СПОСОБ ПЛАЗМАФЕРЕЗА В ОДНОИГОЛЬНОМ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОМ КОНТУРЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
PLASMAPHERESIS PROCEDURE IN SINGLE-NEEDLE EXTRACORPOREAL CIRCUIT AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Изобретение относится к медицине, в частности к процессам и устройствам сепарации компонентов крови. Оно может быть использовано для получения плазмы у пациентов или доноров методом плазмафереза в лечебных или донорских целях.
Известен способ плазмафереза, включающий пункцию вены, отбор крови в контейнер, содержащий дозу антикоагулянта, последующей фильтрации эксфузата с помощью плазмофильтра и сбор плазмы и сгущенной крови в контейнеры. Плазмаферез проводят по одноигольной гравитационной схеме.
Недостаток известного способа - однократный отбор не более 180-200 мл плазмы, что недостаточно для лечебного эффекта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу и устройству для его осуществления является способ мембранного плазмафереза по одноигольной схеме и устройство его осуществления.
Этот способ включает пункцию вены, отбор и накопление заданного количества крови в шприце, отбор в него дозы антикоагулянта и гемодилютанта, возврат эксфузата в вену через плазмофильтр с одновременным отделением на нем плазмы и повторением перечисленных действий. Устройство для осуществления названного способа включает средство отбора крови, мембранный плазмофильтр, шприц, капельницы, зажимы, емкости для антикоагулянта, гемодилютанта, плазмы и накопительную емкость, элемент контроля давления, а также коммутационные элементы в виде трубок и их соединителей.
Недостатками известного способа и устройства являются отсутствие возможности равномерной подачи антикоагулянта и дилютанта синхронно с отбором крови, что ухудшает ее стабилизацию, дилюцию и фильтрацию в плазмофильтре. Использование шприца для забора и возврата крови сопряжено с высоким риском нарушения стерильности. Возможна контаминация крови через внутреннюю поверхность корпуса шприца, контактирующую с наружным воздухом и поршнем, который многократно совершает возвратно-поступательные движения. Кроме того, способ не предусматривает автоматическое управление трансмембранным давлением в плазмофильтре, которое должно поддерживаться постоянным и не превышать определенный уровень для высокопроизводительного получения безэритроцитарной плазмы.
Цель изобретения - устранение указанных недостатков путем оптимизации управления параметрами процедуры плазмафереза, повышения ее надежности, производительности и безопасности при сохранении стерильности экстракорпорального контура.
Технический результат достигается тем, что способ согласно предложенному техническому решению осуществляют следующим образом. В способе плазмафереза в одноигольном экстракорпоральном контуре, включающим пункцию вены, фазу эксфузии, на которой отбирают порцию крови, вводят в нее дозу антикоагулянта и/или дилютанта из резервуаров их содержащих, и фазу реинфузии, на которой полученный эксфузат возвращают в вену через плазмофильтр с одновременным отделением на нем плазмы и циклическим повторением фаз эксфузии и реинфузии, согласно предложенному способу отбор порции крови, дозы антикоагулянта и/или дилютанта производят в эластичную камеру насосного сегмента посредством разрежения, создаваемого распрямляющейся камерой, которую предварительно сжимают в фазу реинфузии. Объем эксфузата задают, ограничивая степень распрямления камеры насосного сегмента. Объем дозы антикоагулянта и/или дилютанта формируют из суммарного объема одинаковых дискретных порций, которые равномерно отбирают из резервуаров с антикоагулянтом и/или дилютантом на протяжении всей фазы эксфузии. Необходимый объем дозы антикоагулянта и\или дилютанта можно также отбирать сразу и целиком в течение части или всей фазы эксфузии. Отбор производят из спадающихся емкостей регулируемого объема, которые предварительно полностью заполняют в фазу реинфузии из резервуаров с антикоагулянтом и/или дилютантом за время, меньшее или равное длительности фазы реинфузии. После чего в начале фазы реинфузии перекрывают обратный ток антикоагулянта и/или дилютанта в спадающиеся емкости и\или в резервуары их содержащие, эксфузата в вену и плазмы в плазмофильтр. Плазму отделяют при постоянном уровне давления на входе плазмофильтра. Причем этот уровень давления поддерживают, управляя скоростью сжатия камеры насосного сегмента с помощью сигнала обратной связи, поступающего от линии измерения давления перед плазмофильтром. Эту линию перекрывают в фазу эксфузии, а открывают в фазу реинфузии, и до окончания фазы реинфузии в момент максимального сжатия камеры насосного сегмента начинают фазу эксфузии.
Кроме того, устанавливают максимальный уровень давления, обеспечивающий получение безэритроцитарной плазмы.
Кроме того, объем спадающихся емкостей задают, фиксируя их размеры по одной, двум или трем координатам.
Предлагается спадающиеся емкости выполнить в виде трубок, объем которых задают, ограничивая их длину и/или диаметр и/или изменяя их форму.
