ITMO20090194A1 - Dispositivo ossigenatore - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione riguarda un dispositivo riguarda un dispositivo ossigenatore di sangue che ha struttura sostanzialmente cilindrica che comprende una parete interna ed una parete esterna le quali delimitano una porzione di spazio per contenere uno strato di capillari realizzati con una membrana microporosa e destinati ad essere lambiti esternamente dal sangue che percorre con direzione sostanzialmente perpendicolare ai capillari la porzione di spazio che à ̈ anche dotata di vie di comunicazione con l’esterno.

Stato della Tecnica

Sono da tempo noti ed utilizzati in ambito medicale dispositivi monouso scambiatori di ossigeno, predisposti per cedere ossigeno al sangue rimuovendo nel contempo l’anidride carbonica eccedente in pazienti durante trattamenti terapeutici in circolazione extracorporea.

Questi dispositivi noti sono costituiti da corpi sostanzialmente cilindrici che racchiudono al loro interno una camera di ossigenazione in cui viene sistemato un gruppo di scambio.

Quest’ultimo à ̈ costituito normalmente da una moltitudine di cosiddette fibre cave sostanzialmente parallele che hanno ciascuna un lume di ampiezza di alcune centinaia di micron e che sono realizzate con una membrana flessibile, permeabile esclusivamente ai gas, ma non ai fluidi.

Le estremità deile fibre cave sono trattenute in due corrispondenti elementi di collegamento, denominati “pottings†realizzati normalmente con collanti a base poliuretanica.

In pratica, i corpi contenitori di questi dispositivi ossigenatori, oppure brevemente anche solo ossigenatori, sono dotati di una prima coppia di aperture di ingresso e di una uscita per il sangue che à ̈ costretto a scorrere in un percorso prestabilito all’interno deH’ossigenatore che lo obbliga a lambire le fibre cave con direzione sostanzialmente perpendicolare a queste, arricchendosi di ossigeno e cedendo anidride carbonica, e di una seconda coppia di aperture ingresso e di uscita destinate sia alia alimentazione dell’ossigeno gassoso, in forma pura oppure in forma diluita con altri gas, come, ad esempio l’azoto, sia allo scarico di anidride carbonica ceduta dal sangue durante la fase di ossigenazione.

In pratica, il funzionamento di questi dispositivi prevede che il sangue da ossigenare, proveniente dal paziente e trasportato da una linea di trasporto, entri nell’ossigenatore attraverso la apertura di ingresso prevista per quest’ultimo, lambisca la moltitudine di fibre cave airinterno delle quali viene fatta scorrere un flusso di ossigeno, oppure la miscela di ossigeno e di altri gas diluenti, ricevendone ossigeno e cedendo anidride carbonica per differenze di concentrazioni, ed esca ossigenato dalla apertura di uscita, diretto verso il paziente attraverso una linea di collegamento di ritorno.

L’ossigeno, oppure la miscela di gas che lo contiene, entra dalla apertura di ingresso prevista per quest’ultimo, viene ceduto al sangue mentre l’anidride carbonica viene ceduta dal sangue alle fibre cave ed espulsa attraverso l’uscita prevista per questo scopo.

Il moto del flusso del sangue che proviene dal paziente, attraversa l'ossigenatore e ritorna al paziente può essere generato e mantenuto sia utilizzando l’azione di una pompa che può essere montata lungo un circuito di tubi che formano la linea di collegamento fluido tra paziente ed ossigenatore, sia per semplice gravità, cioà ̈ per differenza di carico piezometrico, ponendo l’ossigenatore ad una quota inferiore di quella alla quale giace il paziente o ancora ponendo in comunicazione tra loro due accessi vascolari di quest’ultimo, indirizzando il flusso sanguigno di un’arteria su di una vena, sfruttando il gradiente di pressione che esiste per effetto della pulsazione cardiaca, per generare un flusso sanguigno all’interno del dispositivo, quindi senza l’ausilio di una pompa esterna, secondo uno schema artero-venoso.

In ogni caso, all’interno dell’ossigenatore si genera una pressione maggiore di quella atmosferica, tale da superare la somma delle resistenze meccaniche incontrate dal sangue durante il suo scorrimento nei tubi, durante l'attraversamento del dispositivo in cui sono alloggiate le fibre cave e quelle del sistema circolatorio periferico del paziente, in modo tale da garantire la possibilità di mantenerne attiva la circolazione lungo il percorso di ossigenazione.

