EA038473B1 - Device for perfusion conditioning of donor organ - Google Patents
Device for perfusion conditioning of donor organ Download PDFInfo
- Publication number
- EA038473B1 EA038473B1 EA202000057A EA202000057A EA038473B1 EA 038473 B1 EA038473 B1 EA 038473B1 EA 202000057 A EA202000057 A EA 202000057A EA 202000057 A EA202000057 A EA 202000057A EA 038473 B1 EA038473 B1 EA 038473B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- perfusion
- donor organ
- solution
- temperature
- sensor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к медицине, а именно к области трансплантологии, и может быть использовано в устройствах для хранения, транспортировки, обеспечения жизнедеятельности донорских органов.The claimed invention relates to medicine, namely to the field of transplantation, and can be used in devices for storage, transportation, and maintenance of donor organs.
На сегодняшний день трансплантация органов является одним из наиболее важных направлений современной медицины. Она позволяет спасти жизнь многих людей и восстановить основные функции организма, является эффективным методом лечения терминальных стадий заболеваний органов, позволяющим сохранять жизнь тяжелобольным людям. В связи с этим важно сохранить пересаживаемый орган перед трансплантацией как можно дольше, например для его транспортировки с наименьшими негативными последствиями для органа.Today organ transplantation is one of the most important areas of modern medicine. It allows you to save the lives of many people and restore the basic functions of the body, is an effective method of treating the terminal stages of organ diseases, which allows you to save the life of seriously ill people. In this regard, it is important to preserve the transplanted organ before transplantation as long as possible, for example, for its transportation with the least negative consequences for the organ.
Традиционный метод транспортировки донорского сердца заключается в том, что в орган закачивается специальная консервирующая жидкость, а перевозят его в мини-холодильнике на льду. Это происходит в условиях гипотермии, которая является эффективным фактором защиты донорских органов от ишемически-реперфузионного повреждения перед трансплантацией. Однако при их длительном хранении гипотермия оказывает и неблагоприятное воздействие на ткани изолированных органов [1].The traditional method of transporting a donor heart is that a special preservative fluid is pumped into the organ and transported in a mini-refrigerator on ice. This occurs in conditions of hypothermia, which is an effective factor in the protection of donor organs from ischemia-reperfusion injury before transplantation. However, during long-term storage, hypothermia also has an adverse effect on the tissues of isolated organs [1].
В последнее время применяется аппаратная перфузия органов, которая позволяет оптимизировать состояние донорского органа перед трансплантацией, предотвратить ишемически-реперфузионное повреждение, так как через сосудистую сеть донорского органа создается непрерывный поток перфузионного раствора. Это способствует уменьшению вазоспазма, тщательному удалению клеточных элементов крови из микроциркуляторного русла, улучшению доставки кислорода, стимуляции метаболизма клеток органа, поддержанию оптимального рН в тканях донорского органа, удалению из клеток токсичных продуктов обмена веществ.Recently, apparatus perfusion of organs has been used, which makes it possible to optimize the state of the donor organ before transplantation, to prevent ischemia-reperfusion injury, since a continuous flow of perfusion solution is created through the vascular network of the donor organ. This helps to reduce vasospasm, thoroughly remove blood cells from the microvasculature, improve oxygen delivery, stimulate the metabolism of organ cells, maintain optimal pH in the tissues of the donor organ, and remove toxic metabolic products from cells.
Перфузия может проводиться в условиях гипотермии, субнормотермии и нормотермии. При аппаратной перфузии в условиях гипотермии (0-10°С) ожидается уменьшение метаболизма в ткани до 1018%, при средних температурах (15-20°С) уровень метаболизма составляет 19-35%, в условиях субнормотермии (25-34°С) уровень метаболизма составляет 36-85%, а при нормотермических условиях (3538°С) - более 86%.Perfusion can be performed under conditions of hypothermia, subnormothermia and normothermia. With hardware perfusion under conditions of hypothermia (0-10 ° C), a decrease in metabolism in tissue is expected to 1018%, at medium temperatures (15-20 ° C) the metabolic rate is 19-35%, under subnormal conditions (25-34 ° C) the metabolic rate is 36-85%, and under normal thermal conditions (3538 ° C) - more than 86%.
Считается, что при гипотермической перфузии (0-10°С) использование крови или переносчиков кислорода не требуется, потому что адекватное потребление кислорода в данных условиях может осуществляться путем диффузии в жидкости. Аппаратная перфузия безопасна, так как в случае технической неисправности орган перейдет в условия статической гипотермической консервации органов.It is believed that in hypothermic perfusion (0-10 ° C) the use of blood or oxygen carriers is not required, because adequate oxygen consumption under these conditions can be achieved by diffusion in the liquid. Hardware perfusion is safe, since in the event of a technical malfunction, the organ will go into conditions of static hypothermic preservation of organs.
При субнормотермической перфузии уже требуется применение перфузионного раствора, содержащего питательные вещества, однако ее проведение проще по сравнению с проведением нормотермической перфузии [2].With subnormal perfusion, the use of a perfusion solution containing nutrients is already required, but its implementation is simpler than that of normothermal perfusion [2].
Применение нормотермической перфузии является способом восстановления и сохранения жизнеспособности донорских органов, которые достигают физиологического уровня метаболической активности и функций. Использование нормотермии, оксигенация крови и удаление из нее лейкоцитов при проведении перфузии позволяет добиться восстановления жизнеспособности донорских органов.The use of normothermal perfusion is a way to restore and maintain the viability of donor organs, which reach the physiological level of metabolic activity and functions. The use of normothermia, oxygenation of the blood and the removal of leukocytes from it during perfusion makes it possible to restore the viability of donor organs.
