УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВКИ, ДЕЗАКТИВАЦИИ КОНСЕРВАНТА И ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2019 года по МПК A61J1/00 B65D39/08 B65D47/04 

Изобретение относится к биотехнологии, медицинской технике, и может быть использовано для хранения, транспортировки жидких биопрепаратов в растворах консервантов, представляющих ядовитые жидкости различных классов опасности, например: щелочи, кислоты, или другие химические вещества и их дезактивирования перед непосредственным применением биопрепаратов.

Известно, что биопрепараты, полученные из биологических жидкостей организма человека и млекопитающих имеют ограниченный срок хранения при температуре в пределах 20°С-22°С и могут применяться в течение не более 4-6 часов после их приготовления. Основная причина этого заключается в прогрессивно нарастающем процессе деградации белковых и биополимерных структур биологической жидкости вне организма, вплоть до их полной денатурации. Добавление консервантов с целью защиты от микробной кантаминации не предотвращает этот процесс, поскольку он связан с естественной, биологически детерминированным распадом биополимеров как внутри организма, так и вне его, имеющем временные ограниченные. Так, для цельной крови этот временной период составляет не более 6-8 часов, для отдельных нативных препаратов, полученных на ее основе, в частности, таких как криопреципитат, плазма крови, до 8-10 часов. Для индивидуальных нативных биопрепаратов этот временной порог несколько больше, но практически не превышает 24 часов. (Приложение к приказу МЗ РФ №193 от 07.05.2003 г. «О внедрении в практику работы службы крови в РФ метода карантинизации свежезамороженной плазмы»)(1). Помимо этого, транспортировка биопрепаратов негативно сказывается на их качестве, поскольку способствует выпадению осадка и снижению исходных биологических свойств.

Такая ситуация существенно ограничивает возможность длительного хранения и применения биопрепаратов для непосредственного применения, их транспортировку, что имеет не только важное медико-социальное значение, но и влечет существенные экономические потери, связанные с необходимости срочной утилизации неиспользованных биопрепаратов.

Одним из распространенных способов пролонгации хранения и использования биопрепаратов является их лиофилизация, которая позволяет значительно увеличить время их биологической сохранности, вплоть до 1-2 лет (2). Вместе с этим необходимо отметить, что основным недостатком лиофильной сушки биопрепаратов является существенное снижение их биологических свойств и, естественно эффективности применения. Одним из побочных эффектов применения лиофилизированных биопрепаратов являются пирогенные и разнообразные иммунные реакции, связанные с высоким содержанием денатурированных высоко лабильных белков или биополимеров, денатурирующих в процессе холодовой низкотемпературной сушки, как правило, при - (45+5)°С и ниже (3,4).

Известно, что многие биопрепараты могут длительное время сохранять свои биологические свойства только при хранении в специальных растворах консервантов, которые в большинстве случаев представляют ядовитые жидкости. Под ядовитой жидкостью подразумевают сильные кислоты, щелочи, другие химически активные вещества с высоким классом опасности. Их использование представляет угрозу, как пользователю, так и персоналу, которые контактируют с ними. Помимо этого возможен риск несанкционированного или случайного применения биопрепарата без предварительной дезактивации консерванта, что также представляет непосредственную угрозу здоровью лиц, связанных с применением этих биопрепаратов.

Целью предлагаемого изобретения является устройство для безопасного хранения и транспортировки биологически активных веществ, находящихся в растворах консервантов, представляющих ядовитые вещества, которое перед непосредственным применением позволяет нейтрализовать ядовитый консервант, устранить угрозу его контакта с пользователем, с сохранением биологических свойств биопрепарата.

Известно устройство для хранения и транспортировки воды (5), снабженное корпусом со съемной крышкой для ввода воды, выпускным шлангом для воды, размером 48×18 см и весом 500 г.

Известно аналогичное устройство для хранения и транспортировки воды (5), снабженное корпусом со съемной крышкой для ввода воды, выпускным шлангом для воды, со встроенным баллоном для закачивания воздуха для создания избыточного давления в устройстве и выхода воды под напором.

Общими недостатками описанных устройств (5) и (6) являются:

1. Отсутствие сохранности стерильности при подготовке к применению самого устройства и выходной жидкости.