Un’ulteriore necessità che questi ossigenatoli devono soddisfare à ̈ avere una superficie di scambio efficace in rapporto alle loro dimensioni complessive, che devono mantenersi, invece, entro limiti ristretti sia per ragioni di ingombro e di maneggevolezza, sia perché per riempire il dispositivo ed il circuito annesso deve essere sottratta al paziente una frazione di sangue , anche se solamente diluita con soluzioni fisiologiche.

Un ossigenatore del tipo decritto sopra à ̈ noto da US 5,817,278.

Secondo questo documento, à ̈ previsto un ossigenatore che ha un corpo cilindrico formato da una parete esterna e da una parete interna concentrica alla parete esterna, ma di diametro inferiore, cosicché tra queste pareti interna ed esterna resta definita una camera di ossigenazione.

In questa camera di ossigenazione, che ha percorsi di ingresso e di uscita in comunicazione con l’esterno, à ̈ sistemato un gruppo di fibre cave realizzate in modo noto con una membrana permeabile ai gas e nelle quali viene fatto scorrere ossigeno.

II gruppo di fibre cave ha un volume tale da avvolgere la parete interna fino a lambire la parete esterna ed à ̈ mantenuto distaccato da queste in alcuni punti prestabiliti per mezzo di una serie di nervature longitudinali che si protendono in rilievo dalle pareti interna ed esterna e che fungono da distanziatori.

In questo modo vengono definiti tra il gruppo di fibre cave e le pareti interna ed esterna, dei passaggi longitudinali liberi che vengono occupati dal flusso di sangue durante lo scorrimento nell’ossigenatore e che generano in questo un flusso sostanzialmente ondulato che attraversa l'avvolgimento di fibre cave catturando l’ossigeno che scorre in queste ultime e cedendo l’anidride carbonica che viene trasportata verso l’esterno.

Un altro dispositivo ossigenatore à ̈ noto dal documento EP 1.557.185.

Secondo questo documento à ̈ previsto un ossigenatore cha ha un corpo cilindrico cavo che definisce al proprio interno una camera di scambio nella quale à ̈ sistemato un avvolgimento di fibre cave.

Anche in questo caso, le estremità delle fibre cave sono trattenute da due rispettivi elementi terminali denominati “potting†e realizzati con materiale plastico.

La camera di ossigenazione à ̈ formata da due semi-camere in ciascuna delle quali à ̈ sistemato un rispettivo avvolgimento di fibre cave che sono disposte perpendicolari ad una apertura di ingresso ed una uscita del sangue da ossigenare, le quali sono sistemate contrapposte tra foro.

Ognuno degli avvolgimenti di fibre cave definisce, al centro deirawolgimento, una camera più piccola in cui à ̈ sistemato un diaframma di forma sostanzialmente appiattita, monolitico, impermeabile al flusso di sangue e che ha le estremità mantenute a contatto con ravvolgimento di fibre cave.

Questo diaframma presenta una sezione trasversale sagomata in modo tale da avere superfici che respingono il flusso di sangue che tenta di attraversarlo nel percorso tra la apertura di ingresso e quella di uscita, e lo deviano verso l'avvolgimento di fibre cave, inducendo, in questo modo, un moto ondulatorio nel flusso di sangue da ossigenare che, pertanto, attraversa l'avvolgimento di fibre cave in più zone, creando lo scambio desiderato tra ossigeno e sangue e tra anidride carbonica rilasciata dal sangue e le fibre cave che formano l’avvolgimento.

Nel corpo dell’ossigenatore secondo questo documento sono definite due camere vicine, ma isolate, che sono disposte specularmente rispetto ad un piano mediano di simmetria.

Inoltre, sono previsti, ancora specularmente, una serie di passaggi longitudinali e paralleli che agevolano il passaggio dei flussi di sangue e che formano camere di accumulo di anidride carbonica da espellere verso l’esterno attraverso aperture previste per questo scopo.

Questo stato della tecnica presenta una serie di inconvenienti.

