Оксигенатор крови Советский патент 1986 года по МПК A61M1/16 

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частности к перфузио- логии, и может быть использовано для насыщения крови кислородом и удаления из крови углекислого газа в системах искусственного кровообращения.

Цель изобретения - повышение эффективности массообмена путем создания многократно расслаивающегося потока крови.

На фиг. 1 изображен оксигенатор в сборе, общий вид; на фиг. 2 - оксигенатор в разъеме; на фиг. 3 - две соседние полупроницаемые пластины со взаимно перпендикулярными направлениями потоков на них; на фиг. 4 - фрагменты поверхности пластин, изображенных на фиг. 3, вид сверху.

Оксигенатор крови содержит набор полупроницаемых пластин 1 с равномерно распределенными по поверхности одинаковы.ми параллельными выступами 2 на одной стороне пластины, образующими каналы для крови и кислорода, коллекторные системы для крови и кислорода, включающие щту- цера 3 и 4 для ввода и вывода крови соответственно, штуцера. 5 и 6 для ввода кислорода и вывода избытка кислорода и углекислого газа соответственно, соосные отверстия 7 в пластинах, пазы 8 клиновидной формы в пластинах, приспособления, для герметизации в виде крышек 9, зажимающих набор полупроницаемых пластин 1, и стяжек 10.

Выступы 2 выполнены в виде расположенных не менее чем 8-10 рядами тел, имеющих форму параллелепипеда с закругленными вертикальными ребрами и обращенных узкой стороной к потоку на пластине (фиг. 3 и 4), а высота выступов h (фиг. 3) равна расстоянию между соседними пластинами в наборе, которое обеспечивается участками герметизации на периферии пластин. Обращенные друг к другу края выступов 2 соседних рядов расположены на одной ЛИНИИ, перпендикулярной направлению потока (фиг. 4). Выступы 2 каждого ряда сдвинуты относительно выступов 2 соседнего ряда на половину расстояния между выступами в ряду (фиг. 3 и 4). Такое взаимное расположение выступов 2 на пластине 1 обеспечивает создание многократно расслаивающегося потока на пластине, показанного на фиг. 4, что приводит к увеличению степени перемешивания и повышению эффективности массообмена. При наличии на пластине 1 менее чем 8-10 рядов выступов 2 число расслоений является недостаточным для получения эффекта значительного повышения съема кислорода с м поверхности пластины.

Соотношение между расстояние.м 1 между соседними выступами 2 в ряду и высотой выступов h равно 1-3. При таком соотношении обеспечивается оптимальный режим

5

0

5

0

0

5

0

5

перемешивания крови. Соотношение меньше 1 приводит к недопустимому росту сопротивления потоку крови, а больше 3 - к снижению эффективности перемешивания и соответственно газообмена.

Длина выступа 2 не должна быть меньшей расстояния 1 между соседними выступами в ряду, ггоскольку в это.м случае пропадает эффект упорядоченного расслоения потока крови, но в то же вре.мя наблюдается недопусти.мый рост гидравлического сопротивления потоку крови.

Оксигенатор крови работает следующим образом.

Кровь через штуцер 3 подается в соосные отверстия 7 и клиновидные пазы 8, распределяется по каналам на поверхности пластин I, образованным выступами 2, многократно при это.м расслаиваясь и подвергаясь интенсивному перемешиванию, проходит по этим каналам, насыщаясь через полупроницаемую пластину кислородом и отдавая в газовую фазу углекислый газ, собирается в клиновидных пазах на противоположных концах пластин и выводится через соосные отверстия и штуцер 4. Кислород, подаваемый в избытке через штуцер 5, проходит по аналогичным ко; лектор- ным системам и каналам пластин, смежных с пластинами для крови, и выводится с перешедшим через пластину уте- кислым газом через штуцер 6.

Предлагаемый оксигенатор крови изготовлен с использованием пластин из фторопласта с общей поверхностью газообмена 0,5 м. На рабочих поверхностях пластин выполнены 20 рядов выступов высотой 250 мкм. Расстояние между соседни.ми выступами каждого ряда составляет 600 мкм, а выступы соседних рядов смещены относительно друг друга на 300 мкм. Ширина выступов составляет 200 мкм.

Испытания оксигенатора крови проводили Б экспериментах на животных при подключении его в систему экстракорпорального кровообращения по вено-венозному типу. Расход крови через оксигенатор - в пределах 1 -1,5 л/мин. Испытания показали, что по данным газового состава крови устройство обеспечивало при таких расходах адекватный газообмен крови, т. е. Ро на выходе крови из оксигенатора не менее 13,6-15,0 кПа и Рсо, - не выше 4,0- 4,2 кПа.

Известное устройство обеспечивает такой уровень газооб.мена при расходах крови 0,7-1,0 л/мин на м поверхности обмена, т. е. при удельных расходах в 2-3 раза меньших, чем в предлагаемом устройстве.

Таким образом, предлагаемый оксигенатор с площадью полупроницае.мых пластин 0,5 м заменяет по производительности известный с площадью пластин 1,5 м.

з ь/л7о/с Kucyfopoda и (/гя€/ исльш sffj

Кислород

Фиг.З

Фиг А