ПЛАЗМОФИЛЬТР И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ Российский патент 2018 года по МПК A61M1/34 

Группа изобретений относится к плазмофильтру для мембранной фильтрации плазмы крови, в частности к спиральному плазмофильтру, а также к способу его сборки. Группа изобретений может быть использована при серийном производстве плазмофильтра, а плазмофильтр - при проведении терапевтического или донорского фильтрационного плазмафереза в медицине и ветеринарии.

Для извлечения плазмы пациентов с лечебной целью и заготовки плазмы доноров часто используют метод ее мембранной микрофильтрации с помощью плоских [1, 2], половолоконных [3] и в последнее время спиральных плазмофильтров [4]. Перечисленные устройства под действием трансмембранного давления крови, создаваемого аппаратами [5], ручным приводом или посредством гравитации [6], разделяют тангенциальный поток крови, текущий вдоль мембран плазмофильтра, на поток плазмы и на поток деплазмированной крови с повышенным гематокритом, состоящей в основном из форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

Известно, что габариты плазмофильтров должны быть как можно меньше, а конструкция таковой, чтобы свести к минимуму неустранимую кровопотерю пациента или донора, необходимую для начального заполнения свободного пространства плазмофильтра, а также минимизировать остаточный объем целевого продукта - плазмы, которая задерживается в плазмофильтре и не может быть извлечена. Кроме того, необходимо иметь такую конструкцию плазмофильтра, которая обеспечивает минимальный контакт крови, перфузируемой через плазмофильтр, с поверхностью мембраны при оптимальном сохранении всех остальных характеристик, в первую очередь, производительность фильтрации плазмы. Минимальная площадь контакта мембраны с кровью снижает негативное воздействие чужеродного материала на кровь, который даже при его высокой гемосовместимости все же активирует систему коагуляции крови и плазмы. Запускаются процессы адгезии тромбоцитов, агрегирования других клеток крови, что приводит к тромбированию плазмофильтра, быстрому снижению скорости фильтрации плазмы, а также оказывается нежелательное воздействие на кровь пациента или донора. Требование «минимальности» относится ко всем остальным элементам плазмофильтра: дистанционные и сепарационные сетки, компоненты корпуса и т.п., которые контактируют с кровью и плазмой.

Так, плоскорамные плазмофильтры ПФМ-800 [1] и ПФМ-01-ТТ [2], созданные на основе трековых мембран, имеют относительно большой объем заполнения кровью соответственно 20 и 25 мл, а остаточный объем плазмы около 40 мл. Лучший половолоконный плазмофильтр 3М PlasCure 03 [3] - соответственно 37 и 67 мл. Площадь мембран в плазмофильтрах ПФМ-800/ПФМ-01-ТТ/3М PlasCure 03, контактирующих с кровью, равна соответственно 1300/1800/3500 см². При этом производительность по плазме перечисленных плазмофильтров, а также спирального плазмофильтра [4], выбранного в качестве прототипа, составляет 20-30% от потока крови, перфузируемой через него. Несмотря на то что этот плазмофильтр обладает лучшими характеристиками: объем заполнения кровью - 15 мл, плазмы - 30 мл, площадь мембраны - 650 см², спиральная конструкция позволяет еще больше минимизировать его ключевые параметры путем совершенствования конструкции и способа сборки, предложенных в настоящем изобретении, при сохранении высокой производительности фильтрации плазмы. Компактный плазмофильтр необходим в ветеринарии, педиатрии и для получения плазмы у маловесных доноров.

