СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЕТОКСИКАЦИИ ОРГАНИЗМА Российский патент 2015 года по МПК A61M1/14 A61N5/08 A61N2/08 

Изобретение относится к медицинской технике, точнее, к системам заместительной терапии и аппаратуре детоксикации организма, и может быть использовано для лечения больных, страдающих почечной недостаточностью, с целью замещения утраченной функции выведения метаболитов и токсических веществ из организма.

Изобретение может быть использовано, например, в нефрологии, урологии, токсикологии и реаниматологии.

В настоящее время в клинической практике для лечения острой и хронической почечной недостаточности с целью прекращения действия токсинов и их элиминации из организма различают следующие методы экстракорпоральной детоксикации организма (диализно-фильтрационные методы гемокоррекции) [1-2]:

1. гемодиализ, в ходе которого диализирующий раствор взаимодействует с кровью через полупроницаемую мембрану, в результате чего растворенные в крови вещества удаляются из нее путем диффузии, что способствует восстановлению электролитного и водного баланса;

2. гемофильтрация, в ходе которой очищение крови происходит путем конвекционного транспорта веществ, растворенных в плазме крови, через высокопористую мембрану за счет создания трансмембранного давления;

3. гемодиафильтрация, представляющая собой сочетание принципов диффузии и конвекции;

4. ультрафильтрация, при которой одновременно с диализом из организма удаляется и излишек жидкости, что, несмотря на сложность технической реализации, находит применение при лечении больных с эндогенными интоксикациями, острой печеночно-почечной недостаточностью с гипергидратацией [2-5].

Гемодиализ получил наибольшее клиническое применение как один из самых универсальных и эффективных методов эфферентной медицины и заместительной почечной терапии [3-4]. В гемодиализаторе, являющемся основным элементом «искусственной почки» - системы для осуществления гемодиализа, происходит массоперенос через полупроницаемую мембрану из крови в диализирующий раствор ионов, входящих в состав плазмы крови (натрия, калия, кальция, магния, хлора, фосфора и т.д.), органических продуктов жизнедеятельности организма (мочевины, креатинина, мочевой кислоты и т.д.), а также удаление из организма избытка воды. В качестве мембран диализатора обычно используют естественные мембраны (серозные оболочки) и искусственные мембраны (целлофан и др.) [5-6].

Известен способ очистки крови при лечении больных, страдающих почечной недостаточностью, заключающийся в последовательном пропускании крови через гемофильтрационный элемент и гемодиализный элемент, а ультрафильтрат - через выпускной соединитель гемофильтрационного элемента и фильтр (например, из активированного угля), после чего подвергнутый регенерации ультрафильтрат вводится в поток очищаемой крови. Таким образом, очищенный ультрафильтрат используется в качестве реинфузионного раствора для повторного введения больному [7].

Недостатком этого способа, в основе которого лежат такие известные методы, как гемодиализ, ультрафильтрация и гемосорбция, является техническая сложность его реализации. Главный недостаток заключается в том, что отрицательное воздействие на организм при таком способе очистки крови обусловлено длительным контактом ультрафильтрата с активированным углем, используемым в качестве сорбента. К фильтру для очищения ультрафильтрата необходимо предъявлять повышенные требования, которым активированный уголь без оболочки не отвечает, ведь, как известно, активированный уголь обладает крайне низкой био- и гемосовместимостью, а при контакте с кровью он вызывает истощение эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов и других компонентов крови, что приводит к ухудшению самочувствия больных. В то же время меры, принятые в указанном способе для защиты от осложнений, в частности, применение дополнительного марлевого фильтра или угольного гемоперфузионного патрона, являются неэффективными и недостаточными, как для обеспечения безопасности больного, так и для проведения качественной процедуры детоксикации организма. Все это обуславливает низкую эффективность сорбции токсинов указанным способом [7].

Известен способ лечения почечной недостаточности, заключающийся в комплексном воздействии бикарбонатного гемодиализа, гемодиафильтрации и с раздельной ультрафильтрацией крови, медикаментозной нефропротективной терапией при дополнительном использовании автоматизированного управления гемодиализной базой данных, обработке и оперативном вычислении исходных данных терапии почечной недостаточности каждого пациента путем организации и применения наглядных диаграмм, рисунков, речевых комментариев, графического изображения, электронных таблиц и внедрения объектов урологической информации о пациентах в режиме визуального редактирования с отображением данных на дисплее о времени, количестве, дозах выдачи-приема и результатах действия назначаемых лекарственных средств с указанием диагнозов и фамилий пациентов, получивших эти препараты, при этом медикаментозную терапию проводят с помощью лекарственного препарата эритропоэтина - эндогенного гликопротеинового гормона, регулирующего продукцию эритроцитов - и препарата кетокислот в комплексе с нефропротективной терапией в виде малобелковой диеты, блокаторов ангиотензинпревращающего фермента, бета-блокаторов, диуретиков [8].

Данный способ имеет следующие недостатки: он технически сложен в реализации за счет применения целого комплекса детоксикационных процедур, кроме того, он требует использования узкоспециализированных фармакологических препаратов, применения препаратов эритропоэтина и кетокислот, способных вызвать нежелательную аллергическую реакцию и дополнительную нагрузку на печень в ослабшем организме, а использование гемодиализной базы данных с заявленными параметрами, возможностью обработки и оперативного вычисления данных, организации вывода на дисплей графической и прочей информации, а также с наличием режима визуального редактирования требует значительных вычислительных мощностей ЭВМ, в частности, использования мощного графического адаптера, что приводит к увеличению стоимости аппаратуры, необходимой для реализации способа [8].