Un primo inconveniente à ̈ che l’aumento delle perdite di carico che si generano all’interno degli ossigenatoti noti a causa delle resistenze al moto del flusso di sangue determina il danneggiamento delle membrane cellulari dei globuli rossi comportando emolisi.

Un altro inconveniente à ̈ che gli ossigenatori noti hanno una struttura molto complessa e fa loro realizzazione risulta lunga e costosa.

Un ulteriore inconveniente à ̈ che gli ossigenatori noti richiedono il riempimento del loro interno con un volume consistente di sangue che deve essere prelevato e sottratto al paziente per la circolazione extra-corporea ed eventualmente compensato con adeguati volumi di sostanze diluenti.

Un ulteriore inconveniente à ̈ che negli ossigenatori noti c’à ̈ la tendenza alla formazione spontanea di zone nelle quali il flusso di sangue ristagna, creando le condizioni per la degenerazione veloce delle performance di scambio gassoso e la formazione di coaguli molto pericolosi per i pazienti.

Un altro inconveniente à ̈ che gli ossigenatori noti se non utilizzati in tempi brevi dalia loro realizzazione, tendono, con il passare dei tempo, a subire un processo di deperimento dei componenti realizzati con materiali plastici.

Questo deperimento può generare deformazioni dei componenti tali da creare tra questi degli interstizi indesiderati che si trasformano in passaggi liberi per il sangue che, quindi, li percorre senza preventivamente lambire le fibre cave e senza poter essere adeguatamente ossigenato e lavato dall'anidride carbonica in eccesso, prima di tornare al paziente.

Presentazione dell’invenzione

Uno scopo dell’invenzione à ̈ migliorare lo stato della tecnica nota.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ realizzare un dispositivo ossigenatore che permetta di ossigenare il sangue di pazienti in modo soddisfacente in rapporto a dimensioni che devono essere le più contenute possibili.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ realizzare un dispositivo ossigenatore che richieda la sottrazione, al paziente, di quantità modeste di sangue necessario per essere riempito e per funzionare correttamente.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ realizzare un dispositivo ossigenatore che possa funzionare anche con pressioni molto basse, che oltre a garantire una migliore integrità delle membrane cellulari dei globuli rossi possa funzionare anche senza l’ausilio di una pompa ma solamente sfruttando il gradiente di pressione tra il paziente e ii dispositivo o in alternativa in uno schema artero-venoso sfruttando la sola differenza di pressione tra due vasi.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ realizzare un dispositivo ossigenatore che, nonostante un progressivo e inevitabile invecchiamento e conseguente deperimento dei materiali, permetta di ossigenare ugualmente e con costanza di prestazioni il flusso di sangue che lo attraversa al momento dell’uso e per l’intero periodo di vita del dispositivo stesso.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ realizzare un dispositivo ossigenatore che eviti la formazione di emboli e che abbia, nel complesso, una struttura sostanzialmente semplificata rispetto agli ossigenatori noti e, quindi, di costo relativamente contenuto rispetto a questi ultimi e di facile e rapido assemblaggio.

Secondo un aspetto dell'invenzione à ̈ previsto, in accordo alla rivendicazione 1, un dispositivo ossigenatore comprendente un contenitore che ha una prima estremità ed una opposta seconda estremità ed una parete perimetrale che internamente delimitano una camera di ossigenazione attraversabile da un fluido da ossigenare e nella quale à ̈ sistemato un avvolgimento di una pluralità di fibre cave permeabili ai gas destinate ad essere lambite da detto fluido da ossigenare; una sede interna definita centralmente in detto avvolgimento, un diaframma deviatore di flussi di detto fluido da ossigenare sistemato in detta sede interna, almeno una uscita che collega detta camera di ossigenazione con l’esterno, caratterizzato dal fatto che detto diaframma comprende: almeno un condotto di ingresso di detto fluido da ossigenare e due ali deviatrici di flussi che si prolungano in direzioni opposte da detto condotto fino a sostanziale contatto con detta parete perimetrale e che definiscono passaggi longitudinali tra esse e detta parete perimetrale.

