CN209900240U - 佩戴式滤过型人工肾装置 - Google Patents

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Abstract

一种佩戴式滤过型人工肾装置,包括输液口(2)、血泵(3)、动脉压检测仪(4)、血液滤过器(7)、静脉压检测仪(8)、气泡检测仪(9),该输液口(2)、血泵(3)、动脉压检测仪(4)、树脂灌流器(5)、活性炭灌流器(6)、血液滤过器(7)、静脉压检测仪(8)、气泡检测仪(9)依次连接,血液滤过器(7)的废液口连接有超滤控制泵(10)。该装置模仿肾小球的滤过作用,利用血液滤过器(7)的超滤来实现清除血液中毒素和多余水分的目的,不使用透析液和复杂的透析液循环装置,大大减少了装置的体积和重量,可方便佩戴或穿戴,结构简单,成本低,容易实现大规模产业化。

Description

佩戴式滤过型人工肾装置
技术领域
本发明涉及一种生物医疗设备,尤其涉及一种佩戴式滤过型人工肾装置。
背景技术
人工肾是一种替代肾脏功能的装置,主要用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。它将血液引出体外利用透析、过滤、吸附、膜分离等原理排除体内过剩的含氮化合物,新陈代谢产物或逾量药物等,调节电解质平衡然后再将净化的血液引回体内。
目前的人工肾装置主要是血液透析型,或血液灌流型。F·P·霍温等人提供了用于渐次的和至少半连续的血液处理的人工肾(CN201210350296),在人工肾中,首先实现抗凝作用,然后初步将血细胞以及大和中等分子量的分子(例如蛋白质)从血浆分离并重新输回到血流中,通过分流过量的血浆水和通过除去特定的电解质和废物进一步从血流、血浆或血浆水中除去蓄积的物质和有毒物质来调节水和盐的平衡,其中纯化或部分纯化的血浆和血浆水送回到身体的血管中。彭罗民等人发明了一种多功能便移式人工肾(CN200610070809),该装置减化了透析液供给系统,能进行精确的容量监控,无醋酸透析,不依赖水源,能灵活应用。赵作宁等人发明了一种可移动人工肾(CN03214805),涉及人工肾主机,与人工肾主机相连的供水系统由透析液储存罐、定压水泵和供水管路组成。A·D·贝尔兹等人发明了一种不需辅助设备的可携带人工肾(CN93104127),其大小和形状使其重量轻且相当小。它可佩带或附在病人身上而不会影响正常的人体活动。人工肾有一血浆分离单元,从人体中接收不纯的全血,将预定量的血浆分离,再将分离部分血浆后的血液送回人体。分离出来的血浆通过一化学处理单元,在该单元中有毒血浆被除去尿酸、肌酸酐、磷酸盐和铵离子。清毒后的血浆被送至一脱水单元,然后清毒后的血浆被重新送回人体循环系统。
2009年,由洛杉矶西奈医疗中心的Victor Gura和加州大学洛杉矶分校医学院的David Geffen共同领导的研究团队曾展示过一款可穿戴人工肾(WAK)的概念产品。该人工肾同样是小型化血液透析装置,可背在患者的腰间,重量仅10磅(约4.5公斤),并且有一台血液透析机完整的治疗功能,将在2015年年底之前进入临床试验阶段。另外,董凡等人提供了一种组合型人工肾(CN201380037335),是一种在使用中免拆灌流器的组合型人工肾。
本发明的思路是利用血液滤过器,在不使用透析液和透析液循环系统的情况下,依靠超滤作用清除血液中毒素和多余水分,实现人工肾装置的小型化和可佩戴(或穿戴)性,方便肾衰竭病人的活动。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题,针对目前人工肾装置结构复杂,体积和重量大,不便于佩戴(或穿戴)的等问题,提出一种新的人工肾装置:模仿肾小球的滤过作用,利用血液滤过器,制备佩戴式人工肾,实现人工肾装置的小型化佩戴式滤过型人工肾装置。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:一种佩戴式滤过型人工肾装置,包括血液管道,所述血液管道沿血液流向依次设有血液入口开关、输液口、血泵、动脉压检测仪、血液滤过器、静脉压检测仪、气泡检测仪、血液出口开关;
