CN102014985A - 脱气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于将气泡从液体中脱离出来的脱气装置(10)，该脱气装置包括具有液体入口(11)、液体出口和气泡出口的壳体，所述壳体还包括限定液体螺旋流动路径的螺旋壁(14)和设置在所述螺旋壁上方并且位于所述螺旋壁与所述气泡出口之间的疏水膜，所述螺旋壁迫使通过所述液体入口进入所述壳体的向内流入的液体形成沿着所述螺旋流动路径的螺旋流，并且使所述气泡朝向所述疏水膜向上流动。还披露了这种脱气装置在体外循环回路中用于将气泡从血液中脱离出来的用途以及特别是在血液透析、血液滤过、血液透析过滤期间用于将气泡从液体中脱离出来，特别是从血液中脱离出来的方法。

Description

脱气装置
技术领域
本发明涉及一种脱气装置，尤其涉及一种用于液体特别是血液的的脱气装置，该装置用在用于血液处理的体外循环回路中。
背景技术
脱气装置用于各种血液处理，如在手术时进行的自体输血和细胞分离，所述手术例如为血液体外循环过程，而且尤其在血液透析，血液滤过，血液透析过滤或血浆置换术的应用中。在所有这些处理中，血液是从病人体内抽出，通过过滤器(例如透析器)，并返回患者体内。当血液返回病人体内时，已经除掉了血液中的颗粒杂质，特别是除掉了气泡。
即便这些气泡仅有很小的尺寸，他们也可能通过形成气体栓塞而对机体功能造成严重的伤害。当气泡被束缚在循环的血液中时就会出现气体栓塞。动脉中的栓塞物在逐渐变小的血管系统中行进。最终其将阻塞小动脉，这是非常严重的，因为这样的阻塞将会切断身体一些区域的供血。然而栓塞物的影响取决于动脉供血的身体部位。例如，如果栓塞物妨碍了大脑供血，脑组织就会由于缺氧导致死亡，很可能因此导致大脑永久性损伤。如果栓塞物在静脉中，血管系统沿着血流方向加宽，这样小栓塞物就不会造成大的伤害，直到其进入心脏，之后其才会进入动脉。
一种用于血液透析、血液滤过、血液透析过滤或血浆置换术应用的机器包括通过所谓的“动脉管线”从病人体内抽血的蠕动泵，所述动脉管线一端连接到病人的血管回路，另一端连接到过滤器的第一隔室的入口，用于将血液泵入过滤器；并且通过所谓的“静脉管线”使血液回到病人体内，所述静脉管线一端连接到过滤器的第一隔室的出口，另一端连接到病人的血管回路。这种处理机器通常还包括：用于测量所述泵的上游的动脉管线中的血压的第一压力传感器、用于测量所述泵的下游的动脉管线中的压力的第二压力传感器、用于测量静脉管线中的压力的第三压力传感器、用于探测静脉管线中的气泡的气泡探测器和用于例如当气泡探测器探测到气泡时封闭静脉管线的夹子。
动脉管线通常包括由几段柔性管连接在一起的如下元件：连接到动脉套管的第一鲁尔(Luer)接头、动脉除泡器、与处理机器的蠕动泵的转子协同作用的泵软管和连接到过滤器的第一隔室的入口的第二鲁尔接头。
静脉管线通常包括由几段柔性管连接在一起的如下元件：连接到过滤器的第一隔室的出口的第一鲁尔接头、静脉除泡器和连接到静脉套管的第二鲁尔接头。通常情况下，当所述处理机器、动脉管线、静脉管线和过滤器由于处理而组装到一起时，所述机器的第一和第三压力传感器分别连接到动脉和静脉除泡器。
在现有技术中，已经描述过将气泡从诸如血液之类的医疗流体分离的装置。它们通常也可用于分离除空气之外的气体。因此，这类空气分离器也被描述为脱气装置。
血液脱气装置必须能够可靠并有效的从血液中分离气泡，并且其构造必须使得机械性能以及流动路径形成为不会对血液成分造成任何损坏。为了降低血液损害的水平，在材料侧具有光滑的表面和流动顺畅的流动路径结构是更令人满意的，从而避免了血细胞对空气分离器表面的黏附以及由此导致的血细胞聚集。还有，血液在空气分离器里停留的时间应该尽可能的短，但是如果时间长应该也不会使空气分离恶化。将脱气装置的填充容积减到最小也是更令人满意的。
常规的脱气装置基本上是一个细长的容器，在使用时，竖直保持。该容器具有非相邻设置的血液入口和出口，其在上部部位通常还包括连接到压力传感器的压力测量端口、用于注入液体(如药物或无菌盐溶液)的注入端口和用于将空气加入脱气装置中或从脱气装置去除空气的注入端口以调节其中的血液水平。
在使用中，这种脱气装置在瞬时阻塞的下部中容纳一定量的血液以便于让气泡和微气泡由于重力而溢出并迁移到充满空气的容器的上部中，因此常规的除泡器总是包含血液/空气界面。
GB 2063108A披露了一种脱气装置，该装置具有竖直设置且包括端接头的腔室，所述腔室具有圆柱形部分，所述端接头具有在其顶部带有通风管的圆锥。要被脱气的流体从所述圆锥部分之下进入所述腔室。入口接头设置成流体在外围区域中切向流入所述腔室。因为所述流体是切向引入的，所以其开始在圆形路径中流动，但是整个流体流动通过在其上叠置的所述腔室，所述流体在螺旋流动路径中通过所述腔室并且再次在所述腔室的底端从切向设置的出口接头流出。所述流体流的圆形运动分量产生了离心力，所述离心力在所述流体中形成了压力差以便于将气泡推到所述腔室的中部并使其向上升起。然后将分离出的气泡通过所述腔室顶端上的通风孔抽出。