L’invenzione consente, pertanto, di creare flussi all'interno del dispositivo ossigenatore che hanno un percorso geometrico-ondulatorio, in quanto la conformazione del dispositivo ossigenatore costrìnge il fluido da ossigenare ad attraversare più volte l'avvolgimento di fibre cave, migliorando Io scambio gassoso con queste, evitando anche la formazione di coaguli che possono generare pericolosi trombo-emboli.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive di un dispositivo ossigenatore secondo la presente invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 à ̈ una vista in scala ingrandita di una sezione trasversale di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, presa lungo un piano di traccia l-l di Figura 2;

la FIG. 2 à ̈ una vista in scala ridotta di una sezione longitudinale di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, presa secondo due piani sfalsati di traccia IMI di Figura 1;

la FIG. 3 à ̈ una vista in scala ridotta di una sezione longitudinale di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, presa secondo un piano di traccia lll-lll di Figura 2;

la FIG. 4 Ã ̈ una vista in prospettiva di un diaframma deviatore di flussi estratto dal dispositivo ossigenatore di Fig. 1 ;

la Fig. 5 à ̈ una vista in sezione trasversale di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, presa lungo un piano di traccia V-V di Fig. 6;

la Fig. 6 à ̈ una vista schematica del dispositivo ossigenatore di Fig. 2; la Fig. 7 à ̈ una vista in sezione trasversale di una ulteriore versione di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione;

le Figg. 8, 9, 10 mostrano in modo schematico tre possibili forme di realizzazione di un circuito di collegamento del dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione con un paziente;

la Fig. 11A à ̈ una vista schematica in sezione trasversale di una ulteriore possibile versione di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, dotato di un primo elemento di termostatazione del fluido da ossigenare;

la Fig. 11B à ̈ una vista schematica in sezione trasversale di una ulteriore possibile versione di un dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, dotato di un secondo elemento di termostatazione del fluido da ossigenare;

le Figg. 12 e 13 sono due viste in prospettiva, rispettivamente anteriore e posteriore, di un diaframma deviatore di flussi estratto dal dispositivo ossigenatore di Fig. 11 e dotato di passaggi di termostatazione del sangue.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alle figure citate, si osserva che con 1 Ã ̈ indicato nel complesso un dispositivo ossigenatore, predisposto per ossigenare un fluido, costituito nel caso esemplificativo specifico da sangue.

Il dispositivo ossigenatore 1 comprende un contenitore 2 che ha una parete laterale 3 e che definisce una prima estremità 4 ed una opposta seconda estremità 5.

All'interno della parete laterale 3, il contenitore 2 forma una camera di ossigenazione 6 nella quale à ̈ sistemata una pluralità 7 di fibre cave 8 che sono assemblate secondo un avvolgimento che le mantiene sostanzialmente parallele tra loro e che hanno corrispondenti estremità trattenute da rispettivi elementi di ritenzione 9 e 10, realizzati preferibilmente con materiale a base poliuretanica e noti come “pottings†.

Le estremità del contenitore 2 sono chiuse con rispettivi coperchi 11 e 12 nei quali sono ricavate alcune aperture, precisamente: nel coperchio 11 sono ricavate una apertura di ingresso 13 di sangue proveniente da un paziente “P†, dotata di una imboccatura sporgente 13’ di tipo standardizzato, una apertura 14 di ingresso di un fluido ossigenante, nel caso specifico ossigeno oppure una miscela che contiene ossigeno in percentuale elevata, la quale à ̈ dotata di una imboccatura 14’ standardizzata, mentre, nel coperchio 12 sono ricavate una apertura 15 di scarico di gas sottratti dal sangue, dotata di imboccatura standardizzata 15', ed una apertura di uscita 16 del sangue ossigenato, ricavata sul corpo contenitore, che à ̈ collegata con un segmento di ritorno al paziente “P" di un circuito che verrà meglio descritto più avanti e che, come le altre, à ̈ dotata di una imboccatura standardizzata 16’.

Con l’espressione imboccatura standardizzata si intende una imboccatura-maschio che presenta una conicità nota come conicità “Luer†che si restringe progressivamente verso l’esterno per permettere l’innesto di attacchi-femmina o con connessioni porta-tubo da 3/16†, 1/4†o da 3/8" di cui sono normalmente dotati i dispositivi medici utilizzati per trattamenti in circolazione extracorporea.