Спадающиеся емкости могут быть выполнены из материала, восстанавливающего форму спадающихся емкостей в фазу реинфузии, когда разрежение в экстракорпоральном контуре отсутствует.
Использование насоса с эластичной камерой позволяет сохранять замкнутость и стерильность экстракорпорального контура в процессе плазмафереза. В отличие от шприца, камерный насос не состоит из отдельных, движущихся относительно друг друга частей, поверхности сопряжения которых контактируют с наружным воздухом. Исключена возможность контаминации крови.
Предварительное сжатие эластичной камеры насосного сегмента в фазе реинфузии эксфузата в вену запасает в нем энергию. Эта энергия достаточна для высокопроизводительного отбора крови, антикоагулянта и/или дилютанта в камеру насосного сегмента при свободном ее распрямлении в фазу эксфузии. Таким способом обеспечивается адаптивная подстройка насосного сегмента практически к любым периферическим или центральным венам, независимо от скорости кровотока в них, вязкости и других параметров крови. Насосный сегмент автоматическая отбирает кровь из вены с той максимально возможной объемной скоростью, которую может обеспечить дебит вены. При этом подбором толщины и габаритов камеры насосного сегмента, модуля упругости материала, из которого она выполнена, устанавливают разрежение в экстракорпоральном контуре в диапазоне от - 50 до - 150 мм рт.ст., при котором практически исключено спадание катетеризированных вен и обеспечивается кровоотток с необходимой для плазмафереза скоростью от 1 до 200 мл/мин.
Ограничением степени распрямления камеры насосного сегмента регулируют объем ее заполнения кровью в широком диапазоне от 2 до 20 мл. Возможность задания малых объемов отбора крови в 2-5 мл имеет решающее значение для эффективности и безопасности процедур при низком венозном дебите, в первую очередь у детей. В этом случае исключается длительный отбор крови в насосный сегмент и ее застой в экстракорпоральном контуре, активирующий процесс образования тромбов в фазу эксфузии.
Если в течение всей фазы эксфузии проводят равномерное дозирование антикоагулянта и/или дилютанта дискретными порциями, например микропорциями в 50 мкл, которые равны объему одной капли в стандартной капельнице, то кровь по мере поступления в камеру насосного сегмента равномерно перемешивается в ней с антикоагулянтом и/или дилютантом. Тем самым обеспечивается должная стабилизация и длительная фильтрация крови в плазмофильтре без образования тромбов и засорения пор плазмофильтра микроагрегатами крови. Равномерное дозирование микропорциями позволяет поддерживать соотношение антикоагулянт: кровь и\или дилютант: кровь в широких пределах 1:4-1:48, которое перекрывает все виды используемых антикоагулянтов: 4% раствор натрия цитрата, глюгицир, ACD-A, CPD-1 и т.п. и диапазон необходимых разведении крови.
У взрослых пациентов, когда можно использовать катетеры большого размера 12 G-15 G и без осложнений отбирать большие порции крови 10-20 мл, дозирование целесообразно проводить следующим образом. В фазу реинфузии в спадающиеся емкости регулируемого объема предварительно отбирают необходимую дозу антикоагулянта и/или дилютанта из резервуаров их содержащих. После чего в фазу эксфузии из заполненных спадающихся емкостей отбирают эти дозы, которые сразу и целиком вводят в порцию крови, эксфузируемую из вены. Проводя дозирование в фазу реинфузии, а ввод доз антикоагулянта и/или дилютанта в порцию крови в фазу эксфузии, можно сократить время эксфузии, автоматизировать дозирование и ускорить процедуру.
Спадающиеся емкости должна спадаться при разрежении, создаваемым насосом, выше - 50 мм рт.ст., но не более - 150 мм рт.ст. При этих значениях разрежения отбор крови происходит с достаточно высокой скоростью и в подавляющем большинстве случаев исключается спадание катетеризированной вены, а спадающиеся емкости удается полностью опорожнить за время, меньшее или равное длительности фазы реинфузии. Упругость материала, из которого выполнены спадающиеся емкости, и форму емкостей выбирают так, чтобы обеспечить полное восстановление их формы и объема, когда в экстракорпоральном контуре отсутствует разрежение. Причем заполнение этих емкостей антикоагулянтом или дилютантом должно происходить под воздействием собственной упругости материала за время, меньшее или равное длительности фазы реинфузии.
Объем спадающихся емкостей в зависимости от их конкретной формы выполнения и необходимой дозы антикоагулянта и/или дилютанта целесообразно задавать, ограничивая их размеры по одной, двум или трем координатам. Технологически просто это выполнить, если спадающиеся емкости имеют трубчатую форму, а их объем задают, ограничивая длину и/или диаметр и/или форму трубок. Объем трубчатых спадающихся емкостей регулируют в широких пределах от 2 до 0,2 мл, что обеспечивает дозирование антикоагулянта и/или дилютанта по отношению к цельной крови в диапазоне доз 1:4-1:48 для насосного сегмента объемом 10 мл.
