CN103751868B - 一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置 - Google Patents

一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置，所述装置包括依次连接的脉动泵Ⅰ、电化学透析柱、超滤透析器、气泡阀和脉动泵Ⅱ，所述的电化学透析柱由阳离子透析膜和阴离子透析膜分隔成三个区室，分别为阳极室、阴极室和血液通道，阳极室和阴极室的顶端分别连通有阳极透析液槽和阴极透析液槽，血液通道的两端分别与脉动泵Ⅰ和超滤透析器连通；所述的超滤透析器由超滤膜分隔成透析液室和血液室两个区室。本装置利用静电场力直接解离重金属中毒血液中重金属离子与血清蛋白生成的络合物，使重金属离子从络合物中分离，并在静电场力的作用下向阴极聚集，还原成重金属沉积在电极板上，最终达到净化血液、治疗重金属中毒症目的。

Description

一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置
技术领域
本发明属于治疗重金属中毒的医疗器械领域，具体涉及一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置。
背景技术
现有的重金属中毒症的主要治疗方法主要是药物治疗，其原理是患者通过服用药物金属络合剂，与体内重金属络合成无毒的络合物通过尿液排出体外。这种治疗方法的缺陷是：1.金属络合剂具有毒副作用；2.加重肾的负荷而造成肾损伤甚至肾衰竭，有形成尿毒症的危险；3.治疗周期长且治疗不彻底。更为重要的是现在还没有疗效好、较为成熟的排泄药物。
重金属中毒症的治疗还有血浆置换（Plasmaexchange，PE法），血浆置换是将人体内的致病物质或毒素从血浆分离弃去或将异常血浆分离后，经免疫吸附或冷却滤过除去其中的抗原或抗体，再将余下的血液有形成分加入置换液回输的一种技术。这种治疗方法的最主要缺陷是血浆用量大，费用过于昂贵，不易普及。
血液净化的另外一种治疗方法是血液透析法(Hemodialysis，HD)，即人工肾治疗技术。但是现有的人工肾透析设备是通过其生物物理机制，完成对溶质及水的清除和转运，其基本原理是通过弥散(Diffusion)、对流(Convection)及吸附(Absorption)清除血液中各种内源性和外源性“毒素”；通过超滤(Ultrafiltration)和渗透(Osmosis)清除体内潴留的水分及小分子毒素，同时纠正电解质和酸碱失衡，使机体内环境接近正常从而达到治疗的目的。由于铅、镉、铬、铜、钴、镁、汞、铋等重金属毒物是以与蛋白质络合物形式存在的大分子基团，现有的人工肾透析设备是不能将金属类毒物清除体外的，所以不能用于重金属中毒症的治疗。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置，该装置利用静电场力直接解离重金属中毒血液中重金属离子与血清蛋白生成的络合物，使重金属离子从络合物中分离，并在静电场力的作用下向阴极聚集，还原成重金属沉积在电极板上，最终达到从中毒血液中分离重金属、净化血液治疗重金属中毒症目的。
本发明实现上述目的采用的技术方案是：一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置，所述装置包括依次连接的脉动泵Ⅰ、电化学透析柱、超滤透析器、气泡阀和脉动泵Ⅱ，脉动泵Ⅰ与用于连接人体动脉血管的抽血管路相连，脉动泵Ⅱ与用于连接人体静脉血管的输血管路相连；
所述的电化学透析柱由阳离子透析膜和阴离子透析膜分隔成三个区室，分别为阳离子透析膜与电化学透析柱内壁之间的阳极室、阴离子透析膜与电化学透析柱内壁之间的阴极室、以及阳离子透析膜与阴离子透析膜之间的血液通道，阳极室和阴极室的顶端分别连通有阳极透析液槽和阴极透析液槽，其底端均连通有废液缸，血液通道的两端分别与脉动泵Ⅰ和超滤透析器连通；
所述的超滤透析器由超滤膜分隔成透析液室和血液室两个区室，血液室与电化学透析柱和气泡阀连通，透析液室的顶端和底端分别设有超滤透析液槽和废液缸。
所述脉动泵Ⅰ与用于连接人体动脉血管的抽血管路之间设有肝素泵和碳过滤器Ⅰ，肝素泵与抽血管路连接。
所述超滤透析器与气泡阀之间设有碳过滤器Ⅱ。
本发明的有益效果
（1）本发明提供的电极分离式透析装置利用静电场力直接解离重金属中毒血液中重金属离子与血清蛋白生成的络合物，使重金属离子从络合物中分离，并在静电场力的作用下向阴极聚集，还原成重金属沉积在电极板上，最终达到从中毒血液中分离重金属、净化血液、治疗重金属中毒症目的。
（2）本发明在电化学透析住后串接有超滤透析器，以利于将血液中处于游离状态的重金属离子从血液中分离出来，提高装置的透析效果。
（3）本发明的核心部分采用电极分离式，血液从电解槽中间的血液通道流过，不与电极直接接触，避免了血液与电极直接接触所可能产生的对其活性的影响。
（4）采用本发明提供的装置透析10-14小时可将血铅浓度在600μg/以上的重度中毒患者的血铅浓度在300μg/L以下的中度中毒状态，大大缓解患者的病状。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图标记：1、脉动泵Ⅰ，2、电化学透析柱，201、阳离子透析膜，202、阴离子透析膜，203、阳极室，204、血液通道，205、阴极室，206、阳极透析液槽，207、阴极透析液槽，208、废液缸，3、超滤透析器，301、透析液室，302、血液室，303、超滤透析液槽，4、气泡阀，5、脉动泵Ⅱ，6、肝素泵。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步解释说明：一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置，所述装置包括依次连接的脉动泵Ⅰ1、电化学透析柱2、超滤透析器3、气泡阀4和脉动泵Ⅱ5，所述脉动泵Ⅰ1与用于连接人体动脉血管的抽血管路之间设有肝素泵6和碳过滤器Ⅰ，肝素泵6与抽血管路连接，脉动泵Ⅱ5与用于连接人体静脉血管的输血管路相连；
所述的电化学透析柱2由阳离子透析膜201和阴离子透析膜202分隔成三个区室，分别为阳离子透析膜201与电化学透析柱2内壁之间的阳极室203、阴离子透析膜202与电化学透析柱2内壁之间的阴极室205、以及阳离子透析膜201与阴离子透析膜202之间的血液通道204，阳极室203和阴极室205的顶端分别连通有阳极透析液槽206和阴极透析液槽207，其底端均连通有废液缸208，血液通道204的两端分别与脉动泵Ⅰ1和超滤透析器3连通，超滤透析器3与气泡阀4之间设有碳过滤器Ⅱ；
所述的超滤透析器3由超滤膜分隔成透析液室301和血液室302两个区室，血液室302与电化学透析柱2和气泡阀4连通，透析液室301的顶端和底端分别设有超滤透析液槽303和废液缸208。
采用本发明提供的装置治疗重金属中毒，可以省略了肾排泄环节，一方面加快了排泄速度，另一方面减轻了肾排泄重金属的负荷，有利于防止受铅、镉、铬等重金属毒物中毒危害的患者出现肾脏功能损伤，从而起到有效的保护肾脏的作用。模拟试验结果证明该装置是可行的。
本发明提供的电极分离式透析装置可以利用静电场力直接解离重金属中毒血液中重金属离子与血清蛋白生成的络合物，使重金属离子从络合物中分离，并在静电场力的作用下向阴极聚集，还原成重金属沉积在电极板上，最终达到从中毒血液中分离重金属、净化血液治疗重金属中毒症目的。
本发明在电化学透析住后串接有超滤透析器3，以利于将血液中处于游离状态的重金属离子从血液中分离出来，提高装置的透析效果。
本发明的核心部分采用电极分离式，血液从电解槽中间的血液通道204流过，不与电极直接接触，避免了血液与电极直接接触所可能产生的对其活性的影响。
采用本发明提供的装置透析10-14小时可将血铅浓度在600μg/以上的重度中毒患者的血铅浓度在300μg/L以下的中度中毒状态，大大缓解患者的病状。