Известны различные конструкции устройств перфузионного кондиционирования донорских органов. Так, известное устройство для консервации печеночного трансплантата в условиях нормотермии представляет собой устройство, содержащее емкость, в которой печеночный трансплантат помещают в консервирующий раствор, артериальный канал перфузии, воротный канал перфузии, по меньшей мере один датчик расхода в канале перфузии и по меньшей мере один датчик давления в канале перфузии. Дополнительно устройство содержит артериальный оксигенатор, соединенный с артериальным каналом перфузии, воротный оксигенатор, соединенный с воротным каналом перфузии, по меньшей мере один артериальный перфузионный насос, по меньшей мере один воротный перфузионный насос, модуль теплообмена, выполненный с возможностью поддержания температуры в емкости в состоянии нормотермии, и устройство управления давлением и потоком [3].Various designs of devices for perfusion conditioning of donor organs are known. Thus, a known device for preserving a hepatic graft under conditions of normothermia is a device containing a container in which the hepatic graft is placed in a preserving solution, an arterial perfusion channel, a portal perfusion channel, at least one flow sensor in the perfusion channel and at least one sensor pressure in the perfusion channel. Additionally, the device comprises an arterial oxygenator connected to an arterial perfusion channel, a portal oxygenator connected to a portal perfusion channel, at least one arterial perfusion pump, at least one portal perfusion pump, a heat exchange module configured to maintain the temperature in the container in a state of normothermia , and a pressure and flow control device [3].
Известное автоматизированное устройство для перфузии печени содержит перфузионный насос, устройство оксигенации, устройство термостатирования, фильтр, устройство ввода медицинских препаратов, систему управления, инвазивные датчики давления, устройство питания, силиконовые соединительные трубки [4]. В качестве перфузионного насоса используется центробежный насос, устройство термостатирования реализовано на основе воздушного нагревателя, ПИД терморегулятора и термодатчика, дополнительно введены неинвазивные датчики расхода и наличия пузырей, установленные на силиконовые соединительные трубки, устройство дренажа пузырей, РН-метр и лейкоцитарный фильтр, включенные в артериальную и венозную магистрали циркуляции перфузата и соединенные силиконовыми соединительными трубками, воздушный компрессор и капнограф, подключенные к устройству оксигенации.A known automated device for liver perfusion contains a perfusion pump, an oxygenation device, a thermostatting device, a filter, a device for injecting medications, a control system, invasive pressure sensors, a power supply device, and silicone connecting tubes [4]. A centrifugal pump is used as a perfusion pump, a thermostating device is implemented on the basis of an air heater, a PID thermostat and a temperature sensor, non-invasive flow and bubble sensors installed on silicone connecting tubes, a bubble drainage device, a pH meter and a leukocyte filter included in the arterial and a venous circulation line of the perfusate and connected with silicone connecting tubes, an air compressor and a capnograph connected to an oxygenation device.
Также известно устройство для консервации донорской ткани в условиях гипотермии, содержащее емкость для донорской ткани с перфузионным раствором, насосы оттока и притока перфузионного раствора с регулятором потока, блок охлаждения с теплообменником, формирующие систему термостабилизации [5]. Устройство также содержит систему газонасыщения, включающую оксигенатор. Устройство также включает измеритель оксигенации и температуры, перфузионные магистрали, одна для забора перфузионного раствора из емкости, а другая для подключения как минимум к одному сосуду донорскойAlso known is a device for the preservation of donor tissue in hypothermia, containing a container for donor tissue with a perfusion solution, pumps for outflow and inflow of perfusion solution with a flow regulator, a cooling unit with a heat exchanger, forming a thermal stabilization system [5]. The device also contains a gas saturation system including an oxygenator. The device also includes an oxygenation and temperature meter, perfusion lines, one for drawing the perfusion solution from the container, and the other for connecting to at least one donor vessel.
- 1 038473 ткани. Указанные перфузионные магистрали формируют систему перфузии. В устройстве содержится система контроля параметров перфузии, включающая систему датчиков с датчиком температуры и датчиком оксигенации. В перфузионной магистрали для забора перфузионного раствора установлен фильтр, формирующий систему фильтрации устройства. Оксигенатор снабжен пеноуловителем и резервуаромотстойником.- 1,038473 fabrics. These perfusion lines form the perfusion system. The device contains a system for monitoring perfusion parameters, which includes a sensor system with a temperature sensor and an oxygenation sensor. A filter is installed in the perfusion line for withdrawing the perfusion solution, which forms the filtration system of the device. The oxygenator is equipped with a foam trap and a settling tank.
В существующих и перечисленных устройствах остаются нерешенными вопросы максимально эффективной фильтрации перфузионного раствора в системе, возможности регулирования условий проведения перфузии, создания универсального устройства для перфузии любого донорского органа (например, сердца, почек, печени, легких и т.д.).In the existing and listed devices, the issues of the most efficient filtration of the perfusion solution in the system, the possibility of regulating the conditions of perfusion, and the creation of a universal device for the perfusion of any donor organ (for example, heart, kidneys, liver, lungs, etc.) remain unresolved.
По совокупности общих технических признаков в качестве прототипа для заявляемого устройства перфузионного кондиционирования донорского органа выбрано упомянутое выше устройство для консервации донорской ткани в условиях гипотермии [5]. При этом для него остаются актуальными вышеуказанные проблемы.On the basis of a set of common technical features, the above-mentioned device for the preservation of donor tissue under hypothermia was selected as a prototype for the inventive device for perfusion conditioning of a donor organ [5]. At the same time, the above problems remain relevant for him.