Для предотвращения обратного заброса антикоагулянта и/или дилютанта в спадающиеся емкости или в резервуары их содержащие, крови в вену, плазмы в плазмофильтр в фазы эксфузии или реинфузии перекрывают возможные пути движения антикоагулянта, дилютанта, крови и плазмы в обратном направлении. Эти действия обеспечивают кровоток в экстракорпоральном контуре в заданном направлении: из вены через плазмофильтр в вену.
Фильтрацию плазмы в плазмофильтре проводят при постоянном максимально возможном уровне давления перед плазмофильтром, при котором получают плазму с наибольшей производительностью и без примеси эритроцитов. Величину этого уровня устанавливают, исходя из свойств мембраны, используемой в плазмофильтрах. Для трековых мембран оптимальным является максимальный уровень давления не выше 150 мм рт.ст. Для сетчатых или ячеистых, композиционных или анизотропных мембран - не выше 100 мм рт.ст. Выше этих значений давления наблюдается проникновение эритроцитов сквозь мембрану в плазму. Ниже - снижается производительность фильтрации.
Управляя скоростью сжатия камеры насосного сегмента с помощью сигнала обратной связи, поступающего от линии измерения давления перед плазмофильтром, задают такую скорость потока крови, которая за счет регулируемого скоростного напора создает постоянный и оптимальный уровень давления в плазмофильтре независимо от вида используемой мембраны и изменяющихся в процессе процедуры свойств крови. Регулирование скорости потока крови позволяет предотвратить повышение трансмембранного давления в плазмофильтрах, которое с неизбежностью возникает через определенное время, в частности через 10-15 минут от начала процедуры при использовании плазмофильтров с трековыми мембранами. Это давление повышается из-за возрастания гидродинамического сопротивления плазмофильтра, вызванного явлениями концентрационной поляризации и засорением пор. Поддерживая постоянным оптимальный уровень давления, получают плазму без примесей эритроцитов с максимально возможной производительностью.
Перекрывая в фазу эксфузии линию измерения давления перед плазмофильтром, т.е. во время действия разрежения в экстракорпоральном контуре, предотвращают нежелательную рециркуляцию крови, которая снижает производительность фильтрации. Рециркуляция вызвана наличием в линии измерения давления воздуха, который необходим для работы датчика давления. В фазе реинфузии под действием давления воздух сжимается и, если не перекрыть эту линию, то в начале фазы эксфузии сжатая воздушная пружина распрямится и вернет в насосный сегмент часть отфильтрованной и сгущенной крови, находящейся в экстракорпоральном контуре. Только после этого в насосный сегмент будет поступать кровь из вены, причем в меньшем количестве, т.к. часть объема насосного сегмента уже занята рециркулирующей кровью.
Если, не дожидаясь окончания фазы реинфузии крови в вену, в момент предельного сжатия камеры насосного сегмента начать фазу эксфузии, то этим действием можно повысить производительность процесса плазмафереза и сократить время процедуры. Таким путем устраняют нежелательные переходные процессы установления давления и разрежения в экстракорпоральном контуре, на которые требуется определенное время. В это время насосный сегмент, находясь в максимально сжатом состоянии, не может обеспечить необходимый для фильтрации плазмы скоростной напор.
Для реализации предложенного способа разработано устройство, которое служит той же цели и может быть применено лишь совместно. В этом устройстве, состоящим из средства отбора и возврата крови, линии эксфузии крови, содержащей зажим и насосный сегмент, имеющий эластичную камеру с входными и выходными штуцерами, линии реинфузии крови, содержащей плазмофильтр, воздушную ловушку с фильтром и зажим, причем обе линии и средство отбора и возврата крови соединены через тройник, линий подачи антикоагулянта и дилютанта, каждая из которых содержит капельницу, зажим и резервуар соответственно для антикоагулянта и дилютанта, линии отвода плазмы, содержащей зажим и резервуар плазмы, соединенной с плазмофильтром, линии измерения давления, содержащей зажим, гидрофобный фильтр и датчик давления, соединенной с линией реинфузии крови между насосным сегментом и плазмофильтром, в линии эксфузии и реинфузии крови, подачи антикоагулянта и дилютанта, отвода плазмы встроены обратные гидравлические клапаны. Причем первый обратный клапан расположен в трубке линии эксфузии крови или во входном штуцере насосного сегмента, второй - в трубке линии реинфузии крови или в выходном штуцере насосного сегмента, третий, четвертый и пятый - соответственно в трубках линий подачи антикоагулянта, дилютанта и отвода плазмы. Линии подачи антикоагулянта и эксфузии крови соединены до или после первого обратного клапана. Линия подачи дилютанта соединена с линией эксфузии крови до или после первого обратного клапана или соединена с линией реинфузии крови до или после второго обратного клапана. Камера насосного сегмента расположена между неподвижной и подвижной пластинкой, связанной с механизмом ее возвратно-поступательного движения, которое ограниченно симметричными упорами со встроенными датчиками наполнения и опорожнения насосного сегмента. Упоры выполнены с возможностью перемещения и фиксации относительно неподвижной пластинки на заданном расстоянии. Подвижная пластинка выполнена с возможностью изменения ее толщины. Механизм движения подвижной пластинки электрически связан с датчиком давления и датчиками наполнения и опорожнения насосного сегмента. Часть трубок линий подачи антикоагулянта и\или дилютанта, расположенная между зажимом и обратным клапаном, выполнена спадающейся при разрежении. Эта часть трубок проходит через регулирующее объем ее заполнения устройство, которое выполнено в виде наружного пережимного клапана, установленного с возможностью перемещения относительно него спадающейся части трубок, или в виде щелевого устройства с регулируемой шириной щели. Линия передачи давления проходит через наружный пережимной клапан. Все наружные пережимные клапаны электрически связаны с датчиками наполнения и опорожнения насосного сегмента.
