РЕЦИРКУЛИРУЮЩИЙ ДИАЛИЗАТОР Российский патент 1998 года по МПК A61M1/14 

Изобретение относится к области медицины, возможно его применение в промышленности для ускоренной очистки белковых растворов и других макромолекулярных соединений.

В существующих диализаторах диффузионного типа очистка от солей белковых растворов осуществляется пассивно через мембрану, длительное время, что может привести к разрушению белковых молекул диализируемого раствора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является звездчатый диализатор [1], в котором очистка белковых растворов ускоряется благодаря активному, но медленному току диализного раствора радиально вдоль мембраны, служащей дном емкости, в которую помещают биологические растворы, чем достигается ускорение диализа при минимальном расходовании диализного раствора (вода, буферный раствор). Основным условием эффективной работы звездчатого диализатора является увеличение площади диализной мембраны, по которой тонким слоем распределяется биологический раствор, что сокращает время прохождения ионов солей от поверхности раствора до мембраны и удаление их через нее в диализную жидкость.

В основу изобретения положена задача ускорения диализа биологических жидкостей, содержащих макромолекулярные соединения, увеличение объема биологических жидкостей, подвергаемых диализу, которые могут толстым слоем распределяться над мембраной, причем площадь ее может быть небольшой (сопоставляя с аналогом) за счет активного постоянного перемешивания диализируемого раствора над мембраной; повышение экономичности расходования буферного раствора, предупреждение разрушения макромолекулярных соединений благодаря охлаждению биологической жидкости через мембрану диализной жидкостью, проходящей через холодильник.

На фиг. 1 изображен общий вид диализатора, на фиг. 2, 3 -сечение конструкции по А-А и Б-Б соответственно.

Диализатор состоит из емкости 1, в которой размещаются следующие его элементы: диализная емкость 2 с дном из полупроницаемой мембраны 3, находящейся на круглой плоской подложке 4, в центре которой имеется отверстие 5. На подложке 4 имеются тонкие полоски 6 (см. Б-Б), радиально расходящиеся во все стороны от отверстия 5, которые создают узкую щель между мембраной 3 и плоскостью подложки 4. Подложка 4 крепится на трубке 7, выходящей из спирального холодильника 8. В емкости 1 собирается диализная жидкость 9. Отверстие 10 служит для отведения диализной жидкости 9 в емкость дополнительного сбора 11. Сверху над емкостью 1 находится защитный колпак 12, предохраняющий от попадания воды в емкость 1. Колпак 12 имеет дополнительную крыльчатку 13 с лопастями 14. В центре крыльчатки 13 и защитного колпака 12 жестко вставлены фторопластовые втулки 15 и 16. Через центр втулки 15 вставлена мешалка 17, она неподвижно входит своей верхней частью во втулку 15. Фторопластовая шайба 18 уменьшает трение между втулками 15 и 16. Упор 19 в виде плотно насаженной втулки на мешалке 17, объединяет, как одно целое, защитный колпак 12 с крыльчаткой 13.

Данные элементы диализатора монтированы в общей емкости 20, в которой имеется два отводных отверстия: отверстие 21 - через которое проходит трубка 22, соединенная с емкостью 1 через отверстие 10, и отверстие 23 - для слива в канализацию отработанной воды. Сверху емкость 20 закрывается крышкой 24. В отверстиях 25 вставлены под углом сопла 26 трубок 27, которые отходят от холодильника 8, заполняемого через патрубок 28 водопроводной водой. Пробки 29 и 30 соответственно емкостей 1 и 20 придают осевое положение всем названным элементам диализатора. Переливное устройство 31 (патент N 1668741) размещается над емкостью 32, через дно которой проходит трубка 33, стабилизирующая уровень жидкости в ней. Из дна емкости 32 отходит трубка 34, соединяющая емкость 32 со спиралью 35 холодильника 8. Трубка 3 соединяет полость емкости 11 с переливным устройством 31.

Аппарат работает следующим образом. В диализную емкость 2 наливается диализируемая жидкость и ставится на плоскость подложки 4. Сверху на сосуд 1 помещается колпак 12 со смонтированными на нем крыльчаткой 13 и мешалкой 17. Емкость 20 закрывается крышкой 24. В емкости 11 и 32 наливается диализная жидкость. При работе переливного устройства 31 жидкость из емкости 11 поступает в емкость 32, из которой через трубку 34 и спираль 35 холодильника 8 поступает дальше в трубку 7 и выливается через отверстие 5 на поверхность подложки 4, над которой расположена мембрана 3 диализной емкости 2. Диализная жидкость растекается по подложке радиально благодаря полоскам 6 и стекает в емкость 1 (обозначено стрелками), откуда через отверстие 10 и трубку 22 поступает в емкость 11, затем снова засасывается переливным устройством 31 в емкость 32 и процесс повторяется. Трубка 33 стабилизирует уровень диализной жидкости в емкости 32 при поступлении ее из переливного устройства 31. Приток диализной жидкости в емкость 32 из переливного устройства 31 должен превышать отток жидкости в трубку 34, т.к. в этом случае будет постоянным поступление диализной жидкости в диализаторе под мембрану 3 диализной емкости 2 благодаря градиенту давления из-за низкого расположения отверстия 5 по отношению к уровню жидкости в емкости 32. В диализируемой жидкости, налитой в диализную емкость 2, постоянно вращается рабочая часть мешалки 17, жестко соединенная через втулку 15 с крыльчаткой 13, которая приводится во вращение струей воды, вытекающей из трубок 27, что указано стрелками на схеме А.

Диализатор предназначен для очистки белковых растворов и других макромолекулярных соединений. Процесс ускорения диализа обеспечивается за счет введения мешалки для постоянного перемешивания диализируемого раствора в диализной емкости. Привод мешалки выполнен в виде вращающейся крыльчатки. Холодильник обеспечивает охлаждение диализной жидкости. Переливное устройство расположено над дополнительной емкостью для диализного раствора. Холодильник заполнен водопроводной водой, в отверстия холодильника вставлены трубки с соплами для подачи водопроводной воды к крыльчатке. Дно дополнительной емкости связано со спиралью холодильника, а переливное устройство соединено с емкостью для диализного раствора. 3 ил.

Рециркулирующий диализатор, содержащий диализную емкость, дно которой выполнено из полупроницаемой мембраны с возможностью омывания ее радиальным потоком диализного раствора в емкости для диализного раствора, отличающийся тем, что в него введены мешалка для постоянного перемешивания диализируемого раствора в диализной емкости, привод мешалки, выполненный в виде вращающейся крыльчатки, холодильник для охлаждения диализной жидкости и переливное устройство, расположенное над дополнительной емкостью для диализного раствора, при этом холодильник заполнен водопроводной водой, в отверстия холодильника вставлены трубки с соплами для подачи водопроводной воды к крыльчатке, дно дополнительной емкости связано посредством трубки со спиралью холодильника, а переливное устройство соединено с емкостью для диализного раствора с возможностью засасывания диализного раствора.