Устройство для перфузии изолированных органов Советский патент 1992 года по МПК A61M1/10 

Фиг.1

Изобретение относится v области медицины, а именно, для перфузии изолировэн- ныхорганов животных,в

экспериментальных условиях, при изучении метаболизма эндогенных и экзогенных соединений и поглотительной способности клеток.

Известно устройство для перфузии изолированного органа (а.с. № 1003843, кл. А 61 М 1 /03,пуб/Г, 09.07.80 г.), содержащее камеру для размещения органа, два рабочих контура, включающие перфузионный насос с блоком управления, оксигенатор, соединительные магистрали и формирователи венозного и артериального потоков.

Однако схема устройства усложнена, т.к. для достижения цели необходимо наличие мотора, эксплуатация которого требует большой энергоемкости,

В качестве прототипа выбрано устройство для перфузии изолированных органов животных (I.Kvetlna, A.GuaStanl- AversatHe method for In vftro perfuslon of isolated organs of rats and mice with particular reference tollver. - Pharmacology, 1969, v.2, p. 65-81), которое состоит из перистальтического насоса и термостатируемой камеры, содержащей внутри камеру для изолированного органа и оксигенатор.

Однако работа оксигенатора и работа перистальтического насоса не связаны между собой, т.е. в случае ухудшения оксигена- ции перфузионно й жидкости орган испытывает кислородное голодание, потому, что перистальтический насос работает не реагируя на содержание кислорода в перфузионнрй жидкости, т.к. насыщаемость кислородом перфузионной жидкости в оксигенаторе обратно пропорциональна его скорости движения через оксигенатор. Кроме того, для обеспечения физиологических констант при перфузии данным устройством необходим тщательный подбор нейлоновых трубочек (определенные размеры, диаметр пор), хорошая герметичность цилиндров для предотвращения попадания воды в перфузируемую жидкость. 8 случае загрязнения пор трубочек оксигенация пер- фузата становится невозможной. Нельзя также проконтролировать и степень проникновения кислорода через нейлоновые трубочки.

Целью изобретения является увеличение длительности и повышение перфузии за счет снижения травмы крови.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для перфузии изолированных органов, содержащее камеру для размещения органа, источник кислорода, оксигенатор и соединительные иагмстрали,

дополнительно снабжено накопителем с перфузионной жидкостью, установленным над уровнем камеры на высоте, создающей давление равное 70 мм рт.ст., камера соединена с оксигенатором, подключенным к источнику кислорода и выполненным в виде перевернутого конуса, снабженного клапанами и исполнительным механизмом, соединенным через логическую схему с

контактными электродами, установленными на верхнем и нижнем уровнях оксигени- руемой жидкости, -;а дне оксигенатора установлен общий электрод.

Нсвизна предложенного устройства заключается в том, что авторами впервые разработано устройство, которое совмещает в себе функции оксигенатора и насоса, благодаря чему возможно осуществление перфузии изолированных органов без перистальтического насоса, т.к. давление,

кислорода, в данном устройстве, используется как движущая сила, что позволяет упростить схему и повысить надежность работы устройства за счет создания постоянной степени оксигенации перфузионной

жидкости.

Описанное в формуле изобретения совокупность признаков и взаиморасположенность элементов существенно отличает предложенное устройство от аналогоа, в

том числе, от прототипа, и обеспечивает получение более высокого положительного эффекта.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критериям новизны,

существенные отличия и положительный эффект.

Нзфиг.1 показан общий вид устройства.

Устройство содержит накопитель 1 в виде термостатируемого бутыля емкостью 150-200 мл, камеру 2 для размещения органа, кислородного баллона 3 и оксигенатора 4 (см, фиг. 2).

Оксигенатор 4 состоит из емкости для

оксигенйции 5 объемом 20-30 мл в виде перевернутого конуса, на одной стороне которого находятся отверстие 6 для притока перфузмонной жидкости, закрываемое клапаном 7 и отверстие 8 для поступления киспорода с клапаном 9, от которой отходит трубка 10, доходящая до дна. На дне камеры находится отверстие 11 для выхода жидкости из камеры. Оба клапана 7 и 9 связаны между собой и исполнительным механизмом 12 при помощи рычага 13. Исполнительный механизм 12 соединен с контактными электродами нижнего уровня 14, находящегося непосредственно под отверстием 11 для выхода жидкости, верхнего

уровня 15, расположенном на несколько миллиметров ниже исполнительного механизма 12, и общим электродом 16, установленным на дне емкости для оксиген.ации, через логическую схему 17, которая включа- ет два элемента И 18, 20 и один элемент ИЛИ 19, соединенных между собой как показано на фиг. 3,