Наряду с гемодиализом в клинической практике используют методы экстракорпорального облучения крови (ЭОК) [9-10], например, экстракорпоральное лазерное облучение крови (ЭЛОК) [11-12], ультрафиолетовое (УФ) облучение крови (ЭУФОК, УФОК) или облучение синим светом [13-14]. По отдельности существуют и используются для детоксикации при почечной недостаточности как гемодиализные аппараты («искусственная почка»), так и приборы для облучения крови (ЭЛОК или ЭУФОК), однако наиболее выраженный лечебный эффект достигается при применении этих методов одновременно друг с другом. У больных с почечной недостаточностью отмечается дисфункция клеток крови, проявляющаяся активацией свободно-радикального окисления в тромбоцитах и эритроцитах, нарушением агрегации эритроцитов и тромбоцитов. Кроме того, при гемодиализе, наряду с токсинами, из крови удаляется ряд полезных веществ, что приводит к возникновению различных осложнений и требует дополнительных процедур по корректировке состава крови. За счет гемодиализа не только снижается концентрация уремических токсинов в плазме крови, но и создаются предпосылки для коррекции анемии, однако это требует введения специальных лекарств - рекомбинантных эритропоэтинов и препаратов железа.

Объединив в одну процедуру экстракорпоральной детоксикации организма две - гемодиализ и ЭОК (например, лазерное облучение крови, облучение синим светом или УФОК), достигается снижение токсической нагрузки на организм. Очищенная таким образом кровь возвращается в ткани тела и снова принимает на себя находящиеся в них уремические токсины, цикл повторяется. Таким образом, за время процедуры организм постепенно очищается от уремических токсинов, а ЭОК поддерживает иммунный статус организма, оказывая бактерицидное и противовоспалительное воздействие, повышая кислородную емкость крови и улучшая оксигенацию органов и тканей, нормализуя и стимулируя регенераторные и обменные процессы в организме, а также улучшая функциональные свойства эритроцитов. При УФОК снижается вязкость крови (примерно на 30%), уменьшается слипание ее клеток, снижая образование тромбов, быстрее рассасываются старые тромбы [13-14]. Бактерицидное действие УФ-излучения наиболее специфично для коротковолновых ультрафиолетовых лучей (КУФ, длина волны 180-280 нм). Наиболее чувствительны к КУФ-излучению стрептококк, золотистый стафилококк, кишечная палочка. При облучении крови КУФ-лучами происходит повышение ее бактерицидной активности [13].

Известен способ ультрафиолетового облучения потока крови путем пропускания крови в зазоре между двумя коаксиальными цилиндрами и облучения ее лучами от цилиндрического источника ультрафиолетового излучения через боковую поверхность внутреннего кварцевого цилиндра, при этом, с целью обеспечения равномерного облучения крови и предохранения элементов крови от теплового и механического разрушения, цилиндры располагают вертикально и облучают свободную поверхность потока крови, стекающей по боковой поверхности наружного цилиндра, зазор между цилиндрами превышает толщину слоя стекающей крови, а дозу подбирают и варьируют в зависимости от тяжести заболевания, состояния вен и возраста больного [15].

Недостатком указанного способа является сложность технической реализации способа при изготовлении излучателя, а также использование только экстракорпорального облучения крови, что является недостаточным при заместительной терапии и детоксикации организма больных с почечной дисфункцией, так как в этом случае необходимо применять и другие методы экстракорпоральной гемокоррекции.

Известен способ экстракорпоральной очистки крови с помощью облучения ультрафиолетовым светом и плазмофильтрации [16]. Способ заключается в использовании для очистки и детоксикации крови двухконтурной экстракорпоральной системы, включающей в себя перемещение крови, забираемой из бедренной артерии или вены с помощью перистальтического насоса, по замкнутому контуру с последующей обработкой крови путем последовательного пропускания через устройство инактивации токсинов, где она подвергается действию ультрафиолетового излучения в диапазоне 200-280 нм в специальном блоке ультрафиолетовыми лампами змеевидной формы, затем пропускания облученной крови через блок гемоконцентратора в первом контуре и через блок плазмофильтрации во втором контуре.

Недостатком данного способа является то, что способ сложен в плане технической реализации и не обеспечивает полноценной заместительной терапии при почечной недостаточности, так как не предполагает использования принципа диализа; также используется лишь один вид излучения (ультрафиолетовое) для воздействия на кровь пациента, при этом очень высока вероятность травмирования элементов крови в результате теплового воздействия при движении по сложной замкнутой траектории в проточной системе.

Известен способ гемодиализа [17], принятый нами за прототип. Способ заключается в пропускании крови по экстракорпоральному контуру и ее одновременном облучении непрерывным излучением ближнего инфракрасного диапазона на длине волны 500-850 нм, затем с помощью кровяного насоса обеспечивается ее прокачка через диализатор, подключенный к системам впуска и выпуска диализирующего раствора, причем выпуск отработанного диализата осуществляется с помощью насоса, затем кровь пропускают через второй облучатель крови и возвращают в организм пациента.