Таким образом, задачей изобретения является разработка устройства перфузионного кондиционирования донорского органа, конструкция которого исключает недостатки аналогичных устройств из уровня техники. Техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение, являются обеспечение эффективной фильтрации перфузионного раствора, обеспечение возможности управления параметрами перфузии, в том числе регулировка и поддержание температуры для различных условий проведения перфузии, обеспечение возможности перфузии различных донорских органов (например, сердца, почек, печени, легких и т.д.).Thus, the object of the invention is to provide a device for perfusion conditioning of a donor organ, the design of which eliminates the disadvantages of similar devices from the prior art. The technical results to be achieved by the invention are the provision of effective filtration of the perfusion solution, the provision of the ability to control the perfusion parameters, including the regulation and maintenance of temperature for various conditions of perfusion, the provision of the possibility of perfusion of various donor organs (for example, heart, kidneys, liver, lungs, etc.).
Поставленная задача решается и технические результаты достигаются с помощью заявляемого устройства перфузионного кондиционирования донорского органа, состоящего из резервуара для донорского органа с консервирующим раствором, циркулирующим в устройстве в качестве перфузионного раствора, системы перфузии, включающие перфузионную магистраль для подачи перфузионного раствора с подключением по меньшей мере к одному сосуду донорского органа, перфузионную магистраль для забора раствора из резервуара для донорского органа и насосы притока и оттока перфузионного раствора с регулятором потока, систему термостабилизации, систему газонасыщения, систему фильтрации и систему контроля параметров перфузии, включающую, по меньшей мере, датчик температуры и датчик давления. Поставленная задача решается и технические результаты достигаются за счет того, что устройство дополнительно содержит систему управления параметрами перфузии и инвазивный датчик температуры донорского органа. При этом инвазивный датчик температуры донорского органа связан с системой контроля параметров перфузии и выполнен с возможностью измерения температуры в центральной области донорского органа. Система термостабилизации выполнена, по меньшей мере, двухконтурной и содержит контур статической термостабилизации, включающий контейнер с высокотеплопроводным наполнителем заданной температуры для размещения в нем резервуара для донорского органа и перфузионной магистрали для подачи перфузионного раствора, по меньшей мере, на ее участке, и контур динамической термостабилизации, включающий по меньшей мере один элемент Пельтье, расположенный непосредственно под дном контейнера с высокотеплопроводным наполнителем и выполненный с возможностью поддержания заданной температуры донорского органа в диапазоне от 3,5 до 37,5°С. Резервуар для донорского органа снабжен множеством разъемов, выполненных с возможностью подключения перфузионных канюлей для различных органов и канюли для отвода перфузионного раствора.The problem is solved and the technical results are achieved using the inventive device for perfusion conditioning of the donor organ, consisting of a reservoir for the donor organ with a preservative solution circulating in the device as a perfusion solution, perfusion systems including a perfusion line for supplying a perfusion solution with connection at least to one vessel of the donor organ, a perfusion line for collecting a solution from a reservoir for a donor organ and pumps for inflow and outflow of perfusion solution with a flow regulator, a thermal stabilization system, a gas saturation system, a filtration system and a system for monitoring perfusion parameters, including at least a temperature sensor and a sensor pressure. The problem is solved and the technical results are achieved due to the fact that the device additionally contains a system for controlling perfusion parameters and an invasive donor organ temperature sensor. In this case, the invasive donor organ temperature sensor is connected to the perfusion parameters monitoring system and is configured to measure the temperature in the central region of the donor organ. The thermal stabilization system is made at least two-circuit and contains a static thermal stabilization circuit, including a container with a highly heat-conducting filler of a given temperature for placing a reservoir for a donor organ and a perfusion line for supplying a perfusion solution, at least in its area, and a dynamic thermal stabilization circuit , including at least one Peltier element located directly under the bottom of the container with a highly thermally conductive filler and configured to maintain a predetermined temperature of the donor organ in the range from 3.5 to 37.5 ° C. The reservoir for the donor organ is equipped with a plurality of connectors made with the possibility of connecting perfusion cannulas for various organs and a cannula for withdrawing the perfusion solution.
В предпочтительных формах реализации в устройстве по меньшей мере один участок перфузионной магистрали для подачи перфузионного раствора выполнен в виде трубчатого теплообменника, расположенного в контейнере с высокотеплопроводным наполнителем под резервуаром для донорского органа с формированием третьего контура термостабилизации - контура активной термостабилизации.In preferred forms of implementation in the device, at least one section of the perfusion line for supplying the perfusion solution is made in the form of a tubular heat exchanger located in a container with a highly heat-conducting filler under the reservoir for the donor organ with the formation of a third thermal stabilization circuit - an active thermal stabilization circuit.
В некоторых предпочтительных формах реализации элементы Пельтье связаны с системой управления параметрами перфузии. Также элементы Пельтье могут быть связаны с дополнительно предусмотренной системой ручной регулировки температуры. В таких формах реализации обеспечивается возможность регулировки и поддержания температуры раствора, циркулирующего на всех участках контура для различных условий проведения перфузии.In some preferred forms of implementation, the Peltier elements are associated with a system for controlling perfusion parameters. Also, Peltier elements can be associated with an additionally provided manual temperature control system. In such forms of implementation, it is possible to adjust and maintain the temperature of the solution circulating in all sections of the circuit for various conditions of perfusion.
В ряде предпочтительных форм реализации система фильтрации содержит по меньшей мере один фильтр для удаления из перфузионного раствора по меньшей мере одного форменного элемента крови, предпочтительно всех форменных элементов крови, в частности эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.In a number of preferred forms of implementation, the filtration system contains at least one filter for removing from the perfusion solution at least one blood cell, preferably all blood cells, in particular erythrocytes, leukocytes, platelets.