Недостатком известного способа [7] сборки спиральных фильтров является необходимость герметизации объединяемых вместе множества фильтрующих мембранных единиц, которая трудоемка и не всегда надежна. Кроме того, большая ширина контуров герметизации фильтрующих единиц, в области которых мембрана не фильтрует, значительно уменьшает полезную фильтрующую площадь дорогостоящих мембран плазмофильтра. К тому же небольшой дефект в герметизации в виде микроотверстия даже в одной фильтрующей единице приводит к выбраковыванию донорской плазмы или прекращению процедуры лечебного плазмафереза. В плоскорамных конструкциях плазмофильтров ПФМ содержится 15-20 фильтрующих единиц, каждая из которых состоит из двух мембран и двух сеток: для крови и плазмы, т.е. необходимо герметизировать по периметру рамок 60-80 элементов. В половолоконных плазмофильтрах - еще больше, необходимо объединить вместе и загерметизировать до 1000 мембранных фильтрующих единиц. Чем больше мембранных единиц необходимо загерметизировать, тем больше вероятность нарушения герметичности. Как правило, ширина контура герметизации составляет 7-10 мм, например, у плоскорамных плазмофильтров ПФМ, что приводит к значительному уменьшению рабочей поверхности мембраны и потере фильтрующей площади мембраны в области швов. Неработающая в области швов большая площадь мембраны продолжает активировать систему коагуляции крови. Уменьшить контур герметизации у плазмофильтров серии ПФМ не удается, так как их лавсановая трековая мембрана слабоадгезивна к герметикам. К тому же давление крови в ПФМ стремится оторвать друг от друга мембраны, скрепленные контуром герметизации.

Спиральный плазмофильтр [4] содержит всего одну спиральную мембранную единицу. В силу этого, а также высокой адгезивности используемой мембраны, конструкции мембранного блока, в котором давление крови не отрывает, а прижимает друг к другу мембраны в контуре герметизации, плазмофильтр обладает низкой вероятностью нарушения герметичности. Тем не менее, спиральный плазмофильтр также имеет достаточно широкие швы 5-7 мм, т.к. применялась традиционная технология сборки и герметизации. По мере спиральной намотки на центральную коллекторную трубку мембраны постепенно проклеивали путем нанесения клеевой композиции по краям. После склейки и сушки торцы спирального блока подрезали. Такая технология не позволяла получать тонкие, герметичные и надежные швы. Предложенный в настоящем изобретении способ сборки и герметизации плазмофильтра позволил решить эту задачу.

Задачей группы изобретений является улучшение характеристик спирального плазмофильтра путем усовершенствования конструкции, упрощения и ускорения способа сборки его мембранного фильтрующего блока.

Технический результат состоит в уменьшении потери крови пациента или донора при заполнении плазмофильтра, остаточного объема плазмы в нем, и достижении минимально возможной площади контакта крови с мембраной, при сохранении высокой производительности фильтрации плазмы.

Дополнительный технический результат состоит в экономии материалов и повышении надежности герметизации мембранного фильтрующего блока.

Поставленная задача решена, а технический результат достигнут тем, что плазмофильтр содержит мембранный блок, выполненный в виде спирали, плотно намотанной при равномерном натяжении вокруг закрытого с одной стороны перфорированного трубчатого коллектора и состоящей из двух мембранных полотен, проложенных внутренней сеткой с образованием канала для тока плазмы и наружной сеткой с образованием канала для перфузии крови, причем мембраны герметично соединены с трех сторон по периметру и по линии сопряжения с коллектором. Мембранный блок обернут водонепроницаемой пленкой, предотвращающей разматывание, и установлен в цилиндрическом корпусе, который имеет верхнюю крышку с выходным каналом для деплазмированной крови и нижнюю крышку с входным каналом для крови и выходным каналом для плазмы. Коллектор имеет плоское основание и выполнен из толстостенной трубки, внешний диаметр которой много больше внутреннего. Нижняя крышка содержит перфорированный в центре цилиндрический плоский выступ, высота которого много меньше основания, а диаметр основания равен или меньше внешнего диаметра коллектора. Сетки сплетены ситовым плетением из монофиламентного волокна с образованием прямоугольных ячеек, которые расположены под углом к направлению тока крови и плазмы, причем внешняя сетка канала крови имеет более плотное плетение и в несколько раз меньшую толщину, чем внутренняя сетка канала плазмы. Мембранный блок, установленный на плоский выступ нижней крышки, герметично с ним сопряжен по плоскости основания коллектора, а нижней и верхней частью своей боковой поверхности - с корпусом. Верхняя крышка снизу содержит канавки, сходящиеся к выходному каналу, а вверху - открытую полость, установлена на мембранный блок без зазора, герметично сопрягаясь с корпусом.

Кроме того, мембранный блок может быть собран из мембран, выбираемых среди трековых, анизотропных или композитных микрофильтрационных или ультрафильтрационных мембран.