Недостатком указанного способа-прототипа является использование узкой области спектра электромагнитного излучения в видимой части спектра и в малой части ближнего инфракрасного (ИК) диапазона. Использование излучения в диапазоне от 850 до 1300 нм, т.е. в верхней части так называемого терапевтического окна прозрачности [18-19] сделает процедуру детоксикации более эффективной, чем на предложенных в [17] длинах волн. Кроме того, способ не предусматривает гепаринизацию с целью искусственного снижения свертываемости крови путем введения гепарина в кровоток. Также способ не позволяет учитывать артериальное и венозное давление в кровопроводящей магистрали и не предусматривает мер воздухоуловления на выходе из магистрали перед поступлением крови обратно в организм пациента. Способ не учитывает никаких мер по профилактике осложнений в области сосудистого доступа, связанных с закупоркой или инфекцией фистул в местах забора и возврата крови. Все это делает способ неэффективным и неприменимым для детоксикации организма больных с почечной недостаточностью.

Известно устройство для очистки крови от мочевой кислоты и креатинина при лечении больных, страдающих почечной недостаточностью [7], состоящее из объединенных последовательно в замкнутый экстракорпоральный контуре гемофильтрационный элемент и гемодиализный элемент, причем ультрафильтрат пропускается через выпускной соединитель гемофильтрационного элемента и фильтр, в котором в качестве адсорбента используется активированный уголь.

Устройство не только технически сложно в реализации, но и не обеспечивает достаточную защиту пациента от побочных эффектов, возникающих при использовании активированного угля, который имеет плохую биосовместимость и гемосовместимость. При контакте такого адсорбента с кровью происходит ухудшение самочувствия больных, однако принятые меры для минимизации негативных последствий применения активированного угля в виде использования дополнительного фильтра из марли или угольного гемоперфузионного патрона являются недостаточно эффективными. Все это обуславливает низкую эффективность сорбции токсинов в таком устройстве.

Известно устройство для ультрафиолетового облучения потока крови «виолетта» [15]. Это устройство для проточного облучения крови человека УФ-лучами с целью равномерного облучения крови и предохранения элементов крови от теплового и механического разрушения предусматривает использование вертикально ориентированного цилиндрического источника УФ-излучения и охватывающих его двух коаксиальных цилиндров (внутренний - кварцевый, а внешний - из обычного стекла с примесью свинца; особенностями источника являются увеличенный зазор между цилиндрами, особая конструкция верхней кольцевой пробки и наличие экрана, перемещающегося вдоль источника УФ-излучения).

Недостатком указанного устройства является сложность технической реализации при изготовлении излучателя, а также использование только ультрафиолетового излучения, что является недостаточным при заместительной терапии и детоксикации организма больных с почечной дисфункцией.

Известно устройство для терапевтического облучения биологических жидких сред [20], предназначенное для инактивации микроорганизмов в биологических жидкостях, в котором жидкость под действием перистальтического насоса перемещается по проточной системе, зигзагообразно установленной в горизонтальной плоскости в модуле облучателя, представляющего собой расположенные в шахматном порядке на двух уровнях ультрафиолетовые лампы. Для достижения равномерного облучения крови в проточной системе на уровне источников УФ-излучения установлены элементы, создающие эффект перемешивания потока.

Недостатком данного устройства является сложность его технической реализации, а также очень высокий риск повреждения элементов крови в результате теплового и механического воздействия при движении по проточной системе. Главным недостатком системы является невозможность ее использования в составе аппаратуры для заместительной почечной терапии, а также невозможность достижения стерильности из-за того, что в ней не предусмотрено использование одноразовых элементов.

Известно устройство для экстракорпоральной очистки крови с помощью облучения ультрафиолетовым светом и плазмофильтрации [16]. Устройство состоит из двухконтурной экстракорпоральной системы, включающей в себя перистальтические насосы, перемещающие кровь, забираемую из бедренной артерии или вены по замкнутому контуру, блок инактивации токсинов в виде облучателя крови ультрафиолетовым излучением в диапазоне 200-280 нм (КУФ-излучение), состоящего из пластин и ультрафиолетовых ламп змеевидной формы, блок гемоконцентратора (в первом контуре) и блок плазмофильтрации (во втором контуре), а также блок разбавителя и блок подогрева крови, поступающей обратно в сосудистое русло пациента.

К недостаткам этого устройства следует отнести сложность устройства в плане технической реализации. Главным недостатком является отсутствие диализатора (вместо него имеется фильтр для плазмофильтрации) как важного элемента системы детоксикации организма при почечной недостаточности, что заведомо снижает применимость устройства для нужд заместительной почечной терапии; а использование в системе экстракорпоральной очистки крови нагревательных элементов резко повышает риск травмирования элементов крови в результате термического воздействия при перемещении крови по проточной системе.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство для совместного гемодиализа и облучения крови, принятое за прототип [17]. Устройство состоит из замкнутой экстракорпоральной кровопроводящей магистрали, включающей в себя последовательно соединенные облучатель крови непрерывным излучением видимого и ближнего инфракрасного диапазона на длине волны 500-850 нм, кровяной насос, диализатор с подключенными к нему системами впуска и выпуска диализирующего раствора, причем на магистрали выпуска отработанного диализата установлен насос, после диализатора установлен второй облучатель крови непрерывным излучением видимого и ближнего инфракрасного диапазона для облучения крови, возвращаемой в организм пациента.