Устройство предпочтительно дополнительно содержит систему сорбции перфузионного раствора, содержащую по меньшей мере одну сорбционную колонку по меньшей мере с одним сорбентом, выбранным из группы, включающей сорбент для удаления молекулярных структурных фрагментов клеток перфузируемого органа, предпочтительно угольный сорбент, сорбент для удаления фрагментов бактерий, предпочтительно липополисахаридный сорбент, и иммуносорбент.The device preferably further comprises a sorption system for a perfusion solution containing at least one sorption column with at least one sorbent selected from the group consisting of a sorbent for removing molecular structural fragments of cells of the organ being perfused, preferably a carbon sorbent, a sorbent for removing bacterial fragments, preferably lipopolysaccharide sorbent, and immunosorbent.
Наличие упомянутых выше системы фильтрации и дополнительной системы сорбции позволяет производить очистку перфузионного раствора от любых продуктов жизнедеятельности донорского органа с максимальной эффективностью.The presence of the above-mentioned filtration system and an additional sorption system makes it possible to purify the perfusion solution from any waste products of the donor organ with maximum efficiency.
В предпочтительных формах реализации насосы оттока и притока перфузионного раствора выполIn preferred forms of implementation, the pumps for the outflow and inflow of the perfusion solution are made
- 2 038473 нены в виде насосов перистальтического или центрифужного типов со скоростью подачи раствора от 30 до 250 мл/мин, что позволяет выбирать подходящий оптимальный режим работы.- 2 038473 neny in the form of pumps of peristaltic or centrifugal types with a solution flow rate from 30 to 250 ml / min, which allows you to choose a suitable optimal mode of operation.
Резервуар для донорского органа предпочтительно снабжен по меньшей мере одним элементом, выбранным из группы, включающей, по меньшей мере, датчик температуры перфузионного раствора, разъем для вывода инвазивного датчика температуры органа, разъем для вывода желчного дренажа, одноразовую силиконовую или полиэтиленовую паутину для фиксации донорского органа с возможностью регулировки глубины погружения в консервирующий раствор, прозрачную, фиксируемую, герметичную крышку, выполненную из материала, обладающего низкой теплопроводностью, предпочтительно стекла, с возможностью присоединения рукоятки, предпочтительно магнитной рукоятки. Наличие данных элементов обеспечивает создание оптимальных условий для поддержания заданных параметров перфузии при хранении и транспортировке донорского органа.The reservoir for the donor organ is preferably equipped with at least one element selected from the group including at least a temperature sensor of the perfusion solution, a connector for an invasive organ temperature sensor, a connector for a bile drainage, a disposable silicone or polyethylene spider web for fixing the donor organ with the possibility of adjusting the depth of immersion in the preservative solution, a transparent, lockable, sealed cover made of a material with low thermal conductivity, preferably glass, with the possibility of attaching a handle, preferably a magnetic handle. The presence of these elements ensures the creation of optimal conditions for maintaining the specified perfusion parameters during storage and transportation of the donor organ.
В различных предпочтительных формах реализации система газонасыщения содержит, по меньшей мере, мембранный оксигенатор и/или пузырьковый оксигенатор.In various preferred embodiments, the gas saturation system comprises at least a membrane oxygenator and / or a bubble oxygenator.
В предпочтительных формах реализации система контроля параметров перфузии содержит по меньшей мере один датчик, выбранный из группы, включающей, по меньшей мере, инвазивный датчик измерения температуры донорского органа, датчик измерения температуры раствора в резервуаре для донорского органа, датчик измерения температуры перфузионного раствора на выходе из оксигенатора, датчик измерения инвазивного давления перфузионного раствора, датчик измерения потока перфузионного раствора, причем система может содержать более одного датчика одного типа. Указанная система датчиков позволяет оценивать и контролировать основные параметры перфузии, а также состояние и функциональность донорского органа.In preferred forms of implementation, the system for monitoring perfusion parameters contains at least one sensor selected from the group including at least an invasive sensor for measuring the temperature of the donor organ, a sensor for measuring the temperature of the solution in the reservoir for the donor organ, a sensor for measuring the temperature of the perfusion solution at the outlet from an oxygenator, a sensor for measuring invasive pressure of a perfusion solution, a sensor for measuring a flow of a perfusion solution, and the system may contain more than one sensor of the same type. The specified system of sensors makes it possible to assess and monitor the basic parameters of perfusion, as well as the state and functionality of the donor organ.
Система управления параметрами перфузии предпочтительно содержит, по меньшей мере, блок визуализации и блок управления для наглядного отображения результатов и удобства изменения параметров перфузии соответственно.The system for controlling the perfusion parameters preferably contains at least a visualization unit and a control unit for visual display of the results and the convenience of changing the perfusion parameters, respectively.
В предпочтительных формах реализации блок управления выполнен в виде блока автоматического или автоматизированного управления и включает в себя центральный компьютер, программное обеспечение, блок передачи данных.In preferred forms of implementation, the control unit is made in the form of an automatic or automated control unit and includes a central computer, software, and a data transmission unit.
В альтернативных предпочтительных формах реализации блок управления выполнен в виде блока ручного управления и включает в себя элементы ручного управления переключением скорости перфузии, включением/отключением охлаждения перфузионного раствора, включением/отключением подогрева перфузионного раствора.In alternative preferred forms of implementation, the control unit is made in the form of a manual control unit and includes elements for manual control of switching the perfusion rate, turning on / off the cooling of the perfusion solution, and turning on / off the heating of the perfusion solution.
Настоящее изобретение далее поясняется предпочтительным, но не ограничивающим объем притязаний примером исполнения заявляемого устройства перфузионного кондиционирования донорского органа со ссылками на позиции чертежа, на котором представлена блок-схема устройства перфузионного кондиционирования донорского органа.The present invention is further illustrated by a preferred, but non-limiting example of the implementation of the inventive device for perfusion conditioning of a donor organ with reference to the position of the drawing, which shows a block diagram of a device for perfusion conditioning of a donor organ.
