Массообменное устройство для крови и способ его изготовления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3438521/28-13 (22) 13.05.82 (46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) В. В. Петраш, А. P. Осьмак и Е. П. Максимов (71) Ленинградский государственный ордена Ленина институт усовершенствования врачей им. С. М. Кирова (53) 615.475 (088.8) (56) 1. Диализатор PP-5. Проспект фирмы

«Рон-Пуленк Медикл», Франция, 1978.

2, Дытнерский Ю. И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М., «Химия», 1975, с. 61-62. ройстве, отношение диаметров выемок и отверстий равно 1,5:2,0, л отношение диаметра отверстий и глубины выемок меньше величины 2 (п-1), где и — количество опорных элементов в наборе.

2. Способ изготовления массообменного устройства для крови, включающий изготовление опорных элементов и мембран с соосными отверстиями равного размера, нанесение клея на поверхность опорных элементов и мембран вокруг отверстий, накладывание мембран на опорные элементы, сжатие мембран между опорными элементами, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления, перед сжатием в опорных элементах выполняют выемки вокруг отверстий, изготавливают шайбы из материала, растворимого в жидкости — воде или физиологическом растворе, клей наносят на поверхность выемки, после накладывания мембраны на опорный элемент устанавливают в месте выемки шайбу, затем полученную конструкцию накрывают следующей мембраной и следующим опорным элементом, повторяют указанные приемы до образования набора мембран и опорных элементов и после отверждения клея через образованный набор пропускают жидкость до полного растворения шайб. (54) МАССООБМЕННОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ КРОВИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) 1. Массообменное устройство для крови, содержащее набор опорных элементов, расположенные между ними пары мембран, приспособления для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия равного размера для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий, отличающееся тем, что, с целью снижения травмы крови путем уменьшения местных сопротивлений в устРогггнггагг

cpeda

Рггг. е

1063417

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано для массообмена крови, а также при изготовлении массообменных устройств.

Известны плоские многослойные конструкции, состоящие из мембран и опорных пластин, собранных в набор (1).

Известно массообменное устройство, содержащее набор опорных элементов, расположенные между ними пары мембран, приспособление для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия равного размера для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий (2).

Известен также способ изготовления массообменного устройства, включающий изготовление опорных элементов и мембран с соосными отверстиями равного размера, нанесение клея на поверхность опорных элементов и мембран вокруг отверстий, накладывание мембран на опорные элементы и сжатие мембран между опорными элементами (2).

Недостатками известного устройства являются местные гидравлические сопротивления потоку в соосных отверстиях, вызывающие травму форменных элементов крови из-за малого отношения плошади сечения проходных отверстий для жидкости к плошади сечения соосных отверстий для ввода и вывода жидкости, а также сложность его изготовления.

Цель изобретения — снижение травмы крови путем уменьшения местных сопротивлений в устройстве и упрошение изготовления массообменного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в массообменном устройстве для крови, содержащем набор опорных элементов, расположенные между ними пары мембран, приспособления для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия равного размера для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий, отношение диаметров выемок и отверстий равно 1,5 — 2,0, а отношейие диаметра отверстий и глубины выемок меньше величины 2 (и-1), где n — количество опорных элементов в наборе.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления массообменного устройства для крови, включающему изготовление опорных элементов и мембран с соосными отверстиями равного размера, нанесение клея на поверхность опорных элементов и мембран вокруг отверстий, накладывание мембран на опорные элементы, сжатие мембран между опорными элементами, перед сжатием выполняют выемки в опорных элементах вокруг отверстий, изготовляют шайбы из материала, раствори15

55 мого в жидкости — воде или физиологическом растворе, клей найосят на поверхность выемки, после накладывания мембраны на опорный элемент устанавливают в месте выемки шайбу, затем полученную конструкцию накрывают следующей мембраной и следующим опорным элементом, повторяют указанные приемы до образования набора мембран и опорных элементов и после отверждения клея через образованный набор пропускают жидкость до полного растворения шайб.

На фиг. 1 приведено массообменное устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1, (схематическое изображение место ввода крови в массообменное устройство до растворения шайб); на фиг. 3 — то же, после растворения шайб; на фиг. 4 — вид

Б на фиг. 3 (место ввода крови в массообменное устройство), Массообменное устройство состоит из набора 1 опорных элементов и массообмейной мембраны и приспособления для стяжки, включающего законцовочные плиты 2 и стягивающие шпильки 3 с гайками 4.