К недостаткам устройства-прототипа относится отсутствие датчиков артериального и венозного давления, отсутствие гепаринового насоса с гепаринизированным раствором перед введением крови в диализатор, отсутствие насоса на шланге системы впуска диализирующего раствора, что затрудняет возможность поддержания необходимой скорости движения диализирующего раствора по диализатору. Отсутствие в устройстве кровопроводящей магистрали воздухоуловителя, в котором кровь освобождается от пузырьков воздуха, делает применение устройства небезопасным для пациентов ввиду риска воздушной эмболии. Кроме того, в устройстве не используется эффективное для целей детоксикации организма излучение - ни синий свет, ни ультрафиолетовое излучение, ни излучение в диапазоне от 850 до 1300 нм, т.е. в верхней части так называемого терапевтического окна прозрачности, применение которого эффективно для целей детоксикации организма [18-19]. В устройстве не предприняты технические решения для предотвращения осложнений инфицирования или закупорки фистул в местах забора и возврата крови в сосудистое русло пациента. Все это делает устройство низкоэффективным для целей детоксикации организма больных с почечной недостаточностью.

Общим недостатком вышеперечисленных систем детоксикации организма в экстракорпоральном контуре является риск осложнений, в частности, проблемы с сосудистым доступом. К распространенным проблемам относятся инфекция, закупорка сосудистого русла вследствие образования тромба, а также плохой кровоток, в т.ч. из-за слишком вязкой крови. Эти осложнения могут затруднить проведение сеансов детоксикации. В шунтах и фистулах часто развиваются тромбоз, инфекция и аневризмы (что наиболее характерно для шунтов). Инфекция фистул в местах забора и возврата крови часто осложняется сепсисом и септической эмболией, где преобладающим возбудителем является Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк).

Задачей изобретения является качественное улучшение эффективности лечения острой и хронической почечной недостаточности, в частности, предупреждение или уменьшение интенсивности побочных эффектов и осложнений детоксикации организма.

Задача решается путем комбинированного применения гемодиализа в сочетании с экстракорпоральным облучением крови в экстракорпоральном контуре для детоксикации организма. Изобретение реализуется с помощью устройства, содержащего в экстракорпоральном контуре не только кровяные насосы и диализатор, но и блок предварительного облучения крови электромагнитным излучением, блок облучения крови, прошедшей через диализатор, блоки надвенного облучения крови в месте забора крови и в месте возврата крови пациенту, а также датчики давления и воздухоуловитель.

Предлагаемый способ объединяет детоксикационные свойства гемодиализа и иммуномодулирующие свойства экстракорпорального облучения крови и надвенного облучения крови путем одновременного их выполнения. В результате сочетания гемодиализа и ЭОК происходит стимуляция иммунной системы организма, улучшается эритроцитопоэз, оказывается антигипоксическое действие и происходит более эффективная, чем при раздельном применении методов экстракорпоральной детоксикации, общая элиминация токсинов из организма.

Способ детоксикации организма путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, включающий: забор крови от пациента через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу, затем пропускание крови через замкнутые последовательно в жидкостной контур стерильные соединительные шланги кровопроводящей магистрали кровяной насос, состоящий из роликового перфузионного насоса, датчик артериального давления, блок предварительного облучения крови электромагнитным излучением, где кровь, движущуюся по проточной системе экстракорпорального контура, подвергают облучению синим светом и/или ультрафиолетовым и/или лазерным излучением, затем осуществляется ввод гепарина в кровоток с целью искусственного снижения свертываемости крови, и кровь поступает в диализатор с подключенными к нему блоками впуска и выпуска диализата, причем диализирующий раствор поступает из блока впуска диализата посредством насоса, после чего кровь попадает в блок облучения крови электромагнитным излучением, прошедшей через диализатор, где ее подвергают облучению синим светом и/или ультрафиолетовым и/или лазерным излучением, далее кровь проходит датчик венозного давления и воздухоуловитель, а затем кровь возвращают пациенту в периферическую вену через венозную иглу или венозную фистульную иглу. Затем в экстракорпоральном круге вновь производится забор крови, и процедуру детоксикации, включающую в себя гемодиализ и облучение, неоднократно повторяют, при этом скорость кровотока в диализаторе варьируется и составляет от 150 до 450 мл/мин. Облучение крови проводится в кровопроводящей магистрали посредством двух блоков комбинированного облучения крови, а измерение давления в магистрали крови производится в двух точках: перед насосом крови (артериальное давление) и перед возвратом крови пациенту (венозное давление). При этом дополнительно осуществляется надвенное (наружное) облучение крови синим светом и/или ультрафиолетовым и/или лазерным излучением одновременно в области забора крови от пациента через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу, и в области возврата крови пациенту через венозную или венозную фистульную иглу, введенную в периферическую вену или фистулу.

Способ детоксикации организма может быть реализован путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, в котором в качестве электромагнитного излучения используется ультрафиолетовое излучение. Длина волны ультрафиолетового излучения при этом лежит в диапазоне от 200 нм до 280 нм (коротковолновое УФ-излучение), от 280 нм до 320 нм (средневолновое УФ-излучение) или от 320 до 380 нм (длинноволновое УФ-излучение).

Комбинированное применение заместительной почечной терапии может быть в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, в котором в качестве электромагнитного излучения используется синий свет. При этом длина волны излучения лежит в диапазоне 420-480 нм.

Может быть комбинированное применение заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, в котором в качестве электромагнитного излучения используется лазерное излучение. При этом длина волны лазерного излучения лежит в диапазоне от 850 до 1300 нм ближнего ИК-диапазона, т.е. в верхней части так называемого терапевтического окна прозрачности [18-19].