2. Невозможность реализации сохранности стерильности в этой конструкции устройства.

3. Сложность его повторной заправки, невозможность использования этой конструкции для введения жидкости пациенту.

4. Отсутствие дозатора для реагента, позволяющего нейтрализовать консервант биологической жидкости.

5. Сложность ввода жидкости в емкость.

Известен дозатор лекарственных растворов (7), содержащий полый корпус с приспособлением для фиксации игл, поршень с приводом для взаимодействия с резервуаром и системой управления. Для устранения опасности воздушной эмболии снабжен цилиндром, охватывающим резервуар. Недостатками указанного устройства являются несоответствующая назначению избыточная сложность конструкции и многоэтапность подготовки к работе, а также отсутствие возможности использования существующего дозатора для порошкообразных реагентов.

Отдельную группу для сравнения в качестве аналогов составляют крышки -дозаторы для ПЭТ-тары. Данные элементы получили широкое распространение в быту. Основным материалом для их производства является полипропилен, обладающий высокими характеристиками по износостойкости и деформации. Основные типы крышек-дозаторов следующие:

1. Курковые распылители (триггеры). Данные устройства предназначены для мелкодисперсного распыления моющих и чистящих веществ. По своей конструкции являются насосом поршневого типа, который в качестве крышки (колпачка) закрепляется на флаконе. Разовая дозировка составляет 1-2 мл.

2. Помповые дозаторы. Применяются для дозирования вязких веществ различного типа (моющих средств, жидкого мыла, продуктов питания). В зависимости от конструкции могут быть мембранными, плунжерными или перистальтическими. При этом любая модель должна быть изготовлена из материала с высокой химической стойкостью.

3. Кнопочные распылители (микроспреи). Данные крышки (колпачки) являются упрощенным аналогом триггера и выполняют только функцию мелкого распыления. Выпускаются в двух видах: винтообразном и штампованном.

4. Мини-триггеры. По своим функциональным возможностям они выполняют те же задачи, что и большие распылители. Главным отличием являются компактные размеры и возможность прокачивать материалы большой вязкости (косметические масла, аэрозоли, дезинфицирующие вещества).

5. Вертикальные дозаторы. Данные устройства работают на основе принципа равенства давлений жидкости и сообщающихся сосудов. Главной сферой их применения является косметология, т.к. они способны пропускать через себя вязкие и тягучие материалы.

Сфера применения всех вышеперечисленные видов крышек-дозаторов входит в комплектацию промышленных приборов и предметов бытовой химии, распространяется на бутылки для питьевой воды, оснащенные колпачком дозатором, флаконы с жидким мылом в отделе гигиенических товаров, мини-триггеры как средства ухода за домашними растениями. В качестве конкретных примеров можно сослаться на следующие:

Известна крышка-дозатор для жидкости (8), имеющая крышку типа ПЭТ с центральным отверстием, через которое проходит неподвижный шток с внутренним каналом, обеспечивающим сквозной проход жидкости из емкости. Сверху крышка снабжена защитным колпачком.

Известна крышка-дозатор СПОРТ-КАП 1881 (9), имеющая крышку типа ПЭТ с центральным отверстием, через которое проходит подвижный шток с внутренним каналом, обеспечивающим сквозной проход жидкости из емкости. Сверху крышка снабжена защитным колпачком.

Все перечисленные выше типы крышек-дозаторов и их аналоги не предназначены для использования в медицине, имеют следующие недостатки или особенности конструкции, исключающих их применение для реализации поставленных в заявляемом нами устройстве целей, а именно:

1. Отсутствие штока с поршнем.

2. Отсутствие дозатора-емкости для сыпучих порошкообразных веществ.

3. Предназначены для жидких веществ.

4. Не предназначены для работы с жидкими ядовитыми веществами.

5. Отсутствуют штуцерные соединения, которые могли бы обеспечить последующее присоединение магистрали или шприца.

6. Отсутствие возможности сохранности стерильности при подготовке к применению самого устройства и выходной жидкости.

7. Невозможность реализации сохранности стерильности в этой конструкции устройств.

