Колонка для сорбции биологических жидкостей Советский патент 1993 года по МПК A61M1/36 

Изобретение относится к медицине и медицинской техйике, а именно к устройствам дли экстракорпоральной очистки крови и других биологических жидкостей.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем предотвращения эмболии продуктами разрушения гранул сорбента за счет повышения плотности упаковки гранул и ограничения их взаимного перемещения.

На фиг.1 представлена принципиальная конструкция заявляемой колонки, продольный разрез; фиг.2 - варианты выполнения средств фиксации соединения частей корпуса; фиг.З - варианты выполнения упругого фильтра.

Колонка для сорбции биологических жидкостей (фйг.1) состоит из нижней и верхней частей, образующих полый корпус. Нижняя часть корпуса выполнена в виде емкости 1. заполненной сорбентом 2, слой которого ограничен снизу фильтром 3. Ниже фильтра 3 расположена полость А, сообщающаяся с патрубком 5. Верхняя часть емкости 1 выполнена в виде кольцевого шипа б и снабжена выступом 7 для фиксации соединения. Верхняя часть корпуса выполнена в виде крышки 8, снабженной снизу кольцевым пазом, сопряженным с шипом б и образованным наружной стенкой 9 и внутренней стенкой 10. На наружной стенке 9 выполнен кольцевой выступ 11 для фиксации соединения крышки 8 с емкостью 1. Способ фиксации шипового соединения может быть различным, например, аналогично прототипу, с помощью накидной гайки 12 (фиг.2з), с помощью плавких вставок 13 (фиг.2б), с помощью кольца 14с внутренним пазом, охватывающим полуфланцы 7 и 11 емкости 1 и крышки 8 (фиг.2в). Возможно также соединение крышки 8 с емкостью 1 в шип-паз с помощью резьбового или байонетного соединения. В зазоре между частями корпуса может быть устаноалена прокладка 15 (фиг.2э). В крышке 8 установлен упругий фильтр 16, охваченный по периметру стенкой 10. Фильтр 16 образует в крышке 8 полость 17, сообщающуюся с патрубком 18. Фильтр 16 установлен таким образом, что плоскость периметра его контактирующей с сорбентом 2 поверхности расположена ниже верхней кромки шипа 6. Фильтр 16 может быть зьшолнен из однородного упругого пористого материала (фиг.1) или иметь более сложную конструкцию, например, содержать слой пластичного пористого материала 19 (ткань, нетканый волокнистый материал, мелкая сетка), опирающийся на упругую решетку 20 (фиг.За), при этом решетка 20 может быть размещена внутри пористого материала (фиг.Зб). Возможен также вариант выполнения упругого фильтра, при котором фильтрующий слой выполнен из упругого пористого материала 19 (упру- гий поропласт), опирающегося на жесткую решетку 20 (фиг.За). Последний вариант менее предпочтителен для высокопрочных сорбентов сферической грануляции (угли СКН), поскольку при сжатии упругого фильтрующего слоя уменьшается площадь живого сечения сквозных каналов, увеличивается сопротивление прохождению жидкости. Однако он может быть рекомендован при использовании в качестве сорбента

5 гранулированного угля низкой прочности (например, угля КАУ), т.к. в момент сжатия слоя сорбента обеспечивает равномерное усилие по всей поверхности фильтра и не требует радиального перемещения гранул,

0 чем снижается пылеобразование при их трении. При этом может быть изменена конструкция крышки 8 (фиг.2а). Крышка в этом случае не содержит внутренней стенки 10 (или высота ее уменьшена), а фильтр примы5 кает к внутренней поверхности шипа 6 и прижат к сорбенту 2 под воздействием контактирующей с ним по периметру торцовой поверхности 21 крышки 8. При хранении и при транспортировке патрубки 5 и 18 закры0 ты заглушками 22.

При сборке колонки в нижней части корпуса 1 и в крышке 8 устанавливают фильтры 3 и 16 с образованием полостей 4 и 17 со стороны патрубков 5 и 18. Причем полость

5 17 должна иметь форму, обеспечивающую свободный доступ сорбируемой жидкости к любой точке поверхности фильтра 16 с учетом максимально возможной его выпуклости . Это же относится и к форме полости 4

0 а случае выполнения фильтра 3 из упругого материала. После установки фильтров в емкость 1 засыпают гранулированный сорбент 2 и избыток его удаляют шабером по уровню кромки шипа 6, обеспечивая тем самым точ5 ное объемное дозирование сорбента. После этого емкость 1 накрывают крышкой 8, совмещая шип 6 емкости 1 с пазом крышки 8, и прижимают с фиксированным усилием. Процесс сборки заканчивают фиксировани0 ем соединения с помощью предусмотренного для этого элемента фиксации (фиг.2 а,б,в,г).

При осевом перемещении крышки 8 относительно емкости 1 внутренняя стенка 10

5 паза вместе с примыкающим к ней по периметру фильтром 16 движется вдоль внутренней поверхности шипа б, вытесняя пристеночный слой сорбента 2 в среднюю часть емкости 1. Упругий фильтр 16 контактирует с сорбентом, уплотняет его, а сам при

этом деформируется, приобретая куполооб- эазную форму. В случае использования фильтра, содержащего жесткую опорную эешетку 20 и контактирующий, с сорбентом ;лой 19 упругого пористого материала фиг.Зв) деформация фильтра выражается в уменьшении его толщины. Необходимым /словием воздействия фильтра 16 на сор- 5ент 2 является размещение фильтра 16 таким образом, чтобы после сборки колонки плоскость периметра его контактирующей с ;орбентом поверхности располагалась ниже кромки шипа 6. Напряжение, возникающее за счет упругих свойств фильтра 16 и направленное на восстановление его первоначальной формы, обусловливает возникновение усилий, постоянно действующих на :лой сорбента в процессе транспортирования и эксплуатации колонки. Действие этого /силия исключает взаимное перемещение гранул, их частичное разрушение за счет грения поверхностей и образование пылевидных частиц, приводящих к опасности эм- эолии.