Герметичное сопряжение деталей плазмофильтра может быть выполнено с использованием вязких герметиков, выбираемых из силиконовых, одно- или двухкомпонентных полиуретановых композиций.

Целесообразно входной канал для крови и выходные каналы для деплазмированной крови и плазмы изготовить так, чтобы они имели конусную боковую поверхность для надежной вклейки в крышки трубок диализных и трансфузионно-инфузионных магистралей по их внешнему диаметру.

Также целесообразно, чтобы входные каналы для крови и выходные каналы для деплазмированной крови и плазмы были выполнены в виде конусных соединений Луер-слип или конусно-винтовых соединений Луер-Лок для разъемного присоединения к коннекторам трубок диализных или трансфузионно-инфузионных магистралей, имеющих такие же соединения.

Углы наклона прямоугольных ячеек сеток, лежащих в каналах крови и плазмы, к направлениям тока крови и плазмы в них, должны находиться в диапазоне 45±25°, предпочтительно 45±15°, преимущественно 45±5°.

Сетки могут быть сплетены из полиамидных или полиэфирных монофиламентных волокон одинаковой или разной толщины.

Кроме того, толщина сетки, лежащей в канале крови, находится в диапазоне от 0,1 до 0,4 мм, предпочтительно от 0,15 до 0,3 мм, преимущественно от 0,2 до 0,25 мм.

Кроме того, толщина сетки, лежащей в канале плазмы, находится в диапазоне от 0,2 до 1,0 мм, предпочтительно от 0,3 до 0,8 мм, преимущественно от 0,4 до 0,6 мм.

Шаг плетения сетки, лежащей в канале крови, должен находиться в диапазоне 20-50, предпочтительно 25-45, преимущественно 30-40 волокон на см, а сетки, лежащей в канале плазмы, - в диапазоне 5-30, предпочтительно 10-25, преимущественно 15-20 волокон на см.

Трубка коллектора может иметь внутренний диаметр в диапазоне от 1,0 до 2,5 мм, преимущественно от 1,5 до 2,0 мм, а ее внешний диаметр - в диапазоне от 10 до 25 мм, преимущественно от 15 до 20 мм.

Целесообразно, чтобы высота плоского выступа нижней крышки была не ниже 0,5 мм и не выше 3,0 мм, преимущественно 1,5-2,0 мм.

Удобно изготовить канавки верхней крышки сходящимися к выходному отверстию в виде множества лучей, или в виде многозаходных спиралей, или в виде их комбинаций, причем канавки могут иметь поперечное сечение, выполненное в виде полукруга или полуовала, или многоугольника.

Поставленная задача решена, а технический результат получен также с помощью способа сборки плазмофильтра, включающего формирование, сборку и герметизацию мембранного блока, его установку в корпус и совместную герметизацию с ним. В корпусе после намотки на коллектор мембран и сеток торцы мембран, содержащие сетку канала плазмы, герметизируют вместе с сеткой, открытый конец коллектора закрывают эластичной съемной заглушкой. Мембранный блок оборачивают водонепроницаемой пленкой и устанавливают внатяг в упругий уплотнитель корпуса ширококорпусного шприца, с помощью которого под давлением вводят вязкий герметик в его торец, шприц удаляют, очищают остатки герметика с торца мембранного блока. Те же действия повторяют с противоположным торцом. Ожидают затвердения герметика, удаляют заглушку, после чего торцы подрезают так, чтобы вскрылся канал перфузии крови, а каналы тока плазмы остались бы закрытыми и герметичными. Собранный и загерметизированный мембранный блок вставляют в корпус плазмофильтра и совместно герметизируют его по сопрягающимся с корпусом поверхностям.

Для пояснения изобретения ниже приведен пример конкретного исполнения плазмофильтра, который содержит мембранный блок, выполненный в виде спирали и установленный в корпус. Схематическое изображение плазмофильтра представлено в виде его осевого разреза со ссылками на фиг. 1, где 1 - канавки верхней крышки (вид снизу), 2 - выходное отверстие для деплазмированной крови, 3 - верхняя крышка, 4 - выходной канал для деплазмированной крови, входной канал для крови и выходной канал для плазмы, 5 - открытая полость верхней крышки, 6 - герметизирующее уплотнение верхней и нижней частей боковой поверхности мембранного модуля, 7 - герметик, формирующий канал плазмы, закрытый с 3-х сторон, 8 - отверстие в коллекторе для сбора плазмы, 9 - коллектор, 10 - внутренний канал коллектора, 11 - цилиндрический корпус, 12 - водонепроницаемая пленка, 13 - сетка в канале плазмы, 14 - сетка в канале крови, 15 - мембраны, 16 - входная полость для крови, 17 - нижняя крышка, 18 - плоский выступ нижней крышки.