美国专利6053967披露了一种用于含有气泡的液体的空气分离器，其具有基本是圆柱形的腔室，液体，例如血液，基本在螺旋流动路径中流过所述腔室，因此由于离心力产生的压差在关于所述腔室的纵轴的径向上驱动气泡。所述空气分离器的所述腔室的入口和出口在所述腔室的纵轴上关于彼此同轴。已知的空气分离器还包括流动偏转元件，该流动偏转元件包括旋转对称的基体元件，该基体元件的外表面面对流入的液体，作为第一偏转表面，其在几何上由一弯曲截面围绕所述腔室的纵轴的转动定义。该第一偏转表面具有偏转表面偏转器叶片，这些叶片在与所述腔室的纵轴垂直的平面内弯曲，这样使轴向流入的液体偏转以便于产生所需的螺旋流动。
美国专利5849065披露了一种将气泡从医疗流体尤其是血液中分离出来的装置，其具有基本是圆柱形的腔室、设置在所述腔室纵向上的入口接头、出口接头以及连接到所述入口接头的导流构件，并且具有多个流动通道，这些通道在基本上与所述腔室的内壁相切地延伸的方向上弯曲离开所述腔室的纵向空间内延伸。在所述腔室的覆盖部上设置由疏水膜密封的孔。因为流动通道的出口孔是直接设置在所述覆盖部的下方，所以流入的流体在所述膜周围流动，避免了死区的形成。该装置使充分可靠地分离气泡成为可能，而没有疏水膜被阻塞不能与血液接触的危险。
WO2005/053772A1披露了一种脱气装置，其包括具有液体入口的第一腔室和具有由疏水膜封闭的开口的第二腔室以及排出液体的出口，其中第一腔室具有下游部，该下游部部分地在所述第二腔室内延伸并通过一通道与所述第二腔室联通。所述第二腔室具有下游部，该下游部在所述通道下方延伸并且非对称地围绕所述第一腔室的下游部。
WO2005/044340A1和WO2005/044341A1均披露了一种一体成型的血液处理模块，其包括连接到所述模块的第二端盖的脱气装置。所述脱气装置包括具有下部液体入口的第一腔室和具有由疏水膜封闭的上部开口的第二腔室以及排出液体的出口。连接的结构具有在其中限定的至少第一和第二导管，其中所述第一导管包括用于连接到处理装置的排放管的第一端部和连接到所述脱气装置的第一腔室的入口的第二端部，所述第二导管包括连接到所述脱气装置的第二腔室的出口的第一端部和连接到通向病人的血回流管的第二端部。
在US7108785B1中披露的血液调节装置包括螺旋血液加速部，该螺旋血液加速部包括螺旋流动路径用于将离心力压到血液中携带的气泡上以使他们朝向流动路径的中心集中、与所述加速部的中心线对齐的并在操作期间收集气泡并使气泡再循环到所述装置上游的心切开储血器的气泡拾取管、以及血液过滤部以截住血液中的颗粒流。
US6398955B1披露了一种血液过滤器，其包括具有螺旋腔室和中心腔室的壳体，所述螺旋腔室限定在所述壳体的内壁与外部之间，所述中心腔室限定在所述内壁内。所述螺旋腔室以螺旋的形状延伸以环绕所述中心腔室。所述中心腔室具有气泡出口。所述螺旋腔室的螺旋通道环绕所述中心腔室180度到400度。该脱气装置还包括过滤器元件，该过滤器元件将内部空间分成与血液入口联通的空间和与血液出口联通的第二空间。
发明内容
本发明提供了一种将气泡从流体中尤其是血液中分离出来的脱气装置。
所提出的脱气装置包括具有液体入口、液体出口和气泡出口的壳体，所述壳体还包括螺旋壁和疏水膜，该螺旋壁限定了液体的螺旋流动路径，所述疏水膜设置在所述螺旋壁上方并且位于所述螺旋壁与所述气泡出口之间，所述螺旋壁迫使通过所述入口进入所述壳体的向内流动的液体形成沿着所述螺旋流动路径的螺旋流，并且使得气泡朝向所述疏水膜向上流动。
所述脱气装置相比于现有技术中已知的脱气装置显著地减少了腔室内的总容积，其中气室形成在上部区域。在本装置中，将不会形成气室，因为从流体中分离出来的气泡通过疏水膜被立即从系统中去除。在形成气室的装置中，入流必须远离该上部区域设置以便于稳定流体层并且避免空气的重新引入。这使得腔室必须具有大的总体高度，因此，该脱气装置会容纳相对多的血液。根据本发明的脱气装置不需要这种腔室高度，其相反可以将高度降到最小，从而显著的减小脱气装置中的血液容量，并且从材料的消耗的观点出发使该脱气装置更经济。这种减小了的血液容量还将与体外表面的接触减到了最小，从而减小了血液成分活化的风险。
因为没有气泡可能在其中聚集的气室或死区形成，所以根据本发明的脱气装置避免了血液与空气的延长的接触，从而减小了血液凝结的风险。在所述脱气装置的罩部上的疏水膜直接并完全与流体接触。
所述脱气装置中的血液水平被所述脱气疏水膜的表面自动调节和限制。因此，在灌注期间以及处理期间不需要血液水平调节。
根据本发明的所述脱气装置使从这种脱气腔室内的螺旋或盘旋液流的使用获得的优势最大化，所述螺旋液流是通过在所述壳体内部延伸的迫使血流成为被引导的螺旋液流的螺旋实现的。
