УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОПРОСЕИВАНИЯ ВЕНОЗНОЙ КРОВИ
VENOUS BLOOD FILTRATION APPARATUS

Изобретение относится к физиологии и медицине, а именно может быть использовано в лабораторных методах исследования при диагностике злокачественных новообразований.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для определения раковых клеток в крови, которое представляет собой силиконовый чип размером с пластиковую карточку, на поверхность которого нанесены антитела. Эти антитела способны распознавать белок, имеющийся в большинстве раковых опухолей. При движении крови вдоль чипа его поверхность притягивает имеющиеся в ней опухолевые клетки наподобие клея. Прокачивание крови с оптимальной скоростью 1-2 мл/ч происходит с помощью микропомпы. (По материалам Nature 450, 1235-1239 (20 Dec. 2007), doi: 10.1038/nature 06385, Letters to Editor.)
Недостатками данного устройства являются сложность и трудоемкость процесса определения раковых клеток в периферической крови, результат получения исследования чрезмерно длительный по времени, дороговизна.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для фильтрации венозной крови, которое поможет распознаванию злокачественных новообразований у первично выявленных онкологических больных.
Техническим результатом изобретения является ускорение результата исследования при сохранении точности определения раковых клеток в крови, упрощение устройства для его проведения.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для фильтрации венозной крови, содержащем камеру для крови, согласно изобретению в качестве камеры для венозной крови оно содержит стеклянный градуированный цилиндр, который заключен в прозрачный пластиковый кожух с двумя трубками, нижняя трубка необходима для подачи подогретой до +36°С воды, верхняя трубка для выхода воздуха, на дне стеклянного градуированного цилиндра расположена пластмассовая решетка, на последней с помощью металлического кольца закреплен калиброванный фильтр, при этом диаметр пор у калиброванного фильтра равен 5 мкм, внутри стеклянного градуированного цилиндра установлен поршень со штоком, в поршне выполнены два разных по диаметру канала, на стыке которых расположен металлический шарик с возможностью выпуска воздуха из стеклянного градуированного цилиндра, который имеет входное отверстие для подачи венозной крови и выходное отверстие для оттока венозной крови, которое снабжено приспособлением для осуществления положений «закрыто» и «открыто».
Отличительными особенностями изобретения - предлагаемого устройства для фильтрации венозной крови по сравнению с зарубежным устройством выявления раковых клеток в крови являются принципиально иной механизм определения, соответственно простота и быстрота выделения опухолевых клеток из крови обследуемого больного, а также исключение влияния фактора внешней температуры на результат исследования.
Новыми элементами устройства в предлагаемом изобретении являются: применение в качестве камеры для венозной крови стеклянного градуированного цилиндра, установленного в прозрачный пластиковый кожух, имеющего две трубки, нижняя трубка необходима для подачи подогретой до +36°С воды, верхняя трубка для выхода воздуха из пластикового кожуха; установка на дне стеклянного градуированного цилиндра пластмассовой решетки с закрепленным на ней с помощью металлического кольца калиброванным фильтром. Диаметр пор калиброванного фильтра равен 5 мкм, что соответствует основному диаметру капиллярного русла. Данное устройство представляет собой искусственную микрососудистую модель, способную выявлять редко циркулирующие раковые клетки в венозной крови. Выполнение в поршне двух разных по диаметру каналов, на стыке которых расположен металлический шарик, позволяет шарику выполнять функцию выпускного клапана для воздуха из стеклянного градуированного цилиндра.
Предлагаемое изобретение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», так как совокупность существенных отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в выделении из венозной крови опухолевых клеток у онкологических больных, в простоте выполнения и доступности их определения.
Из уровня техники авторы не обнаружили сведения, содержащие совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявляемым.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для фильтрации венозной крови, на фиг.2 изображен вид пластмассовой решетки с калиброванным фильтром сверху, на фиг.3 изображен вид пластмассовой решетки с калиброванным фильтром снизу.
Предлагаемое устройство для фильтрации венозной крови (см. фиг.1, 2, 3) состоит из стеклянного градуированного цилиндра 1, заключенного в прозрачный пластиковый кожух 2 с двумя трубками 3 и 4. Нижняя трубка 4 предназначена для подачи в полость прозрачного пластикового кожуха 2 предварительно нагретой +36°С воды. Верхняя трубка 3 предназначена для выхода воздуха из прозрачного пластикового кожуха 2. На дне стеклянного градуированного цилиндра 1 расположена пластмассовая решетка 5, предназначенная для закрепления на ней с помощью металлического кольца 6 калиброванного фильтра 7. Диаметр пор у калиброванного фильтра 7 равен 5 мкм, что соответствует основному диаметру капиллярного русла. Внутри стеклянного градуированного цилиндра 1 установлен поршень 8 со штоком 9, в поршне выполнены два разных по диаметру канала 10, на стыке которых расположен металлический шарик 11, выполняющий назначение выпускного клапана для воздуха из стеклянного градуированного цилиндра 1. Стеклянный градуированный цилиндр 1 имеет входное отверстие 12 для подачи венозной крови и выходное отверстие 13 для оттока венозной крови, последнее имеет приспособление 14 для осуществления положений «закрыто» и «открыто». Трубки 3 и 4 прозрачного пластикового кожуха 2 снабжены пробками 15 и 16. Установленный в устройстве калиброванный фильтр 7 выполнен из полимерной пленки с диаметром пор 5 мкм таким образом, что у него минимальная дисперсия (разброс) пор 2-5%, гладкая зеркальная поверхность (меньше условий для микроагрегации) не выделяет в фильтрат низкомолекулярной примеси (нет побочного влияния на результат). Размещение стеклянного градуированного цилиндра 1 полностью внутри прозрачного пластикового кожуха 2 обеспечивает термостатирование и позволяет исключить влияние фактора внешней температуры на результат определения опухолевых клеток в венозной крови.
