Способ искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре и устройство для его осуществления Российский патент 2019 года по МПК A61M1/14 

Настоящее изобретение относится к области медицины, а именно к проблемам детоксикации организма, и может быть применено в нефрологии, хирургии, реаниматологии и медицине катастроф для замещения утраченной функции выведения продуктов метаболизма и токсических веществ из организма и при лечении патологий, связанных с нарушением работы почек.

Из существующего уровня техники известен способ проточной электрохимической регенерации диализата, заключающийся в окислении содержащих мочевину органических отходов, удаляемых из крови человека, причем указанный способ использует ячейку, задающую направление потока диализата и имеет пористый проточный анод и катод, разделенные в направлении потока диализата [1]. Указанный способ заключается в том, что диализат, содержащий мочевину, пропускают через ячейку по направлению от анода к катоду так, что основная часть диализата пройдет анод до прохождения катода, сохраняя достаточную разность потенциалов между анодом и катодом для окисления хлорида, присутствующего в диализате. В результате этого присутствующая мочевина разлагается до азота и углекислого газа, и регенерированный диализат практически не содержит хлора, за исключением хлорида, в результате восстановления оставшегося хлора на аноде. Анод может быть выполнен из металлов платиновой группы, оксидов благородных металлов, угля или их комбинаций, катод может быть выполнен из платины, никеля, кадмия, олова, нержавеющей стали, пористого титана и рутения.

Недостатками способа являются: удаление исключительно азотосодержащих соединений (в основном, мочевины), в то время как для искусственного очищения крови требуется удаление значительно большего количества метаболитов, отсутствие процесса удаления газовой фазы из диализата и использование металлов, переходящих в диализат в ходе электролиза, а далее в пациента, и с течением времени накапливающихся в организме [2].

Известен способ искусственного очищения крови (гемодиализ) с электрохимической регенерацией диализирующего раствора, в процессе которого отделяют, очищают сорбентом и удаляют в атмосферу газы, из жидкой части диализирующего раствора удаляют сорбентами и ионитами остатки органических метаболитов и побочные продукты электролиза и возвращают очищенный диализирующий раствор в диализатор, из регенерируемого раствора перед его электролизом полостью удаляют ионы кальция и магния, а в очищенном диализирующем растворе восстанавливают концентрацию ионов кальция и магния до концентрации этих ионов в регенерируемом диализирующем растворе путем введения в него раствора хлоридов кальция и магния [3].

Недостатками данного способа являются: необходимость использования дорогостоящих и редких ионно-обменных смол (в т.ч. цеолиты), платины (драгоценный редкий дорогостоящий металл, факт перехода которого в раствор в процессе электролиза доказан в работе [2], что с течением времени может привести к его накоплению в организме пациента), низкая физиологичность процедуры искусственного очищения крови (добавление значительного количества буферных растворов для коррекции рН и корректирующих растворов для стабилизации ионного состава раствора, высокие скорости удаления метаболитов в течение коротких циклов, а, следовательно, неприменимость для проведения длительного диализа), низкое качество жизни пациентов (способ применим к гемодиализу, ввиду массивного исполнения аппаратов, пациенты должны проходить процедуру искусственного очищения рядом с аппаратом и значительно ограничены в свободе передвижения).

Наиболее близким к заявленному способу является способ очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в аппаратах «искусственная почка» на основе гемодиализа, заключающийся в пропускании раствора, поступающего из диализатора последовательно через электролизер с электро-каталитическими платиновыми электродами при плотностях тока на электродах 1-10 мА/см², газожидкостной сепаратор и фильтр с платинированным углем с последующим возвращением раствора на диализатор, при этом в процессе циркуляции диализирующего раствора устанавливают время контакта диализирующего раствора с платинированным углем фильтра не менее 10 с, с последующим измерением концентрации гипохлорита натрия непосредственно после электролизера, поддерживая ее на уровне 50±10 мг/л путем регулирования плотности тока электролизера, устанавливая в начале сеанса максимальную ее величину, а затем снижая ее так, чтобы концентрация гипохлорита натрия оставалась в указанных допустимых пределах [4]. Для стабилизации рН в диализирующий раствор постоянно добавляется буферный (корректирующий) раствор.

