CN2857957Y - 血液病原菌灭活系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物医学治疗装置，尤其涉及一种通过灭活血液中病原菌获得治疗效果的血液病原菌灭活系统，更具体地说，这种装置利用核黄素与血液中病原菌结合，采用强光源照射血液，光动力学作用激活核黄素，从而灭活血液中病原菌，设备由横板和立板两部份构成台式结构，横板构成系统的底部和基座，装配各种控制元器件及控制面板，在支撑设备的同时进行自动化控制，立板直接坐落在横板上方，与横板采用螺丝相连接，在立板上装配血浆分离柱和辐射灯及其支架，以及横切面超微过滤设备，应用于血液消毒及灭菌治疗。

Description

血液病原菌灭活系统

所属技术领域

本实用新型涉及一种生物医学治疗装置，尤其涉及一种通过灭活血液中病原菌获得治疗效果的血液病原菌灭活系统。更具体的说，这种装置利用核黄素与血液中病原菌结合，采用强光源照射血液，光动力学作用激活核黄素，从而灭活血液中病原菌，通过血浆分离柱分离血细胞和血浆。血浆重新经TFF系统净化，去除核黄素，添加缓冲液，与血细胞混合，重新回输至病人。这种装置的特征是，经过核黄素+强光源辐射有效灭活血液中的致病菌。而经过血浆成份中核黄素的净化程序，则可以清除血液中残留的核黄素。

背景技术

众所周知，病原菌侵入人的机体，是引发多种感染性疾病的重要发病原因，自从人类发明青霉素以来，已经通过应用多种抗菌素有效控制多种病原菌感染，但是由于细菌耐药性的产生，很多耐药菌出现，大多数抗菌素无明显疗效，而至今为止，人类尚未找出有效杀灭病毒的方法和药品。在很多感染性疾病中，菌血症和毒血症仍然是危害人类生命的严重威胁。

核黄素是一种维生素，具有光动力学效应，受强光照射后，可以被激活，从而产生灭活病原菌的作用，很多研究文献已经报导了这种方法。但现有技术未见有人利用核黄素的光动力学效应，杀灭活体病人血液中的病原菌。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种新型血液病原菌灭活装置，利用核黄素的光动力学效应，灭活病人血液中的病原菌，与此同时，采用先进的超微波膜技术清除血液中残留的核黄素。这种新型装置为治疗严重的感染性疾病和严重菌血症、毒血症提供了一系列的治疗途径。

为了解决其技术问题，本实用新型装置提出的技术解决方案，其特征是，本实用新型的结构为台式结构，由横板和立板构成。

横板构成系统的底部及基座。其左侧表面为控制面板，控制面板底部为控制电路板，控制元器件，继电器，电源等相关构件。控制面板由一块大屏幕液晶显示器和膜状触摸控制键组成。采购成品微控制板(micro controller)和数字信号处理线路板(DSP板)。在其平台上客户化，编辑自制应用程序，控制所有程序，接受全部信息，并记录全部过程。横板为扁平状盒式结构，底座上有调节螺丝，可调节装置平衡。横板平台右方，为操作平台，用来放置相关物品，并进行操作。必要的话，可以装置净化工作台，进行无菌操作，置换各种血袋，缓冲液袋，连接各种管道。采用净化工作台结构，可能会帮助无菌操作，减少污染可能。对高档次机型，建议在操作平台，装置成“单人净化工作台”。横板用金属薄钢片制作，表面喷塑或涂塑。

立板直接座落在横板上方，立板下端底部与横板表面后侧部分直接相连，采用螺丝结构牢固相连。立板为长方形盒式结构，四周侧壁和上，下底均采用金属薄钢片制作，表面喷塑或涂塑。前表面开有各种孔，沟，槽，凹陷，以容纳多种装置。其中空部分固定，安装各种部件及装置的内部结构。立板上半部分左侧，置放一个血液混合容器，采用普通玻璃制作，经消毒后可以反复使用，容量为1000ml，圆柱形结构，底部圆钝，无死角，不易残存液体。血液混合容器盖采用无毒，组织相容性奸的塑料制作(聚苯乙稀)，表面有灌注口，和抽吸口，安放灌注管和抽吸管，分别用来灌注血液和抽吸血液。在容器两侧各有两个环形托架固定容器。环形托架有托架连杆支持，并与固定连杆相连。固定连杆背面有螺孔与立板前表面相固定。托架右方有数字化重量计探测容器重量，并反馈至微电脑。