Комбинированное применение заместительной почечной терапии может быть в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, в котором в качестве источника электромагнитного излучения используется гелий-неоновый лазер, работающий в непрерывном режиме генерации излучения; полупроводниковый лазер, работающий в непрерывном режиме генерации излучения; полупроводниковый лазер, работающий в импульсном режиме генерации излучения; микрополосная лампа высокого давления, работающая в импульсном режиме; дуговая ртутная трубчатая лампа ДРТ-2-100; ксеноновая лампа высокого давления с малым телом свечения, работающая в импульсном режиме; ртутно-ксеноновая лампа высокого давления с малым телом свечения, работающая в импульсном режиме; ртутная лампа с синим люминофором; ультрафиолетовый газовый лазер (эксимерный лазер).

Устройство, реализующее способ детоксикации организма путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, включает в себя артериальную иглу или артериальную фистульную иглу для забора крови от пациента; замкнутые последовательно в жидкостной контур стерильные соединительные шланги циклической кровопроводящей магистрали кровяной насос, состоящий из роликового перфузионного насоса, датчик артериального давления, блок предварительного облучения крови электромагнитным излучением, гепариновый насос, диализатор с подключенными к нему блоками впуска (поступления) и выпуска диализата, причем впуск диализата осуществляется с помощью насоса, блок облучения крови, прошедшей через диализатор, датчик венозного давления, воздухоуловитель, венозная или венозная фистульная игла для возврата крови в сосудистое русло пациенту; также одновременно осуществляется надвенное (наружное) облучение крови синим светом и/или ультрафиолетовым и/или лазерным излучением одновременно в области забора крови от пациента через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу, и в области возврата крови пациенту через венозную иглу или венозную фистульную иглу, введенную в периферическую вену или фистулу.

При этом блок предварительного облучения крови установлен на входном канале для поступления крови по стерильным соединительным шлангам кровопроводящей магистрали после кровяного насоса и датчика артериального давления, а блок облучения крови, прошедшей через диализатор, установлен на выходном канале для поступления крови по стерильным соединительным шлангам кровопроводящей магистрали до датчика венозного давления и воздухоуловителя. Воздухоуловитель представляет собой ультразвуковую венозную ловушку воздуха или оптический детектор воздуха.

При этом экстракорпоральное облучение крови проводится в кровопроводящей магистрали посредством блока предварительного облучения крови и блока облучения крови, прошедшей через диализатор, электромагнитным излучением, где кровь подвергают облучению синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением; кровь, облученная электромагнитным излучением, возвращается в сосудистое русло пациента; а надвенное облучение крови осуществляется синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением одновременно в области забора крови от пациента через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу, и в области возврата крови пациенту через венозную иглу или венозную фистульную иглу, введенную в периферическую вену или фистулу.

Блоки надвенного облучения крови синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением могут быть объединены в один блок с двумя источниками излучения.

Затем процесс неоднократно повторяется в течение 2-4 часов. При этом кровь в экстракорпоральном контуре должна протекать со скоростью по стерильным соединительным шлангам кровопроводящей магистрали не менее 150 мл/мин.

В качестве гепаринового насоса используется насос шприцевого типа или перистальтический насос.

В качестве источника для облучения крови может использоваться ультрафиолетовая лампа.

В качестве источника для облучения крови используются два светодиода, максимум спектра излучения одного из которых расположен в области длин волн 265 нм, другого - в области длин волн 290 нм.

Или микрополосная лампа высокого давления, работающая в импульсном режиме. При этом в качестве источника излучения используется микрополосная лампа высокого давления с малым телом свечения, работающая в импульсном режиме с частотой импульсов от 0 до 100 кГц.

Или ртутная лампа ДРТ-2-100, излучающая в диапазоне 300-600 нм, совместно с фильтром, позволяющим выделить узкий спектр синего света в диапазоне 430-470 нм.

Или ртутная лампа с синим люминофором, излучающая в диапазоне длин волн 420-480 нм и максимумом 435,5 нм.

В качестве источника ультрафиолетового излучения используется эксимерный лазер с длиной волны 313 нм и энергией 0,3 мДж.

Или люминесцентная эритемная лампа с максимумом излучения на 313 нм.

Или дуговая бактерицидная лампа с максимумом излучения на 253,7 нм, что соответствует области наибольшего бактерицидного действия.

В качестве источника лазерного излучения используется полупроводниковый лазер, работающий в импульсном режиме генерации излучения с длиной волны 850-900 нм, мощностью импульса 2-15 Вт и длительностью импульса до 1 нс.

Существует устройство, в котором в качестве кровопроводящей магистрали в блоке облучения крови используется проточная кювета многократного применения из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала. При этом проточная кювета многократного применения изготавливается из кварцевого стекла.

Или проточная одноразовая полимерная кювета.

Или проточная полимерная кювета многократного применения.

Предлагаемые способ и устройство детоксикации организма путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным и надвенным облучением крови и устройство для его реализации позволяют эффективно осуществлять детоксикацию организма больных, страдающих почечной недостаточностью, и элиминировать из крови пациента патологические субстанции, накапливающиеся при почечной недостаточности, за счет проведения гемодиализа, а за счет облучения крови синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением [21] достигается дополнительное очищение крови, снижение гиперсвертываемости, уменьшение вязкости крови и риска слипания клеток, рассасывание микротромбов, стимулируется обмен веществ, нормализуется уровень кислорода в клетках. Это способствует предупреждению или уменьшению интенсивности побочных эффектов и осложнений при детоксикации организма предложенным способом и обеспечивает улучшение качества жизни и ее продолжительности у больных почечной недостаточностью. Высокое качество детоксикации помогает пациентам повысить сопротивляемость организма, а также долгое время сохранять удовлетворительное самочувствие и работоспособность и дождаться операции по трансплантации почки.