所提出的脱气装置可以用在用于长时间从液体中去除空气的系统中，而其效率不会有任何显著的降低。这部分归因于排气膜与液体的持续接触。在所述膜不与液体尤其是血液永久接触的装置中，所述膜的渗透性会随着时间的流逝而逐渐消失。因为根据本发明的脱气装置的腔室充满液体，从而能够使液体与所述膜持续接触，所以本发明的脱气装置具有较长的寿命并且不太需要维修人员的监视或看护。这种效果甚至可以通过使用正如下面所描述的特殊疏水膜来改善，所述疏水膜可选择性地用作根据本发明的脱气装置中的排气膜。
在所提出的脱气装置中，血液通过位于腔室底部上的入口切向进入所述脱气装置。所述脱气装置内部的螺旋形壁迫使液流形成如图1中所示的螺旋流。在通过所述脱气装置的路径上，血液流内部的气泡有向上升起的时间。为了保证气泡的这种向上运动，要基本水平地放置所述脱气装置，即应该基本竖直地放置螺旋壁。所述脱气装置由设置在螺旋形壁的顶部上的疏水膜覆盖，疏水膜实际上不接触螺旋形壁。由于螺旋液流，所以气泡不能粘到所述膜上而在所述膜下面形成气泡泡沫。
根据一个方面，在疏水膜与螺旋壁的上边缘之间设置一间隙，使血液能够完全与所述膜接触。含有气泡的流体在通过所述入口被引入到脱气装置中时流入所述螺旋。当流体例如血液流过螺旋腔室时，所述气泡由于离心力和空气的浮力运动到所述螺旋的内顶表面附近。一旦气泡与疏水膜接触，空气就会通过所述膜离开所述脱气装置。不含空气的血液可以通过位于所述腔室底面的孔离开所述脱气装置。因此，气泡被有效地从血液中分离并且会立即离开所述系统。无论气泡量是大还是小，都可以以实际上相同的效力来执行这种分离。
所述壳体可以包括具有入口和出口的圆柱形外壳。在一个实施方式中，圆柱的直径可以大于其高度。直径与高度的可行的比率可以从大约2.5∶1到1∶1，或者在大约2∶1和1.75∶1之间，或者在大约1.9∶1和1.8∶1之间。
所述出口可以有不同的构造。例如，所述出口可以包括限定出口通道并可以与腔室的本体一体模制的嘴部。所述出口可以在腔室的底壁的中心轴向向下突伸并且构造成容纳管子的端部。所述管子可以制成所述出口的一体的部分。在这种情况下，所述管子在没有连接到所述壳体的相对端部可以配备一体成型的公鲁尔接头。
所述入口也可以有不同的构造。但是，入口尽可能地靠近腔室的底壁是重要的，以便于减小所述膜下面的液流的速度。所述入口可以包括限定入口通道的嘴部。在一个实施方式中，所述入口通道可以是水平的，并且在与壳体本体的侧壁相切的方向上贯穿所述侧壁地敞开。所述入口可以与腔室的本体一体模制成型并且构造成容纳管子的端部，如图3中所示。所述管子可以制成所述入口的一体的部分。在这种情况下，所述管子在没有连接到所述壳体的相对端部可以配备一体成型的公鲁尔接头。
所述螺旋可以是所述壳体(腔室)本体的一体的部分，其不连接到腔室的外壁，但是其起始点靠近入口，该起始点距离所述腔室的外壁具有大约2-5mm或大约3mm的距离。所述螺旋的起始点可以与入口重叠以便于避免来自于入口的液流在螺旋的入口处分叉。
在一个实施方式中，所述螺旋壁高度在17mm±3mm的范围内。所述螺旋可以具有1.6±0.3圈，或者换言之，可以环绕所述腔室大约550度±108度。所述螺旋在其全长上可以具有相同的高度，但是其也可以从血液入口到血液出口区域引入逐渐增加的高度。
所述螺旋壳体可以具有大约25-40mm、或大约30-35mm、或大约32mm的内径。
螺旋壁的顶边缘与疏水膜之间的距离可以在1.5mm±0.5mm的范围内。较大或较小的距离一般会导致脱气效率的降低。
所述脱气装置在从流体流速达350ml/min的流体中去除空气尤其有效。流速低于100ml/min会导致从流体中去除空气的效率下降，尽管该脱气装置也可以在较低流速下使用。
为了提高与较高流速相关的效率，所述壳体可以设计成适合于更大的流体容量。在这种情况下，疏水膜距离螺旋壁顶边缘的距离应该保持与之前所述的相同。此外，所述螺旋在所述腔室内的圈数应该保持相同。另外，可以使尺寸适合于脱气装置的增大的尺寸。
脱气装置的内壁与螺旋之间的距离可以等于由所述螺旋形成的外部通道的距离，如图2中所示。
所述壳体可以由具有足够刚度的不能渗透的任何材料形成，并且这种材料能够经得住通常应用于用于体外循环回路的装置的杀菌处理，例如透明的工程塑料，比如聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯。另外，所述壳体的接触液体的所有表面应该是由液体容易沾湿的。在一可行的实施方式中，所述壳体由聚氨酯制成。所述聚氨酯可以是热塑性的聚氨酯(TPU)或者其可以是通过使芳香型二或多异氰酸酯(例如MDI或改性MDI)或脂肪族二异氰酸酯(例如HDI或H12-MDI)与聚醚或聚酯型多元醇反应产生的双组分聚氨酯。在本发明的一个实施方式中，所述壳体是由通过将改性MDI(Bayer MaterialScience AG的