所述血液滤过器包括入口、出口和废液口,其中入口和出口连接血液管道,废液口连接一废液管,所述废液管上设有超滤控制泵和废液开关,
所述动脉压检测仪和静脉压检测仪分别检测血液滤过器入口压力和出口端压力,所述气泡检测仪检测回输血液中的气泡量。
作为优选:所述动脉压检测仪和血液滤过器间设有树脂灌流器和活性炭灌流器。
作为优选:所述活性炭灌流器内设有包膜活性炭吸附剂和/或内毒素吸附剂。
作为优选:所述树脂灌流器内设有脲酶树脂微球吸附剂和β2-微球蛋白吸附剂。
作为优选:所述动脉压检测仪、静脉压检测仪和气泡检测仪均设有报警单元,且当监测到数据超过预设阈值时报警,且各检测仪均连接一显示器。
本发明中:血液管道两端用于连接患者血管,并与血管形成闭合的回路,血液入口开关设置在人体血液出口处,血液出口开关设置在人体血液入口处。
输液口其实是为血液管道预留一个外接液体的入口,我们可根据需要从输液口输入肝素、稀释液等医用药液,来进行辅助治疗。
血泵用于控制血液管道内血液的流量。
血液滤过器自身具有抗凝血功能,用于模仿肾小球的功能,实现血液净化;超滤控制泵连接血液滤过器,控制脱水量。
动脉压检测仪、静脉压检测仪用于检测血液滤过器入口端和出口端的压力,且压力超过阈值范围则反馈数据给控制器。
气泡检测仪:检测从血液滤过器出来需要回输到患者体内血液的中的气泡,但气泡量超过阈值范围则反馈数据给控制器。
灌流器,目前主要应用于急慢性药物中毒、尿毒症中分子毒素吸附,肝病及免疫领域致病因子的吸附,而本发明所采用的树脂灌流器,能对β2-微球蛋白进行吸附,对尿素进行分解,而活性炭灌流器对肌酐进行吸附;同时具有酸碱平衡功能。
本发明中:血液流速60-150mL/min,血液滤过器的膜面积为0.6-1.0平方米;血液滤过膜对维生素B12的筛分系数为0.9;对白蛋白的截留率不低于0.95;超滤系数不低于200mL/kPa.h。
树脂灌流器,对β2-微球蛋白的吸附容量不低于50mg,对尿素的分解速率不低于100mg每小时。
活性炭灌流器,对肌酐的吸附容量不低于250mg;同时具有酸碱平衡功能。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、该装置不使用透析液和复杂的透析液循环装置,大大减少了装置的体积和重量,可方便佩戴或穿戴。
2、克服了现有技术中,大量滤过液的无法排放和置换液无法补充的问题,本发明创新性地提出血液滤过+血液灌流的模式,通过灌流完成一部分治疗剂量,形成一种血液滤过+血液灌流的“杂合”式的血液净化模式;利用血液滤过器模仿肾小球的滤过作用,清除血液中多余水分和部分毒素,利用灌流清除β2-微球蛋白和尿素氮,弥补了单纯血滤治疗效果的不充分。
3、本发明提供的装置结构简单,易操作,成本低,容易实现大规模产业化。
附图说明
图1为本发明原理框图。
图中:1、血液入口开关;2、输液口;3、血泵;4、动脉压检测仪;5、树脂灌流器;6、活性炭灌流器;7、血液滤过器;8、静脉压检测仪;9、气泡检测仪;10、超滤控制泵;11、废液开关;12、血液出口开关。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:参见图1,一种佩戴式滤过型人工肾装置,包括血液管道,所述血液管道沿血液流向依次设有血液入口开关1、输液口2、血泵3、动脉压检测仪4、血液滤过器7、静脉压检测仪8、气泡检测仪9、血液出口开关12;
所述血液滤过器7包括入口、出口和废液口,其中入口和出口连接血液管道,废液口连接一废液管,所述废液管上设有超滤控制泵10和废液开关11,
所述动脉压检测仪4和静脉压检测仪8分别检测血液滤过器7入口压力和出口端压力,所述气泡检测仪9检测回输血液中的气泡量。