Недостатками данного способа являются: использование платины (драгоценный редкий дорогостоящий металл, переход которого в раствор в процессе электролиза которого доказана в работе [2], что с течением времени может привести к его накоплению в организме пациента), низкая физиологичность способа искусственного очищения крови (выделение гипохлорита натрия, добавление значительного количества буферных растворов для коррекции рН, высокие скорости удаления метаболитов в течение коротких циклов, а, следовательно, неприменимость для проведения длительного диализа), низкое качество жизни пациента (способ применим к гемодиализу, ввиду массивного исполнения аппаратов, пациенты должны проходить процедуру искусственного очищения рядом с аппаратом и значительно ограничены в свободе передвижения).

Известно устройство, осуществляющее способ [4], содержащее последовательно соединенные электролизер, газожидкостный сепаратор, сорбционную колонку, проточный холодильник и блок контроля параметров диализирующего раствора, блок управления, насос-дозатор, резервуар корректирующего раствора, катионообменную колонку. Недостатками данного технического решения являются:

- значительные габариты устройства (аппарат предназначен для использования в клинических условиях как альтернатива гемодиализной аппаратуре со сливом отработанного диализирующего раствора, масса которого составляет около 85 кг) [5],

- использование платинового покрытия электродов (платина может переходить в диализирующий раствор и оказывать токсический эффект на организм пациента, также платина является драгоценным металлом);

- высокие показатели потребления электроэнергии (плотность тока, пропускаемого через электролизер - до 100 мА/см² при напряжении в 3 В, таким образом, потребление каждой пары электродов составляет более 50 Вт, что неприемлимо при портативной реализации устройства);

- использование проточного холодильника для постоянного охлаждения диализирующего раствора на 3-5°С, что повышает габариты и энергопотребление устройства;

- необходимость использования дорогостоящих и редких ионно-обменных смол (в т.ч. цеолиты);

- необходимость использования гепарина или других соединений, обеспечивающих разжижения крови для уменьшения тромбообразования в диализаторе;

- подкисление диализирующего раствора на выходе блока регенерации; исследования показали, что при электроокислении мочевины на платиновых электродах происходит снижение рН с 7 до 4 в течение первых двух часов;

- невозможность плавного управления скоростью электроокисления мочевины (реализовано в виде последовательно подключенных четырех секций электролизера с независимым электропитанием: при необходимости уменьшения скорости электроокисления мочевины отключается одна из секций электролизера);

- чрезмерно интенсивное воздействие на организм пациента (за 4-6 часов удаляется 2-3 дневная норма, что приводит к перепадам концентраций веществ в крови и сказывается на самочувствии пациентов);

- низкое качество жизни пациента (аппарат значительно ограничивает свободу передвижений пациента, связан с частым посещением диализных центров).

Известен ряд технических решений, связанных с изобретением носимого аппарата «искусственная почка» на основе использования иммобилизированного фермента уреаза [6, 7]. В качестве твердофазного носителя, как правило, используется активированный уголь [8]. Подобная аппаратура включает в себя сорбционную колонку со слоями активированного угля, иммобилизированной уреазы, фосфата циркония, оксида циркония, буферных слоев, ионно-обменных смол фильтров и пр., насосы для перемещения диализирующего раствора через контур регенерации диализата и диализатор, насос для перемещения крови через диализатор, модуля управления и батареи питания. Данные подходы основаны на использовании метода гемодиализа и имеют следующие недостатки:

- необходимость использования гепарина или других соединений, обеспечивающих разжижения крови для уменьшения тромбообразования в диализаторе;

- необходимость забора крови в экстракорпоральный контур и связанные с этим проблемы сосудистого доступа и опасности заражения крови;

- дороговизна изготовления сорбционных колонок в связи с использованием фермента уреаза и необходимости использования оксида и фосфата циркония;

- в ходе регенерации диализирующего раствора происходит увеличение рН раствора с 7 до 9 в течение первых двух часов, что приводит к необходимости добавления буферного раствора в течение процедуры;