Стрелками показаны направления входа крови, выхода деплазмированной крови и плазмы из плазмофильтра.

На фиг. 2 для пояснения способа сборки плазмофильтра представлен осевой разрез его мембранного блока в сборе с ширококорпусным шприцем, который используют на этапе герметизации мембранного блока, где: 19 - поршень шприца, 20 - корпус, 21 - шкала, 7 - вязкий герметик, 22 - упругий уплотнитель шприца, 23 - канал тока плазмы, состоящий из двух мембранных полотен, проложенных сеткой, 24 - канал перфузии крови, состоящий из тех же мембранных полотен, проложенных сеткой, 8 - водонепроницаемая пленка, 25 - упор.

Плазмофильтр выполнен из гемосовместимых, гипоаллергенных, апирогенных, нетоксичных полимерных и эластомерных материалов, стерилен, однократного применения.

Среди трековых, анизотропных и композитных мембран, которые могут быть использованы для сборки мембранного модуля, наилучшей совокупностью свойств для плазмофильтрации и минимальной травмы крови обладают композитные мембраны с фторопластовым или поливинилиденфторидным гидрофилизированным селективным слоем. Эти материалы обладают высокой гемосовместимостью и инертны по отношению к клеткам крови.

Микрофильтрационные мембраны с размером пор 0,2-0,8 мкм позволяют фильтровать плазму из крови, а ультрафильтрационные мембраны с размером пор 0,02-0,06 мкм - разделять плазму на фракции, содержащие низко- и высокомолекулярные компоненты, например, соответственно ЛПВП и ЛПНП. При этом конструкция плазмофильтра не изменяется в зависимости от вида используемой мембраны. Фильтр, сохраняя конструкцию и способ своей сборки, приобретает свойства либо микрофильтра, т.е. плазмофильтра, либо ультрафильтра, т.е. плазмосепаратора.

Герметики, выполненные из силиконовой, одно- или двухкомпонентной полиуретановой композиции, за счет своей густоты и вязкости, лежащей в диапазоне от 5 до 15 тыс. мПа*с (по Брукфильду НВТД, 10 об/мин), и плотности, большей, чем у воды, позволяют реализовать новый способ герметизации и сборки мембранного блока по настоящему изобретению.

Конусная боковая поверхность с наклоном 1-2° для входных и выходных каналов плазмофильтра позволяет склеивать или сваривать с корпусом трубки трансфузионно-инфузионных или диализных магистралей, имеющих внешний диаметр по стандарту ISO. Таким путем плазмофильтр уже на стадии производства неразъемно соединяют с магистралью конкретного аппарата и совместно стерилизуют. Этот целостный комплект врач легко и быстро, без дополнительных соединений, устанавливает на аппарат. Если входные и выходные каналы для крови и плазмы выполнены в виде разъемных Луер-Лок или Луер-слип соединений, то в этом случае плазмофильтр поставляется отдельно от магистрали и только на месте применения может быть присоединен в асептических условиях к имеющимся специализированным магистралям любых аппаратов, присоединительные элементы которых выполнены по стандарту ISO.

Если сетки расположить в каналах крови и плазмы так, чтобы их волокна были направлены вдоль тока крови или плазмы, то края сеток не удается герметизировать, т.к. волокна обсыпаются по краям. Угловое расположение устраняет этот недостаток. Лучших результатов достигают, когда сетки располагают под углом, близким к 45° к направлениям тока крови и плазмы. Плетение сеток из горизонтальных и вертикальных волокон разной толщины уменьшает гидродинамическое сопротивление, если их расположить в мембранном блоке так, чтобы направление потока крови и плазмы было перпендикулярно тонким волокнам. При этом разнотолщинные волокна должны быть скреплены между собой.