Кроме того, обратный клапан имеет подвижный запорный элемент, выполненный в виде одной, двух или трех створок, диска, конуса или шара.
Кроме того, линии подачи антикоагулянта и дилютанта соединены между собой и общей линией, которая соединена с линией эксфузии крови.
Удобно линии подачи антикоагулянта и дилютанта соединить с линией эксфузии крови с помощью четверника, а патрубки четверника расположить в одной плоскости и объединить между собой в одной или двух точках, причем два патрубка расположить симметрично относительно третьего или четвертого патрубка. Кроме того, патрубки четверника можно расположить ортогонально друг к другу.
Технологически просто штуцеры насосного сегмента изготовить осесимметричными и на их боковых поверхностях или торцах расположить патрубки, а камеру насосного сегмента - в виде трубки. Причем на входном штуцере расположить один, два или три патрубка, соединенные с линиями эксфузии крови, подачи антикоагулянта и дилютанта, а на выходном штуцере - два патрубка, соединенные с линиями реинфузии крови и подачи дилютанта.
Предлагаются тройник и плазмофильтр соединить с линией реинфузии крови посредством неразъемных или разъемных Луер-лок соединений и посредством того же вида соединений - плазмофильтр с линией отвода плазмы.
Полезно на спадающиеся части трубок линий подачи антикоагулянта и/или дилютанта или на наружные поверхности их пережимных клапанов нанести шкалу доз антикоагулянта или дилютанта, а щелевой устройство для этих частей трубок выполнить в виде струбцины, имеющей шкалу ширины щели.
Дополнительно предлагается зажимы выполнить в виде роликовых или щелевых зажимов или зажима-защелки.
Введение внутренних обратных гидравлических клапанов в трубки линий эксфузии и реинфузии крови, подачи антикоагулянта, дилютанта и отвода плазмы или во входной и выходной штуцеры насосного сегмента позволяет обеспечить движение потоков крови, антикоагулянта, дилютанта и плазмы в заданном направлении. Движение происходит только под воздействием давления или разрежения, создаваемого насосным сегментом в экстракорпоральном контуре. Чередующаяся смена фаз эксфузии и реинфузии крови автоматически приводит к необходимому перераспределению потоков жидкостей в экстракорпоральном контуре. При этом не используют электронику, автоматику, дополнительные датчики и программное обеспечение, что упрощает управление параметрами процедуры плазмафереза и повышает ее надежность.
Использование обратных клапанов с подвижными запорными элементами, выполненными в виде одной, двух или трех створок, диска, конуса или шара, обеспечивает ламинарное течение крови и предотвращает травмирование ее форменных элементов.
Альтернативные или эквивалентные соединения линий эксфузии и реинфузии крови, подачи антикоагулянта и/или дилютанта в определенной последовательности и в определенных точках создают наилучшие условия для проведения плазмафереза в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к процедуре, повышают эффективность и безопасность плазмафереза. Например, перед присоединением устройства к вене пациента из него необходимо полностью вытеснить воздух жидкостью. Если линию подачи дилютанта соединить с линией эксфузии до первого обратного клапана, то устройство можно быстро заполнить самотеком из резервуара с дилютантом, но только в стерильных условия. Если - после, то, образовав временный замкнутый контур рециркуляции с использованием резервуара с дилютантом. В этот резервуар вводят иглу, предварительно установленную на устройство. Заполнение происходит медленнее по сравнению с первым видом соединения, но может быть произведено вне стерильных условий. Если линию подачи дилютанта соединить с линией реинфузии крови до второго обратного клапана, то в каждом цикле порцией дилютанта клапан будет промываться от крови, оставшейся в нем после предыдущего цикла, а плазмофильтр - от остатков сгущенной крови, что улучшает фильтрацию плазмы в текущем цикле. Если получают большие объемы плазмы, свыше трех литров, что связано с длительной процедурой свыше трех часов, то линию подачи антикоагулянта целесообразно соединить с линией эксфузии крови до первого обратного клапана. При таком соединении на клапане не выпадает фибрин, препятствующий его длительной работе, т.к. клапан постоянно промывается антикоагулянтом. Если необходимо получить небольшие объемы плазмы, менее одного литра, то процедура длится не более одного часа. В этом случае на клапане не выпадает фибрин и, соединив линию подачи антикоагулянта с линией эксфузии крови после первого обратного клапана, можно повысить точность дозирования, исключив влияние гидравлического сопротивления этого клапана на дозирование антикоагулянта.