- ограниченное время работы фермента (в носимом исполнении ресурс колонки вырабатывается за 4-8 часов);

- высокая скорость удаления метаболитов из организма, которая существенно превышает физиологическую скорость их удаления;

Наиболее близким по технической сущности является «Носимая почка» [9]. Система включает в себя один или более порт в брюшной полости пациента, объем перитонеального раствора, замкнутый гидравлический контур для циркуляции перитонеального раствора, насос, блок управления (микроконтроллер), сменную дренажную емкость для сбора излишков жидкости, фильтр для удаления твердых частиц и остатков, сменный картридж для регенерации перитонеального раствора, имеющий слой, удаляющий мочевину. Картридж содержит слой очистки раствора от тяжелых металлов, оксидантов а также ионообменный сорбент для удаления фосфатов и сульфатов. При этом слой удаления мочевины представляет собой сульфокатионит с основной смолой, смолу с двойными свойствами или фермент, разлагающий мочевину с ионообменным сорбентом. В раствор постоянно подмешивается осмотический агент. В состав картриджа входят ионообменные смолы и фосфат циркония.

Недостатками устройства являются:

- подключение аппарата к кровотоку пациента для обеспечения ультрафильтрации;

- в ходе регенерации диализирующего раствора происходит увеличение рН раствора до 9 в течение первых двух часов, что приводит к необходимости добавления буферного раствора в течение процедуры (что приводит к увеличению объема раствора в брюшной полости пациента, а, следовательно, и перегрузка жидкостью организма - гиперволюмия, что напрямую связано с повышением смертности пациентов [10]);

- ограниченное время работы фермента (в носимом исполнении ресурс колонки вырабатывается за 4-8 часов, в то время как использование электролизера неограниченно по времени);

- высокий риск перитонита, вызванный частой самостоятельной сменой расходных материалов пациентом;

- использование в составе колонки дорогостоящего фермента уреаза, фосфата циркония и ионообменных смол;

- несъемная аккумуляторная батарея;

- отсутствие индикации на смартфоне;

- низкая физиологичность процесса искусственного очищения крови, связанного с корректировкой рН и накоплением жидкости в организме пациента;

- частая замена расходных материалов (раз в 4-8 часов).

Задачей изобретения является обеспечение длительного низкопоточного перитонеального диализа без замены расходных материалов, повышение физиологичности процедуры диализа, снижение риска перитонита, обеспечение возможности плавной регулировки скорости удаления мочевины из диализирующего раствора, повышение удобства использования аппарата и качества жизни пациентов.

Данная задача решается за счет того, что в способе искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре, включающем его электроокисление на электродах с изменением скорости удаления мочевины, последующее отделение газовой фазы в газо-жидкостном сепараторе с датчиком уровня жидкости на основе двухэлектродной системы, пропускание через сорбционные колонки, диализирующий раствор проходит через калиевый и белковый сорбенты, электроокисление происходит на электродах из углеродных материалов, стабилизация ионного состава и рН осуществляется за счет циклического изменения напряжения на электродах, обеспечивающих саморегуляцию процессов электролиза и сорбции без использования ионообменных смол и буферных добавок, управление скоростью удаления мочевины осуществляется плавным изменением плотности тока, пропускаемого через электроды, и рассчитываемое на основании получаемых по обратной связи данных с датчика аммиака, для удаления излишков жидкости осуществляется ультрафильтрация путем перекрытия клапана в магистрали.

Ввиду того, что срок работы электролизера ограничен только технической поломкой, срок его использования значительно превышает время выработки ферментов и позволяет проводить диализ непрерывно в течение нескольких дней.