Figure BPA00001248495600081
PF)和蓖麻油基多羟基化合物(CasChem公司的
Figure BPA00001248495600082
)反应获得的聚氨酯制成的。在另一个实施方式中，所述壳体是由聚碳酸酯制成的。
可以对所述壳体或所述壳体的本体进行另外的涂覆。在一可行的实施方式中，使用聚氨酯溶液对所述壳体或所述壳体的本体进行处理，例如由改性MDI(Bayer MaterialScience AG的
Figure BPA00001248495600083
PF)和蓖麻油基多羟基化合物(CasChem公司的
Figure BPA00001248495600084
)在甲基异丁基酮(MIBK)中产生的40wt.-％的聚氨酯溶液。所述壳体或本体可以利用这种溶液通过喷雾或浸渍，接着进行干燥来处理。干燥可以在室温下进行。
根据一个通用的实施方式的该脱气装置包括保护构件或罩，其用于保护所述疏水膜免受外力损坏，并且用于当脱气装置内的液体的压力超出极限时限制所述疏水膜变形。所述罩不接触疏水膜的上侧，而是在其上侧与所述膜之间留有间隙。
所述罩具有圆柱形的结构，在一个实施方式中包括基本是平的顶壁和向下的基本是圆柱形的侧壁。图4A显示了所述罩的俯视图；图4B显示了内部视图，其中包括所述膜。图4C示出了包括螺旋体和所述罩的壳体。
所述罩和所述腔室的本体可以以任何合适的方式连接。例如，所述罩侧壁的下端可以包括形成在凸缘上的环形槽，环形槽构造成容纳所述腔室的本体的敞开的上端。然后可以将所述罩和所述本体在所述槽处连接，例如通过粘结或焊接，从而在元件需要更换时可以丢弃掉整个单元。所述罩还可以可移除地设置在所述腔室上以便于需要时更换。
所述罩可以由与所述腔室的本体所用的材料相同的材料制成。所述罩可以具有至少一个开口，所述开口允许通过所述膜离开所述腔室的空气通过所述元件，如图4中所示。一般而言，具有单个开口(例如在所述罩的中心部上的开口)就足够了，其可以具有大约1-3mm的直径，尽管所述直径不是至关重要的，只要空气能够容易地通过所述罩同时所述罩保持足够的稳定以实现其保护功能即可。但是，使用具有多个开口的保护元件也是可行的，这些开口的直径可以更大或更小。例如，所述罩可以构造成横跨其表面包括许多个小的开口。
根据本发明的脱气装置包括允许气泡直接离开所述系统的疏水膜。在一个实施方式中，所述膜可以通过粘结或焊接连接到所述罩的下侧以使气体从所述壳体自由流动。在一个实施方式中，所述膜可以焊接到所述罩中，并且可以在外周边上利用焊接到所述膜的焊缝上的聚氨酯绳索另外地固定。
所述膜可以在所述腔室的整个直径上延伸。但是，所述膜也可以具有分别比所述壳体或罩更小的直径，并且可以例如设置在所述腔室和罩的中心。在这种情况下，所述罩必须构造成允许这种更小的膜的调节。
各种疏水膜可以与本发明的脱气装置一起使用。所述疏水膜可以由聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚甲基戊烯或聚四氟乙烯制成。小孔的尺寸必须足够的小，大约8μm，例如在0.1-8μm之间或在0.1-3μm之间以足够地阻止液体通过所述膜。所述膜还可以包括另外的背衬作为支撑，例如其可以包括两个不同的层。可以利用表面活性剂对这种疏水膜进行另外的涂层或改进，例如使用通式是RnH2-nSiO的硅氧烷，其中n是1或2，R是具有1-18个碳原子的烃族；具有通式是[-Si(R1)2-O-]n-的单体单元的聚硅氧烷，其中R1是烃族，n是表示聚合物中单元数目的数字，比如聚二甲基硅氧烷；或者硅树脂复合物的季铵盐衍生物。一种合适的聚硅氧烷(由于其迅速可用以及涂敷的方便)是聚二甲基硅氧烷。但是，可以使用其他硅树脂预聚物，包括聚甲基乙基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚二丙基硅氧烷、聚二己基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、聚双环己基硅氧烷、聚双环戊烯基硅氧烷、聚甲基环戊基硅氧烷、聚甲基环己基硅氧烷、聚双环庚基硅氧烷和聚双环丁基硅氧烷。象八甲环四硅氧烷、十甲基环戊硅氧烷或十二甲基环己硅氧烷之类的环硅氧烷低聚物是其他合适复合物的示例。还可以使用聚硅氧烷和二氧化硅的混合物对所述膜涂层。其还可以包括生物学上的活性物质作为单独的涂层或与前面提到的涂层一起的涂层，例如肝磷脂或水蛭素。
在一个实施方式中，所用的所述膜是聚四氟乙烯膜，比如从标准GORETM Medical Membranes公司选出的膜，例如MMT-323(0.2μm)。还可以利用聚二甲基硅氧烷和二氧化硅的混合物对所述膜涂层，比如SIMETHICONE或由Dow Corning公司销售的商标是ANTIFOAM