Для минимизации осложнений, в частности, проблем с сосудистым доступом, а также во избежание инфицирования организма в местах забора и возврата крови пациенту в предлагаемом устройстве реализовано облучение крови не только в экстракорпоральном контуре, но и с помощью блока для наружного облучения крови, а именно для надвенного облучения крови (НОК) в области забора крови от пациента, в том месте, где осуществлялось введение артериальной/венозной фистульной иглы в сосудистое русло пациента. В результате надвенного облучения крови оказывается бактерицидное и тромболитическое действие, стимулируется местный фактор иммунной защиты в месте прокола. Это позволяет избежать осложнений в месте забора крови. НОК осуществляют с помощью источника синего света, и/или ультрафиолетового, и/или лазерного излучения, направленного перпендикулярно к облучаемому кровеносному сосуду.

За счет отличительных признаков изобретения проявляется новый более высокий, по сравнению с прототипом, результат, заключающийся в качественном улучшении эффективности лечения острой и хронической почечной недостаточности, в частности, в предупреждении или уменьшении интенсивности побочных эффектов и осложнений детоксикации организма. Это достигается путем комбинированного применения двух способов детоксикации организма - гемодиализа в сочетании с экстракорпоральным облучением крови в экстракорпоральном контуре для детоксикации организма, а также дополнительного надвенного облучения крови в местах забора и возврата крови пациенту.

Графические изображения

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для детоксикации организма, где 1 - артериальная игла или артериальная фистульная игла, введенная в периферическую артерию или фистулу, для забора крови от пациента; 2 - жидкостной контур циклической кровопроводящей магистрали, 3 - датчик артериального давления, 4 - кровяной насос, состоящий из роликового перфузионного насоса, 5 - блок предварительного облучения крови электромагнитным излучением, 6 - гепариновый насос, 7 - диализатор, 8 - магистраль системы подачи диализата, 9 - насос системы подачи диализата, 10 - подаваемый диализат, 11 - магистраль системы выпуска диализата, 12 - отработанный диализат, 13 - блок облучения крови, прошедшей через диализатор, электромагнитным излучением, 14 - воздухоуловитель, 15 - датчик венозного давления, 16 - венозная игла или венозная фистульная игла, введенная в периферическую вену или фистулу для возврата крови в сосудистое русло пациенту, 17 - блок надвенного облучения крови в области забора крови от пациента в месте введения артериальной фистульной иглы в сосудистое русло пациента, 18 - блок надвенного облучения крови в области возврата крови в сосудистое русло пациента в месте введения венозной фистульной иглы.

Описание работы устройства поясняется рисунком. Общий принцип функционирования устройства, реализующего способ детоксикации организма путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, состоит в следующем: через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу (1), кровь от пациента поступает в кровопроводящую магистраль экстракорпоральной системы детоксикации организма (2), протекает через датчик артериального давления (3), при этом датчик артериального давления измеряет артериальное давление в пределах от -150 мм рт.ст. до +300 мм рт.ст. Затем роликовым перфузионным насосом (4) кровь перемещается через замкнутые последовательно в жидкостной контур стерильные соединительные шланги кровопроводящей магистрали, где она с помощью блока предварительного облучения (5) подвергается облучению синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением, затем в кровь поступает гепарин через гепариновый насос (6), после чего кровь с заданным расходом поступает в массообменное устройство - диализатор (7), где через полые волокна прокачивается кровь со скоростью от 150 до 450 мл/мин, а снаружи волокна со стенками из полупроницаемых мембран омываются диализирующим раствором (10), поступающим из системы подачи диализата (8) посредством насоса (9); отработанный диализирующий раствор (12) поступает в систему выпуска диализата (11), а кровь, прошедшая через диализатор (7), подвергается облучению через блок облучения крови, прошедшей через диализатор, синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением (13), потом попадает в воздухоуловитель (14), в котором она освобождается от пузырьков воздуха, а затем, пройдя датчик венозного давления (15), который измеряет венозное давление в пределах от -50 мм рт.ст. до +320 мм рт.ст., кровь возвращается в сосудистое русло пациента, а именно в периферическую вену через венозную иглу или венозную фистульную иглу, введенную в периферическую вену или фистулу (16). Через блок надвенного облучения крови в области забора крови от пациента в месте введения артериальной фистульной иглы в сосудистое русло пациента (17) и блок надвенного облучения крови в области возврата крови в сосудистое русло пациента в месте введения венозной фистульной иглы (18) происходит облучение места забора и места возврата крови синим светом, и/или ультрафиолетовым, и/или лазерным излучением.

Процедура детоксикации неоднократно повторяется.

Пример использования изобретения

Больная Н., 49 лет. С диагнозом хронический гломерулонефрит, гипертонический вариант, хроническая почечная недостаточность III стадии 2,5 года находится на бикарбонатном гемодиализе 3 раза в неделю. Жалобы на озноб, недомогание, повышенное артериальное давление. По анализам отмечены лейкоцитоз и повышение СОЭ. Гемодиализ проводили по 3-4 часа. Сосудистый доступ - артериовенозная фистула. Скорость потока крови 200 мл/мин. Помимо регулярных сеансов гемодиализа получала облучение крови ультрафиолетовым излучением путем пропускания циркулирующей в экстракорпоральном контуре крови через проточную кварцевую кювету (10 сеансов), а также надвенное облучение крови в области сосудистого доступа. Надвенное лазерное облучение крови осуществлялось в двух вариантах: сперва низкоинтенсивным лазерным излучением с длиной волны 405 нм, мощностью 1,5 мВт с экспозицией 10-15 мин, затем кровь облучали синим светом (длина волны 420-480 нм, мощность 0,4 Вт с экспозицией до 30 мин).

