Устройство для отбора и вывода компонентов из жидких сред

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для удаления из биологических жидкостей в медицине экзо- и эндотоксинов и патогенной микрофлоры. Устройство содержит полость для поглощения сорбентом компонентов из жидкой среды. В выходной магистрали расположена дополнительная полость. Емкость для хранения магнитоуправляемого сорбента соединена дополнительной магистралью с входной магистралью. Дополнительная полость расположена в магнитном поле источника магнитного поля и предназначена для размещения абсорбента. Частицы дисперсной фазы сорбента имеют магнитный момент, больший магнитного момента частиц дисперсной фазы абсорбента. Изобретение позволяет уменьшить размеры и вес устройства и повысить сорбционную эффективность. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицине, экологии и другим отраслям и может быть использовано в качестве устройства для отбора, а при необходимости и вывода из жидких сред различных компонентов, например, для удаления (отбора и вывода) из биологических жидкостей в медицине экзо- и эндотоксинов и патогенной микрофлоры.

Известно устройство для форсированного диуреза, заключающегося во внутривенном введении физиологического раствора и мочегонных препаратов [1, стр. 43] , в результате чего из биологических жидкостей выводятся низко-, средне- и высокомолекулярные токсины, в частности гемопротеиды. Устройство содержит иглу, соединенную с капельницей. Использование этого устройства имеет низкую эффективность, большую продолжительность по времени (4-24 часа), вызывает большую нагрузку на почки и сердечно-сосудистую систему.

Известно также устройство для гемодиафильтрации [1, стр.53], которая основана на совмещении гемодиализа с ультрафильтрацией. Это устройство состоит из роликового насоса, кровеносного и диализного контуров и диализатора.

Недостатками устройства являются многоразовость использования элементов диализного контура, сложность конструкции, большие габариты, необходимость большого количества воды для работы диализного контура.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, основанное на пропускании через сорбент биологической жидкости [2, 3] с целью удаления экзо- и эндотоксинов. Устройство состоит из полости (колонки), в которой размещают сорбент, насоса, входной и выходной магистралей. Выбираем это устройство в качестве прототипа.

Недостатками известного устройства, в котором через полость с сорбентом, состоящим из угольного ядра, покрытого "человеческим" альбумином, пропускают биологическую жидкость являются: 1. Ограниченные функциональные возможности связанные с селективностью сорбента по отношению к выводимым компонентам.

2. Недостаточная сорбционная и кинетическая эффективность устройства, обусловленная эффектами "спекания", "туннелирования" и "ослизнения" сорбента в колонке, в результате которых время эффективной сорбции составляет 10 - 20 минут.

3. Сложность фильтрации и унос в биологическую жидкость сорбента.

4. Наличие побочных эффектов, в частности, проявление аллергических реакций из-за использования в качестве оболочки "человеческого" альбумина [3], а также травматизация форменных элементов биологической жидкости.

5. Одномоментное выведение из организма большого количества крови (200 - 400 мл), что ограничивает применение этого устройства для ряда категорий больных и требует дополнительного введения лекарственных препаратов.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, повышение его сорбционной эффективности, упрощение фильтрации, уменьшение побочных эффектов при очистке биологических жидкостей, а также уменьшение размеров и веса устройства и потребления энергии для его работы.

Поставленная задача достигается тем, что устройство снабжено расположенной в выходной магистрали дополнительной полостью, емкостью для хранения сорбента, дополнительной магистралью с дозатором и источником магнитного поля, причем дополнительная полость расположена в магнитном поле упомянутого источника и предназначена для размещения абсорбента, а дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения сорбента со входной магистралью. Устройство может быть снабжено второй дополнительной магистралью и установленными в последней блоком регенерации абсорбента и дополнительным дозатором, причем вторая дополнительная магистраль соединяет входную и выходную части дополнительной полости. Устройство может быть снабжено емкостями для хранения абсорбента и отработавшего абсорбента, третьей дополнительной магистралью со вторым дополнительным дозатором и четвертой дополнительной магистралью с третьим дополнительным дозатором, причем третья дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения абсорбента со входной частью дополнительной полости, а четвертая дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения отработавшего абсорбента с выходной частью указанной выше полости. Кроме того, емкость для хранения сорбента может быть выполнена совместно с основным дозатором, а насос установлен в выходной магистрали между основной и дополнительной полостями.