Figure BPA00001248495600101
的复合物。在美国专利5541167中披露了利用ANTIFOAM
Figure BPA00001248495600102
对聚合物表面进行涂覆的过程。
在所提出的脱气装置的一个可行的实施方式中，所述排气膜包括多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄片，其具有0.15-0.30mm的厚度，更优选地是0.20-0.25mm，涂有由＞60wt.％的聚二甲基硅氧烷(CAS：63148-62-9)、7-13wt.％甲基化硅(CAS：67762-90-7)、3-7wt.％的八甲环四硅氧烷(CAS：556-67-2)、3-7wt.％的十甲基环戊硅氧烷(CAS：5541-02-6)、1-5wt.％的二甲基环硅氧烷和1-5wt.％的十二甲基环六硅氧烷(CAS：540-97-6)构成的复合物，这些可以从DowCorning公司购买到，商标为Antifoam
所述膜涂有预定量的消泡剂。在所述膜的一面上存在的消泡剂的量可以是4.25μg/mm2-10μg/mm2，或者甚至是4.25μg/mm2-7.10μg/mm2。在一个可行的实施方式中，仅涂在所述膜的一面上。
在所述膜的整个涂敷表面(包括所述膜的内部、中间和外部区域)上，所述膜可以呈现出平均或均匀的二氧化硅(硅石)颗粒分布。硅石颗粒的数目可以是22000-32000个颗粒/mm2，或者甚至是25000-30000个颗粒/mm2。
所述膜可以具有足够小的孔尺寸以防止细菌通过所述膜。所希望的平均孔尺寸是0.2μm或者更小。
所述膜可以通过利用消泡剂溶液涂敷多孔PTFE膜来制备，所述涂敷是通过在溶液中浸渍涂敷所述膜或将溶液喷雾涂敷到所述膜上来实现。为了获得均匀的涂敷，优选地将溶液喷雾涂敷到所述膜上。本领域技术人员熟悉将溶液喷雾涂敷到膜上的方法。在一个优选的实施方式中，使用利用空气、蒸汽或其他惰性气体来将雾化液体的双组分嘴部来喷雾涂敷。雾化气体的压力优选地大约0.3巴以获得大的特殊表面和均匀的分布。嘴部孔口优选地是0.3-1mm。在一个优选的实施方式中，所述嘴部产生了具有10°-40°孔的全圆锥。可以选择溶液的质量流、嘴部与要被涂覆的所述膜之间的距离以及所述膜与所述嘴部的横向相对速度来产生4.25μg/mm2-10μg/mm2，或者甚至是4.25μg/mm2-7.10μg/mm2的消泡剂(在去除了溶液中的溶剂之后)构成的涂层。在一个可行的实施方式中，使用利用大约5-10ml/min或7.5-9ml/min或8-8.5ml/min的质量流将溶液喷射到所述膜上的嘴部，其中所述膜以大约175-225cm/min或190-210cm/min或甚至是200cm/min的速度通过所述嘴部。
在使用消泡剂对膜进行涂覆之前可以将其溶解在合适的溶剂中。这种溶液可以含有的消泡剂的浓度是0.1wt.-％至20wt.-％，或1wt.-％至10wt.-％或3wt.-％至8wt.-％。
如果聚硅氧烷复合物、二氧化硅颗粒和所述溶剂适当地混合，并且如果相位分离不会带来明显的困难，那么用在本发明中的消泡剂的溶剂没有特别限制。但是，使用诸如正戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、2，2，4-三甲基戊烷、环己烷、甲基环己烷等等之类的脂肪族烃；诸如苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、乙苯、甲基乙基苯等等之类的芳族烃；诸如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、二级丁醇、叔丁醇、4-甲基-2-戊醇、环己醇、甲基环己醇、丙三醇之类的醇；诸如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二乙基甲酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、环己酮、甲基环己酮、乙酰基酮等等之类的酮；诸如四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙醚、正丙醚、异丙醚、二甘醇二甲醚、二恶烷、二甲基二恶烷、乙烯基乙二醇甲醚、乙烯基乙二醇二甲醚、乙烯基乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇二甲醚等等之类的醚；诸如二乙基碳酸酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙二醇单乙醚醋酸酯、丙二醇单乙醚醋酸酯、乙二醇二乙酸酯等等之类的酯；以及诸如N-甲基吡咯烷酮、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺之类的氨基化合物是合适的。特别优选的是诸如正戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、2，2，4-三甲基戊烷、环己烷、甲基环己烷等等之类的脂肪族烃。正己烷在本发明的上下文中作为溶剂是尤其优选的。
