CN112772638A - 一种小动物机械灌注肝脏控温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗设备技术领域,具体是一种小动物机械灌注肝脏控温装置,包括:外壳,所述外壳具有用于容纳培养皿的内腔,所述培养皿用于盛放待控温物体;控温组件,所述控温组件内置于外壳的底部和/或侧壁,控温组件用于制冷或制热培养皿及待控温物体,所述控温组件的温度控制范围为0‑45℃;以及调节组件和电源组件,所述调节组件调节控温组件维持在温度控制范围内的任一区间,以维持待控温物体的生理性能,所述电源组件为控温组件提供电能;本发明的有益效果是:所述的小动物机械灌注肝脏控温装置应用于大鼠等小动物机械灌注中,满足不同温度的灌注需求,不仅避免了常规加热只能研究室温以及常温的灌注研究单一问题,而且避免了控温不均匀。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域,具体是一种小动物机械灌注肝脏控温装置。
背景技术
肝移植作为治疗终末期肝病最为有效的手段,然而供体肝源的短缺是阻碍终末期肝病患者及时得到救治的首要原因。因此,对边缘供肝的充分利用是缓解目前供体肝源短缺的有效手段之一。相比于传统低温冷保存方法,携氧机械灌注保存供肝是通过增加移植物在保存期间的氧气和能量供应,同时移除供肝的代谢废物,因此,供体肝脏的携氧机械灌注可以有效避免传统冷保存对供体肝脏造成的损伤,并有望提高边缘供肝的利用率。
目前关于机械灌注的小动物实验室研究多以大鼠肝移植模型来进行,然而在大鼠的机械灌注装置中,大多数实验室均是以较大的水浴锅或者加热垫来代替。
水浴锅加热的方式优点在于市面上水浴锅较为普遍容易获得,而且水浴加热温度较为平缓稳定;但是水浴锅加热的缺点同样明显:首先水浴锅加热的温度调节有限:水浴只能控制在室温以及更高温度,而大鼠肝脏的机械灌注研究除了常温机械灌注还有大量的低温机械灌注以及亚低温机械灌注需求,因而水浴锅难以满足此低温(0-24℃)需求;其次肝脏容器置于水浴中较不稳定且容易污染:平稳的水浴环境中虽然不存在水平移动,但是在调节肝脏脉管和管路的连接中,水浴平面的上下晃动,导致灌注中肝脏位置的不稳定,而且在一些开放下腔静脉的大鼠肝脏灌注中,水浴锅内的液体极有可能和储肝槽内的灌注液相混合导致灌注液污染;第三,水浴装置体积较大难以适配且不便携:水浴装置因为其既存在加热装置又存在水浴装置,导致其体积笨重,需要占用较大空间,而且目前尚没有完全适配机械灌注的小巧水浴装置。大鼠肝脏的灌注设备优势在于占用空间小且较为简易便携,目前水浴加热装置难以满足上诉要求。
加热垫加热的方式优点在于简单易操作且占用空间小,但是其缺点在于:加热垫的温度控制调节有限,此缺陷与水浴加热相同;加热垫温度控制不均匀导致肝脏灌注不均匀;肝脏下方放置加热垫只能控制肝脏的底部温度,导致肝脏受热不均匀,肝脏内部肝血窦在灌注中,下方受重力作用而且加热后血管扩张,会导致肝脏的底部大量灌注,而上方会存在严重灌注不均匀问题。
综上所述,目前尚没有适配的大鼠或小鼠以及其他小动物肝脏机械灌注的体外保温装置,现有温度控制较为繁琐且存在温度控制不稳定的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小动物机械灌注肝脏控温装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种小动物机械灌注肝脏控温装置,包括:外壳,所述外壳具有用于容纳培养皿的内腔,所述培养皿用于盛放待控温物体;控温组件,所述控温组件内置于外壳的底部和/或侧壁,控温组件用于制冷或制热培养皿及待控温物体,所述控温组件的温度控制范围为0-45℃;以及调节组件和电源组件,所述调节组件调节控温组件维持在温度控制范围内的任一区间,以维持待控温物体的生理性能,所述电源组件为控温组件提供电能;所述温度控制范围内的的区间有:0-12℃、13-24℃、25-34℃、35-38℃。
作为本发明进一步的方案:所述外壳的顶部设有两个相对的凹槽,所述凹槽用于装卸培养皿。
作为本发明再进一步的方案:所述外壳的内腔底部及侧壁的材料为导热材料,外壳外表面和底部的材料为耐热、隔热材料。
作为本发明再进一步的方案:所述控温组件包括驱动芯片和与所述驱动芯片连接的半导体元件,所述驱动芯片控制半导体元件的工作效率。
作为本发明再进一步的方案:所述控温组件还包括与所述驱动芯片连接的温度检测元件,所述温度检测元件用于检测内腔和培养皿的温度,并反馈检测结果给驱动芯片;所述调节组件包括设置在外壳外侧壁的控制旋钮,所述控制旋钮连接驱动芯片,通过所述控制旋钮输出指令给驱动芯片来调节电源组件输送给控温组件的电流。
作为本发明再进一步的方案:所述调节组件还包括设置在外壳外侧壁的显示屏,所述显示屏显示控制旋钮的调节状态;所述显示屏采用弧形显示屏或触摸显示屏。
作为本发明再进一步的方案:所述电源组件为与控温组件电性连接的电源接口,且所述电源接口设有接地端子。
作为本发明再进一步的方案:所述驱动芯片与温度检测元件和控制旋钮连接,驱动芯片根据温度检测元件的检测数据和控制旋钮的调节状态,判断温度检测元件或控制旋钮的工作精确度,并给出判断结果至显示屏显示。
作为本发明再进一步的方案:所述外壳的底部设有多个脚垫,所述脚垫用于增加外壳的摩擦性能。
作为本发明再进一步的方案:所述脚垫选用橡胶垫。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:所述的小动物机械灌注肝脏控温装置应用于大鼠等小动物机械灌注中,满足不同温度的灌注需求,不仅避免了常规加热只能研究室温以及常温的灌注研究单一问题,而且避免了控温不均匀的影响,并且设计简便可操作性强;满足不同灌注温度的特异需求,在完全适配大鼠等小动物肝脏灌注容器的条件下,也保证了肝脏在灌注过程中的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例中小动物机械灌注肝脏控温装置的结构示意图。
图2为本发明实施例中小动物机械灌注肝脏控温装置的俯视示意图。
图3为本发明实施例中小动物机械灌注肝脏控温装置的后视示意图。
图4为本发明实施例中小动物机械灌注肝脏控温装置的原理框图。
附图中:1、外壳;2、显示屏;3、控制旋钮;4、橡胶垫;5、右凹槽;6、外壳上沿;7、左凹槽;8、电源接口。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
请参阅图1、4,本发明实施例中,一种小动物机械灌注肝脏控温装置,包括:外壳,所述外壳具有用于容纳培养皿的内腔,所述培养皿用于盛放待控温物体;控温组件,所述控温组件内置于外壳的底部和/或侧壁,控温组件用于制冷或制热培养皿及待控温物体,所述控温组件的温度控制范围为0-45℃;以及调节组件和电源组件,所述调节组件调节控温组件维持在温度控制范围内的任一区间,以维持待控温物体的生理性能,所述电源组件为控温组件提供电能;所述温度控制范围内的的区间有:0-12℃、13-24℃、25-34℃、35-38℃。
具体的,如图2所示,所述外壳的顶部设有两个相对的凹槽,两个所述凹槽分别为右凹槽5、左凹槽7;再结合外壳上沿6,从右凹槽5、左凹槽7拿持培养皿,用于装卸培养皿;同时也便于快速安放和拿出。所述外壳的内腔底部及侧壁的材料为导热材料,所述导热材料可以是不锈钢或铝合金,外壳外表面和底部的材料为耐热、隔热材料。
所述小动物机械灌注肝脏控温装置应用于多个场景。常规的培养皿型号有60*15mm,85*13mm,100*20mm,100*25mm等,针对不同小动物肝脏的大小可选择适配的培养皿以及小动物机械灌注肝脏控温装置的型号;所述温度控制范围内的的区间有:0-12℃、13-24℃、25-34℃、35-38℃。例如:
在低温机械灌注(hypothermic machine perfusion)(0-12℃)中,本装置经控温组件制冷功能控制,可逐渐调节并稳定温度在0-12℃,可控制肝脏温度保持在低温条件,满足相关低温的灌注需求;以往此灌注条件下,采用冰块或其他低温装置,会导致灌注液结冰,除采用特殊的防冻灌注液,本品可通过调节肝脏控温装置稳定至冰点以上的较低温度,避免肝脏或灌注液过度冷却内部结冰;
在中温机械灌注(mid-thermic machine perfusion)(13-24℃)中,本装置经控温组件温度控制,较少受室温影响,保持温度在预期范围内;
在亚常温机械灌注(subnormothermic machine perfusion)(25-34℃)中,本装置可突破常规室温环境,将温度稳定控制在目标温度;
在常温机械灌注(normothermic machine perfusion)(35-38℃)中,本装置可通过加热功能,保持温度稳定在较高温度。
进一步的,所述控温组件包括驱动芯片和与所述驱动芯片连接的半导体元件,所述驱动芯片控制半导体元件的工作效率。所述半导体元件是半导体制冷片,同时具有制冷和制热功能,且制冷和制热功能的调节精度高。所述驱动芯片采用PLC(可编程逻辑控制器),可编程逻辑控制器控制控温组件,将控温组件的温度控制范围为0-45℃。
综上所述,所述的小动物机械灌注肝脏控温装置应用于大鼠等小动物机械灌注中,满足不同温度的灌注需求,不仅避免了常规加热只能研究室温以及常温的灌注研究单一问题,而且避免了控温不均匀的影响,并且设计简便可操作性强;满足不同灌注温度的特异需求,在完全适配大鼠等小动物肝脏灌注容器的条件下,也保证了肝脏在灌注过程中的稳定性。
请参阅图1,本发明的一个优选实施例中,所述控温组件还包括与所述驱动芯片连接的温度检测元件,所述温度检测元件用于检测内腔和培养皿的温度,并反馈检测结果给驱动芯片;所述调节组件包括设置在外壳外侧壁的控制旋钮,所述控制旋钮连接驱动芯片,通过所述控制旋钮输出指令给驱动芯片来调节电源组件输送给控温组件的电流。
所述温度检测元件包括多个布置在外壳侧壁的温度传感器,所述可编程逻辑控制器接收各温度传感器的反馈数据,控制半导体制冷片制冷或制热及制冷、制热功率。
