CN219423413U - 一种便携式生物反应器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出便携式生物反应器装置，具体涉及血液透析设备技术领域，所述便携式生物反应器装置包括反应组件、连接带、过滤装置、卡扣装置和废液袋，其中：所述反应组件包括除气装置、生物反应装置、超滤液管道和血液管道，所述血液管道用于输送血液，所述滤液管道用于输送含有有害物质的滤液，所述生物反应装置用于进行物质交换并将有害物质排泄至滤液中，血液通过所述生物反应装置进行物质交换将有害物质排泄至滤液中从而完成血液透析，通过该装置可以便于携带的同时，能够进行除去血液中的有害物质，起到与肾小球相同的作用。

Description

一种便携式生物反应器装置

技术领域

本实用新型涉及血液透析设备技术领域，尤其涉及一种便携式生物反应器装置。

背景技术

现有的血液透析设备，发挥透析作用主要是通过将体内血液引流到体外的中空纤维管内，让中空纤维管内的血液与中空纤维管外的电解质溶液通过弥散、超滤等对流原理进行物质交换而实现的。通过透析可以清除体内的代谢废物和过多的水分，同时维持血液电解质和酸碱平衡，最终将净化后的血液回输至人体。

由于现有的血液透析治疗疗法需要频繁透析、治疗周期长，一般的透析治疗需要一周三次、每次四小时才能维持患者的健康，但这也严重耗费时间，限制了患者的人身自由，因此需要一种能够便于携带的血液反应组件，一方面可以方便作为家庭透析机，使患者在透析期间能够自由活动，另一方面可以减少血液透析对医疗资源的占用。

鉴于此，本实用新型提供一种便携式生物反应器装置，可以使患者在活动时也能进行治疗。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有血液透析设备不便携带，在透析时不能自由活动的问题，提出一种便携式生物反应器装置。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

本实用新型提出所述便携式生物反应器装置包括反应组件、连接带、过滤装置、卡扣装置和废液袋，其中：

所述反应组件包括除气装置、生物反应装置、超滤液管道和血液管道，所述血液管道用于输送血液，所述滤液管道用于输送含有有害物质的滤液，所述血液管道和所述滤液管道两端分别设有血液管道入口、血液管道出口，滤液管道进口、滤液管道出口，血液管道入口可拆卸连通过滤装置，远离过滤装置的血液管道连通生物反应装置，滤液管道入口可拆卸连通过滤装置，远离过滤装置的滤液管道连通生物反应装置；

所述过滤装置位于所述反应组件一侧并与所述血液管道入口、所述滤液管道入口通连；

所述废液袋位于所述反应组件另一侧并与所述滤液管道出口通连；

所述过滤装置、所述反应组件、所述废液袋与所述连接带活动连接。

进一步的，所述连接带上设有卡扣装置，所述反应组件、所述废液袋和所述过滤装置通过所述卡扣装置进行卡合固定连接。

进一步的，所述卡扣装置包括第一卡扣和第二卡扣，所述第一卡扣上设有卡合槽，所述第二卡扣上设有卡合部分、弹性件和卡合件，所述第一卡扣和第二卡扣进行卡合配合固定和分离。

进一步的，所述过滤装置表面设有显示屏，所述显示屏与所述过滤装置表面固定连接。

进一步的，所述反应组件还包括压力计，所述压力计位于所述血液管道出口和所述生物反应装置之间的管路上。

进一步的，所述反应组件包括设置于所述血液管道上的除气装置，所述除气装置位于所述压力计和所述血液管道出口之间的管路上。

进一步的，所述反应组件还包括PH传感器，所述PH传感器位于所述滤液管道入口和所述生物反应装置之间的管路上。

进一步的，所述反应组件还包括漏血检测计，所述漏血检测计设置于所述生物反应装置和所述滤液管道出口之间的管路上。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提出的便携式生物反应器装置能够进行模仿人体的肾小球功能，在过滤装置中通过膜过滤功能形成超滤液，随后超滤液进入该生物反应器的超滤液侧，在这里进行相应的细胞治疗。利用近端肾小管上皮细胞的重吸收功能，超滤液中蛋白结合毒素在上皮细胞基膜出发生解离和转运；同时，水和各种有益物质通过多孔膜通过选择性转运、弥散等作用输回到生物反应器的血液侧，最终超滤液转变为尿液，逐渐排出到废液袋中。

(2)本实用新型提出的便携式生物反应器装置具有较好的便携性，可以进行戴在人体身上，患者在使用时能够进行自由活动，其次在更换时可以通过卡扣装置进行迅速更换，非常方便。

(3)本实用新型提出的便携式生物反应器装置不需要为治疗细胞提供培养基和气体通路来维持细胞存活，缩小了生物反应器的体积，不需要进行添加为细胞提供养分和氧气的装置。

附图说明

图1为本实用新型的便携式生物反应器装置的整体图；

图2为本实用新型的便携式生物反应器装置的反应组件内部结构示意图；

图3为本实用新型的便携式生物反应器装置的卡扣装置结构图；

图4为本实用新型的便携式生物反应器装置的生物反应装置示意图。

本申请为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了更加清楚完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