容器门底部接触部分，是一个平台式电磁振荡搅拌器，专门用来混匀容器内的各种成分，其频率和转速均可自动调节，以适应不同状况。

在血液混合容器上方左侧(立板的顶部右侧)，固定一个挂钩，用来悬挂抗凝液及核黄素袋。挂钩内侧安装一个数字化重量秤，计算抗凝液袋内的重量，并即时反馈至微电脑。

在容器上方，从左向右排列五个电磁挤压阀①，②，③，④，⑤。分为两排，电磁挤压阀①和②，以及④排列在上排，而③和⑤排列在下排。电磁挤压阀采购成品，可以数字化显示其开关状态和数字化控制。在容器右侧(立板上半部分右侧)，血浆分离柱直立状态固定在立板。血浆分离柱通过两侧两个环形托架及其相连的托架连杆，连接在固定连杆上。而固定连杆背面的螺丝孔，通过螺丝相连，固定在立板前表面。血浆分离柱上方开口为血液入口，接受来自连接管道内的血液，体积大的血细胞直接从血液出口流出，而血浆成分则渗透过滤膜，从滤液出口流出。

在血浆分离柱上方(即立板右侧顶部)，置放一个首次辐射灯架及灯管。辐射灯架通过背部的固定螺孔与立板前表面固定，灯管通过灯管支架固定在灯架上。灯管可以采用冷光源，避免使血液温度增高。如价格过高，可以采用大功率日光灯管，但是必须加装散热装置。可以采用风扇散热，或循环水流散热装置，确保局部温度在正常范围。在血浆分离柱左侧，装置两个挂钩，血液回收袋挂钩和缓冲液袋挂钩，分别用来悬挂血液回收袋和缓冲液袋，内部均藏有数字化重量计，可以准确探测其挂钩上的实际重量，并且即时反馈至微电脑。

TFF容器，位於立板右侧下方，由两侧各两个环形支架通过相连接的托架连杆固定在固定连杆，固定连杆背面的螺孔与立板前表面相连。TFF容器为圆柱形结构，采用玻璃式无毒性塑料构成，其底面为圆钝形，无死角组成。其侧面有循环出口，呈45倾斜出口，并有内螺纹与出口连接管连接。TFF容器盖为无毒塑料构成。帽状结构，可用来封闭TFF容器，其表面自左向右依次为三个出口，缓冲液入口、灌注口、抽吸口，分别与缓冲液注入管、灌注管、抽吸管相连接，用来灌注缓冲液、灌注血液、抽吸血液。在TFF容器的右侧上方，即立板中部右侧部分，固定二次辐射灯架及灯管，结构与首次辐射灯架及灯管相同。在TFF容器左侧，装置蠕动泵B。采购成品，为数字化显示及数字化控制的蠕动泵，由微电脑系统管理。

另一个蠕动泵A，安装在立板上方中央部位，位於血液混合容器右侧偏上方，位於首次辐射灯架的左侧。也是数字化显示及数字化控制的蠕动泵，接受微电脑系统控制。在蠕动泵B的左侧，即立板下部的左侧，装置一个TFF过滤盒，为扁平状盒形结构。采用无菌，组织相容性材料制作(初期可以购买成品，大批量生产可以自行生产)。TFF过滤盒的循环入口接受蠕动泵驱动来的TFF容器内容物，横切面流过超微滤膜，经循环出口流出。小分子物质(如核酸)和液体成分则渗透过超微滤膜，经滤液出口流出。在TFF过滤盒下方，即立板左侧下方，安装一个挂钩，用来悬挂弃液袋，接受来自TFF过滤盒的废弃液体。

本实用新型装置整个操作程序采用下列流程：

1)在病人的相关大静脉进行静脉穿刺并留置二腔式三腔静脉导管。可以在股静脉，颈静脉等主要静脉，也可以考虑在肘静脉或大隐静脉。

2)连接病人留置的静脉导管与装置的连接管道(1V)(无菌操作程序)。

3)启动蠕动泵A恒速恒流抽吸病人静脉血(管道内已经抗凝液体冲洗或抗凝液处理)至血液混合容器，与此同时，抗凝液(已经按一定比例混合核黄素)，按照设定的速度灌注至血液混合容器，抗凝液与血液按照正常的比例混合。

4)血液和抗凝液到达血液混合容器时，由於血液混合容器支架上的重量计探测到重量改变(重量增加)，自动反馈启动容器底部的电磁振荡混合器，自动混合均匀各种相关成份。血液与抗凝液，核黄素将充分混合。当重量计上显示预置重量(例如500g时，即将近500ml容量时)，血液抽吸及抗凝液灌注自动结束。