Отслеживалась динамика температуры тела, производился забор общего анализа крови до и после курса.

В результате проведения процедур отмечены: улучшение общего самочувствия больной, нормализация температуры тела, исчезновение озноба, уменьшение слабости, в общем анализе крови отмечено уменьшение СОЭ и лейкоцитоза. Артериальное давление после гемодиализа было стабильным. Выраженный эффект отмечен по динамике лейкоцитарного индекса интоксикации: уже после первых процедур показатель снизился более чем на 50%. Комплексное применение заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови оказало выраженный эффект на гемореологию: улучшилась агрегация эритроцитов и тромбоцитов, удельная вязкость крови также имела тенденцию к снижению.

Надвенное лазерное облучение крови привело к уменьшению вязкости крови и увеличению эластичности эритроцитов, оказав бактерицидное и тромболитическое действие, а также простимулировало местный фактор иммунной защиты в месте прокола, что позволило избежать осложнений в местах забора и возврата крови.

Было рекомендовано продолжить комбинированное применение заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови для профилактики осложнений и при наличии показаний.

Способ детоксикации организма путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови показал свою применимость как значительно повышающий эффективность процесса детоксикации организма больных почечной недостаточностью. Под действием электромагнитного излучения, оказывающего деструктивный эффект на токсические метаболиты и бактериальные токсины, происходило их выведение из сосудистого русла и значительно снижались токсические свойства крови.

Источники информации

1. Мокеев И.Н. Инфузионно-трансфузионная терапия: Справочник / М.: Издатель Мокеев, 1998. - 232 с.

2. Лужников Е.А. Клиническая токсикология / М.: Медицина, 1994. - 256 с.

3. Н.А. Лопаткин, Ю.М. Лопухин. Эфферентные методы в медицине / М.: Медицина, 1989. - 351 с.

4. Эфферентная терапия / Под ред. Костюченко А.Л. - СПб., 2000. - 425 с.

5. Гринвальд В.М., Киселев Б.Л., Максимов Е.П., Хайтлин А.И. Аппаратура искусственного очищения крови / Под ред. академика РАМН В.А. Викторова. - М.: ЗАО "ВНИИМП-ВИТА", 2002. - 230 с.

6. Искусственные органы. Под ред. В.И. Шумакова. - М.: Медицина, 1990. - 272 с.

7. Патент РФ №2086264.

8. Патент РФ №2154499.

9. Дуткевич И.Г. Новые методы фотогемотерапии / И.Г. Дуткевич, А.В. Марченко. СПб.: Изд-во СПб МАЛО, 1993. - 45 с.

10. Дуткевич И.Г. Экстракорпоральная фотогемотерапия / И.Г. Дуткевич, А.В. Марченко, С.А. Снопов. СПб.: «Наука», 2006. - 400 с.

11. Карандашов В.И. Квантовая терапия / В.И. Карандашов, Е.Б. Петухов, В.С. Зродников. М.: Медицина, 2004. - 336 с.

12. Карандашов В.И. Фотогемотерапия (светолечение) / В.И. Карандашов, Е.Б. Петухов. М.: Медицина, 2001. - 392 с.

13. Карандашов В.И. Ультрафиолетовое облучение крови / В.И. Карандашов, Е.Б. Петухов. М.: Медицина, 1997. - 223 с.

14. Ветчинникова О.Н. Экстракорпоральное ультрафиолетовое облучение крови в медицине: Монография / О.Н. Ветчинникова, И.Н. Пиксин, А.Н. Калинин. - М.: Издатель Е. Разумова, 2002. - 264 с.

15. Патент РФ №2012389.

16. Патент США №2006/0210424 А1, Sep.21, 2006.

17. Патент США №2007/0262020 A1, Nov. 15, 2007 - прототип.

18. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. - Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1998. - 384 с.

19. Tuchin V. Tissue optics. Light scattering methods and instruments for medical diagnostic // Tutorial Texts, 2000, Vol. TT38. - SPIE Press. - 378 p.

20. Патент США №6586172 B1, Jul. 1, 2003.

21. Александров M.T. Лазерная клиническая биофотометрия (теория, эксперимент, практика). Мир биологии и медицины / Издательство « Техносфера», 2008. - 584 с.

