Система катетера гидродинамического обмена

Изобретение относится к медицине и предназначено для одновременного осуществления инфузии и аспирации жидкости в тела людей и животных. Система содержит внутреннюю полость, имеющую проксимальный и дистальный концы. Проксимальный конец внутренней полости соединен с инфузионным устройством. Внешняя полость имеет проксимальный и дистальный концы, а также стенку полости, проходящую между проксимальным и дистальным концами и образующую внутреннее пространство полости. Проксимальный конец внешней полости соединен с аспирационным устройством. Инфузионное и аспирационное устройства выполнены с возможностью создавать синхронизированные изменения давления во внутренней и внешней полостях. Дистальный конец внутренней полости расположен во внутреннем пространстве внешней полости так, чтобы жидкость, выходящая из внутренней полости через отверстие дистального конца внутренней полости, перетекала во внутренне пространство внешней полости, и таким образом, что струя жидкости, подаваемая из отверстия внутренней полости, периодически рассеивается против поверхности обмена, относящейся к жидкостному обмену между катетером и окружающей тканью. Изобретение обеспечивает точное и надежное управление потоками гидродинамического обмена. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системе катетера, которая может быть использована для инфузии жидкостей (лекарственных средств, воды и питательных веществ) в тело с осуществляемой одновременно аспирацией биологического вещества (крови, гноя, патологической ткани, токсических веществ) из тела человека и/или ткани животного без каких-либо проблем засорения.

Имеется много видов катетеров, которые используют для инфузии и аспирации жидкости в клиническом или предклиническом помещении. Конец катетера, который вводят в биологическое вещество, традиционно называют «дистальным», а конец, который остается снаружи, называют «проксимальным».

Большинство существующих катетеров имеют одну полость, и через эту полость пользователь может альтернативно осуществлять инфузию или аспирацию жидкостей.

Например, в клиническом помещении обычный внутривенный катетер используют либо для аспирации проб крови, как правило, непосредственно после его введения в вену, или для инфузии растворов лекарственных средств и/или питательных веществ, как правило, в течение многих часов или дней после его введения.

Эти катетеры могут обеспечивать инфузию или аспирацию больших количеств жидкости, но они не могут делать это одновременно, чтобы иметь постоянный обмен лекарственных средств и питательных веществ с накоплениями внеклеточной жидкости или патологической жидкости ткани.

Одновременный гидродинамический обмен является желательным как для текущего контроля, так и для терапевтических целей.

Имеется несколько катетеров с множеством полостей, которые могут одновременно обеспечивать инфузию и аспирацию жидкостей.

Например, микродиализный катетер после его введения в ткань человека или животного непрерывно заливается жидкими растворами из насоса, соединенного с его проксимальным концом. Катетер состоит из двух концентрических полых трубок, которые покрыты на их дистальном конце мембраной. Как правило, центральная трубка является эфферентной (центробежной) частью, а периферийная трубка - афферентной (центростремительной) частью катетера. Часть вводимой жидкости подвергают инфузии через мембрану катетера на его дистальном конце, а внеклеточную жидкость подвергают аспирации через ту же мембрану и эфферентную полость.

Тем не менее, микродиализные катетеры и подобные им катетеры были разработаны для текущего контроля ткани, и вышеописанная осуществляемая одновременно инфузия и аспирация имеет место в диапазоне расхода нескольких микролитров в минуту и через очень небольшие поры мембраны.

Для терапевтических применений нам необходима намного большая скорость обмена жидкостей и мембраны или перфорированные оболочки с большими порами для того, чтобы было можно отсасывать жидкости, имеющие небольшую вязкость, подобно гною, которые засоряют все существующие катетеры.

Обычной проблемой всех видов существующих катетеров для биологических жидкостей является их засорение вследствие образования пробки биологического вещества в конце их полостей или его покрытия (оболочки).

Например, заявляется система катетера для эндотерапии, которая обеспечивает требуемую скорость обмена жидкостей и работу без засорения части, через которую проходит жидкость.

Он состоит из двух концентрических трубок, причем одна предназначена для инфузии и одна для аспирации, соединенных должным образом на их проксимальной конце с устройствами для инфузии и аспирации и имеющих фильтр, или мембрану, или решетчатую или сетчатую оболочку, покрывающую их дистальный конец, и содержит гидродинамически движущее устройство для одновременного осуществления инфузии и аспирации. Инфузионная трубка адекватно соединена с движущим устройством, которое орошает окружающее пространство катетера при одновременно побуждении своим движением аспирации через другую трубку.

Представляется, что в следующих документах отображается самое релевантное состояние техники, как указано выше:

D1: US-A-4 694 832 (UNGERSEDT CARL U) 22 September 1987.

D2: US 4 755 175 A (NILSSON LEIF) 5 July 1988.

D3: PCT/GR2004/000045, IPC A61M 25/00, (PANOTOPOULOS CHRISTOS), 8 September 2003.

Система катетера гидродинамического обмена, соответствующая настоящему изобретению, состоит из двух или более полостей - трубок (1, 2), соединенных должным образом с инфузионным (Е) и аспирационным (А) устройствами на их проксимальных концах, и имеет или не имеет фильтр, или мембрану, или решетчатую или сетчатую оболочку, покрывающую их дистальные концы (O). Эти инфузионное и аспирационное устройства периодически и/или непрерывно изменяют градиенты давления жидкости в системе (тем не менее, гарантируя расход, который отвечает необходимостям инфузии и аспирации основной патологии, или текущего контроля, или терапии, или потребностей протокола исследования) для создания гидродинамических потоков (В), которые чисто промывают конец катетера и поддерживают свободным гидродинамический обмен между катетером и тканью без необходимости каких-либо движущихся частей.