5)蠕动泵抽吸血液混合容器中已混合抗凝液和核黄素的血液经过特制的高透明，高透光的玻璃管，玻璃管外有数排强光源辐射(冷光源)，激发核黄素的光动力学效应。流速缓慢，管道狭窄，使混合核黄素的血液得以充分的光吸收。

6)血液经过特制玻璃管道后，经血液入口，流入血浆分离柱，血浆分离柱让血细胞直接从出口流出，而血浆部分(低于0.45pm的血浆蛋白及液体成分)则从血浆分离柱滤液出口流出，经过特制高透明，高透光的玻璃管，而流入TFF容器，在血浆流过特制高透光的玻璃管时，强烈辐射冷光源，再次辐射血浆中所混合的核黄素，再次激发光动力学反应。而血细胞部分则流入血液回收袋。

7)当部分血浆流入TFF容器后，TFF容器支架上的数字化重量计探测TFF容器重量改变(重量增加)，当重量增加至预设的重量时(例如500g，大约相当于500ml时)，蠕动泵启动，开始TFF净化过程，血浆成分被快速驱动(600ml～800ml/min)，至TFF过滤盒。血浆从TFF过滤盒循环入口进入，而自循环出口流出。小分子物质(包括核黄素)及液体成分则经过超微滤膜，从滤液出口流出至弃液袋。

8)当TFF容器重量减少(因为液体浓缩)至预设重量时(例如50g时)，TFF净化过程被自动停止，蠕动泵停止转动。开始灌注缓冲液(从缓冲液袋106内)，当缓冲液袋挂钩上的重量计探测到缓冲液重量减少预设数量时(例如500ml时)，则自动停止灌注。

9)TFF净化过程再次开始，蠕动泵启动，当TFF容器重量计再次到达预设数量时(例如200ml)TFP净化过程再次停止。

10)相关阀门开启，蠕动泵再次启动，驱动TFF容器内血浆成分流入血液回收袋，与血细胞成分混合。

11)蠕动泵驱动回收血袋内的已经净化的血液经留置的静脉导管回输病人体内。

12)在血液混合容器内血液抽空，重量计探测重量减少趋于零时，从病人静脉内抽吸血液的过程又重新开始。重复上述过程，直至处理血液总容量达6～8升。

本实用新型的有益效果是，提出一种全新概念的血液病原菌灭活装置，在有效灭活血液病原菌时不会对病人造成危害，为抗菌药物难以控制的感染性疾病病人提供一种新的治疗途径和方法。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明

图1是本实用新型装置连接示意图

图2是本实用新型装置结构示意图

图3是本实用新型装置配置及排列示意图

图4是血液混合容器及其支架示意图

图5是TFF容器及其支架示意图

图6是血浆分离柱示意图

图7是辅助灯架及灯管示意图

图8是TFF过滤盒示意图

图9是挂钩及挂钩架示意图

图1、2、3中，101-抗凝液加核黄素袋；102.-血液混合容器；103-弃液袋；104-TFF容器；105.-血液回收袋；106-缓冲液袋；107-血液回收袋挂钩；108-弃液袋挂钩；109-蠕动泵(I)；110-蠕动泵(II)；111-首次辐射灯架及灯管；112-二次辐射灯架及灯管；113-血浆分离柱；114-TFF过滤盒；115-电磁振荡混合器；116-控制面板；117-操作平台；118-特殊玻璃管(1)；119-特殊玻璃管(2)；120-立板；121-横板；122～129-电磁挤压阀；130-IV。

图4中，201-灌注管；202-抽吸管；203-容器盖；204-灌注口；205-抽吸口；206-托架连杆；207-环形托架；208-固定连杆；209-固定螺丝机；230-血液混合容器支架；269-数字化重量计；231-缓冲液灌入管。

图5中，232-灌注管；234-TFF容器盖；235-缓冲液入口；236-灌注口；237-抽吸口；238-托架连杆；239-环形托架；240-出口连接管；241-托环出口；242-固定连杆；243-TFF容器支架；244-固定螺丝机；268-数字化重量计。

图6中，245-血液入口；246-滤膜；247-血液出口；248-滤液出口；249-固定连杆；250-托架连杆；251-环形托架；252-固定螺孔；267-数字化重量计。