Объединив линии подачи антикоагулянта и дилютанта и соединив их с помощью общей линии с линией эксфузии крови, повышают удобство работы с устройством. Соединив с помощью четверника названные линии, уменьшают количество соединений и повышают надежность работы устройства. Симметричное, ортогональное и плоскостное расположение патрубков четверника позволяет компактно упаковать устройство для стерилизации, исключает пересечение и спутывание линий при проведении с ними процедурных манипуляций.
Наличие одного, двух или трех патрубков, расположенных на боковых поверхностях или торцах входного и выходного штуцеров насосного сегмента и соединенных с соответствующими линиями экстракорпорального контура, позволяет отказаться от использования нескольких коммутационных элементов. В частности, тройников или четверника. Уменьшается количество соединений, создающих препятствия для продвижения крови, повышается надежность, удобство и безопасность работы с устройством.
Расположив насосный сегмент между неподвижной и подвижной пластинкой, можно регулировать объем заполнения насосного сегмента в диапазоне 2-20 мл. Этот объем регулируют, ограничивая амплитуду движения подвижной пластинки путем изменения ее толщины и\или с помощью упоров, которые устанавливают на определенном расстоянии от неподвижной пластинки. Посредством такой конструкции насосного узла можно задавать необходимый объем разовой порции эксфузируемой крови для детей и взрослых. Наиболее просто это делать, имея набор съемных подвижных пластинок разной толщины. Их можно оперативно заменять, не останавливая процедуру. Необходимость изменения в процессе процедуры разовой порции крови, эксфузируемой в насосный сегмент, возникает при резком изменением кровотока в катетеризированной вене. Снижение объема заполнения насосного сегмента при уменьшении скорости кровотока в вене укорачивает фазу эксфузии крови, что исключает застойные явления в экстракорпоральном контуре и повышается безопасность процедур плазмафереза.
Изготовление из материала со сниженной упругостью частей трубок линий антикоагулянта и/или дилютанта, расположенных между обратным клапаном и зажимом, позволяет выполнить их в виде емкостей, спадающихся в фазу эксфузии при действии разрежения в экстракорпоральном контуре и восстанавливающих свою форму в фазу реинфузии крови. Установка такой трубки в наружный пережимной клапан создает возможность дозирования от одной капли до четверти объема насосного сегмента в зависимости от места пережатия трубки. При часто используемом в устройствах для плазмафереза внутреннем диаметре трубки, равном 3 мм, объеме эксфузии крови в насосный сегмент - 10 мл и наиболее распространенном антикоагулянте - 4% растворе натрия цитрата дозовое соотношение антикоагулянт/кровь должно быть равно 1:8. Это соотношение выполняется, если длина спадающейся трубки между обратным клапаном и местом ее установки в наружный пережимной клапан равна 15,5 см. Установив край спадающейся трубки со стороны зажима в наружный пережимной клапан, можно проводить капельное дозирование с точностью до одной капли, объем которой в стандартной капельнице равен 50 мкл. Количество капель, общий объем которых равен заданной дозе, устанавливают с помощью роликового зажима в фазу эксфузии крови. Например, соотношение антикоагулянт\кровь, равное 1:48, задают, установив 4 капли антикоагулянта, а 1:8, установив 22 капли. Оснащение устройства спадающимися частями трубок и нанесение на них или на наружную поверхность их пережимных клапанов шкалы доз антикоагулянта и\или дилютанта позволяет упростить установку доз и без использования электронных устройств оптимизировать процесс управления параметрами процедуры простым перемещением трубок относительно места их пережатия в наружном клапане.
Если не требуется высокая точность дозирования, то объем спадающихся трубок наиболее просто регулировать не с помощью наружного пережимного клапана, а поместив их между плоскостями струбцины, на винт которой нанесена шкала доз. При массовом проведении плазмафереза, использовании одного и того же антикоагулянта - 4% раствора натрия цитрата, и регламентированном соотношении антикоагулянт/кровь 1:8, которое используют в донорской практике, целесообразно спадающиеся трубки разместить в щелевом устройстве с фиксированной шириной щели, задающей этот соотношение, или сразу установить спадающиеся трубки необходимой длины.
Поместив линию измерения давления в наружный клапан, пережимающий ее в фазу эксфузии и освобождающий в фазу реинфузии, можно снизить нежелательную рециркуляцию крови в экстракорпоральном контуре и повысить тем самым производительность процедуры плазмафереза. Установка на линиях эксфузии и реинфузии крови зажимов в виде зажимов-защелок, приводимых в действие одной рукой, позволяет в случае возникновения нештатной ситуации экстренно пережать эти линии, что повышает безопасность проведения процедуры.