Сетки, сплетенные из полиамидных или полиэфирных монофиламентных волокон, имеют высокий коэффициент адгезии к силиконовым или полиуретановым герметикам, что позволяет надежно герметизировать каналы крови и плазмы, в отличие от, например, полиэтиленовых сеток.

Сетки толщиной от 0,1 до 0,4 мм и частотой плетения от 20 до 50 волокон на см, лежащие в канале крови, создают низкое сопротивление потоку крови. Сетки с толщиной от 0,2 до 0,25 мм формируют еще и узкий канал крови, необходимый для того, чтобы отделять плазму не только из областей близко к прилегающих к мембране, а из всего объема, протекающего через канал крови во всем диапазоне скоростей перфузии крови, который используют на практике при плазмаферезе.

Сетки толщиной от 0,2 до 1,0 мм и частотой плетения от 5 до 30 волокон на см, лежащие в канале плазмы, также создают небольшое сопротивление потоку плазмы. Сетки толщиной от 0,4 до 0,6 мм - еще меньшее сопротивление. Эти же сетки с более тонкими волокнами и с большей частотой плетения неприемлемы, так как создают избыточное гидравлическое сопротивление в безнапорном канале плазмы, которое не преодолимо даже при высоком трансмембранном давлении - 250 мм рт. ст, приводящем к травме крови. Толстые волокна сеток - больше указанных размеров, не рационально занимают полезный объем корпуса плазмофильтра, где могло бы разместиться больше рабочей поверхности мембраны.

Внутренний канал трубки коллектора должен иметь диаметр в диапазоне от 1,5 до 2,0 мм, чтобы, с одной стороны, не создавать большое сопротивление потоку плазмы при скоростях течения до 50-100 мл/мин, а с другой стороны, обеспечивать минимальный внутренний объем, в котором задерживается плазма после окончания процедуры плазмафереза. Скорости течения фильтруемой плазмы свыше указанных не применяются в медицинской практике, так как отбор плазмы из кровотока пациента или донора в объеме 3-6 л/ч не физиологичен и опасен. Экспериментально определено, что внешний диаметр коллектора должен находиться в диапазоне от 10 до 25 мм. При диаметре меньшем 10 мм не удается плотно намотать на коллектор мембраны и сетки в силу их большой упругости. Если диаметр больше 25 мм, то сильно уменьшается полезный объем корпуса плазмофильтра, в котором можно поместить мембранный блок с большей площадью мембраны и тем самым повысить коэффициент компактности плазмофильтра - см²/см³.

Высота плоского выступа нижней крышки меньше 0,5 мм сильно ограничивает объем входного пространства для крови, что приводит к недопустимому гидравлическому сопротивлению и не позволяет крови равномерно распределяться и течь по каналу крови, а высота выступа больше 3 мм значительно увеличивает объем заполнения кровью плазмофильтра, который должен стремиться к минимуму. Диаметр плоского выступа должен быть равен или меньше внешнего диаметра коллектора мембранного блока. В противном случае он перекрывает часть канала крови, причем первые витки мембранной спирали наиболее эффективные для фильтрации плазмы.

Канавки в нижней части верхней крышки корпуса плазмофильтра необходимы, т.к. они позволяют свести к минимуму верхнее пространство корпуса, необходимое для вывода деплазмированной крови. В этом случае можно установить верхнюю крышку без зазора, непосредственно оперев ее на верхнюю плоскость коллектора плазмы. Для беспрепятственного тока деплазмированной крови достаточно шести канавок полукруглой формы - 0,8-1 мм, лучами, сходящимися к выходному каналу крышки. Каналы могут быть любой формы и количества, но общая площадь их поперечного сечения не должна быть меньше 1,5-2,5 мм². В этом случае деплазмированная до 70% гематокрита кровь течет без значительных препятствий при скоростях перфузий до 150 мл/мин.

Наружная накопительная полость объемом 3-5 мл верхней крышки корпуса плазмофильтра нужна для сбора капель физиологического раствора или крови, чтобы они не попали на операционное поле. Капли могут появиться при начальном присоединении плазмофильтра к магистрали, заполненной физраствором, а также в случае необходимости его замены по ходу процедуры плазмафереза.

Ниже приведены параметры (отклонение от средних величин ±10%) мембранного блока, изготовленного по предложенному техническому решению для последующей сборки и герметизации, согласно предложенному способу. Габариты мембранного цилиндрического блока ∅/Н=32/28 мм, размеры трубчатого коллектора ∅_вн./ ∅_наруж. = 1,5/13 мм. Мембрана - композитная микрофильтрационная с толщиной фильтрующего поливинилиденфторидного слоя 10 мкм, поверхностной пористостью - 80%, средний размер пор 0,4 мкм. Площадь мембраны около 450 см². Сетка канала плазмы: ситовое ортогональное плетение из монофиламентных полиамидных волокон, диаметром 0,25 мм, частота плетения - 20 волокон на см. Сетка канала крови: ситовое ортогональное плетение из монофиламентных полиамидных волокон, диаметром 0,12 мм, частота плетения - 40 волокон на см. Сетки расположены под углом 45° к направлениям тока крови и плазмы.

Характеристики способа сборки и герметизации изготовленного мембранного блока и плазмофильтра следующие. Вначале собирают и герметизируют мембранный блок, после чего его размещают в корпусе плазмофильтра и совместно герметизируют по сопрягающимся поверхностям. В качестве герметика используют двухкомпонентную композицию А:Б, где А - предполимер Б-234 - основа, Б - касторовое масло - инициатор. Соотношение А:Б подобрано так, чтобы после смешивания образовалась композиция с вязкостью 10 мПа*с по Брукфильду НВТД и временем отверждения не менее 20-30 минут. Подготовленную вязкую композицию заправляют в ширококорпусный шприц (фиг. 2). Мембранный блок со стороны, где вставлена съемная заглушка, преодолевая сопротивление упругого уплотнителя 22, с усилием продвигают внутрь корпуса 20 шприца, как показано на фиг. 2. Опирают его на упор 25 и медленно вводят 5 мл композиции под давлением и 50-100 кПа. Шприц удаляют. Остатки герметика счищают с торца. Ожидают затвердения герметика. Удаляют заглушку и повторяют манипуляции с противоположным торцом мембранного блока. Последовательность герметизации торцов должна соблюдаться, т.к. в противном случае воздух запирается в мембранном блоке и не позволяет его загерметизировать. Герметик проникает в канал плазмы глубже, чем в канал крови, который имеет в несколько раз большее гидравлическое сопротивление, чем канал плазмы. Обусловлено это тем, что канал крови в 4,2 раза уже канала плазмы, и плотность плетения сетки канала крови примерно в 4 раза больше, чем сетки в канале плазмы. Каждый торец мембранного блока подрезают по линии А-А, вскрывая тем самым канал крови и сохраняя герметичность канала плазмы. Уровень реза можно контролировать визуально, так как боковая поверхность мембранного блока прозрачна.

В отличие от прототипа герметизация мембранного блока значительно упрощена и ускорена, т.к. герметичные швы мембранного блока формируют сразу, а не путем постепенного проклеивания по мере свертывания мембранно-сеточной спирали.

Изготовленный и загерметизированный описанным способом мембранный блок имеет прочные герметичные швы шириной 2±0,5 мм. Общая площадь мембраны, контактирующая с кровью - 340 см². Полезная рабочая площадь, фильтрующая плазму, - 275 см². Коэффициент использования мембраны - 81%, что в 1,4 раза лучше, чем у аналогов - плоскорамных фильтров серии ПФМ. Кроме того, мембраны использовано в 2,3 раза меньше, при этом на столько же уменьшена площадь контакта мембраны с кровью.

Производительность плазмофильтра, объем его заполнения кровью и остаточный объем плазмы измерены в экспериментах ex-vivo с перфузией цельной бычьей крови с гематокритом Ht - 32% и общим белком - 60 г/л при температуре 37°С. Объем заполнения плазмофильтра кровью составил: 5±10% мл, остаточный объем плазмы - не более 3±10% мл. При часто используемой скорости перфузии крови, около 100 мл/мин, и давлении на входе плазмофильтра не более 180 мм рт. ст. перепад давления на входе и выходе крови из плазмофильтра составил 90 мм рт. ст. Производительность по плазме - 30±3% от потока перфузируемой крови сохранялась в течение 2-х часов при незначительном снижении начальной производительности на 6-8% к концу перфузии.