图7中，253-辐射灯架；254-灯管支架；255-灯管；256-固定螺孔；258-灯架；259-环形灯管支架。

图8中，260-超微滤膜；261-滤液出口；262-循环出口；263-循环入口；269-超微滤膜。

图9中，264-挂钩架；265-金属挂钩；266-数字化重量计。

具体实施方式

实施例：本实用新型装置控制程序

一.半自动程序：

程序(1)：安装，连接所有管道，并重新确认无误(按照液晶屏幕上显示的图形)。

选择“自我测试”选项。设备内部依次找到检测各个相关部件，包括各个电磁挤压阀测试；各个蠕动泵测试。各个数字化重量秤测试。各个部件测试合格，液晶屏上出现“功能正常，待机应用”。

程序(2)：连接病人预先留置的静脉导管与设备的血液输入连接管(1V)(130)，按照无菌操作要求进行操作，防止出现污染，连接完毕。

选择“灌流测试”选项。系统自动控制启动蠕动泵A(109)，以缓冲速度(20ml/min)：同时开放电磁阀①(122)和②(123)。

在正常状态，抽吸的血液从留置的静脉导管→连接输入管道IV(130)→①阀(122)→②阀(123)→血液混合容器(102)。一旦血液混合容器的数字化重量秤(268)探测到重量改变(重量增加)，在规定时间内(例如30秒内)，则液晶屏上显示“灌流测试正常，请选择血液灌注选项”。

如果在规定的时间内(例如30秒内)，重量秤(268)未能探测到重量改变，亦即没有相应的血液流入血液混合容器，则会自动停止蠕动泵A(109)转动。随即关闭电磁阀①(122)和②(123)，同时声光报警，液晶屏上显示“灌流测试失败，请重新检查连接”字样，这时操作人员应该分别查找原因。

a)检查留置在病人静脉内的静脉导管是否通畅(用注射器抽吸灌注盐水)

b)检查静脉导管与连接输入管道(1V)(130)是否畅通

c)检查是否因为相应管道来作抗凝处理而出现血液凝固，检查出原因后，重新选择“灌流测试”选项，重新测试，直至正常为止。

程序(3)：选择“血液灌注”选项。

蠕动泵A(109)启动，速度缓慢(20ml/min)，顺时针方向转动。

电磁阀①(122)和②(123)开放。

抽吸的血液从病人静脉→静脉导管→血液连接输入管道(1V)(130)→①阀(122)→②阀(123)→抽吸管(202)→血液混合容器(104)。

与此同时，电磁阀③(124)开放，抗凝液及其核黄素从1’袋(101)流经③阀(124)进入血液混合容器(104)。抗凝液流速由技术人员预设，通过滴速控制器控制。电磁振荡混合器(115)同步启动，自动混匀血液混合容器内各个成分。

血液混合容器托架上的数字化重量秤自动探测容器上重量改变，并可以在液晶上显示当时血液混合容器内液体的重量。

设备可以预设血液灌注容量。选择“预设血液灌注容器”选项，液晶屏上会出现“血液灌注XXXX ml”空格，可以按照个人状态选择。例如填写“血液灌注500ml”，这时，当容器内液体量到达500ml时，血液灌注过程自动停止。

设备也可以人工控制，观察到液晶屏上显示的容器内液体重量时，选择“终止血液灌注过程”选项。

蠕动泵A(109)停止转动，①阀(122)，②阀(123)，③阀(124)关闭，电磁振荡器继续搅拌混匀。

程序(4)：选择“血液辐射及血浆分离”选项

蠕动泵A(109)启动，速度缓慢(20ml/min)，顺时针方向转动。电磁阀④(125)开放。首次辐射系统(111)和二次辐射系统(112)光源启动。已混合核黄素和抗凝液的血液从血液混合器(102)→抽吸管(202)→④阀(125)→特制高透光玻璃管道GT(1)(118)→血浆分离柱入口(245)。血细胞成分→血浆分离柱出口(247)→收集血液袋(105)；血浆成分血浆分离柱入口(245)→滤膜(246)→滤液出口(248)→特制玻璃管GT2(119)→TFF容器灌注管(232)→TFF容器(104)。

程序(5)：选择“再次血液灌注”选项

当血液混合容器(102)内的血液逐步减少趋向于零时，重量秤探测的重量改变(重量减少至0)信息传送至微电脑，再次重复，“血液灌注”过程，重复“程序(1)”。

病人的血液被抽吸至血液混合容器直至预置重量。

程序(6)：选择“TFF净化”选项

当“程序(4)”结束，已分离的血浆成分流入TFF容器内。TFF容器托架(238)上的数字化重量秤(268)，探测到TFF容器内重量增加到一定数量时(例如300ml)，自动传送信息至微电脑控制系统。自动启动蠕动B。逆时针方向转动，速度为快速(600ml/分)。开放⑦号阀(128)和⑧号阀(129)，血浆成分经循环入口(263)流入TFF过滤盒(114)，部分大分子血浆蛋白和液体通过循环出口(262)回流入TFF容器(104)，而小分子物质(如核黄素)和液体则在压力下穿过超微滤膜(269)，经过滤液出口(261)，流至弃液袋(103)。

