 2 мл этой жидкости. Затем гемофильтр 5 отвинчивается и отверстие трубки 4 закрывается навинчиванием пробки 7. После этого кювета целиком помещается в кюветное отделение 30 лазерного анализатора, где проводятся измерения коллоидных свойств жидких биологических сред.
Процедура забора жидкости с помощью варианта проходной кюветы состоит в следующем. Шприц 16 присоединяется к тонкостенному корпусу 15 кюветы либо через трубку-переходник 26, либо прокалыванием резиноподобного вещества, заполняющего соединительную трубку 25. Создавая разрежение в шприце 16 посредством штока 18 поршня 17, биологическая жидкость засасывается в тонкостенный корпус 15 кюветы. После заполнения заданного объема тонкостенного корпуса 15 шприц 16 вместе с переходной трубкой 26 или медицинской иглой 28 отсоединяется и отверстие соединительной трубки 25 закрывается заглушкой 27. Затем отсоединяется гемофильтр 22, а отверстие в соединительной трубке 21 также закрывается навинчиванием пробки 23. После этого корпус 15 проходной кюветы целиком помещается в кюветное отделение 30 лазерного анализатора, где проводятся измерения коллоидных свойств жидкостных биологических сред организма.
Заявляемая кювета для исследований коллоидных свойств жидкостных сред организма человека с использованием приборов лазерной корреляционной спектроскопии, а именно лазерных анализаторов (Zetatrac, Zetasizer Nano и прочее), принцип действия которых основан на методе динамического рассеяния света (фотонная корреляционная спектроскопия), позволяет обеспечить эффективное исследование (измерение дзета-потенциала и размеров частиц дисперсной фазы) жидкостных биологических сред организма человека, например крови, лимфы и других биологических жидкостей такого же типа, стерильность, герметичность и безопасность медицинских исследований, а также безконтактность исследуемых жидкостей с человеком и внешней средой, возможность осуществлять забор жидкостей не только из контейнеров для сбора крови и лимфы, но и непосредственно из организма человека с помощью медицинских игл.
Источники информации
1. Описание изобретения к патенту РФ №2095024 «Устройство отбора пробы крови для исследования при центрифугировании этой пробы», A61B 5/14, заявлено 01.07.1994 г., опубликовано 10.11.1997 г.
2. Описание изобретения к патенту РФ №2255655 «Устройство для взятия крови», A61B 5/15, заявлено 13.02.2004 г., опубликовано 10.07.2005 г.
3 Описание изобретения к патенту РФ №2365333 «Пробные трубочки для взятия содержащейся в организме жидкости, в частности крови», A61B 5/15, A61B 5/153, заявлено 21.10.2005 г., опубликовано 10.12.2008 г..
4. Описание изобретения к патенту РФ №2320263 «Устройство для забора крови», A61B 5/15, заявлено 16.12.2002 г., опубликовано 27.03.2008 г.