本实施例中:所述动脉压检测仪4和血液滤过器7间设有树脂灌流器5和活性炭灌流器6;所述活性炭灌流器6内设有包膜活性炭吸附剂和/或内毒素吸附剂;所述树脂灌流器5内设有脲酶树脂微球吸附剂和β2-微球蛋白吸附剂;所述动脉压检测仪4、静脉压检测仪8和气泡检测仪9均设有报警单元,且当监测到数据超过预设阈值时报警,且各检测仪均连接一显示器。
本发明中,针对佩戴式滤过型人工肾装置,将各部件小型化和微缩化,方便佩戴。
血液入口开关1和血液出口开关12在治疗过程中通过血液管道连接患者血管,输液口2中可以输入稀释液,患者的血液和输液口2中输入的稀释液通过血泵3输送至动脉压检测仪4检测压力,然后依次输送至树脂灌流器5和活性炭吸灌流器对血液进行净化,然后输送至血液滤过器7进一步对血液进行净化,然后将血液输送至静脉压检测仪8和气泡检测仪9分别进行静脉压检测和气泡检测,检测安全后回流至患者血液。
治疗前,血液入口开关1关闭,从输液口2处输入肝素生理盐水实现血液管道的肝素化,排除血液管道、树脂灌流器5、活性炭灌流器6和血液滤过器7中的气泡,启动血液滤过器7和超滤控制泵10,废液开关11处有生理盐水滤出,待完全排除气泡后,停止肝素生理盐水的冲洗。
治疗过程中,血液管道两端连接患者血液,打开血液入口开关1、血液出口开关12,使血液管道与人体构成闭合血液回路,血血液经血液管道依次流经血泵3、动脉压检测仪4、树脂灌流器5、活性炭灌流器6、血液滤过器7、静脉压检测仪8、气泡检测仪9,通过树脂灌流器5、活性炭灌流器6和血液滤过器7的净化,废液从废液开关11处排除,净化后的血液回流至患者体内。
治疗结束后,关闭血液入口开关1,从输液口2中输入生理盐水,生理盐水连续冲洗并输入病人体内,待废液不再排除,关闭血液出口开关12,关闭血液滤过器7和超滤控制泵10。
本发明中:血液流速60-150mL/min,血液滤过器7的膜面积为0.6-1.0平方米;血液滤过膜对维生素B12的筛分系数为0.9;对白蛋白的截留率不低于0.95;超滤系数不低于200mL/kPa.h。
树脂灌流器5,对β2-微球蛋白的吸附容量不低于50mg,对尿素的分解速率不低于100mg每小时。
活性炭灌流器6,对肌酐的吸附容量不低于250mg;同时具有酸碱平衡功能。
预临床实验结果,脱水量为1-3L,β2-微球蛋白总量下降30%,尿素氮总量下降30-35%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种佩戴式滤过型人工肾装置,其特征在于:包括血液管道,所述血液管道沿血液流向依次设有血液入口开关(1)、输液口(2)、血泵(3)、动脉压检测仪(4)、血液滤过器(7)、静脉压检测仪(8)、气泡检测仪(9)、血液出口开关(12);
所述血液滤过器(7)包括入口、出口和废液口,其中入口和出口连接血液管道,废液口连接一废液管,所述废液管上设有超滤控制泵(10)和废液开关(11),
所述动脉压检测仪(4)和静脉压检测仪(8)分别检测血液滤过器(7)入口压力和出口端压力,所述气泡检测仪(9)检测回输血液中的气泡量。
2.根据权利要求1所述的佩戴式滤过型人工肾装置,其特征在于:所述动脉压检测仪(4)和血液滤过器(7)间设有树脂灌流器(5)和活性炭灌流器(6)。
3.根据权利要求2所述的佩戴式滤过型人工肾装置,其特征在于:所述活性炭灌流器(6)内设有包膜活性炭吸附剂和/或内毒素吸附剂。
4.根据权利要求2所述的佩戴式滤过型人工肾装置,其特征在于:所述树脂灌流器(5)内设有脲酶树脂微球吸附剂和β2-微球蛋白吸附剂。
5.根据权利要求1所述的佩戴式滤过型人工肾装置,其特征在于:所述动脉压检测仪(4)、静脉压检测仪(8)和气泡检测仪(9)均设有报警单元,且当监测到数据超过预设阈值时报警,且各检测仪均连接一显示器。
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