在喷雾涂层处理的一个可行的实施方式中，在涂敷之前对消泡剂溶液进行冷却以便于避免在喷雾涂层处理期间溶剂的蒸发。用在喷雾涂层处理中的溶液可以冷却到0-15℃或0-10℃或0-5℃的温度。
然后将涂好层的膜例如在室温下干燥大约30分钟到两小时，例如大约一小时。但是，还可以在升高到200℃的温度下对所述膜进行干燥以缩短干燥所需的时间。在第一涂层程序中获得的涂层的量(每mm2的重量)低于所需范围的情况下，可以在相同的膜上重复上面所述的涂层处理。
下面的描述和附图会使进一步的特征和实施方式变得显而易见。
将会理解的是在不脱离本发明范围的前提下，上面提到的特征以及下文中描述的那些特征不仅可以用在详细描述的结合中，而且可以用在其他的结合中或者可以独自使用。
通过示例形式的实施方式在这些图中示意性图示了各种实施方式，在下文中将参照这些附图对它们进行详细描述。可以理解的是所述描述并不是对本发明的范围的限制，只是可行实施方式的示例性说明。
附图说明
图1示出了所提出的脱气装置的一个实施方式；
图2示出了所提出的脱气装置的另一个实施方式的顶视图；
图3示出了所提出的脱气装置的又一个实施方式，其具有一体模制的入口；
图4示出了所提出的脱气装置的再一个实施方式；图4A显示了罩的俯视图，图4B显示了内部视图，包括相应的疏水膜，图4C示出了包括螺旋体和所述罩的壳体；
图5示出了包括所提出的脱气装置的一个实施方式的透析设备；
图6示出了一种设备，包括用于利用牛血在体外测试的所提出的脱气装置的一个可行实施方式；
图7示出了图6的所述设备的可行的脱气曲线图；
图8示出了图6的所述设备的另一个脱气曲线图；
图9示出了与所提出的脱气装置的一个实施方式的脱气曲线图(图9A)相比，标准的脱气装置的脱气曲线图(图9B)；
图10示出了包括所提出的脱气装置的又一实施方式的透析设备，所述透析设备用于利用绵羊的体内测试；
图11示出了图10的透析设备的脱气曲线图。
具体实施方式
图1示出了正如在本发明中提出的脱气装置的一个可行的实施方式。如图1中所示，液体，尤其是血液通过位于所述脱气装置10的腔室13的底部12上的入口11切向地进入所述脱气装置10。所述脱气装置10内的螺旋形壁14迫使进入的液体流成为正如由箭头15所示的螺旋流。在通过所述脱气装置10的路径上，液体流内部的气泡有时间向上升，正如由箭头16所标示的那样。为了保证气泡的这种向上的运动，必须将所述脱气装置10基本水平地放置，即，螺旋壁14必须基本竖直地放置。在已经以螺旋流的形式通过所述腔室13之后，没有气体的液体流可以通过所述腔室13的底部12上的开口离开所述脱气装置10，正如由箭头17所示。
图2示出了所提出的脱气装置的另一个实施方式的顶视图。图2清楚地示出了脱气装置10的内壁18与脱气装置10内部的螺旋壁14之间的距离可以等于由螺旋壁产生的外部通道19的距离。
图3示出了所提出的脱气装置的又一个可行的实施方式，其具有一体模制的入口11。脱气装置10的入口11可以有各种构造。但是，入口11尽可能地靠近脱气装置10的腔室13的底壁12是重要的，以便于减小根据本发明要设置的疏水膜之下的液流的速度。如图3中所示，入口通道可以是水平的并且在与壳体的本体的侧壁相切的方向上穿过该侧壁敞开。所述入口11还可以与所述腔室13的本体一体模制并且构造成容纳管子的端部。
图4示出了所提出的脱气装置的又一实施方式。图4A显示了罩的俯视图，如图4A所示，该罩具有圆柱形的结构并且包括基本是平的顶壁和向下的基本是圆柱形的侧壁。图4B显示了包括疏水膜的内部视图。图4C示出了包括螺旋体和所述罩的所提出的脱气装置的壳体。如图4中所示，所述罩可以具有至少一个开口，所述开口允许通过所述疏水膜离开所述腔室的气体通过该开口。一般来说，具有单个开口(比如在所述罩的中心部上的单个开口)就足够了。
图5示出了又一可行的脱气装置，其设置在静脉或动脉侧上的标准透析设备内。这种设备可以包括压力传感器1、第一气泡计数器2、泵3、脱气装置A、透析器4、可选的第二脱气装置B、第二压力传感器5和第二气泡计数器6。
在一个实施方式中，所述脱气装置设置在系统的动脉侧，即在透析器之前，以便于在可能存在于该系统中的任何空气进入该透析器之前有效地将所述空气去除(图5，脱气装置A)。在该设备中，所述泵应该设置在脱气装置之前，因为在所述脱气装置之前的任何装置都可以造成血液中有空气的警报。