在本实施方式中，本实用新型实质是一种具有重吸收、毒素清除和滤过功能的体外微型人工设备。其目的在于提供一种针对末期器官衰竭的个性化医疗解决方案，在增强患者身体活动自由度的前提下，采用连续肾脏替代治疗方案CRRT，通过长时间连续的体外血液净化疗法，替代受损的肾功能。通过采用这种CRRT治疗方案，能够提高血液毒素清除率，同时减少体液和内环境剧烈变化所导致的电解质紊乱、酸碱代谢失衡，保持血流动力学稳定，以改善临床预后、提高生活质量、降低死亡率的目的，可为需要血液透析的患者，如慢性肾衰竭患者提供便携式血液透析，尿毒症患者的血液中含有大量的蛋白结合类毒素，如硫酸吲哚酚、硫酸对甲酚，这些毒素往往与白蛋白以非共价键结合，不能通过简单传统的血液透析方式进行有效清除，长期的积累会导致心血管系统氧化应激，纤维化等损伤，最终导致心力衰竭、心律失常、冠心病等并发症发生。肾小管主动分泌是蛋白结合类毒素的主要排除途径。在人体内，血液流经近端小管周围毛细血管时，蛋白结合类毒素游离部分被小管基膜处的有机阴离子转运体和有机阳离子转运体转运至胞内，随后通过顶端膜运蛋白分泌入管腔，同时蛋白结合部分迅速解离以保持结合、游离的动态平衡，从而实现蛋白结合类毒素的大量清除，本实用新型提出的便携式生物反应器装置可以进行充当人工肾的作用，来完成血液中的毒素清除。

请参考图1-图4，本实用新型提出便携式生物反应器装置包括反应组件2、连接带5、过滤装置1、卡扣装置4和废液袋3，其中：

反应组件2包括除气装置27、生物反应装置23、滤液管道21和血液管道22，血液管道22用于输送血液，滤液管道21用于输送含有有害物质的滤液，生物反应装置23用于进行物质交换并将有害物质排泄至滤液中，血液通过生物反应装置23进行物质交换将有害物质排泄至滤液中从而完成血液透析；

血液管道22和滤液管道21两端分别设有血液管道22入口、血液管道22出口，滤液管道21进口、滤液管道21出口。血液管道22入口可拆卸连通过滤装置1，远离过滤装置1的血液管道22连通生物反应装置23；滤液管道21入口可拆卸连通过滤装置1，远离过滤装置1的滤液管道21连通生物反应装置23；

生物反应装置23为含有细胞的中空纤维隔膜透析器，生物反应装置23内部有血液腔室231和滤液腔室232，血液腔室231和滤液腔室232以中空纤维膜233相隔，细胞可以贴壁长在中空纤维管的内壁；

过滤装置1位于反应组件2一侧并与血液管道22入口、滤液管道21入口通连；废液袋3位于反应组件2另一侧并与滤液管道21出口通连。

血液通过人体内的循环动力进行进入至生物反应装置23中，滤液在本实施例中代表着超滤液，是血液进行超滤后自然累计不断产生的，血液先经过过滤装置1进行过滤掉血液中的大部分有害物质，随后，血液经血液管道22进入至生物反应装置23的血液腔室231内，生物反应装置23中的中空纤维管内还可以配有治疗用的细胞，参考文献(DOI：10.1111/j.1523-1755.2004.00923.x；DOI：10.1002/adhm.202101606)，血液中的氧气和营养物质通过中空纤维膜233将营养物质供应给治疗的细胞，同时治疗细胞分泌和转运的有益物质，例如维生素D3、白蛋白等，通过中空纤维膜233进入至血液中。超滤液经过滤液管道21进入至生物反应装置23中进行毒素解离，血液腔室231中游离的蛋白结合类毒素被中空纤维隔膜上的治疗细胞内的有机阴离子转运体和有机阳离子转运体转运至胞内，随后通过中空纤维膜233进行分泌入滤液腔室232，蛋白结合毒素迅速解离，来实现血液中蛋白结合类毒素的大量清除，血液中的物质通过生物反应装置23中的中空纤维膜233进行交换，随后将将代谢物质、二氧化碳等废弃物排泄到超滤液中，最后超滤液排入值废液袋3中，而血液则通过血液管道22出口重新流入至人体内，来完成血液的重吸收，毒素清除和有害物质过滤。

过滤装置1用于过滤血液中的有毒物质；

废液袋3用于将承载细胞代谢物质，可拆卸接通滤液管道21出口；

过滤装置1、反应组件2、废液袋3与连接带5活动连接，反应组件2的滤液管道21入口、血液管道22入口与过滤装置1内部进行连接，反应组件2的滤液管道21出口与废液袋3进行连接，血液从血液管道22出口进行输送回人体，过滤装置1、反应组件2、废液袋3通过卡扣装置4与连接带5活动连接。