Nei due coperchi 11 e 12 sono anche ricavate internamente rispettivamente una prima camera di estremità 17 ed una seconda camera di estremità 18 nelle quali sfociano le estremità aperte delle fibre cave 8.

L’avvolgimento di fibre cave 8 forma, con il proprio perimetro interno 19, una sede interna 20 la quale, di fatto, à ̈ una porzione sostanzialmente concentrica della camera di ossigenazione 6 e nella quale à ̈ sistemato di precisione un diaframma 21 deviatore di flussi di sangue che à ̈ preferibilmente realizzato in un solo pezzo, non ha aperture che Io attraversano ed ha una forma particolare, come verrà indicato in dettaglio di seguito.

Con riferimento alle figure 1 e 4 si può osservare che il diaframma 21 ha centralmente un condotto 22 di ingresso del sangue da ossigenare che, come si vede anche nella Fig. 2, à ̈ raccordato con la imboccatura 13' della apertura di ingresso 13 per mezzo di un segmento di raccordo 13†che si infila di precisione sopra alla concorrente estremità del condotto 22.

Quest’ultimo presenta in direzione longitudinale, almeno due aperture di diffusione 23 e 24 che sono destinate, in una configurazione montata del dispositivo ossigenatore 1 , ad essere rivolte da parte opposta rispetto alla apertura di uscita 16 ed attraverso le quali il sangue che entra nel condotto 22 si diffonde all’interno della camera di ossigenazione 6, riempiendola.

II diaframma 21 presenta anche due ali contrapposte 25 e 26 che, in pratica, sono destinate a deviare i flussi di sangue da ossigenare, come verrà spiegato più avanti.

Ognuna di queste ali 25 e 26, che, come si vede nei disegni, sono sostanzialmente di forma, nel complesso, appiattita, comprende una prima superficie ed una opposta seconda superficie, indicate rispettivamente con S1 ed S2 e rispettive porzioni di estremità distale S3 che le raccordano tra loro, nel caso specifico con un profilo sostanzialmente, ma non esclusivamente, arrotondato.

Come si vede nella Fig. 4, in corrispondenza di questo profilo arrotondato S3 sono ricavate una successione di mensole 27 che si prolungano in rilievo dalla superficie S2 e, preferibilmente, solo da questa, mentre la superficie opposta S1 Ã ̈ sostanzialmente piana.

Tra le mensole 27 sono definiti dei passaggi 28 paralleli tra loro, attraverso i quali scorrono i flussi di sangue da ossigenare e che devono lambire le fibre cave 8.

Dalla superficie S2 si protende anche una nervatura 29 in rilievo che, come si vede nella Fig. 1 , à ̈ rivolta da parte opposta rispetto alla apertura di uscita 16 e che à ̈ destinata ad appoggiarsi a contatto con il perimetro interno 19 deH’avvolgimento di fibre cave 8.

Anche le porzioni di estremità distale S3 sono appoggiate a contatto con il perimetro interno 19 come anche i contorni del condotto 22.

Tipicamente, pertanto, tra il diaframma 21, che, come si vede, à ̈ simmetrico rispetto ad un asse minore di simmetria Ύ†del contenitore 2, ed il perimetro interno 19 restano definite da una parte rivolta verso l’apertura di uscita 16, cioà ̈, più precisamente, tra la superficie S1 ed il perimetro interno 19, due passaggi longitudinali e paralleli 30 e 31 , mentre tra la opposta superficie S2 ed il perimetro interno 19 restano definiti quattro ulteriori passaggi longitudinali 32, 33, 34, 35.

Si deve notare anche che nella zona centrale del dispositivo ossigenatore 1 sono ricavate anche due ulteriori nervature in rilievo, rivolte verso la camera di ossigenazione 6 e indicate con 36 e 37, che servono per mantenere posizionata in modo corretto l'avvolgimento di fibre cave 8 all’interno della camera di ossigenazione 6.

Le estremità dell’awolgimento che sono orientate secondo un ulteriore asse “X†del contenitore 2, considerato come asse maggiore del contenitore 2 e che à ̈ normalmente perpendicolare all’asse minore ÎŽ" di simmetria, delimitano insieme alla superfìcie interna della parete perimetrale 3 due ulteriori opposti passaggi longitudinali 38 e 39.