Для исключения уноса сорбента из устройства в выходной магистрали установлены датчик регистрации уноса сорбента и блокирующее устройство.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где: - на фиг. 1 показана схема устройства, - на фиг. 2 показана схема исполнения устройства с блоком регенерации абсорбента (см. п. 2 формулы изобретения), - на фиг. 3 показана схема исполнения устройства с емкостями для хранения абсорбента и отработавшего абсорбента (см. п. 3 формулы изобретения).

Устройство, см. фиг. 1, состоит из полости 1, соединенной с входной магистралью 2 и выходной магистралью 3, в которой установлен насос 4 и дополнительная полость 5, причем насос и дополнительная полость могут быть совмещены. Емкость б для хранения сорбента соединена с входной магистралью 2 дополнительной магистралью 7, в которой установлен дозатор 8. Под дном "А" дополнительной полости 5 расположены источник или источники магнитного поля 9. В выходной магистрали 3 установлены датчик регистрации уноса сорбента 10 и блокирующее устройство 11.

Возможно второе исполнение устройства, см. фиг. 2, при котором вторая дополнительная магистраль 12 двумя своими концами соединяет входную, по направлению движения жидкой среды, и выходную части дополнительной полости 5. При этом во второй дополнительной магистрали 12 установлены блок 13 регенерации абсорбента и дополнительный дозатор 14.

Возможно третье исполнение устройства, см. фиг. 3, при котором во входную часть дополнительной полости 5 входит третья дополнительная магистраль 15, а в выходную часть указанной полости - четвертая дополнительная магистраль 16. Третья дополнительная магистраль 15 соединяет дополнительную полость 5 с емкостью 17 для хранения абсорбента, а четвертая дополнительная магистраль 14 соединяет эту же полость с емкостью 18 для хранения отработавшего абсорбента. В третьей дополнительной магистрали 15 установлен второй дополнительный дозатор 19, а в четвертой дополнительной магистрали 16 - третий дополнительный дозатор 20.

В качестве сорбента берут магнитоуправляемые частицы, а в качестве магнитного абсорбента - суспензию, дисперсную фазу которой берут с магнитным моментом меньшим, чем магнитный момент частиц сорбента, а дисперсную среду из жидкости, которая не смешивается с жидкой средой.

Устройство работает следующим образом. Сначала в дополнительную полость 5, см. фиг. 1 - 3, вводят абсорбент и подводят постоянные или включают электрические магниты 9. При этом частицы абсорбента выстраиваются по силовым линиям магнитного поля, образуя множество лабиринтов в дополнительной полости 5.

Затем по входной магистрали 2 с помощью насоса 4 подают жидкую среду и одновременно из емкости 6 с помощью дозатора 8 по первой дополнительной магистрали 7 подают частицы сорбента в дисперсионной среде. Сорбент и жидкая среда попадают в полость 1, в которой перемешиваются и происходит поглощение - сорбция компонентов из жидкой среды.

Далее отработанный сорбент и очищенная от компонентов жидкая среда через участок выходной магистрали 3 попадают в дополнительную полость 5. Жидкая среда протекает через дополнительную полость 5 и вытекает из устройства через второй участок выходной магистрали 3, а сорбент, проходя через лабиринты из магнитного абсорбента, задерживается и, имея больший магнитный момент, оседает на дно дополнительной полости 5. Для основного исполнения устройства после завершения процесса очистки полости 1 и 5 чистятся или выбрасываются, если устройство одноразовое.