На чертеже схематично изображено устройство перфузионного кондиционирования донорского органа, содержащее резервуар 1 для донорского органа 2 с консервирующим раствором, циркулирующим в устройстве в качестве перфузионного раствора 3, систему перфузии, включающую перфузионную магистраль 4 для подачи перфузионного раствора с подключением к сосуду(ам) донорского органа 2, перфузионную магистраль 5 для забора раствора 3 из резервуара 1 для донорского органа и насосы притока 6 и оттока 7 перфузионного раствора 3 с регулятором 8 потока, систему термостабилизации, систему 9 газонасыщения, систему 10 фильтрации и систему 11 контроля параметров перфузии, включающую датчик 12 температуры, инвазивный датчик 13 температуры донорского органа, выполненный с возможностью измерения температуры в центральной области донорского органа 2, датчик 14 измерения температуры в резервуаре 1, датчик 15 измерения температуры перфузионного раствора 3 на выходе из оксигенатора 16 и датчик 17 давления. Устройство содержит также систему 18 управления параметрами перфузии. В представленной на чертеже форме реализации система термостабилизации выполнена трехконтурной и содержит контур статической термостабилизации, контур динамической термостабилизации и контур активной термостабилизации. При этом контур статической термобилизации включает в себя контейнер 19 с высокотеплопроводным наполнителем 20 заданной температуры для размещения в нем резервуара 1 для донорского органа и участка 21 перфузионной магистрали 4 для подачи перфузионного раствора 3. Контур динамической термостабилизации включает элементы 22 Пельтье, расположенные непосредственно под дном контейнера 19 с высокотеплопроводным наполнителем 20 и выполненные с возможностью поддержания заданной температуры донорского органа 2 в диапазоне от 3,5 до 37,5°С. В представленной форме реализации элементы 22 Пельтье связаны с системой 18 управления параметрами перфузии и дополнительно связаны с системой 23 ручной регулировки температуры. Активный контур термостабилизации сформирован участком 21 перфузионной магистрали 4 для подачи перфузионного раствора, выполненным в виде трубчатого теплообменника и расположенным в контейнере 19 с высокотеплопроводным наполнителем 20 под резервуаром 1 для донорского органа.The drawing schematically shows a device for perfusion conditioning of a donor organ containing a reservoir 1 for a donor organ 2 with a preservative solution circulating in the device as a perfusion solution 3, a perfusion system including a perfusion line 4 for supplying a perfusion solution with connection to the vessel (s) of the donor organ 2, a perfusion line 5 for taking a solution 3 from a reservoir 1 for a donor organ and pumps for the inflow 6 and outflow 7 of the perfusion solution 3 with a flow regulator 8, a thermal stabilization system, a gas saturation system 9, a filtration system 10 and a system 11 for monitoring perfusion parameters, including a sensor 12 temperature, an invasive sensor 13 for the temperature of the donor organ, configured to measure the temperature in the central region of the donor organ 2, a sensor 14 for measuring the temperature in the reservoir 1, a sensor 15 for measuring the temperature of the perfusion solution 3 at the outlet of the oxygenator 16 and a pressure sensor 17. The device also contains a system 18 for controlling perfusion parameters. In the form of implementation presented in the drawing, the thermal stabilization system is made three-circuit and contains a static thermal stabilization circuit, a dynamic thermal stabilization circuit and an active thermal stabilization circuit. In this case, the static thermobilization circuit includes a container 19 with a highly thermally conductive filler 20 of a given temperature to accommodate a reservoir 1 for a donor organ and a section 21 of a perfusion line 4 for supplying a perfusion solution 3. The dynamic thermal stabilization circuit includes Peltier elements 22 located directly under the bottom of the container 19 with a highly thermally conductive filler 20 and made with the ability to maintain a predetermined temperature of the donor organ 2 in the range from 3.5 to 37.5 ° C. In the presented form of implementation, the Peltier elements 22 are connected with the system 18 for controlling the perfusion parameters and are additionally connected with the system 23 for manual temperature control. The active thermal stabilization circuit is formed by a section 21 of the perfusion line 4 for supplying a perfusion solution, made in the form of a tubular heat exchanger and located in a container 19 with a highly heat-conducting filler 20 under a reservoir 1 for a donor organ.
Резервуар 1 для донорского органа снабжен множеством разъемов 24, выполненных с возможностью подключения перфузионных канюлей (позицией на чертеже не обозначены) для различных органов и канюли для отвода перфузионного раствора 3.The reservoir 1 for the donor organ is equipped with a plurality of connectors 24 made with the possibility of connecting perfusion cannulas (not indicated in the drawing) for various organs and a cannula for withdrawing the perfusion solution 3.
- 3 038473- 3 038473
В представленной на чертеже форме реализации система 10 фильтрации устройства содержит множество фильтров (на чертеже отдельно не изображены) для удаления из перфузионного раствора 3 форменных элементов крови, а система 25 сорбции перфузионного раствора содержит множество сорбционных колонок (на чертеже отдельно не изображены) с угольным сорбентом, липополисахаридным сорбентом и/или иммуносорбентом.In the embodiment shown in the drawing, the device filtration system 10 contains a plurality of filters (not shown separately in the drawing) to remove 3 blood cells from the perfusion solution, and the perfusion solution sorption system 25 contains a plurality of sorption columns (not shown separately in the drawing) with a carbon sorbent , lipopolysaccharide sorbent and / or immunosorbent.
В представленной на чертеже форме реализации система 9 газонасыщения устройства содержит пузырьковый оксигенатор 16.In the embodiment shown in the drawing, the gas saturation system 9 of the device comprises a bubble oxygenator 16.