Группа изобретений относится к медицинской технике, нефрологии, урологии, токсикологии и реаниматологии, системам заместительной терапии (ЗТ) и детоксикации и может быть использована в лечении больных с почечной недостаточностью, для замещения утраченной функции выведения метаболитов и токсических веществ из организма. ЗТ сочетают с экстракорпоральным облучением крови, для чего производят забор крови от пациента через артериальную иглу (АИ) или артериальную фистульную иглу (АФИ), введенную в периферическую артерию или фистулу, пропускание крови через жидкостной контур кровопроводящей магистрали по стерильным соединительным шлангам, прохождение крови через облучатель крови электромагнитным излучением (ЭМИ), установленный перед диализатором, подключенным к системам впуска и выпуска диализата. Проводят повторное облучение крови, возвращение ее пациенту в периферическую вену или фистулу. При этом измеряют артериальное давление (АД) перед насосом крови и венозное давление (ВД) перед возвратом крови пациенту. Проводят гепаринизацию перед введением крови в диализатор, причем диализат поступает в него из системы впуска посредством насоса. После повторного облучения кровь поступает в воздухоуловитель (ВУ). Дополнительно проводят надвенное наружное облучение крови ЭМИ одновременно в области забора крови и в области возврата крови пациенту. Для осуществления способа используют устройство, включающее АИ или АФИ, замкнутые последовательно в жидкостной контур стерильные соединительные шланги циклической кровопроводящей магистрали, кровяной насос, блок предварительного облучения крови ЭМИ, диализатор с подключенными к нему блоками впуска и выпуска диализата, блок облучения ЭМИ крови, прошедшей через диализатор, венозную иглу или венозную фистульную иглу. Причем перед насосом крови установлен датчик АД, после ВУ перед возвратом крови пациенту установлен датчик ВД. Перед диализатором установлен гепариновый насос, после блока облучения крови, прошедшей диализатор, установлен ВУ. В области забора крови и в области возврата крови в сосудистое русло пациента установлены два блока надвенного облучения крови ЭМИ. В качестве ЭМИ используют синий свет или ультрафиолетовое или лазерное излучение. Процесс облучения неоднократно повторяют и проводят непрерывно в течение сеанса детоксикации, не менее 3 ч. Это позволяет проводить качественную детоксикацию больных с почечной недостаточностью, предупредить побочные эффекты и осложнения, в том числе, в местах сосудистого доступа. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ детоксикации организма путем комбинированного применения заместительной почечной терапии в сочетании с экстракорпоральным облучением крови, включающий: забор крови от пациента через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу, пропускание крови через жидкостной контур кровопроводящей магистрали по стерильным соединительным шлангам, прохождение крови через облучатель крови электромагнитным излучением, установленный перед диализатором, подключенным к системам впуска и выпуска диализирующего раствора, проведение повторного облучения крови электромагнитным излучением, возвращение крови пациенту в периферическую вену или фистулу, отличающийся тем, что осуществляют измерение давления в магистрали крови в двух точках: артериального давления перед насосом крови и венозного давления перед возвратом крови пациенту, осуществляют гепаринизацию перед введением крови в диализатор, причем диализирующий раствор поступает в диализатор из системы впуска диализата посредством насоса, а после повторного облучения крови она поступает в воздухоуловитель, кроме того, дополнительно осуществляется надвенное наружное облучение крови электромагнитным излучением одновременно в области забора крови от пациента через артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, введенную в периферическую артерию или фистулу, и в области возврата крови пациенту через венозную иглу или венозную фистульную иглу, введенную в периферическую вену или фистулу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электромагнитного излучения, облучающего кровь, используется синий свет, или ультрафиолетовое излучение, или лазерное излучение.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что длина волны излучения синего света лежит в диапазоне 420-480 нм.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что длина волны лазерного излучения лежит в диапазоне от 850 до 1300 нм ближнего ИК-диапазона.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс облучения крови электромагнитным излучением неоднократно повторяется и проводится непрерывно в течение длительности сеанса детоксикации, но не менее 3 часов.

6. Устройство для детоксикации организма, включающее в себя артериальную иглу или артериальную фистульную иглу, замкнутые последовательно в жидкостной контур стерильные соединительные шланги циклической кровопроводящей магистрали, кровяной насос, блок предварительного облучения крови электромагнитным излучением, диализатор с подключенными к нему блоками впуска и выпуска диализата, блок облучения крови, прошедшей через диализатор, электромагнитным излучением, венозную иглу или венозную фистульную иглу, отличающееся тем, что перед насосом крови установлен датчик артериального давления, после воздухоуловителя перед возвратом крови пациенту установлен датчик венозного давления; перед диализатором установлен гепариновый насос, поступление диализирующего раствора из блока впуска диализата в диализатор осуществляется с помощью насоса, после блока облучения крови, прошедшей диализатор, установлен воздухоуловитель, а в области забора крови от пациента в месте введения артериальной фистульной иглы в сосудистое русло пациента и в области возврата крови в сосудистое русло пациента в месте введения венозной фистульной иглы установлены два блока надвенного облучения крови электромагнитным излучением.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве воздухоуловителя используется ультразвуковая венозная ловушка воздуха или оптический детектор воздуха.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве гепаринового насоса используется насос шприцевого типа или перистальтический насос.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве источника для облучения крови электромагнитным излучением используются два светодиода.

10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве источника электромагнитного излучения используется ртутная лампа ДРТ-2-100 совместно с фильтром, позволяющим выделить узкий спектр синего света в диапазоне 430-470 нм или ртутная лампа с синим люминофором, излучающая в диапазоне длин волн 420-480 нм и максимумом 435,5 нм.

11. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве источника электромагнитного излучения используют лазерное излучение посредством полупроводникового лазера.

12. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве кровопроводящей магистрали в блоке облучения крови используется проточная кювета многократного применения из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала или проточная одноразовая полимерная кювета.

13. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве источника электромагнитного излучения используют ультрафиолетовое излучение посредством эксимерного лазера с длиной волны 313 нм и энергией 0,3 мДж или люминесцентной эритемной лампы с максимумом излучения на 313 нм или дуговой бактерицидной лампы с максимумом излучения на 253,7 нм.

14. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что блоки надвенного облучения крови электромагнитным излучением объединены в один блок с двумя источниками излучения.