Решение поставленной задачи достигается также тем, что в устройстве для искусственного очищения крови с регенерацией диализиурющего раствора в экстракорпоральном контуре, включающем в себя блок управления, раствор для перитонеального диализа, насосы, внутреннюю магистраль аппарата, подключенную через один или более портов к имплантируемому в брюшину катетеру, сменную сорбционную емкость, сменную дренажную емкость для сбора излишков жидкости и фильтры для удаления твердых частиц согласно данному изобретению для для перемещения диализирующего раствора используется роликовый насос, для удаления мочевины используется электролизер с электродами из углеродных материалов, используется две собрционные колонки, одна из которых располагается перед электролизером и включает в себя активированный уголь, белковый, калиевый и фосфатный сорбенты, а вторая располагается после электролизера и включает в себя активированный уголь, имеется дегазатор, выполненный в виде газо-жидкостного сепаратора с емкостными датчиками уровня, модуль управления содержит Bluetooth микросхему для соединения со смартфоном, с помощью которого осуществляется управление устройством, имеется сменная аккумуляторная батарея, подключаемая к модулю управления с помощью электрического кабеля.

Все это позволяет производить непрерывный диализ с корректировкой уровня жидкости в перитонеальной полости, забором излишков жидкости в течение длительного времени без замены расходных материалов и повышает качество жизни пациентов за счет того, что сокращает частоту замены расходных материалов, а, следовательно, и вероятность перитонита.

При этом для дополнительного разделения перитонеальной полости и блока регенерации может использоваться диализатор и два роликовых насоса.

В частности обеспечение длительного низкопоточного перитонеального диализа без смены расходных материалов достигается тем, что отсутствует необходимость корректировки ионного состава и рН раствора для перитонеального диализа, срок службы электролизера, удаляющего мочевину, ограничен сроком выработки электродов и значительно превышает срок выработки ферментов, что позволяет проводить смену расходных материалов в течение 1,5 суток и более.

Повышение физиологичности процедуры диализа достигается тем, что рН раствора корректируется без добавления буферных растворов, скорости удаления метаболитов соответствуют скоростям генерации метаболитов организмом пациента, что позволяет поддерживать из концентрацию в крови на физиологически нормальном уровне без скачков, снижением рисков ацидоза и алкалоза ввиду того, что диализат находится в брюшной полости дольше, и лактат успевает метаболизироваться, а также за счет поддержания рН раствора для перитонеального диализа на уровне 7±0,2. При этом регуляция ионного состава и рН осуществляется за счет циклического изменения напряжения на электродах.

Снижение риска перитонита достигается тем, что смена расходных материалов осуществляется не чаще чем 1 раз в 1,5 суток.

Обеспечение возможности плавной регулировки скорости удаления мочевины из диализирующего раствора достигается возможностью плавного изменения плотности тока, пропускаемого через электроды электролизера. Использование угольных электродов и регуляция ионного состава за счет циклического изменения напряжения на электродах системы позволяет менять ток без его влияния на ионный состав раствора.

Повышение удобства использования аппарата достигается тем, что модуль управления содержит Bluetooth микросхему для соединения со смартфоном, с помощью которого осуществляется управление устройством, аккумуляторная батарея является сменной и подключаемой к модулю управления с помощью электрического кабеля.

Повышение качества жизни пациента достигается тем, что аппарат обладает незначительными массогабаритными параметрами и выполнен в носимом варианте, смена расходных материалов осуществляется раз в 1,5 суток, вследствие чего уменьшается риск перитонита, также реализована возможность контролируемого удаления излишков жидкости из перитонеальной полости пациента, обеспечивается повышение клиренсов по метаболитам за счет поддержания максимальных скоростей потоков веществ через перитонеальную мембрану, обусловленных градиентом концентрации.