Con riferimento alle Figure 5 e 6, si osserva che il contenitore 2 ha anche due aperture ulteriori, indicate con 40 e 41 che sono ottenute in prossimità di una delle estremità; queste aperture ulteriori sono destinate sfiatare verso l’esterno l’eventuale l'aria che si dovesse accumulare all'interno del dispositivo.

Come si vede complessivamente nelle Figure 1 e 5, osservando le sezioni trasversali del contenitore 2, si nota che questo, in pianta, ha una forma sostanzialmente schiacciata, più allungata lungo l’asse maggiore “X" e più stretta secondo l’asse minore Ύ†e per questa ragione restano definite, pertanto, due facce contrapposte F1 ed F2, nel caso illustrato anche piane e parallele tra loro, che sono raccordate alle estremità con segmenti di raccordo F3 che hanno profilo arrotondato secondo un arco di circonferenza oppure anche secondo un arco di una curvatura che ha profilo diverso da quello di una circonferenza.

Con riferimento alla Fig. 7 si osserva che in una possibile seconda versione attuativa del dispositivo ossigenatore 1 , quest’ultimo ha dimensioni ancora maggiori lungo l’asse maggiore “X†, rispetto alla versione descritta in precedenza, in modo tale da ottenere un percorso di ossigenazione del sangue che ha superfici di scambio maggiorate.

In questo caso, si nota che ciascuna delle ali 25 e 26 presenta nervature 129 e 130 ricavate in rilievo su entrambe le superfici S1 ed S2 e che resta definito tra queste ed il perimetro interno 19 dell’avvolgimento di fibre cave 8 un numero maggiore di passaggi longitudinali.

Con riferimento alle Figure 8, 9, 10, si nota che un paziente "P†à ̈ collegato con un dispositivo ossigenatore 1 secondo l’invenzione per mezzo di una linea di tubi che ha un primo segmento T 1 che proviene dal paziente "P" ed un secondo segmento T2 che toma verso quest’ultimo.

Con riferimento in particolare alle Figure 8 e 9 si nota che a monte del dispositivo ossigenatore 1 à ̈ montata una pompa che può essere di tipo peristaltico, indicata con 42 nella Fig. 9, oppure di tipo centrifugo ed indicata con 43 nella Fig. 8, mentre nella Fig. 10 non compare alcuna pompa poiché la circolazione del sangue dal paziente "P†e verso quest'ultimo à ̈ ottenuta per differenza di carico piezometrico, ponendo il dispositivo ossigenatore 1 ad una quota inferiore a quella a cui viene posto il paziente “P" ponendo in collegamento tra loro due accesi vascolari dello stesso, secondo uno schema artero-venoso.

Con riferimento alle Fig. 11 , 12 e 13, si vede una terza versione del dispositivo ossigenatore secondo l’invenzione, che, in questo caso à ̈ indicato con 100 e che si distingue dalla prima versione decritta in precedenza per il fatto che nella sede interna 20 à ̈ sistemato un elemento di termostatazione 121 del sangue che, oltre a termostatare il sangue, forma anche un diaframma 121 che ha funzioni analoghe a quelle del diaframma 21 descritto in precedenza.

In questo caso, tuttavia, nel diaframma 121 sono ricavati un condotto 122 per l’ingresso del sangue da ossigenare nell’ossigenatore 100 ed anche due condotti aggiuntivi 123 e 124 paralleli al condotto 122, lungo i quali viene fatto scorrere un fluido termostatato, ad esempio acqua riscaldata oppure raffreddata.

Più precisamente, uno dei condotti, nei caso specifico il condotto 124, serve per l’ingresso del fluido termostatato mentre l’altro condotto 123 serve per l’uscita dopo che questo ha ceduto calore al sangue da ossigenare.

Tra questi due condotti 123 e 124 à ̈ prevista una camera 125 che à ̈ collegata ai condotti 124 e 123 per mezzo di passaggi 127 e 128 e nella quale à ̈ sistemato un elemento 126 che ha struttura laminare, preferibilmente piegata secondo uno schema ondulato oppure plissettato, e che ha una superficie 130 destinata ad essere lambita tangenzialmente dal sangue, come indicato con le frecce “SN†nelle Figg. 12 e 13, ed una opposta superficie 131 che à ̈ invece destinata ad essere lambita dal fluido termostatato, come indicato nelle stesse Figg. 12 e 13 con le frecce “A": in questo modo, quest’ultimo può cedere o sottrarre calore al sangue attraverso il contatto con l'elemento laminare 126.