Электрическая обратная связь датчика давления с механизмом перемещения подвижной пластинки, передающей движение насосному сегменту, позволяет управлять скоростью сжатия насосного сегмента и поддерживать постоянное давление на входе плазмофильтра. В качестве механизма перемещения подвижной пластинки может быть использован линейный движитель или любой другой, имеющий привод, выполненный в виде червячной передачи или пары винт\гайка. Датчики наполнения и опорожнения насосного сегмента управляют механизмом перемещения подвижной пластинки, и синхронизирует работу наружных пережимных клапанов с началом фаз эксфузии и реинфузии крови. Структурная и функциональная связь датчиков с приводами исполнительных элементов устройства позволяет автоматизировать процедуру плазмафереза и оптимизировать управление ее параметрами.
Неразъемные соединения плазмофильтра и тройника с линиями эксфузии и реинфузии крови и отбора плазмы упрощают сборку и заполнение экстракорпорального контура при массовом проведении плазмафереза в донорской практике. Если же эти соединения выполнены в виде разъемных Луер-лок соединений, то появляется больше возможностей при проведении терапевтического плазмафереза. Можно устанавливать разные виды плазмофильтров со специальными свойствами. Заменять в процессе процедуры только плазмофильтры и сохранять остальную часть экстракорпорального контура, присоединенную к катетеру, установленному в вене пациента. Разъемное Луер-лок соединение одного из патрубков тройника создает возможность проведения плазмафереза по двухигольной схеме. Для этого достаточно отсоединить от тройника линию реинфузии, закрыть колпачком освободившийся патрубок, а к линии реинфузии присоединить средство возврата крови в вену.
На фиг.1 и 2 представлена схема предлагаемого устройства, причем на фиг.1 - фаза эксфузии в насосный сегмент определенной порции крови, дозы антикоагулянта и дозы дилютанта, на фиг.2 - фаза реинфузии эксфузата в вену с одновременным отделением на плазмофильтре плазмы. Стрелками показаны направления течения крови, антикоагулянта, дилютанта и плазмы и направления движений механических элементов устройства. Черным цветом показано закрытое состояние обратных и наружных пережимных клапанов, без цвета - открытое состояние. Устройство состоит из средства отбора и возврата крови в вену 1, линий эксфузии крови 2, реинфузии крови 7, подачи антикоагулянта 12, дилютанта 13, отвода плазмы 20 и измерения давления 23. Средство отбора и возврата крови 1 представляет собой катетер, канюлю или фистульную иглу. Линия эксфузии крови 2 содержит зажим-защелку 3, насосный сегмент, имеющий эластичную камеру 4 с входным 5 и выходным 6 штуцерами, и обратный клапан 27, расположенный в трубке линии эксфузии крови 2 или во входном штуцере 5 насосного сегмента. Линия реинфузии крови 7 содержит плазмофильтр 8, воздушную ловушку с фильтром 9, зажим-защелку 10 и обратный клапан 28, расположенный в трубке линии реинфузии крови 7 или в выходном штуцере 6 насосного сегмента. Средство отбора и возврата крови 1 соединено с линиями эксфузии крови 2 и реинфузии крови 7 с помощью тройника 11. Линия подачи антикоагулянта 12 содержит капельницу 14, роликовый зажим 15, резервуар с антикоагулянтом 16, обратный клапан 29 и спадающуюся часть трубки регулируемого объема 38, которая проходит через наружный пережимной клапан 40, установленный с возможностью перемещения относительно него этой части трубки. На спадающуюся часть трубки регулируемого объема 38 или наружную поверхность ее пережимного клапана 40 нанесена шкала доз антикоагулянта 43. Линия подачи дилютанта 13 содержит капельницу 17, роликовый зажим 18, резервуар с дилютантом 19, обратный клапан 30 и спадающуюся часть трубки регулируемого объема 39, которая проходит через наружный пережимной клапан 41, установленный с возможностью перемещения относительно него этой части трубки. На спадающуюся часть трубки регулируемого объема 39 или наружную поверхность ее пережимного клапана 41 нанесена шкала доз дилютанта 44. Линия отвода плазмы 20 содержит зажим-защелку 21, обратный клапан 31 и резервуар плазмы 22. Линия измерения давления 23 содержит зажим-защелку 24, гидрофобный фильтр 25, датчик давления 26 и проходит через наружный пережимной клапан 42. Линии подачи антикоагулянта 12 и эксфузии крови 2 соединены после обратного клапана 27. Линия подачи дилютанта 13 соединена до обратного клапана 28. Камера 4 насосного сегмента расположена между неподвижной 32 и подвижной 33 пластинкой, связанной с механизмом 34 ее возвратно-поступательного движения, которое ограничено упорами 35 со встроенными датчиками наполнения 36 и опорожнения 37 насосного сегмента. Упоры 35 установлены с возможностью перемещения и фиксации на заданном расстоянии относительно неподвижной пластинки 32. Подвижная пластинка 33 выполнена с возможностью изменения ее толщины, в частности в виде набора съемных пластинок различной толщины. Механизм движения 34 подвижной пластинки 33 электрической обратной связью соединен с датчиками наполнения 36 и опорожнения 37 насосного сегмента и датчиком давления 26, а все наружные пережимные клапаны 40-42 - с датчиками наполнения 36 и опорожнения 37 насосного сегмента. Соединения плазмофильтра 8 с линией реинфузии крови 7 и линией отбора плазмы 20, а также соединение патрубка тройника 11 с линией реинфузии крови 7 выполнены неразъемными или в виде разъемных Луер-лок конусно-винтовых соединений.