Система 18 управления параметрами перфузии содержит блок 26 визуализации и блок 27 управления. При этом блок 27 управления включает в себя в том числе элементы 28 ручного управления переключением скорости перфузии, включением/отключением охлаждения перфузионного раствора, включением/отключением подогрева перфузионного раствора.The system 18 for controlling the perfusion parameters comprises a visualization unit 26 and a control unit 27. In this case, the control unit 27 includes, among other things, elements 28 of manual control for switching the perfusion speed, turning on / off the cooling of the perfusion solution, turning on / off the heating of the perfusion solution.
Заявляемое устройство перфузионного кондиционирования донорского органа работает следующим образом. В резервуар 1 с консервирующим раствором помещают донорский орган 2 и посредством соответствующих перфузионных канюлей через соответствующий разъем 24 подключают к системе. Перфузионную магистраль 4 для подачи перфузионного раствора 3 таким образом через соответствующие разъем 24 и канюлю связывают с сосудом(ми) донорского органа 2. В центральную область донорского органа 2 (через сосуд(ы)) помещают инвазивный датчик 13 температуры. Посредством блока 27 управления (в частности, с помощью элементов 28 ручного управления) в системе 18 управления параметрами перфузии, содержащей для удобства восприятия информации о параметрах также блок 26 визуализации, задают необходимые параметры перфузии.The inventive device for perfusion conditioning of a donor organ works as follows. A donor organ 2 is placed in a reservoir 1 with a preservative solution and is connected to the system by means of appropriate perfusion cannulas through the corresponding connector 24. The perfusion line 4 for supplying the perfusion solution 3 is thus connected through the corresponding connector 24 and the cannula to the vessel (s) of the donor organ 2. An invasive temperature sensor 13 is placed in the central region of the donor organ 2 (through the vessel (s)). By means of the control unit 27 (in particular, using the manual control elements 28) in the system 18 for controlling the perfusion parameters, which also contains the visualization unit 26 for the convenience of perceiving information about the parameters, the necessary perfusion parameters are set.
В системе формируют три контура термостабилизации. Контур статической термобилизации включает в себя контейнер 19 с высокотеплопроводным наполнителем 20 заданной температуры. Термостабилизация в данном случае обеспечивается за счет температуры высокотеплопроводного наполнителя 20, передаваемой через стенки резервуара 1 для донорского органа находящемуся в резервуаре 1 перфузионному раствору 3. Контур динамической термостабилизации включает элементы 22 Пельтье, расположенные непосредственно под дном контейнера 19 с высокотеплопроводным наполнителем 20. Это обеспечивает возможность поддержания заданной температуры высокотеплопроводного наполнителя 20 и, следовательно, заданной температуры донорского органа 2. Активный контур термостабилизации сформирован участком 21 перфузионной магистрали 4 для подачи перфузионного раствора 3, выполненным в виде трубчатого теплообменника и расположенным в контейнере 19 с высокотеплопроводным наполнителем 20 под резервуаром 1 для донорского органа, что обеспечивает возможность поддержания заданной температуры циркулирующего в системе перфузионного раствора 3 на максимально возможной протяженности магистралей 4, 5 и позволяет стабилизировать температуру перфузионного раствора 3 на различных участках магистралей 4, 5.Three thermal stabilization circuits are formed in the system. The static thermobilization circuit includes a container 19 with a highly thermally conductive filler 20 of a predetermined temperature. Thermal stabilization in this case is provided due to the temperature of the highly thermally conductive filler 20, transmitted through the walls of the reservoir 1 for the donor organ to the perfusion solution 3 in the reservoir 1. maintaining a predetermined temperature of a highly heat-conducting filler 20 and, therefore, a predetermined temperature of a donor organ 2. The active thermal stabilization circuit is formed by a section 21 of a perfusion line 4 for supplying a perfusion solution 3, made in the form of a tubular heat exchanger and located in a container 19 with a highly heat-conducting filler 20 under a reservoir 1 for a donor organ, which makes it possible to maintain the specified temperature of the perfusion solution 3 circulating in the system at the maximum possible length of the lines 4, 5 and allows stabilize the temperature of the perfusion solution 3 in different sections of the lines 4, 5.
Наличие в системе нескольких контуров термостабилизации позволяет эффективно и достаточно простым образом поддерживать в системе заданные температурные условия.The presence of several thermal stabilization circuits in the system makes it possible to effectively and in a fairly simple way maintain the specified temperature conditions in the system.
Элементы 22 Пельтье связаны с системой 18 управления параметрами перфузии и дополнительно могут быть связаны с системой 23 ручной регулировки температуры, что позволяет автоматически и/или вручную механически отрегулировать температуру при каких-либо отклонениях от заданного значения. В системе предусмотрена регулировка заданной температуры в диапазоне от 3,5 до 37,5°С, что обеспечивает возможность создания по необходимости гипотермических, субнормотермических или нормотермических условий.The Peltier elements 22 are connected with the system 18 for controlling the perfusion parameters and can additionally be connected with the system 23 for manual temperature control, which allows automatic and / or manual mechanical adjustment of the temperature in case of any deviations from the set value. The system provides for the regulation of the set temperature in the range from 3.5 to 37.5 ° C, which makes it possible to create, if necessary, hypothermic, subnormal or normothermal conditions.
После подключения органа и выбора нужных условий проведения перфузии устройство включают. Перфузионный раствор 3 из резервуара 1 с донорским органом по перфузионной магистрали 4 для забора раствора 3 посредством насоса 7 оттока через систему 10 фильтрации и/или систему 25 сорбции направляется в систему 9 газонасыщения, где происходит насыщение раствора кислородом посредством мембранного и/или пузырькового оксигенатора 16. Объемная скорость потока перфузионного раствора 3 регулируется с помощью регулятора 8 потока в диапазоне, например от 40 до 230 мл/мин.After connecting the organ and choosing the necessary conditions for perfusion, the device is turned on. The perfusion solution 3 from the reservoir 1 with the donor organ through the perfusion line 4 for taking the solution 3 by means of the outflow pump 7 through the filtration system 10 and / or the sorption system 25 is directed to the gas saturation system 9, where the solution is saturated with oxygen by means of a membrane and / or bubble oxygenator 16 The volumetric flow rate of the perfusion solution 3 is controlled by the flow regulator 8 in the range of, for example, 40 to 230 ml / min.