所述设备应该进一步包括在动脉侧上的气泡计数器，以用于检测系统中的空气。可选地，可以在所述透析器之后的静脉侧上设置第二脱气装置作为安全保障(图5，脱气装置B)。这样的第二脱气装置可以去除已经通过的或者在通过透析器期间产生的任何剩余的气泡。
在另一个实施方式中，具有动脉脱气装置和可选的第二静脉脱气装置的透析设备包括设置在压力传感器之前的气泡计数器。
在又一个实施方式中，如果将脱气装置安装在针对一定流速(例如350ml/min或更低)优化的设备中，那脱气装置可被证明对适当地降低血液流速是有利的。在出现血液中有空气的警报的情况下，所述泵可以自动地将血液流速降低到脱气装置的最佳值之下的流速。
下面结合如下所描述的示例来描述图6-11。
示例
在体外测试和体内测试中，根据本发明的螺旋脱气装置在对液体尤其是血液脱气的方面都表现出了非常好的性能。
1.体外的空气去除
在利用牛血的体外测试中(血球比积在32和40之间，总蛋白含量：60-80g/l)，通过将空气注入相应的系统中来测试根据本发明的脱气装置的效率(图6)。所述设备主要由循环血流(包括温度是37℃的一升血液(牛血))、压力计、根据本发明的脱气装置、透析器(Gambro的
Figure BPA00001248495600151
170H)、排放室和相应的管线构成。此外，该系统包括第一空气注入端口S1和第二空气注入端口S2，第一空气注入端口S1设置在压力计之前，第二空气注入端口S2设置在压力计之后。离开脱气装置的空气的量或体积通过测量从含有水的管排出的水的量来确定，其中来自于脱气装置的空气被引入到所述排出的水中。当然可以改变经由这些注入端口引入到所述系统的空气的量。空气注入可以以持续的方式完成或者“以一大团的方式快速注入(bolus)”完成。流量调节到QB＝300ml/min，静脉压力调节到100mmHg。
所使用的脱气装置具有32mm的内径且在螺旋的总长度上具有17mm的螺旋高度。所述螺旋具有1.6圈。所述膜距离所述螺旋的上边缘的距离是1.5mm。所述膜是来自于GORE Medical Membranes公司的MMT-323(0.2μm)PTFE膜，涂有包括5％防沫剂
Figure BPA00001248495600161
和作为溶剂的95％的己烷的溶液。
图7示出了对在注入端口S1处即系统的动脉侧上快速注入10ml的一大团空气时的去除。
注入的空气被完全从系统中去除，没有空气作为流体中的气泡或作为气室留在系统或脱气装置中。脱气在非常短的时间段内即在数秒内实现。用盐液代替血液进行的控制表明：对这些液体的脱气实际上没有什么区别，即对血液的脱气与对不太复杂的盐液的脱气效果是一样好的。
图8示出了测试开始之后4.5小时左右的、在注入端口S1(动脉测)处以10ml/min持续注入空气的去除过程。正如可以看出的，空气被从系统中移除与其引入到所述系统中一样快，即具有10ml/min的速度，从而具有直的斜率。该测试还表明，所提出的脱气装置能够提供高度改善的脱气效率。
为了比较，图9B示出了标准脱气装置的脱气曲线图。在注入端口S1(动脉侧)快速注入2ml的一大团空气。正如可以从图中推断出的，去除1.8ml的注入空气需要1.5分钟。在相同的条件下，所提出的脱气装置在大约0.5分钟内去除了2ml的空气量(图9A)。
2.体内的空气去除
在利用绵羊的体内测试中同样使用上面示例1的内容中所描述的相同的基于标准透析设备的脱气装置，所述标准透析设备包括AK 200Ultra透析机和
Figure BPA00001248495600162
170H透析器(图10)。该系统还有设置在透析器的动脉或静脉侧上的如图10中所示的注入端口S1-S4。该系统还包括根据本发明的两个脱气装置(参见示例1)，它们分别设置在所述透析器之前(动脉侧)和之后(静脉侧)。
在所述系统灌注之后，在静脉压力100mmHg下执行透析。QB是300ml/min。在灌注开始20分钟之后执行第一空气注入(2ml的一大团快速注入)，在开始65分钟之后执行第二空气注入(2ml的一大团快速注入)。在125分钟之后执行第三空气注入(5ml的一大团快速注入)，在185分钟之后执行第四空气注入(1、2、5和10ml/min的持续的一大团快速注入)。在205分钟之后快速注入第五和最后的10ml的一大团空气。
图11示例性地示出了第四空气注入的曲线图(包括四个连贯的1、2、5和10ml/min的持续的一大团快速注入)(4)和在大约3.5小时后的第五次10ml的一大团快速注入的曲线图(5)。左边的曲线图显示了就在脱气装置之前的控制注入，测量了被去除的空气。
  注入批次   注入量[ml]   注入位置   由ABC检测到的空气[ml]
  1   2   S2   0.00
  2   2   S2   0.00
  3   5   S1   0.02
  4   1＊   S1   0.00
  4   2＊   S1   0.00
  4   5＊   S1   0.00