На фиг.3-7 показаны некоторые возможные варианты соединений линий антикоагулянта и дилютанта с линиями эксфузии и реинфузии крови, а также со штуцерами насосного сегмента до или после установленных в них обратных клапанов. Фиг.3 - соединения линий, если обратные клапаны расположены в трубках линий эксфузии и реинфузии крови. Фиг.4 - соединение линий антикоагулянта и дилютанта с помощью общей линии. Фиг.5 - соединения линий, если обратные клапаны расположены в штуцерах насосного сегмента, имеющих патрубки на боковых поверхностях. Фиг.6 - соединения линий, если обратные клапаны расположены в штуцерах насосного сегмента, имеющих патрубки на торцах. Фиг.7 - соединение линий с использованием четверника. Возможна также различная комбинация между собой соединений, приведенных на фиг.3-7.
Устройство работает следующим образом. Перед присоединением к вене устройство необходимо заполнить дилютантом и полностью вытеснить воздух из всех его частей, кроме линии измерения давления 23. Чаще всего в качестве дилютанта используют физиологический раствор. Линии антикоагулянта 12 и дилютанта 13 с помощью капельниц 14 и 17 присоединяют к резервуарам 16 и 19, содержащих антикоагулянт и дилютант. Закрывают зажимы 21 и 24. Закрыв зажимы 15 и 18, капельницы 14 и 17 заполняют до половины объема. Открыв зажим 15, линию антикоагулянта 12 заполняют до места ее соединения с линией эксфузии крови 2, после чего перекрывают зажим 15. Открывают зажим 18. Приводя в движение камеру 4 насосного сегмента с помощью механизма ее перемещения 34, заполняют все остальные части экстракорпорального контура дилютантом из резервуара 19. По завершении заполнения, когда камера 4 насосного сегмента будет находиться в максимально сжатом состоянии, останавливают механизм перемещения 34. Закрывают зажимы 18, 3 и 10. Заполненный экстракорпоральный контур присоединяют к средству отбора и возврата крови 1, например катетеру, установленному в вене пациента. Открывают все зажимы, кроме зажима 21. Этот зажим открывают, когда первая порция эксфузата достигнет плазмофильтра 8. Процедуру начинают с фазы эксфузии.
В начале фазы эксфузии крови, антикоагулянта и дилютанта (фиг.1), совпадающей с моментом максимального сжатия камеры 4 насосного сегмента, с датчика 37 опорожнения насосного сегмента поступает сигнал на механизм перемещения 34 подвижной пластинки 33 и на приводы наружных пережимных клапанов 40-42 линий антикоагулянта 12, дилютанта 7 и измерения давления 23. Клапаны 40 и 41 пережимают спадающиеся части трубок 38 и 39 линий антикоагулянта 12 и дилютанта 13, а клапан 42 - трубку линии измерения давления 23. Привод механизма перемещения 34 высвобождает подвижную пластинку 33, и предварительно сжатая камера 4 насосного сегмента распрямляется, создавая разрежение в экстракорпоральном контуре, которое действует в течение всей фазы эксфузии. Под действием разрежения гидравлические обратные клапаны 27, 29 и 30 открываются, а клапаны 28 и 31 закрываются. Клапан 28 перекрывает обратный ток эксфузата в насосный сегмент из линии реинфузии 7, а клапан 31 - обратный ток плазмы в плазмофильтр 8. Закрытый клапан 42 предотвращает распространение разрежения по линии реинфузии 7 на линию измерения давления 23 и датчик давления 26, снижая тем самым рециркуляцию крови в экстракорпоральном контуре. Через средство отбора и возврата крови 1 в камеру 4 насосного сегмента из вены поступает определенная порция крови. Туда же из спадающихся емкостей 40 и 41 поступают дозы антикоагулянта и дилютанта, которые предварительно были в них отобраны в фазу реинфузии. В камере 4 насосного сегмента происходит перемешивание, стабилизация и дилюция крови. Объем порции крови задают, ограничив степень распрямления насосного сегмента с помощью упоров 35, которые устанавливают и фиксируют на заданном расстоянии от неподвижной пластинки 32. Изменением толщины подвижной пластинки 33 также можно регулировать степень распрямления насосного сегмента. Дозы антикоагулянта и дилютанта устанавливают, регулируя объем заполнения спадающихся частей трубок 38 и 39 путем их перемещения и фиксации относительно наружных пережимных клапанов 40 и 41. Длина трубок 38 и 39 между точками их пережима наружными клапанами 40 и 41 и обратными клапанами 29 и 30 определяет дозу соответственно антикоагулянта и дилютанта. Дозы антикоагулянта или дилютанта можно также задавать, не перемещая спадающиеся трубки, а изменяя их форму. Например, помещая их между плоскостями струбцины, на винт которой нанесена шкала доз, или в калиброванные щели. По завершении фазы эксфузии устройство переходит в фазу реинфузии.