Система 10 фильтрации содержит плазмофильтр для удаления форменных элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), которые неизбежно вымываются из донорского органа в начале перфузии. Наличие клеток крови в перфузионной системе нежелательно, так как это приводит к нарушению проходимости микроциркуляторного русла органа и повреждению его эндотелия.The filtration system 10 contains a plasma filter to remove blood cells (erythrocytes, leukocytes, platelets), which are inevitably washed out from the donor organ at the beginning of perfusion. The presence of blood cells in the perfusion system is undesirable, as this leads to disruption of the microvasculature of the organ and damage to its endothelium.
Система 25 сорбции может содержать сорбционные колонки с угольным сорбентом, липополисахаридным сорбентом, иммуносорбентом. Система может содержать сорбционные колонки как всех типов (предпочтительно), так и в любом сочетании в зависимости от условий проведения перфузии, органа и т.п. условий.Sorption system 25 may contain sorption columns with carbon sorbent, lipopolysaccharide sorbent, immunosorbent. The system can contain sorption columns of all types (preferably), and in any combination, depending on the conditions of perfusion, organ, etc. conditions.
Так, сорбционная колонка с угольным сорбентом устанавливается для удаления средних молекул, свободных радикалов, а также других продуктов распада и жизнедеятельности клеток.Thus, a sorption column with a carbon sorbent is installed to remove medium molecules, free radicals, as well as other products of cell decay and vital activity.
Сорбционная колонка с липополисахаридным сорбентом устанавливается для удаления возможных ЛПС-содержащих бактерий, поскольку орган, эксплантированный у донора, может являться потенциально инфицированным вследствие длительного нахождения в отделениях интенсивной терапии и реанимации, которые, как правило, контаминированы внутрибольничной микрофлорой.An adsorption column with a lipopolysaccharide sorbent is installed to remove possible LPS-containing bacteria, since an organ explanted from a donor can be potentially infectious due to a long stay in intensive care and intensive care units, which, as a rule, are contaminated with nosocomial microflora.
- 4 038473- 4 038473
Колонки с иммуносорбентом устанавливаются для удаления антител, антигенов и их фрагментов из перфузионного раствора.Columns with immunosorbent are installed to remove antibodies, antigens and their fragments from the perfusion solution.
При использовании оксигенатора 16 пузырькового типа раствор 3 вначале доставляется в нижнюю часть пеноуловителя (позицией на чертеже не обозначен), где расположен оксигенатор 16, подключенный к баллону (на чертеже не изображен) с кислородом. В оксигенаторе 16 перфузионный раствор 3 орошается большим количеством пузырьков кислорода, подаваемого из баллона, а затем проходит через пеноуловитель (позицией на чертеже не обозначен) и стекает в резервуар-отстойник (позицией на чертеже не обозначен). Уровень подачи кислорода из баллона регулируется в диапазоне от 1 до 15 л/мин. Насос 6 притока устройства обеспечивает нагнетание оксигенированного перфузионного раствора 3 по перфузионной магистрали 4 через систему термостабилизации и систему 11 контроля параметров перфузии, включающую датчик 12 температуры, инвазивный датчик 13 температуры, датчик 14 измерения температуры в резервуаре, датчик 15 измерения температуры перфузионного раствора на выходе из оксигенатора 16 и датчик 17 давления, в сосуды донорского органа 2. Информация с датчиков отображается в режиме реального времени на блоке 26 визуализации, измерителе оксигенации, давления и температуры.When using a bubble-type oxygenator 16, the solution 3 is first delivered to the lower part of the foam trap (not shown in the drawing), where the oxygenator 16 is located, connected to a cylinder (not shown) with oxygen. In the oxygenator 16, the perfusion solution 3 is irrigated with a large number of oxygen bubbles supplied from the cylinder, and then passes through the foam catcher (not indicated by the position in the drawing) and flows into the settling tank (not indicated by the reference in the drawing). The oxygen supply level from the cylinder is regulated in the range from 1 to 15 l / min. The pump 6 of the inflow of the device provides the injection of the oxygenated perfusion solution 3 through the perfusion line 4 through the thermal stabilization system and the system 11 for monitoring perfusion parameters, including a temperature sensor 12, an invasive temperature sensor 13, a temperature sensor 14 in the reservoir, a sensor 15 for measuring the temperature of the perfusion solution at the outlet from oxygenator 16 and pressure sensor 17, into the vessels of the donor organ 2. Information from the sensors is displayed in real time on the imaging unit 26, the oxygenation, pressure and temperature meter.
Перфузионный раствор 3 вытекает из сосуда донорского органа в резервуар 1, откуда вновь прокачивается насосом оттока 7 по контурам устройства.The perfusion solution 3 flows out of the vessel of the donor organ into the reservoir 1, from where it is pumped again by the outflow pump 7 along the contours of the device.
Источники информации.Sources of information.
1. Чтобы сохранить донорское сердце живым, его наполняют насыщенной кислородом подогретой кровью и заставляют сокращаться в нужном ритме [Электронный ресурс] - 12 ноября 2019. - Режим доступа: https://faktv.ua/124146-chtobv-sohranit-donorskoe-serdce-zhivym-ego-napolnvayut-nasycshennoi- kislorodom-podogretoi-krovyu-i-zastavlvayut-sokracshatsya-v-nuzhnom-ritme].1. To keep the donor heart alive, it is filled with heated blood saturated with oxygen and forced to contract at the desired rhythm [Electronic resource] - November 12, 2019. - Access mode: https://faktv.ua/124146-chtobv-sohranit-donorskoe-serdce -zhivym-ego-napolnvayut-nasycshennoi- kislorodom-podogretoi-krovyu-i-zastavlvayut-sokracshatsya-v-nuzhnom-ritme].
