Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИАЛИЗИРУЮЩЕГО РАСТВОРА В АППАРАТЕ "ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА"
СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИАЛИЗИРУЮЩЕГО РАСТВОРА В АППАРАТЕ "ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА"

СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИАЛИЗИРУЮЩЕГО РАСТВОРА В АППАРАТЕ "ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА"

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к медицине и может быть использовано в урологии. Целью изобретения является повышение степени очистки диализирующего раствора. Для этого повышают концентрацию токсичных органических продуктов диализа до расчитанной, исходя из режима работы аппарата, концентрации путем частичного выпаривания из раствора воды с последующей конденсацией пара в контуре, параллельном контуру регенерации с последующим нагревом концентрированного упаренного раствора до температуры разложения органических токсичных продуктов диализа, затем раствор охлаждают до температуры кипения с одновременным отделением и удалением газообразных продуктов разложения, далее раствор смешивают с ранее конденсированной водой и доводят температуру полученного раствора до температуры диализа, что позволяет выполнить очистку диализирующего раствора от токсичных продуктов диализа при сохранении его ионного состава и одновременной его тепловой стерилизации. 2 ил. , 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2008927
Класс(ы) патента: A61M1/14
Номер заявки: 4917187/14
Дата подачи заявки: 06.03.1991
Дата публикации: 15.03.1994
Заявитель(и): Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Автор(ы): Гринвальд В.М.; Залко Г.А.; Михайлов Ю.Н.; Подгаецкий В.М.; Свидченко В.Ф.; Семин В.Н.; Стрелкин А.Г.; Сюлаев А.С.
Патентообладатель(и): Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Описание изобретения: Изобретение относится к медицине и может быть использовано для очистки (регенерации) диализирующего раствора в аппаратах "искусственная почка" в процессе проведения диализа.
Известно, что при функционировании аппарата "искусственная почка" в режиме со сливом диализата требуется до 200 л диализирующего раствора на один сеанс. Количество требуемого раствора можно уменьшить путем циклического проведения диализа с частичной заменой диализата в каждом цикле или путем организации замкнутого циркуляционного контура в аппарате и перемещения диализирующего раствора через сорбционный фильтр, содержащий активированный уголь, обработанный металлами платиновой группы.
Однако, в первом случае происходит существенное снижение градиента концентрации продуктов диализа между диализатом и кровью больного, что увеличивает время диализа. Во втором случае высокая стоимость сорбционного фильтра, необходимость его замены или периодической регенерации, а также сложности в поддержании на необходимом уровне ионного состава диализата, сдерживают широкое применение этого способа.
Известен способ очистки диализирующего раствора в аппарате "искусственная почка" путем электрохимического разложения токсичных органических продуктов диализа с последующей доочисткой, принятый за прототип.
Существенным недостатком этого способа является то, что одновременно с очисткой диализирующего раствора от продуктов диализа происходит необратимая деструкция самого диализата в результате электрохимического разрушения его солевого состава. Это приводит к нежелательному изменению ионного состава диализата, который необходимо дополнительно компенсировать, и что более существенно, к образованию токсичных веществ в результате электрохимического разложения солей. В частности, при электролизе поваренной соли неизбежно происходит отравление диализата хлором. В этом способе применяются дорогостоящие электроды с платиновым покрытием, кроме того необходимо дополнительно производить тепловую стерилизацию диализата и удалять растворенные в нем токсичные соединения, полученные в результате электрохимического разложения продуктов диализа и диализата.
Целью изобретения является повышение степени очистки.
Эта цель достигается использованием термической регенерации диализирующего раствора с предварительным повышением концентрации токсических органических продуктов диализа до уровня, устанавливаемого по повышению концентрации С (г/л) мочевины до величины, определяемой следующими параметрами: конструкционными параметрами узла регенерации, а именно его объемом V (л) и длительностью регенерации диализата τ (мин), а также кинематическими параметрами процесса регенерации, а именно константой скорости реакции разложения мочевины К (1/мин) и скоростью ее выведения α (г/ч) из диализирующего раствора согласно соотношению
C= . Повышение концентрации осуществляется путем частичного выпаривания из раствора воды с последующей конденсацией пара в контуре, параллельном контуру регенерации. Концентрированный упаренный раствор нагревают до температуры разложения Тр, величина которой находится в диапазоне 160-250оС, после чего охлаждают раствор до температуры кипения и удаляют газообразные продукты разложения, затем смешивают очищенный раствор с конденсированной ранее водой и доводят температуру полученного раствора до рабочей температуры диализа.
Нижняя граница температурного диапазона нагрева Тр 160оС определяется тем, что скорость разложения при температурах ниже указанной незначительна (константа скорости разложения мочевины составляет К(Тр 130оС) = 0,0126 1/мин), т. е. раствор при таких температурах практически стабилен. Поскольку даже минимальная температура, при которой проводят разложение продуктов обмена, выше температуры кипения раствора, нагревание происходит в условиях повышенного давления так, что раствор остается в жидкой фазе, которая характеризуется более высокими теплофизическими свойствами, чем газопаровая среда. Поэтому верхняя граница температурного диапазона Тр250оС определяется минимальным значением давления Р 4 МПа (40 кг/см3), при котором раствор остается в жидкой фазе с температурой 250оС. Более высокие давления требуют специальных конструктивных решений для обеспечения прочности и герметичности узла очистки раствора.