В законцовочных плитах 2 имеются штуцера для ввода в устройство и вывода из него жидкостей (стрелками показаны вводы и выводы крови и обменной среде). В месте ввода крови в массообменное устройство имеются места 5 склеивания опорных элементов 6 и пар мембран 7 с помощью шайб

8 из растворимого в жидкости материала, соосные отверстия 9 диаметром 4, полости

10 диаметром D для перехода крови из соосных отверстий 9 в рабочие области устройства, выемки 11 в опорных элементах глубиной h.

Выполнение в опорных элементах 6 выемок 11 вокруг отверстий при соотношении диаметров выемок 11 и соосных отверстий

9 1,5:2,0 обеспечивает необходимую для надежной герметизации площадь контакта мембран в мес е 5 склеивания и исключает резкие перегибы мембраны в этой области.

Увеличение этого соотношения до величины более 2,0 нецелесообразно,так как это приводит к увеличению объема заполнения устройства при отсутствии каких-либо улучшений герметизации. Выемки в опорных элементах 6 выполнены таким образом, что отношение диаметра отверстия в опорном элементе 6 к глубине выемки 11 меньше величины 2 (n-1), где и — количество опорных элементов 6 в наборе. Такое соотношение обеспечивает суммарное проходное сечение полостей 10 в месте перехода от соосных отверстий 9 для ввода и вывода жидкости в рабочей области устройства близким по.величине к площади сечения соосных отверстий 9. Таким образом, обеспечивается отсутствие резкого сужения канала для прохода крови и уменьшаются местные гидравлические сопротивления потоку в этой части устройства.

1063417

При изготовлении массообменного устройства путем механического сжатия мембраны 7 между элементами 6 и шайбами 8 последние, изготовленные из растворимого в жидкости материала, выполняют роль упора для обеспечения надежности герметизации мембран в месте 5 склейки. После сборки массообменного устройства в соответствии со схемой (фиг. 2) и отверждения клея в соосные отверстия для ввода и вывода жидкости подают воду и растворя- 10 ют шайбы 8. После их растворения устройство принимает вид, показанный на фиг. 3. Полости, ранее занимаемые шайбами 8, освобождаются.

Устройство работает следующим образом.

Кровь подают в соосные отверстия 9 в опорных элементах 6, образующие канал, из которого она поступает в полости, ранее занимаемые шайбами 8, и далее переходит в области, заключенные между парами мембран 7, в которых осуществляется массообмен с обменной средой, проходящей между каждой опорной пластиной и прилегающей к ней мембраной (не показано) .

После массообмена кровь выводят из устройства аналогично ее введению. 25

Способ изготовления предлагаемого массообменного устройства осуществляют следующим образом.

Массообменное устройство согласно предлагаемому способу изготовляют с использованием опорных элементов из орг- 30 стекла, между которыми располагают пары мембран из поливинилтриметилсилана.

Обменная поверхность устройства составляет 0,5 м при наличии пяти пар мембран в наборе. Диаметр соосных отверстий в опорных элементах 8 мм, диаметр выемок вокруг отверстий 16 мм, глубина выемок

0,8 мм. Распределительные шайбы соответствующих размеров изготовляют из смеси глюкозы с крахмалом при соотношении 9:1, Эту смесь, разбавленную этиловым спиртом, в кашеобразном виде закладывают в форму и помещают в термостат, где выдерживают в течение 1 ч при 70 — 80 С. После этого получают жесткие шайбы. Сборку массообменного устройства ведут согласно предлагаемому способу изготовления. Для склеивания мембран применяют герметик. После отверждения клея подают в каналы, образованные соосными отверстиями, воду при комнатной температуре. Растворение шайб занимает 4 — 6 мин. Окончание растворения определяют по величине давления жидкости на входе устройства. При достижении им рабочего уровня растворение прекращают.

Устройство испытывали в качестве оксигенатора крови. Сопротивление кровотоку составляло 1,9 — 2,2 кПа (л) мин, гемолиз крови за 12 ч работы не превышал 12 мг о о.

Положительный эффект в предлагаемом устройстве достигается за счет создания в местах ввода и вывода крови полостей с суммарным проходным сечением, равным или превышающим площадь проходного сечения соосных отверстий.

1063417 в Ду

Составитель О. Кабанов

Редактор А. Курах Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 10382/6 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4