程序(7)：选择“灌注缓冲液”选项

当TFF容器托架上数字化秤(268)探测到TFF容器内液体重量到达预置值时(例如50ml)，自动传送信息给微电脑系统。开放⑨号阀(131)，缓冲液袋(106)内的缓冲液经⑨号阀(131)，缓冲液注入管(231)流入TFF容器。

当缓冲液挂钩(109)内的数字化重量计探测到缓冲液袋(106)重量减少至规定数值时(例如500ml时)，则自动关闭⑨号阀(131)。

程序(8)：选择“抽吸净化血浆至血液收集袋”选项

当TFF容器内液体再次由550ml减少至规定的预置重量(例如200ml，这个重量应该是从病人静脉抽吸的实际血浆量，经过计算后预置在微电脑系统内)，程序(6)中止，“血液净化”过程停止，蠕动泵B(110)停止转动。⑦号阀(128)和⑧号阀(129)关闭。

⑥号阀(127)开放，蠕动泵B(110)启动，逆时针方向转动，速度为100ml/分。TFF容器(104)内的已净化的血浆成分(已经去除核黄素)从抽吸管(233)，⑥号阀(127)流入。血液回收袋(105)。当TFF容器托架上的重量计显示TFF容器内液体趋向于零时，程序(8)终止。蠕动泵B(110)停止转动，⑥号阀关闭。

程序(9)：选择“回输血液至病人”选项

启动蠕动泵A(109)，开放⑤号阀(126)和①号阀(122)。已经净化和混合的血液直接从血液收集袋(105)⑤号和①号阀连接管道IV(130)静脉导管回输至病人。

上述程序周而复始，直至微电脑系统计算血液混合容器已经累计处理血液总重量达到规定的数量(例如6000-8000ml)，系统终止工作。

二.自动程序

所有参数预置，微电脑控制系统内储存的指令系统和驱动程序自动完成上述选项的自动选择。

Claims (5)

1.本实用新型涉及一种血液病原菌灭活系统，装置由横板和立板两部份构成台式结构，横板构成系统的底部和基座，装配各种控制元器件及控制面板，在支撑设备的同时进行自动化控制，立板直接坐落在横板上方，与横板采用螺丝相连接，在立板上装配辐射灯及其支架、血浆分离柱、横切面超微过滤设备，三者依次排列，待消毒的血液依次序流过，通过强光照射，激活血浆中核黄素，产生光动力学作用杀灭微生物，再经血浆分离柱分离血细胞及血浆，最终用超微过滤装置滤除血浆中核黄素。

2.按照权利要求1所述的血液病原菌灭活系统，其特征是，装置的横板构成系统的底部及基座，横板左侧表面为控制面板，控制面板底部为控制电路板、控制元器件、继电器、电源等相关构件，控制面板由一块大屏幕液晶显示器和膜状触摸控制键组成。

3.按照权利要求1所述的血液病原菌灭活系统，其特征是，立板直接座落在横板上方，立板下端底部与横板表面后侧部分直接相连，采用螺丝结构牢固相连，立板为长方形盒式结构，四周侧壁和上，下底均采用金属薄钢片制作，表面喷塑或涂塑，前表面开有各种孔，沟，槽，凹陷，以容纳多种装置中，其中空部分固定，安装各种部件及装置的内部结构，立板上半部分左侧，置放一个血液混合容器，表面有灌注口和抽吸口，安放灌注管和抽吸管，分别用来灌注血液和抽吸血液，在容器两侧各有两个环形托架固定容器。

4.按照权利要求1所述的血液病原菌灭活系统，其特征是，在血浆分离柱上方，置放一个辐射灯架及灯管，辐射灯架通过背部的固定螺孔与立板前表面固定，灯管通过灯管支架固定在灯架上，灯管采用冷光源，避免使血液温度增高。

5.按照权利要求1所述的血液病原菌灭活装系统，其特征是，TFF容器位於立板右侧下方，由两侧各两个环形支架通过相连接的托架连杆固定在固定连杆，固定连杆背面的螺孔与立板前表面相连，TFF容器为圆柱形结构，其侧面有循环出口，呈45倾斜出口，并有内螺纹与出口连接管连接。

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