Диапазон изменения величины α, равный 2,5-10 г/ч, определяется физиологическими показаниями при проведении диализа.
Константа скорости реакции разложения мочевины К(Тр) зависит от температуры ее термолиза Тр и определяется экспериментально с помощью уравнения разложения 1-го порядка
Cτ = Соехр (-К ˙ τ), где Со, Cτ - концентрация мочевины в растворе в начальный момент времени и в момент времени τ соответственно;
τ - время разложения.
Раствор с начальной концентрацией мочевины Со помещают в автоклав при температуре Тр. Через равные промежутки времени берут пробы и определяют по известным методикам концентрацию мочевины в растворе Cτ. По полученным данным из уравнения разложения определяют константу реакции для температуры разложения Тр.
На фиг. 1 представлена зависимость констант реакции от температуры; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Устройство работает следующим образом. После диализа раствор подается в испаритель 1, где концентрация продуктов диализа доводится до уровня, определяемого соотношением, представленным выше, путем выпаривания из раствора воды, причем пар отводится в контур 2, параллельный основному контуру с нагревателем. В контуре 2 установлен конденсатор 3, в котором пар переходит в жидкую фазу. Раствор с повышенной концентрацией продуктов диализа подается через клапан 4 в нагреватель 5, после чего клапан 4 закрывается. При нагреве в замкнутом объеме давление раствора повышается. После окончания регенерации открывается клапан 6 и раствор попадает в теплообменник 7, где остывает до температуры кипения и из которого отводятся газообразные продукты разложения. Далее раствор поступает в блок доочистки 8, после которого охлаждается в теплообменнике 9 до заданной температуры и поступает в диализатор.
Изобретение иллюстрируется примерами, в которых скорость потока диализирующего раствора в замкнутом контуре аппарата "искусственная почка" устанавливалась равной 0,5 л/мин. Объем узла регенерации при этом составлял Vo 0,11 л. Концентрация мочевины в диализирующем растворе была равна Со = 1 г/л. Варьируемыми параметрами при проведении эксперимента служили: Тр - температура термостатирования диализирующего раствора в процессе его регенерации и α - величина требуемой скорости выведения мочевины из диализата.
П р и м е р. Для обеспечения удаления мочевины из раствора со скоростью α 10 г/ч при температуре регенерации Тр = 200оС согласно формуле и фиг. 1 был необходимо довести концентрацию мочевины в диализирующем растворе до величины С1 = = 1,4 г/л. Это достигалось частичным упариванием при температуре кипения V1 = = 0,15 л диализирующего раствора до объема узла регенерации, равного Vo - 0,11 л. Упаренный раствор термостатировался при температуре Тр = 200оС в узле регенерации в течение τ = 0,30 мин, при этом концентрация мочевины в нем упала до величины С2 = = 0,9 г/л. Таким образом, за время τ = = 0,30 мин в узле регенерации диализирующего раствора было обеспечено удаление путем разложения при гидролизе мочевины в количестве, равном Δ = 0,04 г, при одновременном выведении газообразных продуктов разложения, что в случае непрерывного циклического возобновления регенерации свежих порций диализата позволяет обеспечить выведение мочевины с требуемой скоростью α эксп = 10,2 г/ч.
В таблице приведены примеры 1-9 различных режимов работы узла регенерации, а именно для трех температур Тр процесса термического разложения мочевины и трех требуемых скоростей α ее выведения из раствора, а также экспериментально полученные значения величин: С1 - концентрация мочевины в упаренном растворе; V1 - объем порции раствора, подвергнутого упариванию; С2 - концентрации мочевины в узле регенерации после завершения процесса ее разложения; Δ - количества мочевины, подвергнутой разложению за один цикл регенерации диализирующего раствора; α эксп - экспериментально полученной скорости выведения мочевины из раствора при его регенерации.
Из данных таблицы видно, что использование предлагаемого способа позволяет организовать работу устройства регенерации диализата для любой требуемой скорости удаления мочевины в диапазоне от 2,5 до 10 г/ч при любой температуре регенерации Тр в диапазоне от 160 до 250оС. Концентрация ионов в диализате: Са++ = 0,06 г/л; К+ = 0,06 г/л Na+ = 3,1 г/л; Сl- = 3,9 г/л; Mg++ = 0,09 г/л; СН3СОО- = 2,2 г/л в процессе проведения экспериментов осталась неизменной.
В предлагаемом способе одновременно с очисткой диализирующего раствора от токсичных органических продуктов диализа производится высокотемпературное разделение раствора диализата и растворенных в нем газообразных токсичных азотистых соединений, полученных при разложении продуктов диализа, производится тепловая стерилизация диализата, сохраняется его ионный состав. Дополнительное преимущество данного способа состоит в отсутствии необходимости использования дорогостоящих материалов, в том числе драгоценных металлов, при конструировании устройства регенерации диализата. (56) Искусственные органы. Под редакцией В. М. Шумаков. М. : Медицина. 1990, с. 184.
Формула изобретения: СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИАЛИЗИРУЮЩЕГО РАСТВОРА В АППАРАТЕ "ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА" путем проточной его регенерации в замкнутом контуре, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, перед регенерацией раствор упаривают, регенерируют его нагреванием до 160 - 250oС, охлаждают с выведением газов, смешивают с конденсатом, а температуру доводят до температуры диализа.