Наиболее близким по заявляемым признакам является дозатор для жидкого мыла (10), выбранный за прототип, состоящий из крышки с внутренней резьбой типа ПЭТ, центральным отверстием, через которое проведен шток с поршнем на нижнем конце, скользящим по внутренней поверхности втулки, пружиной для возвратного хода поршня и пластиковой магистралью, опускающейся до дна емкости. Снаружи на крышку дозатора надевается защитный колпачок. При надавливании на наружную верхнюю часть штока, поршень выдавливает воздух внутрь емкости, откуда по пластиковой магистрали во внутренний канал штока и далее выше поступает жидкое мыло. Конструктивные особенности данного устройства (Фиг. 1) исключают возможность его применения по следующим, заявляемым нами признакам, а именно:

1. Не предназначены для работы с жидкими ядовитыми веществами.

2. Отсутствие пробки-дозатора для размещения в ней реагента для нейтрализации консерванта биологической жидкости.

3. Отсутствие возможности герметичности для пробки-дозатора, исключающей преждевременный и самопроизвольный контакт реагента с жидкостью в емкости.

4. Отсутствие конструктивных условий для создания и сохранения стерильности реагента и жидкости внутри емкости.

5. Отсутствие конструктивных деталей (штуцерного соединения) позволяющих подключение к устройству штуцерного соединения типа LUER lock для последующего подключения магистрали или шприца.

6. Отсутствие конструктивных деталей, исключающих возможность применения заглушки, которая могла бы обеспечить сохранение стерильности в наружной части внутреннего канала штуцера.

7. Отсутствие конструктивной возможности использования данного устройства для сыпучих, порошкообразных реагентов.

8. Наличие герметичного соединения между поршнем и втулкой сверху и снизу поршня, создающее замкнутую камеру, исключающую возможность установки пробки-дозатора.

Предлагаемое изобретение имеет признаки, отличные от аналогов и прототипа, которые устраняет описанные выше недостатки следующим образом:

1. Устройство обеспечивает безопасное хранение, транспортировку и применение биологически активных веществ, находящихся в растворах консервантов, представляющих ядовитые вещества.

2. Конструкция устройства позволяет перед непосредственным применением нейтрализовать ядовитый консервант, с сохранением биологических свойств биопрепарата.

3. Конструкция устройства исключает вытекание ядовитой жидкости из емкости без предварительной нейтрализации.

4. Шток устройства снабжен лепестками, которые препятствуют выпадению поршня внутрь емкости при надавливании снаружи на шток в процессе работы.

5. Устройство обеспечивает полную безопасность пользователя и персонала в процессе применения и работы с ядовитыми веществами внутри емкости.

6. Отсутствует необходимость дополнительной дезактивации емкости и устройства после применения при утилизации.

7. Простота конструкции и доступность комплектующих.

8. Простота технологического процесса сборки и эксплуатации устройства.

9. Возможность массового промышленного производства.

10. Позволяет обеспечить длительную эксплуатацию, в течение не менее 2 лет.

11. Позволяет многократное использование.

12. Полное импортозамещение.

Основные технические характеристики предлагаемого устройства раскрыты ниже.

Состав устройства.