Начало фазы реинфузии эксфузата в вену (фиг.2) и фильтрации плазмы в плазмофильтре 8 совпадает с окончанием фазы эксфузии и с моментом максимального распрямления камеры 4 насосного сегмента, когда подвижная пластинка 33 достигает упоров 35. В этот момент поступает сигнал с датчика 36 наполнения насосного сегмента на механизм перемещения 34 подвижной пластинки 33 и на приводы наружных пережимных клапанов 40-42. Клапаны 40 и 41 освобождают спадающиеся части трубок 38 и 39, а клапан 42 - трубку линии измерения давления 23. Привод механизма перемещения 34 задает движение подвижной пластинки 33 в обратном направлении. Пластинка 33 с определенной скоростью сжимает камеру 4 насосного сегмента и создает давление в экстракорпоральном контуре, действующее в течение всей фазы реинфузии. Под действием давления закрываются гидравлические обратные клапаны 27, 29 и 30, предотвращая обратный ток эксфузата в вену, антикоагулянта и дилютанта соответственно в спавшиеся емкости 38 и 39. Гидравлические обратные клапаны 28 и 31 открываются, обеспечивая движение эксфузата через плазмофильтр 8 и отделение на нем плазмы. Плазма по линии 20 поступает в резервуар 22. Деплазмированный эксфузат, содержащий форменные элементы крови, выйдя из плазмофильтра 8, проходит через воздушную ловушку с фильтром микроагрегатов крови 9, тройник 11, средство отбора и возврата крови 1 и возвращается в вену. С помощью сигнала обратной связи, поступающего от датчика давления 26 на привод механизма перемещения 34 подвижной пластинки 33, регулируют усилие сжатия камеры 4 насосного сегмента. Это усилие создает скоростной напор эксфузата, который поддерживает максимально возможный постоянный уровень давления на входе плазмофильтра 8 и обеспечивает получение плазмы без примесей эритроцитов с наибольшей производительностью. В течение фазы реинфузии спавшиеся емкости 38 и 39 под действием упругости материла, из которых они изготовлены, восстанавливают свою форму и отбирают заданную дозу антикоагулянта и дилютанта из резервуаров 16 и 19. При этом зажимы 14 и 17 должны быть полностью открыты. Заполнение емкостей 38 и 39 контролируют, наблюдая за истечением и прекращением течения жидкости в капельницах 14 и 17. Отбор доз происходит объемно-доливным способом в фазу реинфузии, а их введение в порцию крови в фазу эксфузии. Если необходимо производить равномерное дозирование антикоагулянта и дилютанта одинаковыми порциями в течение фазы эксфузии синхронно с отбором крови, что целесообразно при отборе малых порций крови и низком венозном дебите, то проводят следующую настройку устройства. Сигнал обратной связи на открытие клапанов 40 и 41 передают от датчика 37 опорожнения насосного сегмента, а на закрытие - с датчика наполнения 36. Спадающиеся части трубок 38 и 39 смещают в наружных пережимных клапанах 40 и 41 так, чтобы через них проходили обычные трубки линий антикоагулянта 12 и дилютанта 13, расположенные в непосредственной близости от роликовых зажимов 15 и 17. С помощью этих зажимов, уменьшая просвет трубок, устанавливают необходимую дозу антикоагулянта и дилютанта, состоящую из определенного количества одинаковых микропорций - капель, которые отсчитывают визуально в капельницах 16 и 19 в течение фазы эксфузии, когда происходит каплеобразование. В течение фазы реинфузии каплеобразование прекращается. Установленное один раз количество капель, общий объем которых равен объему дозы, сохраняется практически неизменным в каждом цикле и в редких случаях требует небольшой коррекции. Стабильность каплеобразования обусловлена постоянством разрежения в экстракорпоральном контуре, которое создает распрямляющаяся камера насосного сегмента, а все параметры катетера, крови и вены конкретного пациента, влияющие на длительность эксфузии, автоматически учитываются при подсчете капель.
Описанные выше чередующиеся фазы работы устройства циклически повторяются до получения запрограммированного объема плазмы. После чего закрывают все зажимы, удаляют из вены катетер, а отработанное устройство утилизируют.
Предложенный способ плазмафереза в одноигольном экстракорпоральном контуре и устройство для его осуществления позволяют оптимизировать управление параметрами процедуры плазмафереза, повысить ее надежность, производительность и безопасность при сохранении стерильности и замкнутости экстракорпорального контура в течение всей процедуры.