CN113647379A - 一种无溶血不停跳离体心脏转运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，包括箱体和箱盖，所述箱体内设有循环液腔和心脏放置罩，所述心脏放置罩为形状与心脏外形相似的固体网状结构，所述心脏放置罩上设有两个血管穿出接头，所述循环液腔内设有容积泵循环装置，所述容积泵循环装置上连接有进液管和出液管，所述进液管与所述出液管分别与两个所述血管穿出接头对正，所述血管穿出接头上设有弹性扎带。本发明可以在心脏转运过程中，保持心脏处于循环状态的同时，有效降低血细胞损伤，降低离体转运对心脏造成的损伤，提高心脏移植成功率。

Description

一种无溶血不停跳离体心脏转运装置

技术领域：

本发明涉及心外科医疗器械技术领域，具体涉及一种无溶血不停跳离体心脏转运装置。

背景技术：

心脏移植是常见的心外科治疗手术。但是由于心脏供体的缺乏，特别是供心难以长时间保存和运输等问题，导致每年有数以万计的患者在等待心脏移植的过程中丧失了生命。目前在心脏移植临床实践中运用心脏保存液进行低温浸泡保存供体心脏的手段较多，将供体心脏浸泡在4℃的心脏保存液中，保存期间供体心脏处于低温冷缺血状态，其安全可靠的保存时限可达6小时；然而，供体心脏的获得往往存在着不确定因素和复杂的环境，较短的保存时间极大的限制了供体心脏的获取范围，这也导致了在心脏移植手术中一直存在供需矛盾，即等待移植的患者数量远远超过供心的数量，许多患者在等待供心移植的过程中未能及时得到救治。

随着科学技术的快速发展，现有技术中已逐步公开了离体心脏保存装置，能够保证离体心脏处于设定的媒质环境，实现对离体心脏的长期保存，但目前的装置一方面是无法对心脏进行有效固定控制，在转运过程中容易发生损坏，降低离体心脏的生命力，另一方面目前的设备针对媒质环境调控简单，不易长期保存，影响移植使用；并且，现有的转运装置只能保证离体心脏处于设定的媒质环境中，并不能对心脏定位固定作用，进而导致离体心脏在转运过程中，容易发生损坏，降低离体心脏的生命力。

专利号为ZL201910566765.4的专利通过设置心脏固定壳、限流壳和调温壳；心脏固定壳连接在限流壳内部，限流壳可拆卸连接在调温壳内部。心脏固定壳呈心脏外部结构状，心脏固定壳和限流壳为网状结构；调温壳内部设有调温管路，使调温管路对调温壳内部的媒质温控作用。该离体心脏转运箱，通过心脏固定壳固定离体心脏，并通过心脏固定壳、限流壳以及相互之间的连接结构，及其限流壳与调温壳之间的连接结构对离体心脏缓冲保护作用，避免离体心脏受到损伤，进而对离体心脏完全的保护作用，保证离体心脏的生命特性不受损坏。

专利申请号为CN202011394209.2的专利通过设置保护外壳、第一盖子和底座，底座的底部设置有万向轮，保护外壳的内壁设置有调温管道，保护外壳内设置有隔板，隔板的上方设置有心脏存储装置，心脏存储装置通过固定杆与隔板固定连接，心脏存储装置包括监测模块、静脉血管限位腔体、动脉血管限位腔体和血管接头，隔板的上端面上设置有温度传感器，避免离体心脏在转运过程中受到外界碰撞损坏。另外还设计了蠕动泵、心脏灌注液存储器、变温器、膜氧合器和心脏灌注液过滤器实现了灌注液循环流动，达到对离体心脏供能的目的，同时设置监测模块可实现对离体心脏的功能性监护。但是现有的这些技术在转运中保持心脏处于循环状态的过程中，所使用的循环动力都是离心泵(包括传统离心泵与磁悬浮离心泵)或者蠕动泵，不可避免的对血细胞产生切割及离心损伤，破坏血细胞并且只能产生层流而非生理状态下的脉动流。血细胞破坏会造成溶血及内环境紊乱对病人或者转运器官造成巨大的伤害，临床上往往采用复杂的方法纠正内环境紊乱并且通过输血来挽救溶血造成的血细胞损失，不仅过程复杂，也无法彻底解决溶血问题，严重影响移植的成功率。

发明内容：

(一)解决的技术问题

本发明旨在提供一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，解决现有技术在保持离体心脏处于循环状态的过程中，容易对血细胞造成损伤，导致溶血及内环境紊乱对病人或者转运器官造成巨大伤害，严重影响移植成功率的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，包括箱体和箱盖，所述箱体内设有循环液腔和心脏放置罩，所述心脏放置罩为形状与心脏外形相似的固体网状结构，所述心脏放置罩上设有两个血管穿出接头，所述循环液腔内设有容积泵循环装置，所述容积泵循环装置上连接有进液管和出液管，所述进液管与所述出液管分别与两个所述血管穿出接头对正，所述血管穿出接头上设有弹性扎带。

所述心脏放置罩用于放置离体心脏，所述循环液腔用于充满循环液，保持离体心脏的温度和活性，所述血管穿出接头用于供放置在所述心脏放置罩内的离体心脏的主血管穿出，分别与所述进液管和所述出液管连接，所述弹性扎带用于在离体心脏从供体取下放入所述心脏放置罩内后，快速绑定连接离体心脏的血管与所述进液管和所述出液管，由于离体心脏的血管与所述进液管和所述出液管绑定连接，离体心脏位置即被固定，避免发生大幅度晃动，所述容积泵循环装置用于驱动循环液在心脏内循环流动，模拟心脏的跳动，保持心脏活性，所述容积泵循环装置采用容积泵原理，避免了传统离心泵或者蠕动泵对血细胞的损伤，有效降低溶血率，保证离体心脏的完整性和稳定性。所述容积泵循环装置还可用于体外心室辅助的动力泵，提供脉动血流的同时，保证无溶血。

进一步地，所述容积泵循环装置包括泵体、弹性膜和驱动缸，所述泵体内设有液体腔，所述驱动缸内设有压缩气体腔和驱动活塞，所述弹性膜将所述液体腔和所述压缩气体腔分隔开，所述驱动活塞由驱动装置带动在所述压缩气体腔内往复运动，所述泵体与所述进液管和所述出液管连通，所述进液管和所述出液管内均设有单向阀。所述驱动活塞在所述驱动装置的带动下，在所述压缩气体腔内往复运动，所述压缩气体腔内的压缩气体的压力带动所述弹性膜在所述泵体内摆动(呈类似于心脏收缩与舒张的凸起与凹陷运动)，所述液体腔内的循环液在所述弹性膜的带动下在所述泵体内流动，从所述进液管流向所述出液管，所述单向阀用于控制循环液流向。

进一步地，所述驱动装置包括凸轮和与所述凸轮转动连接的电机，所述驱动活塞与所述驱动缸内壁之间连接有压缩弹簧。所述电机转动带动所述凸轮转动，所述凸轮与所述压缩弹簧共同作用，使所述驱动活塞在所述压缩气体腔内往复活动。

进一步地，所述单向阀包括底座和笼网，所述底座和所述笼网之间设有活动球，所述底座上设有通孔，所述活动球的直径大于所述通孔的直径。所述活动球在所述泵体内循环液压力的作用下在所述笼网内移动，当所述活动球在所述泵体内液体压力作用下移动靠近所述笼网时，所述通孔开启，当所述活动球在所述泵体内液体压力作用下落在所述通孔上时，所述通孔关闭，从而实现对所述通孔的开闭控制，实现单向控流作用。

进一步地，所述心脏放置罩的底部和所述箱盖的下侧均设有柔性硅胶垫。所述柔性硅胶垫与所述心脏放置罩内的离体心脏的上下两侧接触，防止运输时离体心脏在所述心脏放置罩内上下移动导致磕碰损伤。

进一步地，所述心脏放置罩的侧面设有两个可螺旋推动的柔性压紧块，所述柔性压紧块上设有螺纹杆，所述螺纹杆螺旋穿过所述心脏放置罩。所述柔性压紧块用于贴住离体心脏的侧面，对离体心脏的位置进行固定，防止离体心脏在所述心脏放置罩内左右移动。

进一步地，所述箱体内设有恒温控制装置，所述箱盖底部设有温度传感器，所述箱盖顶部设有温度显示器。所述恒温控制装置用于保持循环液的温度恒定，并可以根据所述温度显示器的显示，随时调节，保证离体心脏始终处于合适的保存温度。

进一步地，所述箱体的内壁设有保温层，所述保温层用于降低热量传导效率，起到良好的保温效果。

进一步地，所述箱体的一个侧面设有透明窗，所述透明窗上设有活动盖，所述心脏放置罩采用透明材质。所述透明窗用于观察所述箱体内离体心脏，方便医生在转运过程中随时掌握离体心脏的状态。

进一步地，所述进液管和所述出液管均为可变形金属软管，可以根据需要调节弯曲度和朝向，方便与离体心脏的血管连接。

(三)有益效果

相对于现有技术，本发明产生的有益效果是：通过在转运箱的箱体内设置循环液腔和心脏放置罩，心脏放置罩为形状与心脏外形相似的固体网状结构，心脏放置罩上设置两个血管穿出接头，循环液腔内设置容积泵循环装置，容积泵循环装置上设置与血管穿出接头对正的进液管和出液管，血管穿出接头上设置弹性扎带，可以在离体心脏从供体身上取下后迅速放入心脏放置罩内并与容积泵循环装置连接，使转运过程中的离体心脏始终属于活动状态，并有效避免心脏内循环液的循环过程对血细胞的损伤，有效降低溶血率，保证离体心脏的完整性和稳定性，有效提高移植成功率。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例所述无溶血不停跳离体心脏转运装置的结构示意图；

图2是本发明实施例所述无溶血不停跳离体心脏转运装置的剖视图；

图3是本发明实施例所述无溶血不停跳离体心脏转运装置所述容积泵循环装置在进流状态下的剖视图；

图4是本发明实施例所述无溶血不停跳离体心脏转运装置所述容积泵循环装置在出流状态下的剖视图；

图5是本发明实施例所述无溶血不停跳离体心脏转运装置所述单向阀的结构示意图；

图6是本发明实施例所述无溶血不停跳离体心脏转运装置使用时的剖视图；

图7是本发明实施例所述容积泵循环装置的溶血率对比实验照片；

图8是本发明实施例所述容积泵循环装置的溶血率对比实验结果分析图；

图中：1、箱体；2、箱盖；3、循环液腔；4、心脏放置罩；5、血管穿出接头；6、容积泵循环装置；61、泵体；62、弹性膜；63、驱动缸；64、液体腔；65、压缩气体腔；66、驱动活塞；67、驱动装置；671、凸轮；672、压缩弹簧；7、进液管；8、出液管；9、弹性扎带；10、单向阀；101、底座；102、笼网；103、活动球；104、通孔；11、柔性硅胶垫；12、柔性压紧块；13、螺纹杆；14、恒温控制装置；15、温度传感器；16、温度显示器；17、保温层；18、透明窗；19、活动盖；20、离体心脏；21、循环液

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，包括箱体1和箱盖2，箱体1内设有循环液腔3和心脏放置罩4，心脏放置罩4为形状与心脏外形相似的固体网状结构，心脏放置罩4上设有两个血管穿出接头5，循环液腔3内设有容积泵循环装置6，容积泵循环装置6上连接有进液管7和出液管8，进液管7与出液管8分别与两个血管穿出接头5对正，血管穿出接头5上设有弹性扎带9。

优选地，容积泵循环装置6包括泵体61、弹性膜62和驱动缸63，泵体61内设有液体腔64，驱动缸63内设有压缩气体腔65和驱动活塞66，弹性膜62设置在泵体61内，弹性膜62将液体腔64和压缩气体腔65分隔开，驱动活塞66由驱动装置67带动在压缩气体腔65内往复运动，泵体61与进液管7和出液管8连通，进液管7和出液管8内均设有单向阀10。驱动活塞66在驱动装置67的带动下，在压缩气体腔65内往复运动，压缩气体腔65内的压缩气体的压力带动弹性膜62在泵体61内摆动(呈类似于心脏收缩与舒张的凸起与凹陷运动)，液体腔64内的循环液21在弹性膜62的带动下在泵体61内流动，从进液管7流向出液管8，单向阀10用于控制循环液21流向。

优选地，驱动装置67包括凸轮671和与凸轮671转动连接的电机(附图中未画出)，驱动活塞66与驱动缸63内壁之间连接有压缩弹簧672。电机转动带动凸轮671转动，凸轮671与压缩弹簧672共同作用，使驱动活塞66在压缩气体腔65内往复活动。

优选地，单向阀10包括底座101和笼网102，底座101和笼网102之间设有活动球103，底座101上设有通孔104，活动球103的直径大于通孔104的直径。活动球103在泵体61内循环液压力的作用下在笼网102内移动，当活动球103在泵体61内液体压力作用下移动靠近笼网102时，通孔104开启，当活动球103在泵体61内液体压力作用下落在通孔104上时，通孔104关闭，从而实现对通孔104的开闭控制，实现单向控流作用。

优选地，心脏放置罩4的底部和箱盖2的下侧均设有柔性硅胶垫11。柔性硅胶垫11与心脏放置罩4内的离体心脏20的上下两侧接触，防止运输时离体心脏20在心脏放置罩4内上下移动导致磕碰损伤。

优选地，心脏放置罩4的侧面设有两个可螺旋推动的柔性压紧块12，柔性压紧块12上设有螺纹杆13，螺纹杆13螺旋穿过心脏放置罩4。柔性压紧块12用于贴住离体心脏20的侧面，对离体心脏20的位置进行固定，防止离体心脏20在心脏放置罩4内左右移动。

优选地，箱体1内设有恒温控制装置14，箱盖2底部设有温度传感器15，箱盖2顶部设有温度显示器16。恒温控制装置14用于保持循环液21的温度恒定，并可以根据温度显示器16的显示，随时调节，保证离体心脏20始终处于合适的保存温度。

优选地，箱体1的内壁设有保温层17，保温层17用于降低热量传导效率，起到良好的保温效果。

优选地，箱体1的一个侧面设有透明窗18，透明窗18上设有活动盖19，心脏放置罩4采用透明材质。透明窗18用于观察箱体1内离体心脏20，方便医生在转运过程中随时掌握离体心脏20的状态。

优选地，进液管7和出液管8均为可变形金属软管，可以根据需要调节弯曲度和朝向，方便与离体心脏20的血管连接。

本发明所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置的使用方法如下：

在供体身上取下心脏后，将取下的离体心脏20放入心脏放置罩4内，循环液腔3内预先充满循环液21，将离体心脏20的入流端血管和出流端血管分别从心脏放置罩4上的两个血管穿出接头5穿出，快速与进液管7和出液管8通过弹性扎带9绑定连接，连接效率高，有效减少离体心脏脱离循环的时间。启动电机带动凸轮671和驱动活塞66活动，容积泵循环装置6工作，泵送心脏内血液和循环液模拟心脏跳动循环，保持离体心脏20的温度和活性，容积泵循环装置6可以避免传统离心泵或者蠕动泵对血细胞的损伤，有效降低溶血率，保证离体心脏的完整性和稳定性。由于离体心脏20的血管与进液管7和出液管8绑定连接，离体心脏位置即被固定，避免发生大幅度晃动，通过旋转螺纹杆13控制柔性压紧块12贴合离体心脏20的两侧，箱盖2盖在离体心脏20上方，实现对离体心脏20四周的位置限制，防止离体心脏20在运输过程中移动导致磕碰损伤。

另外，采用容积泵循环装置6进行溶血率对比实验，对比装置为心脏离体保存中常用的磁悬浮离心泵，实验步骤如下：

1.将血液与生理盐水按照1:2的比例配比制备循环液，充入循环管道，磁悬浮离心泵和容积泵循环装置都通过调节驱动电机的功率使循环压力达到120mmHg,持续运转1小时；

2.分别抽取3mL的循环液于15mL离心管中，放置在37℃的温箱中1小时。然后分别吸取1mL的上清液于透明的试管内，进行拍照，对照组为静置1小时的循环液。

对比照片见图7所示，结果发现磁悬浮离心泵组颜色为红色(红色是由于红细胞破裂，血红蛋白流出使上清液呈现红色)，容积泵循环装置组与对照组均为无色。这表明在外观上即可看出容积泵循环装置对血细胞的破坏明显低于磁悬浮离心泵。

3.对实验结果进行定量检测。分别吸取100uL的磁悬浮离心泵组、容积泵循环装置组、对照组的上清于96孔板中，用酶标仪测试在540nm的吸光度(吸光度值越高说明溶血越严重)，发现磁悬浮离心泵组的吸光度明显高于容积泵循环装置组，而容积泵循环装置组与对照组吸光度无统计学差异(分析结果见图8)。以上实验均重复6次，统计方法为单因素方差分析，P<0.05。

通过上述实验可知，采用容积泵循环装置泵送循环液可以使循环液的溶血率明显降低，有效降低血细胞损伤。

综上所述，本发明提供的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，解决现有技术在保持离体心脏处于循环状态的过程中，容易对血细胞造成损伤，导致溶血及内环境紊乱对病人或者转运器官造成巨大伤害，严重影响移植成功率的问题。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，包括箱体和箱盖，其特征在于：所述箱体内设有循环液腔和心脏放置罩，所述心脏放置罩为形状与心脏外形相似的固体网状结构，所述心脏放置罩上设有两个血管穿出接头，所述循环液腔内设有容积泵循环装置，所述容积泵循环装置上连接有进液管和出液管，所述进液管与所述出液管分别与两个所述血管穿出接头对正，所述血管穿出接头上设有弹性扎带。

2.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述容积泵循环装置包括泵体、弹性膜和驱动缸，所述泵体内设有液体腔，所述驱动缸内设有压缩气体腔和驱动活塞，所述弹性膜设置在所述泵体内，所述弹性膜将所述液体腔和所述压缩气体腔分隔开，所述驱动活塞由驱动装置带动在所述压缩气体腔内往复运动，所述泵体与所述进液管和所述出液管连通，所述进液管和所述出液管内均设有单向阀。

3.根据权利要求2所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述驱动装置包括凸轮和与所述凸轮转动连接的电机，所述驱动活塞与所述驱动缸内壁之间连接有压缩弹簧。

4.根据权利要求2所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述单向阀包括底座和笼网，所述底座和所述笼网之间设有活动球，所述底座上设有通孔，所述活动球的直径大于所述通孔的直径。

5.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述心脏放置罩的底部和所述箱盖的下侧均设有柔性硅胶垫。

6.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述心脏放置罩的侧面设有两个可螺旋推动的柔性压紧块，所述柔性压紧块上设有螺纹杆，所述螺纹杆螺旋穿过所述心脏放置罩。

7.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述箱体内设有恒温控制装置，所述箱盖底部设有温度传感器，所述箱盖顶部设有温度显示器。

8.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述箱体的内壁设有保温层。

9.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述箱体的一个侧面设有透明窗，所述透明窗上设有活动盖，所述心脏放置罩采用透明材质。

10.根据权利要求1所述的一种无溶血不停跳离体心脏转运装置，其特征在于：所述进液管和所述出液管均为可变形金属软管。

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