Предлагаемое устройство состоит из крышки 1 с центральным отверстием круглой формы на ее верхней площадке и винтовой резьбой типа ПЭТ, выполненной из пластичного упругого пластмассового материала, например полипропилена, полиэтилена и т.д., в которую снизу вверх введена втулка 2 цилиндрической формы, выполненная из пластичного упругого пластмассового материала, например полипропилена, полиэтилена и т.д., имеющая в средней части уплотнительный диск 3 и кольцевую прокладку 4, выполненную из упругого эластичного материала, прилегающую на всем протяжении к нижней поверхности уплотнительного диска 3. В нижней части втулки 2 установлена пробка-дозатор 5 дном вниз, имеющая на наружной боковой поверхности кольцевидные эластичные ребра 6, обеспечивающие герметичность и одновременно подвижность внутри втулки 2. При этом пробка-дозатор 5 сверху прикрыта защитной пластинкой 7 округлой формы, выполненной из упругого эластичного материала, обеспечивающего герметичность для сохранности реагента 8 в пробке-дозаторе 5, применяемого для нейтрализации жидкости. Дополнительно к этому, в нижней части втулки 2 установлен поршень 9 штока 10, выполненный из пластичного упругого пластмассового материала, например полипропилена, полиэтилена и т.д., предназначенный для выталкивания пробки-дозатора 5 с реагентом 8 и защитной пластинкой 7 в емкость 11 при надавливании сверху вниз на верхнюю наружную часть штока 10, расположенную выше втулки 2. При этом, в средней части штока 10 имеются не менее 2 симметрично расположенных ограничительных лепестков 12, предотвращающих проваливание штока 10 в емкость 11 при надавливании сверху вниз, а сам шток 10 на всем протяжении имеет внутренний канал 13 для отбора жидкости из емкости 11, который заканчивается в верхнем конце штуцерным соединением 14 типа LUER slip, предназначенным для крепления заглушки 15 с соединением типа LUER lock, выполненной из упругого пластмассового материала, которая обеспечивает герметичность закрывания канала 13 штока 10. Сверху наружная часть штока 10 с заглушкой 15 закрыта защитным съемным колпачком 16, выполненным из плотного упругого пластмассового материала.

Работает предлагаемое устройство следующим образом

Предварительно устройство готовится к работе, что заключается в следующем:

В пробку-дозатор 5 насыпается требуемое, заранее рассчитанное количество реагента 8, после чего она закрывается защитной пластинкой 7 и вставляется в нижнюю часть втулки 2, куда предварительно был вставлен шток 10 так, чтобы его поршень 9 находился в верхней части втулки 2. Затем втулка 2 в сборе с кольцевой прокладкой 4, пробкой-дозатором 5, защитной пластинкой 7, реагентом 8, и штоком 10 вставляется снизу вверх в центральное отверстие на площадке крышки 1 и плотно закручивается винтовым ПЭТ соединением с горловиной емкости 11, куда предварительно была залита биологическая жидкость с консервантом для предлагаемого использования. При этом герметичность достигается при сдавливании эластичной кольцевой прокладкой на нижней поверхности уплотнительного диска 3 втулки 2. После этого на верхний конец штока 10, имеющий штуцерное соединение 14 типа LUER slim закручивается заглушка 15, имеющая штуцерное соединение типа LUER lock. Заканчивается подготовка устройства к работе надеванием защитного колпачка 16 на наружную часть втулки 2, с выступающим наружу штоком 10 и заглушкой 15. В этом состоянии устройство используется для хранения или транспортировки биологической жидкости с консервантом.

При необходимости непосредственного использования устройства оператор снимает защитный колпачок 16, пальцем надавливает на заглушку 15 на штоке 10, который уходит вниз по направляющему каналу втулки 2. При этом ограничительные лепестки 12 на штоке 10 упираются в верхнюю наружную часть втулки 2, предохраняют шток 10 от проваливания в емкость, а поршень 9 штока 10 обеспечивает герметичность со стенкой втулки 2 и одновременно выталкивает пробку-дозатор 5 с реагентом 8, прикрытую защитной пластинкой 7, в емкость 11 с жидкостью. После химической реакции нейтрализации реагента 8 с консервантом жидкости в емкости 11, шток 10 возвращается оператором в исходное положение, снимается заглушка 15, вместо которой присоединяются внешние шприц или магистраль с аналогичным соединением типа Luer lock, после чего приступают к использованию устройства по назначению.

После выведения всей жидкости из емкости, устройство утилизируется без применения дополнительных средств дезактивации, которые для этого не требуются в связи с раннее проведенной нейтрализацией реагентом 8 консерванта.

Иллюстрации к описанию размещены в Приложении и приводятся на Фиг. 1 и Фиг. 2.

На Фиг. 1 приведено изображение прототипа - дозатора для жидкого мыла.

На Фиг. 2 приведена конструкция заявляемого устройства, где цифрами обозначены позиции:

1. Крышка

2. Втулка

3. Уплотнительный диск

4. Кольцевая прокладка

5. Пробка-дозатор

6. Эластичные ребра

7. Защитная пластинка

8. Реагент

9. Поршень

10. Шток

11. Емкость

12. Ограничительные лепестки штока

13. Внутренний канал штока

14. Штуцерное соединение типа LUER slim

15. Заглушка

16. Защитный колпачок.