2. Федорук A.M. Перфузионное кондиционирование аллографтов печени и почек/А.М. Федорук//Новости хирургии. Том 26. - 2018. - № 2.2. Fedoruk A.M. Perfusion conditioning of liver and kidney allografts / A.M. Fedoruk // Surgery news. Volume 26. - 2018. - No. 2.
3. Патент RU 2489855, опубл. 20.08.2013 г.3. Patent RU 2489855, publ. 08/20/2013
4. Патент RU 172275, опубл. 03.07.2017 г.4. Patent RU 172275, publ. 03.07.2017
5. Патент BY 11222, опубл. 30.10.2016 г.5. Patent BY 11222, publ. 30.10.2016
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000057A EA038473B1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Device for perfusion conditioning of donor organ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000057A EA038473B1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Device for perfusion conditioning of donor organ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202000057A1 EA202000057A1 (en) | 2021-06-30 |
| EA038473B1 true EA038473B1 (en) | 2021-09-02 |
Family
ID=76807425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202000057A EA038473B1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Device for perfusion conditioning of donor organ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA038473B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114740728B (en) * | 2022-04-25 | 2023-03-03 | 哈尔滨工业大学 | Isolated heart perfusion blood pressure self-adaptive control method based on semi-parametric model |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020161349A1 (en) * | 2000-06-05 | 2002-10-31 | Argmed Kb | Cerebral temperature control |
| JP2004275452A (en) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Yuichi Mori | Biosurgery system using drug with temperature transition property, temperature controlling catheter and treatment method |
| KR20080071145A (en) * | 2005-10-24 | 2008-08-01 | 마시오 마크 아우렐리오 마틴스 애브리우 | Apparatus and method for measuring biologic parameters |
| US20090291486A1 (en) * | 2004-01-13 | 2009-11-26 | Organ Transport Systems, Inc. | Organ preservation apparatus and methods |
| RU2482674C1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-05-27 | МБУЗ Городская клиническая больница №3 им. М.А. Подгорбунского (МБУЗ ГКБ №3) | Method of liver preservation in transplantation |
| WO2015138832A1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | The General Hospital Corporation | Devices and methods to improve and assess viability of human livers |
| WO2017160191A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Игорь Алексеевич Филатов | Device for driving a perfusion circuit pump for restoring blood circulation and blood oxygenation |
| RU2017123623A (en) * | 2014-12-19 | 2019-01-21 | Институт Д'Инвестигасионс Биомедикес Аугуст Пи И Суниер (Идибапс) | DEVICE FOR TRANSPORTATION AND CONSERVATION OUTSIDE THE ORGANISM OF THE BIOLOGICAL SAMPLE AND THE RELATED METHOD |
-
2019
- 2019-12-26 EA EA202000057A patent/EA038473B1/en unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020161349A1 (en) * | 2000-06-05 | 2002-10-31 | Argmed Kb | Cerebral temperature control |
| JP2004275452A (en) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Yuichi Mori | Biosurgery system using drug with temperature transition property, temperature controlling catheter and treatment method |
| US20090291486A1 (en) * | 2004-01-13 | 2009-11-26 | Organ Transport Systems, Inc. | Organ preservation apparatus and methods |
| KR20080071145A (en) * | 2005-10-24 | 2008-08-01 | 마시오 마크 아우렐리오 마틴스 애브리우 | Apparatus and method for measuring biologic parameters |
| RU2482674C1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-05-27 | МБУЗ Городская клиническая больница №3 им. М.А. Подгорбунского (МБУЗ ГКБ №3) | Method of liver preservation in transplantation |
| WO2015138832A1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | The General Hospital Corporation | Devices and methods to improve and assess viability of human livers |
| RU2017123623A (en) * | 2014-12-19 | 2019-01-21 | Институт Д'Инвестигасионс Биомедикес Аугуст Пи И Суниер (Идибапс) | DEVICE FOR TRANSPORTATION AND CONSERVATION OUTSIDE THE ORGANISM OF THE BIOLOGICAL SAMPLE AND THE RELATED METHOD |
| WO2017160191A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Игорь Алексеевич Филатов | Device for driving a perfusion circuit pump for restoring blood circulation and blood oxygenation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA202000057A1 (en) | 2021-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020286215B2 (en) | Method and apparatus for extracorporeal support of premature fetus | |
| US9706769B2 (en) | Apparatus and method for maintaining and/or restoring viability of organs | |
| US10946134B2 (en) | Systems and methods for treating blood | |
| US5955353A (en) | Hollow fiber bioreactor with an extrafilament flow plug | |
| WO1988005261A1 (en) | Total organ perfusion system | |
| US20150231324A1 (en) | Systems And Methods For Treating Blood | |
| US20110003275A1 (en) | System and method for organ evaluation and preservation | |
| US4705508A (en) | Apparatus and method for rapid infusion of circulatory supportive fluids | |
| US20210259240A1 (en) | System and Method for Organ Maintenance and Transport | |
| Nösser et al. | Development of a rat liver machine perfusion system for normothermic and subnormothermic conditions | |
| EA038473B1 (en) | Device for perfusion conditioning of donor organ | |
| RU172275U1 (en) | Automated device for normothermic perfusion of an isolated donor liver | |
| Renkin | Techniques of vascular perfusion | |
| US20240032528A1 (en) | A system for storing or cultivating of an organ or tissue model and uses thereof | |
| WO2022055464A1 (en) | Live whole blood organ bath |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent |