CN1163576A - 微透析装置 - Google Patents

Abstract

透析流体通过微透析导管的间歇输送是以受控量由电池操纵的泵(B)进行的，所述受控量相应于无过剩的导管(A)有效容积，基本在十分之几微升左右。这样就提供了最佳的试样浓缩和较长的电池使用寿命，以及一种泵，它具有小的尺寸并能够牢固地装在病人身体上。

Description

微透析装置

本发明涉及一种微透析装置，这种微透析装置包括一长形微透析导管，微透析导管具有包括在一容器中的半透膜，它们一起构成包围一内管的外管，其在导管远端有一开口，第一管线连接于内管的近端，第二管线连接于内管和外管之间形成的空间的近端，一个用于输送透析流体的泵连接于管线之一，以及一个装置用于从第二管线的自由端收集泵过的透析流体。本发明也涉及一种用于上述装置的泵，以及一种适用于其操作的方法。

这种微透析导管可以用于活体进行细胞间体液所含不同分子的分析，并能够通过半透膜扩散。微透析导管也可以用来通所供应的透析液输送不同的分子。

上述种类的微透析导管公开在SE-C-434214中。用于通过这种导管泵送透析液的小型泵在本专业中也是公知的。这种泵一般包括用于注射器的缸体和柱塞，以及用于在缸体中推进柱塞的驱动装置和电机。这种泵装置一般是连续工作的，不过，胰岛素泵可以是间歇工作的，其中，胰岛素定期地输送，胰岛素的供应是通过改变每次的输送量来控制的。

与微透析相关的一个具体特征在于，需要注入微透析导管的液体量极小，即，在小于1微升的数量级，例如，0.5微升，而与之相比从狭小的管自由落下的一滴却在15微升左右。

在静止系统的情形中，通常实际上是以连续的透析液径流工作的。在移动式系统中，特别是在由病人携带的系统中，由于必须由电池操纵，需要低电流消耗，因而最好使用间歇工作的泵。但是现已发现，市售的设备往往提供过量的试样流体，其中，被分析的物质浓度低。也已经发现市售的胰岛素泵不太适用，这是因为它们处置起来困难、麻烦。因此，本发明的目的是提供一种改进的系统，特别是与实际的泵装置有关。

按照本发明，上述和其它目的是通过本说明书开始时所述的那种系统的泵实现的，这种泵适于在每个间歇式泵送机会中间歇式地输送预定量的流体，所述量最多大致等于可在内管和外管间的空间中接纳的容积，所述空间的长度相应于在微透析导管纵向上半透膜的延伸。上述流体容积在典型的微透析导管的情形中是在0.5微升的数量级上。

这样就改善了效能，这是由于在每次间歇机会中只有那些已靠近半透膜的流体才被输送和置换。如果在每次机会中大量流体被置换，那么，肯定外流流体的一部分就不会是已位于通过半透膜产生互换的区域中了，这就是说，与分析方面相关的流体容积就不必要地由缺少待分析的因素的流体来稀释了。使用信号分析模拟，这就是说，信噪比将被削弱。

这种泵最好也具有进行初始溢流过程的可能，在初始溢流过程中，在管和导管中的全部流体将被置换，一般达到大约100μl的量。这可以在将作为注射器的泵室和柱塞装入电动驱动装置中，一起构成一个可将透析流体泵过微透析装置的泵之前手动地选择进行。按照一个特别有利的实施例，驱动装置具有一个壳体的形式，该壳体中装有泵室和柱塞，并借助丝杠连接于直流电机，其中，柱塞具有一个伸出泵室外的延伸部，其具有一个垂向设置的开式分叉形状，其可以弹性地夹靠在丝杠上，其中，分叉形状的朝内侧面中的至少一个具有间隔基本与丝杠的螺距重合的沟槽，以及相关于柱塞运动方向的斜度，该斜度相应于螺纹的斜度，分叉形状朝内的沟槽侧弹性地放置在螺纹上。为了避免精确定心的需要，只在一侧面上设置螺纹是特别有利的。分叉形状最好由塑料如迭尔林制成。丝杠最好由金属，一般由钢制成。

现在结合实施例并参阅附图描述本发明。

图1示意地表示带有导管、泵和样品收集装置的微透析装置。

图2表示安装在病人身上的微透析装置。

图3是表示微透析泵的框图。

图4是用于装纳注射器类的泵室及相应于图3所示结构的带有驱动装置的壳体的剖视图。

图5表示准备装配在注射器的柱塞杆上的运转螺母。

图6是沿图3中VI-VI线的剖视图。

图1高度示意地表示一个微透析装置，它具有一个由泵B供送流体且将流体送至收集器C的的导管A。半透膜A1构成包围管A2的外壳，管A2和在管A2和膜A1之间限定的空间分别连接于连接于泵B供应和排出管及收集器C。如图2所示，导管A通常插入组织中按照本发明的泵B安装在病人身体上，图中示意画出的收集器C也装在病人身体上。

图3的原理图表示微透析泵的有源元件，以及驱动电机1，该驱动电机通过传动装置2驱动丝杠3。丝杠被开式螺母4跨接，这将在下文中详述，螺母4紧固在相当于注射器或类似物6的泵的柱塞杆上(或与其制成整体)。动力源具有电池的形式，其由微控制器8控制，通过电机驱动装置9向电机1供送电流。电机具有一根贯穿的轴，在轴的远离传动装置的一端上承载着一个编码轮10，编码轮10上设有明暗条纹(未画出)，其可由光传感器11(光源和光线传感器组合)检测，光传感器将电机转动信号通过光逻辑装置送至微控制器8。

如图4的剖面图所示，电机1、编码轮10、传动装置和丝杠3，以及电池(7)都装在壳体20中。其余元件装在图4所示的电路板21上。虽然没有画出，但是上部可摆动地装在22处，其中，一次使用且设有“跨式螺母(Straddle nut)”4的那种注射器可以装配并牢固地夹紧在盖之下，使注射器的出口端13在开口23中，并且连接着柱塞杆，以便当丝杠3转动时传递平动。

使用图5和6中详细表示的螺母4，使上述简单的布置成为可能，螺母4包括一个U形凹部，其一个U形腿部上设有螺纹30，两腿部之间的距离适合于丝杠3上的螺纹。

在一个实例的情形中，丝杠的规格为按照SMS1701的M5×0.5，在切削螺纹前U形腿部之间的距离为4.5mm。在U形腿部上直线切出的螺纹30与螺母的横向宜成1.95°夹角。螺母宜用塑料如迭尔林制成。

在图示实施例中，电机1与普通齿轮箱9(未画出)一起制造以便与传动装置2一起得到108∶1的总传动比。当使用普通的一次性注射器(3ml)时，电机每转使注射器输送0.5μl流体。丝杠的螺距为0.5mm，电机1的一百零八分之一转将导致大约4μm的平动。由于电机总是以同一个方向转动，因而任何存在的间隙只有可忽略不计的影响。

当使用为公称12V而设计的电机时，使用4V的电池可得到适当的进给速度，其中，电机的一转将需要大约十分之一秒。当装置间歇使用且电机每分钟进行一转时，电池消耗很慢，使电池可持续15天。但是，调查得到的时间却很少超过三天。

如前所述，当插入微透析导管时，必须经过一个注入和溢流期间，该期间例如可以每分钟15μl流体的速率，每隔一秒电机一转地排放100μl流体。另外，在上述期间所有传动间隙将被消除。在接下来的取样期间，流体每分钟一转地排放，因而间歇地排放0.5μl的量。

本实例涉及具有0.5μl有效容积的微透析导管。当使用其它微透析导管时，泵必须与之相适应，这是由于构思是要在每次进给机会时置换导管的有效部分中的流体，无过多的流体压过而稀释样品溶液。虽然不构成本发明的一部分，但是可以提到的是，各取样容积一般是在连续的期间收集的，例如，15分钟、30分钟或1小时，这取决于新陈代谢的发展变化，例如，糖尿病人的糖值变化或其它变化。在其它情形中，设备是用来向病人提供物质，因而本实例不应认为是包括一切的。

应指出的是，图4的剖面图所示的装置是大致按比例画出的，因而该装置可由病人携带，如图2所示，而且病人并无明显的不舒适感，这种装置可用于任何情形中，甚至当取工作样品时。本专业技术人员理解本装置可使用带子或使用粘合带安装在病人身体上。

Claims (4)

1.一种用来连接于长的微透析导管(A)的微透析装置，具有一个包括在夹持器内的半透膜，夹持器和所述膜一起构成一外管，在该外管中装有一内管，在导管(A)远端有一开口，其中，第一管线连接于内管的近端，第二管线连接于在内管和外管之间形成的空间，连接部位于该空间的近端部分，一个泵(A)连接于所述管线之一并输送透析液，以及一个装置(B)用于从另一条所述管线的端部收集已流过微透析装置的流体，其特征在于：所述泵用于在每次间歇地机会中输送预定量的流体，这个量最多大致等于可以接纳在内管(A2)和外管(A1)之间的空间中的容积，该空间的长度相应于半透膜在微透析导管纵向上的延伸。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于；所述泵包括一个壳体(20)，其内装有电池(7)、电机(1)、传动装置、通过所述传动装置连接于丝杠的丝杠(3)，以及一个可替换的注射器(6)，该注射器包括一缸体和在所述缸体中移动的柱塞，该柱塞有一根从缸体伸出的柱塞杆，一开式螺母装置可在所述柱塞的远端与丝杠接合，以及一个用于最好是间歇地推进柱塞的电机控制装置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在电机(1)和丝杠(3)之间设有一个传动装置；所述电机控制装置包括检测电机转动的传感器(10，11，12)。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的装置，其特征在于：所述传动装置使得电机一转相应于十分之几微升数量级的泵输送量。

Images