Предлагаемый способ позволяет производить искусственное очищение крови пациентам с хронической почечной недостаточностью методом перитонеального диализа с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре. Способ включает в себя процедуру перитонеального диализа, при которой в брюшную полость человека через специальный катетер помещается специальный раствор для перитонеального диализа. Далее происходит процесс массопереноса веществ между кровью, протекающей в капиллярах брюшины и раствором для перитонеального диализа. Предлагаемый способ заключается в постоянном удалении из раствора для перитонеального диализа продуктов метаболизма для того, чтобы увеличить длительность его использования с 4-6 часов до 36-38 часов, поддерживая при этом максимально возможные потоки метаболитов из крови в раствор для перитонеального диализа. Раствор для перитонеального диализа, требующий очищения, забирается роликовым насосом из брюшной полости и последовательно пропускается через фильтры и сорбенты для того, чтобы задержать метаболиты (креатинин, мочевая кислота и др.), ионы калия, затем осуществляется процедура электролиза предварительно очищенного раствора, при этом мочевина разлагается до газовой смеси азота, углекислого газа и угарного газа. При этом напряжение на электродах циклически изменяется для стабилизации ионного состава раствора, а плотность тока рассчитывается по обратной связи от датчика аммиака, что позволяет плавно регулировать скорость удаления мочевины для поддержания ее концентрации в физиологическом диапазоне. Далее раствор попадает в газожидкостный сепаратор, в котором происходит отделение газовой фазы и ее высвобождение в атмосферу. Затем производится дополнительное пропускание раствора через сорбционную колонку с активированным углем, фильтрация частичек углерода и возвращение в брюшную полость очищенного раствора, а также удаление излишков жидкости в контуре в мешок для ультрафильтрата путем перекрытия клапана в магистрали.

Устройство представляет собой носимый портативный аппарат для длительного (круглосуточного) искусственного очищения крови пациентов с хронической почечной недостаточностью. Аппарат выполняется в виде рюкзака с заплечными ремнями и тазовым креплением. Через тазовое крепление осуществляется доступ к катетерам, располагающимся в брюшине пациента и через которые осуществляется рециркуляция раствора для перитонеального диализа. Внутреннее пространство рюкзака разделено на два отсека: первый, доступный пациенту, включает в себя крепления расходных материалов, которые необходимо регулярно менять: сорбционные колонки и магистраль, второй отек включает в себя электронные компоненты, доступ к которым в штатном режиме не требуется. Пациент носит аппарат на себе, перемещаясь при этом свободно в любом помещении или на улице, при этом электропитание аппарата осуществляется от сменной аккумуляторной батареи. Кроме того, аппарат может использоваться в домашних условиях или на работе, при этом, в случае наличия рядом розетки, электропитание аппарата может осуществляться от сети, а аппарат может располагаться на специально оборудованном столике, штативе и т.д.

На фиг. 1 изображена схема носимого устройства для искусственного очищения крови, где 1 - модуль управления, 2 - смартфон, 3 - Электролизер, 4 - датчики уровня жидкости, 5 - роликовый насос, 6 - модуль индикации, 7, 8, 9 - клапаны электромеханические 3/2, 10 - датчик аммиака, 11 - магистраль, 12 и 13 - сорбционные колонки, 14 и 15 - заборный и возвратный катетеры, 16 - газо-жидкостный сепаратор, 17 и 18 - фильтрующие элементы, 19 - мешок для сбора излишков жидкости.

На фиг. 2 изображена схема носимого устройства для искусственного очищения крови, где 20 - роликовый насос, 21 - диализатор.

На фиг. 3 изображена схема носимого устройства для искусственного очищения крови, где 22, 23 - клапаны одноходовые пассивные.

Устройство состоит из набора электрических и гидравлических элементов. Основным элементом электрического контура является модуль управления (1), к которому с помощью многожильных кабелей с разъемами подключаются исполнительные элементы: роликовые насосы (5, 20), электролизер (3) и модуль индикации (6), клапаны электромеханические (7, 8 и 9), датчик аммиака (10) а также по беспроводной связи осуществляется взаимодействие со смартфоном (2). Основным гидравлическим элементом, является магистраль (11). К ней подключаются: катетеры (14, 15) в зависимости от исполнения, фильтрующие элементы (17, 18), сорбционные колонки (12, 13), электролизер (3), газо-жидкостный сепаратор (16), диализатор (21) (при наличии), клапаны одноходовые пассивные (22 и 23) и мешок для сбора излишков жидкости (19).