Устройство для фильтрации венозной крови (см. фиг.1, 2, 3) работает следующим образом. Перед исследованием венозной крови, взятой из локтевой вены обследуемого больного, независимо от приема им пищи, осуществляют сборку заявляемого устройства. На дно стеклянного градуированного цилиндра 1, заключенного в прозрачный пластиковый кожух 2, помещают пластмассовую решетку 5 с закрепленным на ней с помощью металлического кольца 6 калиброванным фильтром 7. Выходное отверстие 13 стеклянного градуированного цилиндра 1 закрывают приспособлением 14 и заполняют полностью прозрачный пластиковый кожух 2 через нижнюю трубку 4 подогретой до +36°С водой, а стеклянный градуированный цилиндр 1 исследуемой венозной кровью. Затем в стеклянный градуированный цилиндр 1 помещают и продвигают поршень 8 со штоком 9 до уровня жидкости в стеклянном градуированном цилиндре 1, одновременно из него выпускают воздух через каналы 10 поршня 8. Затем, завинчивая шток 9 до упора в поршне 8, зажимают металлический шарик 11, при этом закрываются каналы 10. Открывают приспособление 14 выходного отверстия 13 для пропускания венозной крови через калиброванный фильтр 7, на котором происходит оседание опухолевых клеток.
Предлагаемое изобретение «Устройство для фильтрации венозной крови» по сравнению с зарубежным прототипом (см. Nature 450, 1235-1239 (20 Dec. 2007), doi: 10.1038/nature 06385, Letters to Editor) имеет следующие преимущества:
- простота конструкции устройства, следовательно, доступность метода определения раковых клеток в крови с помощью заявляемого устройства позволяет использовать его широко на догоспитальном этапе обследования в общей лечебной сети;
- быстрота получения результата исследования с помощью данного устройства дает возможность его применения при скрининге во время проведения профилактических осмотров населения;
- определение раковых клеток в крови предлагаемым устройством не требует специальной подготовки обследуемых больных пациентов.
Заявляемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть использовано для обследования больных в лабораториях поликлиник города и сельской местности.
В онкологическом диспансере Республиканской клинической больницы им. Н.А.Семашко г.Улан-Удэ у 198 онкологических больных с помощью заявленного устройства для фильтрации из венозной крови выделены раковые клетки.
Пример 1
Больная П. 64 лет, была направлена в онкологический диспансер 02.07.2009 г. из противотуберкулезного диспансера с направленным диагнозом: Очаговое образование верхней доли правого легкого.
Проведенное стационарное обследование больной П. показало: фибробронхоскопия - заключение «эндобронхит»; компьютерная томография - заключение «туберкулома»; обследование фильтрации венозной крови №7020 с помощью заявленного устройства установило следующее заключение - «клетки «аденокарцинома».
29.07.2009 г. больной П. выполнена операция: правосторонняя верхнедолевая лобэктомия. Послеоперационный период без осложнений.
Патогистологическое заключение операционного материала №Б-34729-34736 «железисто-папилярная аденокарцинома легкого».
Пример 2
Больной В. 56 лет, поступил 13.07.2009 г. на стационарное лечение во второе хирургическое отделение онкодиспансера с направленным диагнозом: Полипоз толстого кишечника.
Выполненные в стационарных условиях фиброколоноскопия и ирригоскопия выявили у больного В. полипоз правой половины толстой кишки.
Проведенная 27.07.2009 г. фильтрация венозной крови с помощью заявленного устройства №7207 дала результат с заключением: «клетки «аденокарцинома».
28.07.2009 г. выполнена операция: правосторонняя гемиколэктомия. Послеоперационное течение гладкое, заживление послеоперационной раны первичным натяжением.
Патогистологическое заключение операционного материала №Б - 34494-34506 «дифференцированная аденокарцинома толстой кишки».
Данные примеры показывают, что проведенная фильтрация венозной крови с помощью заявленного устройства помогла установить больным правильный диагноз и своевременно провести им необходимое оперативное лечение.