Целесообразным для данной конструкции колонки является выполнение фильтра 3, установленного в нижней части емкости 1, та кже из упругого материала. Такое решение, наряду с более равномерным распределением усилия сжатия сорбента 2, эбеспечивает возможность некоторого пе- эемещения слоя сорбента относительно корпуса колонки в пределах упругих деформаций фильтров 3 и 16, снижая тем самым динамические нагрузки в точках контакта гранул сорбента и вероятность их разрушения при ударном осевом воздействии на корпус колонки.

Для повышения герметичности корпуса олонки по меньшей мере одна из боковых оверхностей шипа 6 и сопряженная с ней оверхность паза могут быть выполнены ко- ическими, с углом конусности 1,5-7°. По- ышение герметичности достигается за счет ого, что при взаимном перемещении со- ряженных поверхностей в процессе сбор- и происходит их притирка с большими силиями прижима, которые зависят как от левого усилия сжатия, так и от угла конус- ости поверхностей (эффект клина). Экспе- иментально установлено, что птимальными углами конусности сопря- енных поверхностей шипа и паза являют- Ья углы в интервале 1,5-7°. При угле менее 1,5° повышаются требования к точности из- отовления пресс-форм для деталей корпуса к гладкости поверхностей, что удорожает роизводство без заметного повышения ерметичности соединения. При углах ко- нормальные усилия при|нусности более 7°

жима между сопряженными поверхностями недостаточны для их плотного прилегания без значительного повышения осевой составляющей. Кроме того, при больших углах

конусности в момент совмещения шипа 6 с пазом крышки 8 между их боковыми поверхностями (при-среднем осевом перемещении деталей 5-10 мм) образуется зазор, в который могут попасть частицы сорбента

0 диаметром до 0,5 мм, что приводит к нарушению герметичности соединения. Наиболее высокая степень герметичности шипового соединения достигается за счет того, что крышка 8 выполнена из термоуса5 живающегося материала, например, из полиэтилена высокого давления по ГОСТ 16338-86 и соединена с емкостью 1 с помощью многозаходного резьбового или бай- онетного соединения, для чего на наружной

0 поверхности шипа 6 выполнены спиральные выступы 23 (фиг.2г), а на соответствующей ей поверхности паза - спиральные канавки 24. Материал емкости при этом должен быть другим, с меньшим коэффициен5 том термоусадки, например, полистирол общего назначения по ГОСТ 20282-86. При таком варианте фиксации шипового соединения паз крышки 8 при повышенной температуре совмещают с шипом 6 емкости 1

0 до зацепления выступов 23 с канавками 24 и проворачивают вокруг оси корпуса на определенный угол. Крышка 8 при этом смещается относительно емкости 1 с сорбентом 2 в осевом направлении на расстояние,доста5 точное для обеспечения усилия прижима сорбента 2 фильтром 16. После охлаждения крышки 8 происходит ее термоусадка с плотным охватом шипа 6 наружной стенкой 9 паза и надежной герметизацией соедине0 ния.

Колонка работает следующим образом, Снимают заглушки 22 и подключают колонку в экстракорпоральный контур. Перфузия очищаемой биологической жидкости,

5 например крови, осуществляется с помощью насоса. Жидкость поступает в колонку через патрубок 18, проходит через фильтр 6 и заполняет межгранульное пространство сорбента 2. Очищенная в результате контак0 та с сорбентом жидкость проходит через фильтр 3 и выводится из колонки через патрубок 5.

Предлагаемая конструкция колонки для сорбции биологических жидкостей отлича5 ется простотой и надежностью, повышенной герметичностью корпуса, имеет хорошие гидродинамические характеристики, исключает образование застойных зон в слое сорбента, не требует особых материалов при изготовлении корпуса и может быть

подготовлена к применению за минимально короткое время. Благодаря ее конструктивным особенностям, описанным выше, слой гранулированного сорбента постоянно находится в поджатом состоянии, что препятствует свободному перемещению гранул при транспортировании и эксплуатации, трению их поверхностей и загрязнению очищаемой жидкости продуктами разрушения сорбента.

Формула изобретения 1. Колонка для сорбции биологических жидкостей, содержащая верхнюю и нижнюю части, соединенные в шип-паз и снабженные патрубками для входа и выхода жидкости, элемент для фиксации соединения, размещенный между фильтрами сорбент, отличающаяся тем, что. с целью повышения эффективности в работе устройства путем предотвращения эмболии продуктами разрушения сорбента, верхняя часть выполнена с кольцевым пазом, прилегающий к верхней части фильтр - упругим с образованием полости между фильтром и

патрубком, а нижняя часть снабжена кольцевым шипом, сопряженным с пазом, причем нижняя кромка .

2.Колонка по п,1, отличающаяся тем, что фильтр нижней части выполнен упругим.

3.Колонка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что фильтр содержит контактирующий с сорбентом слой упругого пористого

материала, опирающийся на жесткую решетку.

4.Колонка по пп.1-3, отличающая- с я тем, что, с целью повышения герметичности шипового соединения, по меньшей

мере одна из боковых поверхностей шипа и сопряженная с ней поверхность паза выполнены коническими с углом конусности 1,5- 7°.

5.Колонка по пп,1-4, отличающая- с я тем, что на наружной поверхности шипа

и сопряженной с ней поверхности паза выполнены витки многозаходной резьбы, верхняя часть колонки выполнена из термоусаживающегося материала,

Фиг.2

8

Ю

6

19

Фиг.З