进一步的,所述调节组件还包括设置在外壳外侧壁的显示屏2,所述显示屏2显示控制旋钮的调节状态;提示操作人员,本装置的工作情况。
请参阅图3,本发明的另一个实施例中,所述电源组件为与控温组件电性连接的电源接口8,且所述电源接口8设有接地端子,用于保护所述调节组件和控温组件。
所述驱动芯片与温度检测元件和控制旋钮连接,驱动芯片根据温度检测元件的检测数据和控制旋钮的调节状态,判断温度检测元件或控制旋钮的工作精确度,并给出判断结果至显示屏显示;所述外壳的底部设有多个脚垫,所述脚垫用于增加外壳的摩擦性能;所述脚垫选用橡胶垫4。
所述电源接口可采用USB2.0接口或3.0接口,采用USB2.0接口或3.0接口不仅可以给蓄电池充电,还可用于PLC的数据或指令读写;兼容性强。USB(通用串行总线,UniversalSerial Bus)是一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品及其它相关领域。
请参阅图1,本发明的另一个实施例中,所述显示屏采用弧形显示屏或触摸显示屏。
弧形显示屏对半导体制冷片的制冷状态、控制旋钮3的调节状态进行显示;在一个实施例中,采用触摸显示屏取代弧形显示屏和控制旋钮,通过触摸显示屏输入指令至PLC,所述PLC控制半导体制冷片的制冷效率、同步温度检测元件的检测数据。所述触摸显示屏还可对半导体制冷片的制冷状态、控制旋钮3的调节状态进行显示,直观的提示操作人员。
本发明的工作原理:在机械灌注中,肝脏放置于培养皿,再将培养皿放置在外壳内腔;控温组件通电后,对内腔及培养皿进行制冷或制热;控温组件的温度控制范围通过调节组件来调节,使得培养皿及肝脏的温度维持在设定的范围内,保持肝脏的生理性能稳定;并且外壳的尺寸可以根据培养皿的规格进形适配,满足多样化需求。
需要说明的是,本发明所采用的PLC和半导体制冷片均为现有技术的应用,本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能,或通过相似的技术实现所需完成的技术特性,在这里就不再详细描述。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,包括:
外壳,所述外壳具有用于容纳培养皿的内腔,所述培养皿用于盛放待控温物体;
控温组件,所述控温组件内置于外壳的底部和/或侧壁,控温组件用于制冷或制热培养皿及待控温物体,所述控温组件的温度控制范围为0-45℃;
以及调节组件和电源组件,所述调节组件调节控温组件维持在温度控制范围内的任一区间,以维持待控温物体的生理性能,所述电源组件为控温组件提供电能。
2.根据权利要求1所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述外壳的顶部设有两个相对的凹槽,所述凹槽用于装卸培养皿。
3.根据权利要求1所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述温度控制范围内的的区间有:0-12℃、13-24℃、25-34℃、35-38℃。
4.根据权利要求1所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述外壳的内腔底部及侧壁的材料为导热材料,外壳外表面和底部的材料为耐热、隔热材料。
5.根据权利要求1所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述控温组件包括驱动芯片和与所述驱动芯片连接的半导体元件,所述驱动芯片控制半导体元件的工作效率。
6.根据权利要求5所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述控温组件还包括与所述驱动芯片连接的温度检测元件,所述温度检测元件用于检测内腔和培养皿的温度,并反馈检测结果给驱动芯片。
7.根据权利要求5或6所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述调节组件包括设置在外壳外侧壁的控制旋钮,所述控制旋钮连接驱动芯片,通过所述控制旋钮输出指令给驱动芯片来调节电源组件输送给控温组件的电流。
8.根据权利要求7所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述调节组件还包括设置在外壳外侧壁的显示屏,所述显示屏显示控制旋钮的调节状态。
9.根据权利要求8所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述显示屏采用弧形显示屏或触摸显示屏。
10.根据权利要求1所述的小动物机械灌注肝脏控温装置,其特征在于,所述电源组件为与控温组件电性连接的电源接口,且所述电源接口设有接地端子。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210511 |