Отработавший сорбент совместно с частью абсорбента можно вывести с помощью дополнительного дозатора 14 из дополнительной полости 5 по второй дополнительной магистрали 12 и, отрегенерировав в блоке 13, снова ввести в дополнительную полость 5, см. фиг 2.

Возможен режим работы с отложенной во времени регенерацией абсорбента, см. фиг. 3, для этого отработавший сорбент совместно с частью абсорбента выводят с помощью третьего дополнительного дозатора 20 из дополнительной полости 5 по четвертой дополнительной магистрали 16 в емкость для хранения отработавшего абсорбента 18. Вместе с этим свежий абсорбент с помощью второго дополнительного дозатора 19 по третьей дополнительной магистрали 15 подается из емкости 17 для его хранения в дополнительную полость 5.

При регистрации частиц сорбента датчиком уноса сорбента 10 срабатывает блокирующее устройство 11 и перекрывает выходную магистраль 3, делая невозможным унос сорбента из устройства.

Заявляемое устройство по сравнению с прототипом обладает более широкими функциональными возможностями, т.к. оболочки частиц сорбента можно выбирать из различных веществ, и большей сорбционной активностью, т.к. в жидкую среду дозированно вводится свежий сорбент, а отработанный при необходимости периодически отводится. Использование в качестве одной из составляющих сорбента магнитоуправляемых ядер упрощает процесс фильтрации и повышает надежность этого процесса. Кроме того, не используется "человеческий" альбумин, который может вызвать аллергические реакции организма. Основное исполнение устройства (см. п. 1 формулы изобретения) имеет малые размеры и вес, требует для своей работы малый расход энергии, поэтому может применяться, например, в полевых условиях. Два других исполнения устройства (см. п. 2 и 3 формулы изобретения), в которых дорогостоящий абсорбент регенерируется (во время процесса сорбции, см. п. 2 формулы изобретения или после этого процесса, см. п. 3 формулы изобретения) могут использоваться в стационарных условиях.

Литература 1. Диагностика, клиника и лечение критических состояний при острых отравлениях и эндотоксикозах. Москва, 1923 г.

2. Ю.М. Лопухин, М.Н. Мало. Гемосорбция. Москва, Медицина, 1985 г.

3. К. С. Терновой и др. Сорбционная детоксикация в хирургической практике. Киев, 1985 г.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора и вывода компонентов из жидкой среды, содержащее полость для поглощения сорбентом компонентов из жидкой среды с входной и выходной магистралями, отличающееся тем, что оно снабжено расположенной в выходной магистрали дополнительной полостью, источником магнитного поля, емкостью для хранения сорбента, который выполнен магнитоуправляемым, дополнительной магистралью с дозатором, установленными в выходной магистрали датчиком регистрации уноса сорбента и блокирующим устройством, при этом дополнительная полость расположена в магнитном поле упомянутого источника магнитного поля и предназначена для размещения абсорбента, дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения сорбента со входной магистралью, а частицы дисперсной фазы сорбента имеют магнитный момент, больший магнитного момента частиц дисперсной фазы абсорбента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено второй дополнительной магистралью и установленными в последней блоком регенерации абсорбента и дополнительным дозатором, причем вторая дополнительная магистраль соединяет входную и выходную части дополнительной полости.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено емкостями для хранения абсорбента и отработавшего абсорбента, третьей дополнительной магистралью со вторым дополнительным дозатором и четвертой дополнительной магистралью с третьим дополнительным дозатором, причем третья дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения абсорбента со входной частью дополнительной полости, а четвертая дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения отработавшего абсорбента с выходной частью указанной выше полости.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что емкость для хранения сорбента выполнена совместно с дозатором.

5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что в выходной магистрали между основной и дополнительной полостями установлен насос.

6. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что в него введен насос, совмещенный с дополнительной полостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3