Устройство работает следующим образом: через заборный катетер (14) с помощью роликового насоса (5) производится забор раствора для перитонеального диализа из брюшной полости пациента в экстракорпоральный контур по магистрали (11), перемещается через сорбционную колонку (12) в которой осуществляется сорбция белковых соединений, ионов калия, фосфора, креатинина и др. продуктов метаболизма человека. Далее раствор перемещается через электролизер (3), на рабочей поверхности электродов которого происходит электроокисление мочевины с образованием газовой фазы, совмещенный (выполненный в одном корпусе) с газо-жидкостным сепаратором (16), в котором происходит отделение газовой фазы и ее высвобождение в атмосферу. Далее раствор перемещается через сорбционную колонку для дополнительной очистки активированным углем и поступает в пациента через возвратный катетер (15). Модуль управления устройством (1) контролирует и регламентирует работу роликового насоса (5), электролизера (3) и газо-жидкостного сепаратора (16), и модуля индикации (6). Пользователь производит мониторинг процедуры искусственного очищения крови с помощью смартфона (2), связывающегося с модулем управления по Bluetooth соединению. В случае утери, разрядке или неисправности смартфона, его замещает модуль индикации (6), содержащий экран и органы управления (кнопки выбора). Механические фильтры (17) и (18) установлены для фильтрации крупных частиц органических соединений (фибриновые нити, частички активированного угля и пр.). Датчик аммиака позволяет оценивать концентрацию мочевины в диализате и по этим данным контролируется плотность тока в электролизере. Излишки жидкости собираются в мешок (19) при этом забор излишков жидкости осуществляется путем включения электромеханического клапана (7). Клапаны (8, 9) в случае низкой концентрации мочевины в растворе позволяют осуществлять перемещение диализата в обход электролизера.

В случае наличия диализатора (21) (см. фиг. 2) для разделения контура регенерации от контура пациента, дополнительно используется насос (20).

В случае использования однокатетерной системы катетер (14) используется как для забора, так и для возврата диализата поочередно (см. фиг. 3), в контуре должны использоваться дополнительно одноходовые клапаны (22, 23) для того, чтобы жидкость в плечах контура могла идти только в одном направлении. При этом роликовый насос (5) должен работать поочередно на забор и на возврат. При заборе диализата этом уровень жидкости в газо-жидкостном сепараторе контролируемо поднимается. По достижению заданного уровня жидкости, насос (5) начинает осуществлять расход в другую сторону, на возврат, при этом уровень жидкости в газо-жидкостном сепараторе контролируемо падает до требуемого значения, а очищенный раствор для перитонеального диализа перемещается в перитонеальную полость пациента и так далее.

Устройство может быть реализовано в виде рюкзака с заплечными ремнями и тазовым креплением. Вес рюкзака составляет 3,5 кг. Закрытый отсек с электронными элементами имеет треугольное сечение, в котором на стенке жестко крепится камера электролизера и газо-жидкостного сепаратора, а также располагаются два роликовых насоса, модуль управления аппаратом и т.д. Роликовые насосы располагаются таким образом, чтобы разъемы для насосных сегментов выходили в первый отсек, доступный пациенту для того, чтобы он имел возможность менять магистраль. Стенка, разделяющая отделы рюкзака, армирована и защищает отдел с электронными компонентами от проникновения в него жидкости (например, раствора для перитонеального диализа). На данной стенке располагаются крепления для сорбционных колонок и магистрали. Мешок для сбора излишков жидкости располагается в отдельном отсеке в поддоне рюкзака. Сорбционные колонки могут быть выполнены подковообразной формы, и обладать размерами (115×65×40 мм). Электролизер может быть выполнен в одном корпусе с газожидкостным сепаратором и представляет собой проточную емкость с системой электродов. Размеры электролизера составляют (180×75×75 мм). Магистраль может быть выполнена в виде системы трубок, упакованных в короб, из торцов которого выводятся разъемы магистралей, предназначенные для подключения к сорбционным колонкам, электролизеру, роликовым насосам и мешку для сбора излишков жидкости. Размеры магистрали составляют (140×140×40 мм) Управление аппаратом осуществляется с помощью смартфона с предустановленным приложением. Связь телефона и аппарата осуществляется посредствам Bluetooth.

Разработанный способ и устройство на его основе может применимо в заместительной почечной терапии, обладает малыми габаритами, вследствие чего относится к носимым устройствам, позволяет обеспечить высокофизиологичную круглосуточную очистку крови пациента с заменой расходных материалов не чаще, чем 1 раз в 1,5 суток.

Источники информации:

1. Патент США №US 4473449.