Примеры реализации работы устройства

Пример 1.

Сборка и применение устройства для хранения и транспортировки.

В ПЭТ емкость 11, объемом 50 мл, оператором заливается биопрепарат с консервантом в виде 0,1N NaOH (класс опасности 8). В пробку-дозатор 5 устройства засыпается реагент 8, содержащий порошок лимонной кислоты, в количестве 1,2 гр. исходя из расчета реакции нейтрализации между NaOH и лимонной кислотой (с последующим образованием цитрата натрия, безопасного и неядовитого соединения). Аналогично этому, вся партия биопрепарата в щелочном растворе консерванта снабжается пробкой дозатором 5, наполненным порошком лимонной кислоты в том же объеме. После этого оператор проводит втулку 2 через центральное отверстие крышки 1, проводит шток 10 с поршнем 9 через втулку 2, закрывает и вводит пробку-дозатор 5 с реагентом 8 пластинкой 7 внутрь, в нижний конец втулки 2. Сверху на наружный конец штока 9, на штуцерное соединение LUER slim 14 вставляет заглушку 15, закручивает крышку в сборе на ПЭТ горловине емкости 11, после чего на крышку 1 со штоком 10 и заглушкой 15 сверху надевает защитный колпачок 16. В этом состоянии устройство и вся аналогичным образом собранная партия биопрепарата отправлена на склад для хранения и дальнейшей транспортировки.

Пример 2.

Непосредственное применение устройства.

После получения задания на применение устройства оператор транспортирует одно из устройств к месту назначения, где снимает защитную крышку 16, нажимает пальцем на заглушку 15 на штоке 10, который уходит вниз по направляющему каналу втулки 2. При этом ограничительные лепестки 12 на штоке 10 упираются в верхнюю наружную часть втулки 2, предохраняют поршень 9 от проваливания в емкость, и одновременно выталкивает пробку-дозатор 5 с реагентом 8, прикрытую защитной пластинкой 7, в емкость 11 с жидкостью. После химической реакции нейтрализации реагента 8 с консервантом жидкости в емкости 11, оператор возвращает шток 10 в исходное положение, снимает заглушку 15, вместо которой присоединяет внешний шприц с аналогичным соединением типа Luer lock, после чего приступает к использованию устройства по назначению.

Пример 3.

Непосредственное применение устройства.

Все этапы подготовки к применению устройства по назначению аналогичны описанным ранее в примере 2., за исключением заключительной операции, когда вместо внешнего шприца к штуцерному соединению типа LUER slim штока 10 устройства оператор присоединяет внешнюю магистраль со штуцерным соединением типа Luer lock, после чего приступает к использованию устройства по назначению.

Предлагаемое изобретение было объяснено в приведенном выше описании в соответствии с приведенными примерами, не ограничивающими объем настоящего изобретения. Следует считать, что все варианты, включающие приведенную ниже формулу изобретения, находятся в пределах настоящего изобретения.

Источники, принятые во внимание

1. Приложение к приказу МЗ РФ №193 от 07.05.2003 г. «О внедрении в практику работы службы крови в РФ метода карантинизации свежезамороженной плазмы».

2. Способ получения лиофилизированного препарата кровь гемолизированная. Патент RU 2455014. Авторы: Н.В. Синицына, Ю.В. Иванов, Г.Г. Красичков, А.К. Никифоров Н.И., Костылева, Т.В. Аленкина.

3. Henderson L.O., Hazlehurst J.S., Taylor L., Harmon W.H. Preparation of lyophillzed human serum based reference materials with graded levels of apolipoproteins A-I and B. - Clin. Biochem. - 1988. - v. 21. - p. 219-223.

4. Matsuda Y. Factors affecting the biological activity of lyophilized myofibrils -protective substances and collapse temperatures, in: Fundamentals and applications of freeze-drying to biological materials, drugs and foodstuffs. -Proceeding of meeting of Commiss. Ci, Tokyo, May 20-22, 1985, - Intern. Inst. Refrigeration, 1985, p. 103.

5. Питьевая система PANTAC, фирмы Milspeckiwi, США.