Перепады давлений в системе создают посредством любой конфигурации положительных давлений инфузионного насоса и соответственно синхронизированной конфигурации отрицательных давлений аспирационного насоса (давления всегда относятся к давлению в ткани, окружающей конец катетера).

Система обеспечивает возможность полной и надежно контролируемой скорости инфузии-аспирации и свободного гидродинамического обмена.

Например, в одном из многих возможных вариантов осуществления системы, относящихся к конструкции и рабочему режиму, перистальтический насос (Е) запрограммирован для инфузии жидкости под давлением +200 мм ртутного столба в течение 5 секунд с последующей 10-секундной остановкой, тогда как аспирационная трубка заблокирована (N), а перистальтический насос (А) запрограммирован для аспирации под давлением -100 мм ртутного столба в течение следующих 15 секунд, тогда как инфузионная трубка заблокирована (N) в тридцатисекундном цикле работы.

Множество конфигураций изменений давления может быть использовано в зависимости от основной патологии или протокола исследования. Оба эти (инфузионное и аспирационное) давления на концах системы могут быть подвергнуты текущему контролю для синхронизации в заданном диапазоне и разности фаз и могут быть защищены посредством аварийных сигнализаций и автоматическими остановами (N) всякий раз при обнаружении любого нарушения функции системы посредством датчиков (N) расхода и/или давления, размещенных адекватным образом в системе для обеспечения безопасности (от чрезмерной инфузии, чрезмерной аспирации и так далее).

В альтернативном варианте инфузионное и аспирационное устройства системы могут быть емкостями (Е, А) для жидкости, просто использующими силы гидростатического давления, создаваемые посредством их положения относительно конца катетера, в качестве движущих сил для ввода инфузионной жидкости и отведения аспирационной жидкости из ткани в месте введения катетера.

Для этого варианта осуществления системы катетера гидродинамического обмена мы можем просто ввести только одну автоматическую кнопку (N), запрограммированную для сжатия аспирационной (и инфузионной) трубки в течение 5 секунд с последующим 5-секундным свободным течением аспирационной (и инфузионной) жидкости или запрограммированную на любую другую конфигурацию временных интервалов для свободного и блокированного течения.

Любой режим синхронизированных изменений давления в любой точке системы катетера гидродинамического обмена передается непосредственно в инфузионный и аспирационный конец катетера через столб жидкости инфузионной или аспирационной жидкостей.

В прилагаемых чертежах, приведенных на фиг.1 и фиг.2, приведены некоторые из множества возможных вариантов осуществления системы катетера гидродинамического обмена, соответствующей настоящему изобретению.

Катетер гидродинамического обмена имеет бифуркационную часть любой конфигурации для разделения двух противоположных потоков в двух разных полостях.

Дистальный конец внешней полости - трубки поддерживает поверхность обмена, которая может быть фильтром, или мембраной, или сетчатой или решетчатой оболочкой, или ничем, а только открытым концом аспирационной полости.

Жидкость, которая может изменяться от дистиллированной воды до питательных растворов с лекарственными средствами, которую подают через инфузионное устройство (Е) к внутренней полости - трубке (1), достигает дистального конца катетера (о), где имеет место обмен веществ между инфузионной жидкостью и веществами, содержащимися во внеклеточной жидкости окружающей ткани. Жидкая смесь возвращается в аспирационное устройство или сборную емкость (А). Стрелки представляют градиенты давления.

Для удаления органических веществ, которые постепенно накапливаются на поверхности обмена и, следовательно, засоряют катетер, струю жидкости, подаваемой из отверстия (отверстий) внутренней полости, периодически рассеивают против внутренней стенки поверхности обмена жидкостей, деблокируя, таким образом, мембрану, или сетку, или покрытие фильтра. Если поверхностью обмена является только открытый конец аспирационной полости, то аспирационную полость деблокируют струей из инфузионной полости.

Конструкционный материал системы катетера должен быть согласован с нормами и регламентом, существующими для клинических и лабораторных катетеров, включая проблемы биосовместимости и так далее.

1. Система катетера с гидродинамическим обменом, содержащая:
внутреннюю полость, имеющую проксимальный и дистальный концы, причем проксимальный конец внутренней полости соединен с инфузионным устройством;
внешнюю полость, имеющую проксимальный и дистальный концы, а также стенку полости, проходящую между проксимальным и дистальным концами и образующую внутреннее пространство полости, причем проксимальный конец внешней полости соединен с аспирационным устройством,
при этом инфузионное и аспирационное устройства выполнены с возможностью создавать синхронизированные изменения давления во внутренней и внешней полостях, и
дистальный конец внутренней полости расположен во внутреннем пространстве внешней полости так, чтобы жидкость, выходящая из внутренней полости через отверстие дистального конца внутренней полости перетекала во внутреннее пространство внешней полости, и таким образом, что струя жидкости, подаваемая из отверстия внутренней полости, периодически рассеивается против поверхности обмена, относящейся к жидкостному обмену между катетером и окружающей тканью.

2. Система по п.1, дополнительно включающая обменную поверхность, расположенную у дистального конца внешней полости.

3. Система по п.2, в которой обменная поверхность выбрана из группы, состоящей из фильтра, мембраны, решетчатой или сетчатой оболочки.

4. Система по п.1, в которой по меньшей мере одно из устройств: инфузионное или аспирационное - представляет собой перистальтический насос.

5. Система по п.1, в которой по меньшей мере одно из устройств: инфузионное или аспирационное - представляет собой емкость для жидкости.

6. Система по п.1, в которой указанная обменная поверхность образует открытый конец указанной внешней полости.