2. Патент РФ №2223120.

3. Wester М. et al. Removal of Urea in Wearable Dialysis Device: A Reappraisal of Electro-Oxidation. Artificial Organs. 2014. P. 1-9.

4. Патент РФ №2110283 - прототип способа.

5. Гринвальд В.М. Исследование принципов построения биотехнической системы и разработка аппаратуры экстракорпорального искусственного очищения крови // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук.

6. Патент США № US 8715221.

7. Патент ВОИС № WO 2007/103411

8. Патент США № US 2012021227

9. Патент ВОИС № WO 2007103411 - прототип устройства.

10. Weir M.R. Hypervolemia and Blood Pressure Powerful Indicators of Increased Mortality Among Hemodialysis Patients // Hypertension. - 2010. - Vol. 56. - P. 341-343.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Способ искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре включает электроокисление на электродах с изменением скорости удаления мочевины, отделение газовой фазы в газожидкостном сепараторе с датчиком уровня на основе двухэлектродной системы, пропускание через сорбционные колонки, возврат очищенного раствора через катетер для возврата и забор излишков жидкости путем включения электромеханического клапана. Используют портативное носимое устройство для искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре. Диализирующий раствор пропускают через сорбционные колонки с калиевым, белковым и фосфатным сорбентами и активированным углем. Электроокисление производят на электродах из углеродного материала. Циклически изменяют напряжение на электродах для стабилизации ионного состава. Управляют скоростью удаления мочевины путем плавного изменения плотности тока, пропускаемого через электроды и рассчитанного на основании получаемых по обратной связи данных с датчика аммиака. Управление портативным носимым устройством осуществляют посредством смартфона через беспроводную связь. Раскрыто устройство для искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре. Технический результат состоит в обеспечении длительного низкопоточного перитонеального диализа без замены расходных материалов, повышении удобства использования и качества жизни пациентов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре, включающий его электроокисление на электродах с изменением скорости удаления мочевины, последующее отделение газовой фазы в газожидкостном сепараторе с датчиком уровня на основе двухэлектродной системы, пропускание через сорбционные колонки, возврат очищенного раствора через катетер для возврата и забор излишков жидкости путем включения электромеханического клапана, при этом используют портативное носимое устройство для искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре, отличающийся тем, что диализирующий раствор пропускают через сорбционные колонки с калиевым, белковым и фосфатным сорбентами и активированным углем, электроокисление производят на электродах из углеродного материала, при этом циклически изменяют напряжение на электродах для стабилизации ионного состава, управляют скоростью удаления мочевины путем плавного изменения плотности тока, пропускаемого через электроды и рассчитанного на основании получаемых по обратной связи данных с датчика аммиака, а управление портативным носимым устройством осуществляют посредством смартфона через беспроводную связь.

2. Устройство для искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре, выполненное в виде носимого портативного аппарата и включающее установленные во внутренней гидравлической магистрали насосы, сменную сорбционную колонку, сменную дренажную емкость для сбора излишков жидкости и фильтры для удаления твердых частиц, а также модуль управления, связанный с насосами и клапанами с возможностью управления их работой, при этом упомянутая гидравлическая магистраль подключена через один или более портов к имплантируемому в брюшину катетеру, отличающееся тем, что в него введен электролизер с электродами из углеродных материалов для удаления мочевины, газожидкостный сепаратор с емкостными датчиками уровня, дополнительная сорбционная колонка, установленная перед электролизером и включающая активированный уголь, белковый, калиевый и фосфатный сорбенты, и датчик аммиака, установленный в гидравлической магистрали и связанный с блоком управления по обратной связи, при этом насос для перемещения диализирующего раствора выполнен в виде роликового насоса, вторая сорбционная колонка расположена после электролизера и включает активированный уголь, модуль управления дополнительно содержит Bluetooth микросхему для беспроводной связи со смартфоном, с помощью которого осуществляется управление, а сменная аккумуляторная батарея подключена к модулю управления с помощью электрического кабеля.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что во внутренней гидравлической магистрали установлены диализатор и дополнительный роликовый насос.