Устройство работает следующим образом: перфузионная жидкость под влиянием силы тяжести поступает из накопителя 2 в камеру для размещения органа 2, затем через отверстие 6 для притока перфузионной жидкости собирается в емкости 5 оксигена тора 4. При заполнении емкости 5 жидкостью и достижении ею электрода верхнего уровня 15 на вход первого элемента И 18 логической схемы 17 поступает сигнал. Поскольку при наличии в емкости 5 перфузионной жидкости межэлектродное пространство общего электрода 16 и электрода нижнего уровня 14 замкнуто, на первом входе каждого из двух элементов И 18,20 имеется сигнал, который обеспечивает появление сигнала на выходе первого элемента И 18 и, что, в свою очередь, подается на первый вход элемента ИЛИ 19, на выходе которого появляется выходной сигнал и поступает на второй вход второго элемента И 20, что приводит к появлению выходного сигнала. При этом срабатывает исполнительный механизм, который закрывает клапан 7 и открывает клапан 9, в результате чего отверстие 6 закрывается, что прекращает поступление жидкости в емкость 5. Одновременно через отверстие 8 кислород поступает в трубку 10, из которой в виде пузырьков проходит через жидкость и накапливается в верхней части емкости 5. Постепенно кислород выдавливает жидкость из емкости 5 через отверстие 11 и за счет продува подсушивает электрод нижнего уровня 14.

Как только жидкость перестанет замыкать электрод нижнего уровня 14 и общий электрод 1 б в логической схеме входной сигнал первого входа обоих логических элементов И 18, 20 становится равным нулю. И тогда исполнительный механизм отключается, клапан. 7 открывает отверстие б, а клапан 9 закрывает отверстие 8, в результате чего прекращается доступ кислорода, и в емкость 5 снова поступает перфузионная жидкость.

Жидкость из отверстия 11 попадает в накопитель 1, который находится на 70 см выше уровня оксигенатора 4 (высота выбрана для поддержания необходимого давления жидкости в органе). Конструктивно накопитель 1 напомгтапг капельницу для

внутривенного вливания, который широко используется в медицинской практике.

Использование предложенного устройства, совмещающего в себе функции оксигенатора и насоса, в отличие от прототипа, позволяет не включать в конструкцию устройства перистальтический насос, что значительно упрощает конструкцию устройства.

0 Кроме того, перистальтический насос (в прототипе) перекачивает перфузионную жидкость импульсивно, что депает процесс перфузии не физиологичным для органа, а в предлагаемом авторами устройстве перфу5 знойная жидкость, накапливаясь в накопителе, подается к органу .равномерно с одинаковым давлением, благодаря наличию исполнительного механизма, соединенного с электродами, установка которых на опре0 деленной высоте корпуса оксигенатора определяет периодичность цикла и накопителя, равномерная подача жидкости которого обеспечивает высокую физиоло- . гичность процесса.

5 Кроме того, конструкция устройства обеспечивает высокую надежность его работы, Это достигается тем, что оксигенатор выполнен в виде перевернутого конуса, что способствует более полному удалению жид0 кости из емкости и исключает возможность обратного ее притока, а также обеспечивает возможность более четкой циркуляции перфузионной жидкости в системе устройства, а наличие исполнительного механизма, сое5 диненного с контактными электродами, установленными на верхнем и нижнем уровнях оксигенируемой жидкости, а также общего электрода, установленного на дне оксигенатора и логической схемы, исключа0 ет необходимость постоянного контроля за давлением и напряжением кислорода в жидкости, т.к. эти параметры можно заранее установить.

Формула изобретения

5 Устройство для перфузии изолированных органов животных, содержащее камеру для размещения органа, источник кислорода, оксигенатор и соединительные магистрали, отличающееся тем, что, с целью

0 увеличения длительности адекватной перфузии за счет снижения травмы крови, в него введен накопитель с перфузионной жидкостью, который соединен с входом камеры для размещения органа, а оксигена5 тор, выполненный в виде перевернутого конуса, содержит электроды верхнего и нижнего уровней оксигенируемой жидкости с общим электродом на дне конуса, которые через логическую схему соединены с исполнительным и клапанным механизмами, с

возможностью подключения к оксигенатору выхода камеры для размещения органа и

источника кислорода, при этом выход оксигенатора соединен с. накопителем.

Использование: область медицины, а именно в устройствах для перфузии изолированных органов животных в экспериментальных условиях. Сущность изобретения: устройство содержит накопитель 1 с перфу- зионной жидкостью, соединенный со входом камеры 2 для размещения органа. Оксигенатор 4 выполнен в виде перевернутого конуса и содержит электроды уровня жидкости, соединенные с исполнительным и клзпаным механизмами. .Клапанный механизм подключает к оксигенатору выход камеры для размещения органа и источник кислорода 3. Выход оксигенатора соединен с накопителем. 3 ил.

;;

Фае. 2