Claims (1)

1.一种治疗重金属中毒的电极分离式透析装置，其特征在于：所述装置包括依次连接的脉动泵Ⅰ（1）、电化学透析柱（2）、超滤透析器（3）、气泡阀（4）和脉动泵Ⅱ（5），脉动泵Ⅰ（1）与用于连接人体动脉血管的抽血管路相连，脉动泵Ⅱ（5）与用于连接人体静脉血管的输血管路相连；所述脉动泵Ⅰ（1）与用于连接人体动脉血管的抽血管路之间设有肝素泵（6）和碳过滤器Ⅰ，肝素泵（6）与抽血管路连接；所述超滤透析器（3）与气泡阀（4）之间设有碳过滤器Ⅱ；
所述的电化学透析柱（2）由阳离子透析膜（201）和阴离子透析膜（202）分隔成三个区室，分别为阳离子透析膜（201）与电化学透析柱（2）内壁之间的阳极室（203）、阴离子透析膜（202）与电化学透析柱（2）内壁之间的阴极室（205）、以及阳离子透析膜（201）与阴离子透析膜（202）之间的血液通道（204），阳极室（203）和阴极室（205）的顶端分别连通有阳极透析液槽（206）和阴极透析液槽（207），其底端均连通有废液缸（208），血液通道（204）的两端分别与脉动泵Ⅰ（1）和超滤透析器（3）连通；
所述的超滤透析器（3）由超滤膜分隔成透析液室（301）和血液室（302）两个区室，血液室（302）与电化学透析柱（2）和气泡阀（4）连通，透析液室（301）的顶端和底端分别设有超滤透析液槽（303）和废液缸（208）。
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