6. Питьевая система GeigerRig 2L, Китай.

7. Авторское свидетельство СССР №845756. Дозатор лекарственных растворов.

8. Крышка-дозатор вертикальная, «Укртара», Украина.

Изобретение относится к биотехнологии, медицинской технике, и может быть использовано для хранения, транспортировки жидких биопрепаратов в в растворах консервантов, представляющих ядовитые жидкости различных классов опасности, и их дезактивирования перед непосредственным применением биопрепаратов. Устройство содержит крышку с центральным отверстием на ее верхней площадке и винтовой резьбой типа ПЭТ, выполненной из пластичного упругого пластмассового материала, в которую снизу вверх введена втулка цилиндрической формы, выполненная также из пластичного упругого пластмассового материала, имеющая в средней части уплотнительный диск и кольцевую прокладку, выполненную из упругого эластичного материала, прилегающую на всем протяжении к нижней поверхности уплотнительного диска. В нижней части втулки установлена пробка-дозатор дном вниз, имеющая на наружной боковой поверхности кольцевидные эластичные ребра, пробка-дозатор сверху прикрыта защитной пластинкой округлой формы, выполненной из упругого эластичного материала. В верхней части втулки установлен поршень на штоке, выполненный из пластичного упругого пластмассового материала, в средней, наружной, части штока имеются не менее двух симметрично расположенных ограничительных лепестков, предотвращающих проваливание штока в емкость при надавливании сверху вниз, а сам шток на всем протяжении имеет внутренний канал для отбора жидкости из емкости, который заканчивается в верхнем конце штуцерным соединением типа LUER slip, предназначенным для крепления заглушки с соединением типа LUER lock, выполненной из упругого пластмассового материала. Сверху наружная часть штока с заглушкой закрыта защитным съемным колпачком, выполненным из плотного упругого пластмассового материала. Достигается сохранение стерильности внутри емкости и на выходе из внутреннего канала штуцера, безопасность при работе с ядовитыми жидкостями-консервантами, гарантированная нейтрализация консерванта при сохранении исходных свойств биопрепарата. 2 ил., 3 пр.

Устройство для хранения, транспортировки, дезактивации консерванта и применения биологической жидкости, включающее крышку с отверстием, шток с внутренним каналом, защитный колпачок, отличающееся тем, что содержит крышку с центральным отверстием на ее верхней площадке и винтовой резьбой типа ПЭТ, выполненной из пластичного упругого пластмассового материала, в которую снизу вверх введена втулка цилиндрической формы, выполненная также из пластичного упругого пластмассового материала, имеющая в средней части уплотнительный диск и кольцевую прокладку, выполненную из упругого эластичного материала, прилегающую на всем протяжении к нижней поверхности уплотнительного диска, а в нижней части втулки установлена пробка-дозатор дном вниз, имеющая на наружной боковой поверхности кольцевидные эластичные ребра, обеспечивающие герметичность и одновременно подвижность внутри втулки, при этом пробка-дозатор сверху прикрыта защитной пластинкой округлой формы, выполненной из упругого эластичного материала, обеспечивающего герметичность для сохранности реагента в пробке-дозаторе, применяемого для дезактивации консерванта биологической жидкости, причем дополнительно к этому в верхней части втулки установлен поршень на штоке, выполненный из пластичного упругого пластмассового материала, предназначенный для герметичного подвижного соединения между втулкой и наружной поверхностью поршня, а также для выталкивания пробки-дозатора с реагентом и защитной пластинкой в емкость при надавливании сверху вниз на верхнюю наружную часть штока, расположенную выше и вне втулки, при этом в средней, наружной, части штока имеются не менее двух симметрично расположенных ограничительных лепестков, предотвращающих проваливание штока в емкость при надавливании сверху вниз, а сам шток на всем протяжении имеет внутренний канал для отбора жидкости из емкости, который заканчивается в верхнем конце штуцерным соединением типа LUER slip, предназначенным для крепления заглушки с соединением типа LUER lock, выполненной из упругого пластмассового материала, которая обеспечивает герметичность закрывания канала штока, а сверху наружная часть штока с заглушкой закрыта защитным съемным колпачком, выполненным из плотного упругого пластмассового материала.