CN113144317A - 一种氧合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧合器，包括壳体、氧合层、温度层、气体口、流体口、血液口，所述壳体包括外壳和端盖，所述端盖上设置有血液口和排气孔；所述氧合层由若干片氧合膜叠放而成，与气体口构成气体通路；所述温度层由若干片温度膜叠放而成，与流体口构成流体通路，所述血液口与氧合层和温度层之间的空隙构成血液通路，结构设置用于对血液进行气体交换和温度控制。本发明公开了一种氧合器，其结构优化、性能优异，能够解决临床使用过程中出现的破裂、漏液、氧合效率差以及血栓形成等问题。

Description

一种氧合器

技术领域

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种氧合器。

背景技术

当手术中患者出现心源性休克、重症呼吸功能衰竭以及心脏骤停等状况时，常采用体外循环支持系统以维持患者生命。在体外循环过程中，血液由人体静脉引出，通过氧合器进行氧合和热交换后，再回输至人体，氧合器代替肺起到呼吸循环支持的功能。

目前常见的氧合器为膜式氧合器，此类氧合器利用中空纤维丝内外气体浓度差实现氧气和二氧化碳的交换，血液不直接与气体接触，与传统的鼓泡式氧合器相比大大降低了产生气栓以及溶血的风险。但国内外现有的膜式氧合器由于存在部件连接强度低、密合性差、纤维丝性能不达标和结构设计不合理等不足，在临床使用过程中存在破裂、漏液、氧合效率差以及血栓形成等问题，对患者的手术状态将产生严重影响。

综上所述，为解决临床使用中的上述常见问题，需要设计一种结构优化、性能优异的氧合器。

发明内容

针对背景技术中提出的问题，本发明提供了一种氧合器，其结构优化、性能优异，能够解决临床使用过程中出现的破裂、漏液、氧合效率差以及血栓形成等问题。本发明提供的一种氧合器，包括壳体和内部组件，其中，所述壳体由外壳组件和端盖构成，所述内部组件由氧合层、温度层、血液口、排气孔、分流板、网格板和分隔支架构成。

外壳组件，包括四个不同结构的外壳：外壳I、外壳Ⅱ、外壳Ⅲ和外壳Ⅳ，分别组装在内部组件的四周，外壳组件上设置有气体口和流体口。

对于气体口而言，其是广义的概念，具体而言，气体流入口和气体流出口均构成了本发明的气体口，一般而言，气体流入口和气体流出口是成对设置的，这种情况下气体流入口和气体流出口的数量是相同的，当然，两者的数量也可以不同，但是要至少有一个气体流入口和至少一个气体流出口。

同样的道理，流体流入口和流体流出口均构成了本发明的流体口，对于流体流入口和流体流出口的设置，可参照上述的气体流入口和气体流出口。

需要特别说明的是，气体流入口和气体流出口可以设置在同一外壳上，也可以设置在相邻的外壳上，流体流入口和流体流出口可以设置在同一外壳上，也可以设置在相邻的外壳上，此处不作要求，总之，气体流入口和气体流出口非相对设置和/或流体流入口和流体流出口非相对设置。这样做的目的在于，能够保证气体口、流体口在与管体连接时，管体不发生弯折，同时避免氧合器在使用过程中管体与气体口、流体口之间的连接发生断裂，造成不良影响。

进一步的，气体流入口、气体流出口与氧合层构成气路通路，流体流入口、流体流出口与温度层构成流体通路，不同通道间相互阻隔，实现气路和水路的分隔。

进一步的，端盖上设置有血液口，血液口包括血液流入口和血液流出口，分别与体外循环过程中的进出血循环管路相连，建立血液进出氧合器的流通通路。同时，血液口上设置有侧枝鲁尔接头，用于连接传感器或采集血样，血液口采用金属材质，增加了部件连接结构的强度，能够更好地防止血液口的破裂和泄漏。

进一步的，端盖上还设置有排气孔，在氧合器进行预充的过程中，当氧合器内部气体量过大时，气体可由排气孔排出，同时在排气孔内部设置阻液透气膜，这样做的目的在于阻挡液体返流。

进一步的，分流板可以与网格板之间设置有温度层，温度层包括若干片对齐平铺紧贴于一起的温度膜，分流板还可以与分隔支架之间设置有氧合层，氧合层包括若干片对齐平铺紧贴于一起的氧合膜，网格板设置在分隔支架上，分隔支架起到分隔温度层和氧合层以及支撑的作用。

对本发明的一种氧合器而言，内部组件构成的血液通道结构设计优化，预充体积不大于250ml。

对本发明的一种氧合器而言，端盖内部血液输入口和血液流出口的结构设计合理，能够实现对血液最小化的破坏。

对本发明的一种氧合器而言，端盖上设置有加强结构，外壳加厚，可适应长时间、高强度的连续使用。

对本发明的一种氧合器而言，氧合膜丝材质为聚甲基戊烯或聚丙烯，变温膜丝材质为聚氨酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

对本发明的一种氧合器而言，氧合层的的有效面积约为1.6-1.8m²，温度层的有效面积约为0.32-0.5m²。

优选的，变温膜丝和氧合膜丝的排放位置设置为空间上相互垂直，当血液流入氧合器内部，位于变温膜丝和氧合膜丝的空隙时，能够与变温膜丝和氧合膜丝充分接触，从而提高气体交换以及热交换效率，且血液通过膜丝间空隙受到的阻力较小，可有效降低跨膜压差。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本发明涉及的一种氧合器，通过优化内部血液通道结构设计，实现良好的排气效果、较小的预充量（不大于250ml）以及减少对血液的破坏；

2、 本发明涉及的一种氧合器，变温膜丝和氧合膜丝的摆放位置设置为相互垂直，血液在变温膜丝和氧合膜丝的空隙中流动，与变温膜丝和氧合膜丝的接触更加充分，气体交换及热交换效率更高；

3、 本发明涉及的一种氧合器，血液流经氧合器内部膜丝受到的阻力较小，有效降低跨膜压差；

4、本发明涉及的一种氧合器，端盖设计加固结构，外壳加厚，提高氧合器的整体牢固性，适应长期高强度的连续使用，减少破裂、漏液等情况出现；

5、本发明涉及的一种氧合器，外壳及内部组件相互分隔开，实现血路、水路和气路的分隔，避免血液通道被污染。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1是本发明一种氧合器的结构示意图；

图2是本发明一种氧合器另一视角的结构示意图；

图3是本发明一种氧合器的内部结构示意图；

图4是本发明一种氧合器另一视角的内部结构示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出的实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明提供的一种氧合器，包括壳体和内部组件，主要包括血液流入口1，排气孔2，端盖Ⅰ3，分流板Ⅰ4，温度层5，网格板6，分隔支架7，氧合层8，分流板Ⅱ9，端盖Ⅱ10，排气孔11，血液流出口12，外壳I13，外壳Ⅱ14，外壳Ⅲ15，外壳Ⅳ16，阻液透气膜17，气体流入口18，气体流出口19，流体流入口20，流体流出口21，氧合膜丝22，变温膜丝23，侧枝鲁尔接头24。

参见图1和图2，本发明提供的一种整体为方形结构的氧合器，壳体由外壳组件和端盖构成，外壳上设置有气体口和流体口，气体口包括相对设置的气体流入口18和气体流出口19，流体口包括相邻设置的流体流入口20和流体流出口21。

参见图3和图4，端盖Ⅰ盖上设置有血液流入口1和排气孔2、端盖Ⅱ端盖上设置有血液流出口12和排气孔11；外壳组件由外壳I13、外壳Ⅱ14、外壳Ⅲ15和外壳Ⅳ16组成；内部组件由血液流入口1、排气孔2，端盖Ⅰ，分流板Ⅰ4，温度层5，网格板6，分隔支架7，氧合层8，分流板Ⅱ，端盖Ⅱ，排气孔11和血液流出口12构成，其中，外壳组件采用焊接或胶粘的方式设置在内部组件的四周。

进一步的，外壳组件具有不完全相同的内壁结构，外壳I13内部为无分隔气腔结构，外壳Ⅱ14、外壳Ⅲ15和外壳Ⅳ16的内部均被分隔成气腔和水腔。外壳I13上设有气体流入口18，外壳Ⅱ14上设有气体流出口19和流体流入口20，外壳Ⅳ16上设有流体流出口21。

进一步的，外壳I13内部气腔与相邻外壳Ⅲ15的气腔连接部位处设置有连通开孔，富含氧气的气体可以通过气体流入口18进入外壳I13内部，以及通过连通开孔进入到外壳Ⅲ15的气腔中，再进入到所有氧合膜丝22中，分别到达外壳Ⅱ14的气腔和外壳Ⅳ16中的气腔中，外壳Ⅱ14的气腔与相邻外壳Ⅳ16的气腔连接部位处设置有连通开孔，气体汇集后通过外壳Ⅱ14上的气体流出口19排出氧合器，气体口与氧合层8构成单独的气体通路。

进一步的，升温后的流体可经由外壳Ⅱ14上的流体流入口20进入到外壳Ⅱ14的水腔中，外壳Ⅱ14与相邻外壳Ⅲ15的水腔连接部位处设置有连通开孔，流体通过外壳Ⅱ14的水腔进入到相邻的外壳Ⅲ15的水腔中，再进入到变温膜丝23中，流体汇集后通过外壳Ⅱ14的相邻外壳Ⅳ16上流体流出口21流出氧合器，流体口与温度层5构成单独的流体通路。

参见图3和图4，温度层5由若干片对齐平铺紧贴于一起的温度膜组成，温度膜由若干根具有温度调节功能的变温膜丝23沿平行于流体口的方向紧密排列而成。氧合层8由若干片对齐平铺紧贴于一起的氧合膜组成，氧合膜由若干根具有气体交换功能的氧合膜丝22沿平行于气体口和垂直于气体口方向紧密排列而成。氧合层8的有效面积约为1.6-1.8m²，温度层5的有效面积约为0.32-0.5m²，有效面积可根据膜的片数、单片膜的膜丝根数以及单根膜丝的长度和外径算出。

在优选的实施方式中，氧合膜丝22材质可选用聚甲基戊烯或聚丙烯，变温膜丝23材质可选用聚氨酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯，血液流入氧合器内部，在氧合层8和温度层5膜丝之间的外部空隙中流动，能够与氧合膜丝22和变温膜丝23充分接触，提高了气体交换以及热交换效率，并且血液通过膜丝间空隙受到的阻力较小，可降低跨膜压差。

在优选的实施方式中，变温膜丝23与氧合膜丝22的外侧壁、氧合膜丝22与氧合膜丝22的外侧壁均被聚氨酯填充，用于固定膜丝，密封胶层厚度大约为4-6mm，从而实现血路与气路和水路分隔开，避免血液通道被污染。

在优选的实施方式中，血液流入口1和血液流出口12上均设有侧枝鲁尔接头24，用于连接传感器或采集血样。排气孔2与排气孔11则用于在预充过程中排空氧合器内部的气体，避免血液中有气泡存在，排气孔2起到排出气体阻挡液体流出的作用，而当氧合器内部气体量过大时，气体也可由排气孔11排出。

在优选的实施方式中，网格板6组装在分隔支架7上，分隔支架7起到分隔温度层5和氧合层8以及支撑的作用。分流板4和分流板9上分布有细密圆孔，要求血液通过分流板4和分流板9时可均匀分流至氧合器其他部位。网格板6上设有网孔，要求血液从温度层5流入氧合层8时受到的阻碍较小。

当系统进行体外循环运转时，富含氧气的气体由气体流入口18进入氧合层8内部，水经由流体流入口20进入温度层5内部。血液从人体静脉引出，由血液流入口1进入氧合器内部，先与变温膜丝23接触交换热量，后流经氧合膜丝22进行气体交换，再从血液流出口12流出氧合器回输至人体，膜丝中的气体和水再分别从气体流出口19和流体流出口21排出，最终通过氧合器完成氧合和热交换，起到循环支持的作用。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (9)

1.氧合器，包括：

壳体；

氧合层；

温度层；

其特征在于：

还包括两个或两个以上的气体口以及两个或两个以上的流体口；

其中，所述气体口非相对设置，和/或，所述流体口非相对设置。

2.根据权利要求1所述的氧合器，其特征在于，所述壳体由外壳和端盖构成，其中，所述端盖上设置血液口和排气孔，所述血液口上设有侧枝鲁尔接头。

3.根据权利要求1所述的氧合器，其特征在于，所述氧合层包括若干片对齐平铺紧贴于一起的氧合膜，所述氧合膜由若干根具有气体交换功能的氧合膜丝沿平行于气体口和垂直于气体口的方向紧密排列而成。

4.根据权利要求1所述的氧合器，其特征在于，所述温度层包括若干片对齐平铺紧贴于一起的温度膜，所述温度膜由若干根具有温度调节功能的变温膜丝沿平行于流体口的方向紧密排列而成。

5.根据权利要求3所述的氧合器，其特征在于，所述气体口与所述氧合层构成气体通路。

6.根据权利要求4所述的氧合器，其特征在于，所述流体口与所述温度层构成流体通路。

7.根据权利要求2所述的氧合器，其特征在于，所述血液口包括血液流入口与血液流出口，所述血液口与所述氧合层和温度层之间的空隙构成血液通路。

8.根据权利要求3所述的氧合器，其特征在于，所述氧合膜丝采用聚甲基戊烯或聚丙烯材质，所述氧合层的有效面积为1.6-1.8m²。

9.根据权利要求4所述的氧合器，其特征在于，所述变温膜丝采用聚氨酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯材质，所述温度层的有效面积为0.32-0.5m²。

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