  4   10＊   S1   0.00
  5   10   S1   0.00
＊)持续注入[ml/min]
上面的表显示了在注入之后给定的时间之后能够通过气泡计数器(ABC)检测到的空气的体内测试结果。
在该设备中进行进一步的空气注入测试，即在透析器之前和之后(S3和S4)的空气注入，然后由静脉侧的脱气装置将空气去除。将这些结果与空气注入是在S1和S2处进行的并且是由系统的动脉侧上的脱气装置从系统中去除的情况下的脱气效率进行了对比。
因为在不脱离本发明的范围的前提下可以在上面的结构中做出各种改变，所以包含在上面的描述中或在附图中示出的所有内容旨在是示例性的解释而并不构成限定。

Claims (20)

1.一种用于将气泡从液体中脱离出来的脱气装置，该脱气装置包括具有液体入口、液体出口和气泡出口的壳体，所述壳体还包括限定液体螺旋流动路径的螺旋壁和涂有预定量消泡剂的疏水膜，所述疏水膜设置在所述螺旋壁上方并且位于所述螺旋壁与所述气泡出口之间而实际上不接触所述螺旋壁，所述螺旋壁迫使通过所述液体入口切向进入所述壳体的向内流入的液体形成沿着所述螺旋流动路径的螺旋流，并且使得所述气泡朝向所述疏水膜向上流动且气泡不会粘附到所述疏水膜上。
2.根据权利要求1所述的脱气装置，其中在所述螺旋壁与所述疏水膜之间设置有间隙，以便于使液体与所述疏水膜之间的接触区域最大化。
3.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，其中所述壳体包括位于其底侧上的孔，液体在被去除了气泡之后能够通过所述孔离开所述壳体。
4.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，其中所述壳体包括具有液体入口和液体出口的圆柱形的外壳。
5.根据权利要求4所述的脱气装置，其中所述圆柱形外壳的直径大于其高度。
6.根据权利要求5所述的脱气装置，其中所述圆柱形外壳的直径与高度的比率在2.5∶1和1∶1之间的范围内，特别是在2∶1和1.75∶1之间，更特别地是在1.9∶1和1.8∶1之间。
7.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，其中所述液体出口包括限定出口通道的嘴部。
8.根据权利要求7所述的脱气装置，其中所述嘴部与所述壳体一体模制成型。
9.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，其中所述液体出口构造成容纳一管的第一端。
10.根据权利要求9所述的脱气装置，其中所述管构成了所述液体出口的一体的部分，所述管在与所述第一端相对的第二端上还包括一体的公鲁尔接头。
11.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，其中所述液体入口包括限定入口通道的嘴部。
12.根据权利要求11所述的脱气装置，所述嘴部与所述壳体一体模制成型，并且构造成容纳一管的第一端。
13.根据权利要求12所述的脱气装置，其中所述管构成了所述液体入口的一体的部分，所述管在与所述第一端相对的第二端上还包括一体的公鲁尔接头。
14.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，所述壳体是由从包括聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯的材料的组中选出的材料制成的。
15.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，所述脱气装置还包括保护构件，所述保护构件用于保护所述疏水膜免受外力损坏，并且用于当脱气装置内的液体的压力超出极限时限制所述疏水膜变形。
16.根据前述权利要求任一项所述的脱气装置，所述疏水膜是由从包括聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯和聚四氟乙烯的材料的组中选出的材料制成的。
17.一种透析设备，该透析设备包括压力传感器、第一气泡计数器、泵、透析器以及第一个根据权利要求1-16任一项所述的脱气装置。
18.根据权利要求17所述的透析设备，其中，该透析设备还包括第二压力传感器、第二气泡计数器以及第二个根据权利要求1-16任一项所述的脱气装置。
19.根据权利要求17或18所述的透析设备，其中，所述第一个脱气装置设置在所述透析设备的动脉侧上，从而在可能在所述设备中存在的任何气体进入透析器之前有效地去除这些气体。
20.根据权利要求18或19所述的透析设备，其中，所述第二个脱气装置设置在所述透析设备的静脉侧上，且在所述透析器之后。
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