Таким образом, предложенный плазмофильтр, изготовленный по предложенному способу его сборки, имеет в 3 раза меньший объем заполнения кровью, в 10 раз меньший объем остаточной плазмы и в 1,9 раза меньшую площадь мембран, контактирующих с кровью, чем у прототипа. При этом плазмофильтр длительно сохраняет высокую производительность фильтрации качественной плазмы.

Плазмофильтр и способ его сборки

Список аналогов, выявленных в процессе патентного поиска. МПК А61М 1/03; 1/34 (2006.01)

1. RU 2409413 C2, 24.02.2009.

2. RU 2156156 C1, 02.03.2000.

3. Плазмофильтр «3М PlasCure 03», каталог фирмы 3М, Германия, 2016, плазмофильтр "Prismaflex ТРЕ 1000, 2000", каталог фирмы «Гамбро», Швеция, 2012, код SAP 107143.

4. RU 2514545 C2, 23.08.2012 (прототип).

5. RU 2203099 C2, 17.07.2001.

6. RU 2113240 C1, 05.05.1995.

7. RU 2136354 C1, 02.09.1997.

8. RU 2392039 C2, 07.02.2008.

9. RU 2398619 C2, 06.07.2006.

10. RU 2403958 C1, 09.07.2009.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Плазмофильтр содержит мембранный блок, выполненный в виде спирали, плотно намотанной вокруг закрытого с одной стороны перфорированного трубчатого коллектора и состоящей из двух мембранных полотен, проложенных внутренней сеткой с образованием канала для тока плазмы и наружной сеткой с образованием канала для перфузии крови, причем мембраны герметично соединены с трех сторон по периметру и по линии сопряжения с коллектором. Мембранный блок обернут водонепроницаемой пленкой и установлен в цилиндрическом корпусе, имеющем верхнюю крышку с выходным каналом для деплазмированной крови и нижнюю крышку с входным каналом для крови и выходным каналом для плазмы. Коллектор имеет плоское основание и выполнен из толстостенной трубки, внешний диаметр которой много больше внутреннего. Нижняя крышка имеет перфорированный в центре цилиндрический плоский выступ, высота которого много меньше основания, а диаметр основания равен или меньше внешнего диаметра коллектора. Сетки сплетены из монофиламентного волокна с образованием прямоугольных ячеек и расположены под углом к направлению тока крови и плазмы. Внешняя сетка канала крови имеет более плотное плетение и в несколько раз меньшую толщину, чем внутренняя сетка канала плазмы. Мембранный блок установлен на плоский выступ нижней крышки, герметично с ним сопряжен по плоскости основания коллектора, а нижней и верхней частью своей боковой поверхности - с корпусом. Верхняя крышка снизу содержит канавки, сходящиеся к выходному каналу, а сверху - открытую полость, установлена на мембранный блок без зазора и герметично сопряжена с корпусом. Раскрыт способ сборки плазмофильтра. Технический результат состоит в обеспечении снижения потерь крови и минимального контакта крови с мембраной при сохранении высокой производительности фильтрации. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Плазмофильтр, содержащий мембранный блок, выполненный в виде спирали, плотно намотанной вокруг закрытого с одной стороны перфорированного трубчатого коллектора и состоящей из двух мембранных полотен, проложенных внутренней сеткой с образованием канала для тока плазмы и наружной сеткой с образованием канала для перфузии крови, причем мембраны герметично соединены с трех сторон по периметру и по линии сопряжения с коллектором, мембранный блок обернут водонепроницаемой пленкой и установлен в цилиндрическом корпусе, имеющем верхнюю крышку с выходным каналом для деплазмированной крови и нижнюю крышку с входным каналом для крови и выходным каналом для плазмы, отличающийся тем, что коллектор имеет плоское основание и выполнен из толстостенной трубки, внешний диаметр которой много больше внутреннего, нижняя крышка имеет перфорированный в центре цилиндрический плоский выступ, высота которого много меньше основания, а диаметр основания равен или меньше внешнего диаметра коллектора, сетки сплетены из монофиламентного волокна с образованием прямоугольных ячеек и расположены под углом к направлению тока крови и плазмы, причем внешняя сетка канала крови имеет более плотное плетение и в несколько раз меньшую толщину, чем внутренняя сетка канала плазмы, мембранный блок установлен на плоский выступ нижней крышки, герметично с ним сопряжен по плоскости основания коллектора, а нижней и верхней частью своей боковой поверхности - с корпусом, верхняя крышка снизу содержит канавки, сходящиеся к выходному каналу, а сверху - открытую полость, установлена на мембранный блок без зазора и герметично сопряжена с корпусом.

2. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что мембранный блок собран из трековых или анизотропных, или композитных микрофильтрационных или ультрафильтрационных мембран.

3. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что герметичное сопряжение его деталей выполнено с использованием вязких герметиков, выбираемых из силиконовых, одно- или двухкомпонентных полиуретановых композиций.

4. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что входной канал для крови и выходные каналы для деплазмированной крови и плазмы имеют конусную боковую поверхность для вклейки сопрягаемых по наружному диаметру трубок диализных или трансфузионно-инфузионных магистралей.

5. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что входной канал для крови и выходные каналы для деплазмированной крови и плазмы имеют конусные соединения Луер-слип или конусно-винтовое соединение Луер-Лок для разъемного присоединения к коннекторам трубок диализных или трансфузионно-инфузионных магистралей, имеющих такие же соединения.

6. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что углы наклона прямоугольных ячеек сеток, лежащих в каналах крови и плазмы, к направлениям тока крови и плазмы в них, находятся в диапазоне 45±25°, предпочтительно 45±15°, преимущественно 45±5°.

7. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что сетки сплетены из полиамидных или полиэфирных монофиламентных волокон.

8. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что толщина сетки, лежащей в канале крови, находится в диапазоне от 0,1 до 0,4 мм, предпочтительно от 0,15 до 0,3 мм, преимущественно от 0,2 до 0,25 мм.

9. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что толщина сетки, лежащей в канале плазмы, находится в диапазоне от 0,2 до 1,0 мм, предпочтительно от 0,3 до 0,8 мм, преимущественно от 0,4 до 0,6 мм.

10. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что сетки сплетены из разнотолщинных волокон.

11. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что шаг плетения сетки, лежащей в канале крови, находится в диапазоне 20-50, предпочтительно 25-45, преимущественно 30-40 волокон на см.

12. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что шаг плетения сетки, лежащей в канале плазмы, находится в диапазоне 5-30, предпочтительно 10-25, преимущественно 15-20 волокон на см.

13. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что трубка коллектора имеет внутренний диаметр в диапазоне от 1,0 до 2,5 мм, преимущественно от 1,5 до 2,0 мм, а внешний диаметр лежит в диапазоне от 10 до 25 мм, преимущественно от 15 до 20 мм.

14. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что высота плоского выступа нижней крышки лежит в диапазоне 0,5-3,0 мм, преимущественно 1,5-2,0 мм.

15. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что канавки верхней крышки сходятся к выходному отверстию в виде множества лучей или по многозаходным спиралям, или в виде их комбинаций.

16. Плазмофильтр по п. 1, отличающийся тем, что канавки имеют поперечное сечение, выполненное в виде полукруга, или полуовала, или многоугольника.

17. Способ сборки плазмофильтра по п. 1, включающий формирование, сборку и герметизацию мембранного блока, его установку в корпус и совместную герметизацию с ним, отличающийся тем, что после намотки на коллектор мембран и сеток, торцы мембран, содержащие сетку канала плазмы, герметизируют вместе с сеткой, открытый конец коллектора закрывают эластичной съемной заглушкой, мембранный блок оборачивают водонепроницаемой пленкой и устанавливают внатяг в упругий уплотнитель ширококорпусного шприца, с помощью которого под давлением вводят вязкий герметик, шприц удаляют, очищают остатки герметика с торца мембранного блока, те же действия повторяют с противоположным торцом, ожидают затвердение герметика, удаляют заглушку, после чего торцы подрезают так, чтобы вскрылся канал перфузии крови, собранный и загерметизированный мембранный блок вставляют в корпус плазмофильтра и герметизируют его по сопрягающимся с корпусом поверхностям.