在本实施例中，连接带5上设有卡扣装置4，反应组件2、废液袋3和过滤装置1通过卡扣装置4进行卡合固定连接，卡扣装置4包括第一卡扣41和第二卡扣42，第一卡扣41上设有卡合槽411，第二卡扣42上设有卡合部分423、弹性件422和卡合件421，第一卡扣41和第二卡扣42进行卡合配合固定和分离。

在具体实施时：第一卡扣41上的卡合槽411与第二卡扣42上的卡合部分423配合，第二卡扣42装置4上的卡合件421与第二卡扣42进行滑动连接，弹性件422一端与第二卡扣42固定连接，另一端与卡合件421固定连接，弹簧的弹力将卡合件421进行顶住第一卡扣41上完成固定，取下时只需要进行压缩弹簧将卡合件421向上移动，将第二卡扣42相对第一卡扣41向右移动即可进行分离，过滤装置1、废液袋3、反应组件2可以通过卡扣装置4进行拆卸和固定，在进行更换时更加方便快捷，节省更换时间。

在本实施例中，过滤装置1表面设有显示屏11，显示屏11与过滤装置1表面固定连接。显示屏11用于显示反馈检测血液和滤液的实施数据。

在具体实施时：显示屏11可以进行反馈监测参数数据，显示屏11与压力计26、除气装置27漏血检测计25、PH传感器24进行电连接，显示器进行实时反馈数据，包括随着时间变化的数据曲线，例如PH值、报警内容、以及显示程序的运行通过显示屏11可以将血液和滤液的信息进行可视化，更加快捷。

在本实施例中，反应组件2还包括压力计26，压力计26用于监控生物反应装置23流出的血液流动。

在具体实施时：压力计26位于血液管道22出口和生物反应装置23之间的管路上，压力计26可以进行监测血液的流动，保证体外血液循环的安全和有效。

在本实施例中，反应组件2包括设置于血液管道22上的除气装置27，除气装置27用于除去血液管道22中的气体。

在具体实施时：除气装置27位于压力计26和血液管道22出口之间的管路上，除气装置27可以进行确保回输至人体的血液中没有气泡，防止人体产生空气栓塞以及引起的不良事件或死亡发生。

在本实施例中，反应组件2还包括PH传感器24，PH传感器24用于检测滤液的PH值。

在具体实施时：PH传感器24位于滤液管道21入口和生物反应装置之间的管路上，PH传感器24可以进行检测滤液中的酸碱度和氢离子的浓度，通过PH传感器24可以达到维持细胞存活、功能稳定发挥的目的。

在本实施例中，反应组件2还包括漏血检测计25，漏血检测计25用于检测滤液管道21中的滤液情况。

在具体实施时：漏血检测计25设置于生物反应装置23和滤液管道21出口之间的管路上，漏血检测计25可以用于检测滤液测管是否出现漏血或充红的情况，也可以用于检测透明的滤液管中不透明、半透明的杂质和液体的颜色变化情况，最后还可以进行发出警戒值进行报警。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (8)

1.一种便携式生物反应器装置，其特征在于，所述便携式生物反应器装置包括反应组件、连接带、过滤装置、卡扣装置和废液袋，其中：

所述反应组件包括除气装置、生物反应装置、超滤液管道和血液管道，所述血液管道用于输送血液，所述滤液管道用于输送含有有害物质的滤液，所述血液管道和所述滤液管道两端分别设有血液管道入口、血液管道出口，滤液管道进口、滤液管道出口，血液管道入口可拆卸连通过滤装置，远离过滤装置的血液管道连通生物反应装置，滤液管道入口可拆卸连通过滤装置，远离过滤装置的滤液管道连通生物反应装置；

所述过滤装置位于所述反应组件一侧并与所述血液管道入口、所述滤液管道入口通连；

所述废液袋位于所述反应组件另一侧并与所述滤液管道出口通连；

所述过滤装置、所述反应组件、所述废液袋与所述连接带活动连接。

2.根据权利要求1所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述连接带上设有卡扣装置，所述反应组件、所述废液袋和所述过滤装置通过所述卡扣装置进行卡合固定连接。

3.根据权利要求1所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述卡扣装置包括第一卡扣和第二卡扣，所述第一卡扣上设有卡合槽，所述第二卡扣上设有卡合部分、弹性件和卡合件，所述第一卡扣和第二卡扣进行卡合配合固定和分离。

4.根据权利要求1所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述过滤装置表面设有显示屏，所述显示屏与所述过滤装置表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述反应组件还包括压力计，所述压力计位于所述血液管道出口和所述生物反应装置之间的管路上。

6.根据权利要求5所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述反应组件包括设置于所述血液管道上的除气装置，所述除气装置位于所述压力计和所述血液管道出口之间的管路上。

7.根据权利要求1所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述反应组件还包括PH传感器，所述PH传感器位于所述滤液管道入口和所述生物反应装置之间的管路上。

8.根据权利要求1所述的便携式生物反应器装置，其特征在于，所述反应组件还包括漏血检测计，所述漏血检测计设置于所述生物反应装置和所述滤液管道出口之间的管路上。