Naturalmente, l’esperto del settore può facilmente comprendere che l’elemento 126 potrà avere anche una forma di realizzazione diversa come, ad esempio, comprendere una pluralità di condotti, realizzati, ad esempio con capillari plastici non porosi ed impermeabili ai liquidi, paralleli alle fibre cave 8 ed ai condotti 123 e 124, all'interno dei quali scorre il fluido per la termostatazione del sangue che, invece, scorre all’esterno degli stessi.

Il funzionamento del dispositivo ossigenatore à ̈ il seguente: il sangue da ossigenare, proveniente dal paziente “P†con il tratto T1 , entra nel dispositivo ossigenatore 1 attraverso la apertura 13 e da questa, per mezzo del tratto di raccordo 13", entra nel condotto 22 dal quale, attraverso le aperture di diffusione 23 e 24 longitudinali si diffonde all’interno della camera di ossigenazione 6, riempiendola.

Contemporaneamente, attraverso le fibre cave 8 viene fatto scorrere un flusso di ossigeno allo stato gassoso oppure una miscela gassosa che contiene una percentuale prestabilita di ossigeno.

Questo gas entra attraverso la apertura di ingresso 14, si espande nella prima camera di estremità 17 e penetra all’interno delle fibre cave 8 le cui estremità sono trattenute dai due elementi di ritenzione 9 e 10.

Poiché le fibre cave 8 sono realizzate, come avviene usualmente, con una membrana di materiale permeabile ai gas, ma impermeabile ai liquidi, durante lo scorrere del sangue a contatto con queste fibre cave 8 avviene lo scambio di ossigeno.

Contemporaneamente, i globuli rossi presenti nei sangue rilasciano anidride carbonica e catturano ossigeno, a causa delle differenze di concentrazioni di ossigeno ed anidride carbonica tra il sangue che scorre all’esterno delle fibre cave 8 ed il gas di ossigeno che scorre ail’interno di queste.

L'anidride carbonica rifasciata dai globuli rossi del sangue viene raccolta nella seconda camera di estremità 18 e da questa viene espulsa verso l’esterno attraverso la apertura di scarico 15.

I flussi di sangue che si diffondono dalle aperture di diffusione 23 e 24 si diffondono all'interno dei passaggi 33 e 34 e quando questi sono riempiti completamente, vengono deviati dalle nervature 29 verso l’avvolgimento di fibre cave 8.

I flussi di sangue attraversano questo avvolgimento ossigenandosi e rilasciando anidride carbonica e si diffondono nella camera di ossigenazione 6.

Quando questa à ̈ riempita, i flussi di sangue vengono deviati nuovamente verso l’avvolgimento di fibre cave 8 che viene nuovamente attraversato, secondo un percorso che ha andamento ondulatorio indicato con le frecce “S†e che permette di ossigenare ulteriormente il sangue e di rilasciare ulteriore anidride carbonica.

Quando i flussi di sangue hanno attraversato nuovamente l'avvolgimento di fibre cave 8, vengono deviati dalle mensole 27 attraverso i passaggi paralleli 28 che li deviano un’altra volta verso ravvolgimento.

I flussi attraversano quest’ultimo ancora un volta ossigenandosi sempre di più e rilasciando ancora anidride carbonica ed invadono gli ulteriori passaggi longitudinali 38 e 39.

Quando anche questi sono riempiti, i flussi di sangue vengono deviati ancora attraverso l'avvolgimento e, dopo averlo attraversato ed aver catturato altro ossigeno dalle fibre cave 8, riempiono i passaggi longitudinali 30 e 31.

Da questi vengono quindi deviati una ulteriore volta verso l'avvolgimento e, dopo averlo attraversato un’altra volta, escono attraverso la apertura di uscita 16 che à ̈ collegata con il tratto T2 che li riporta al paziente “P†ben ossigenati e depurati dalla anidride carbonica.

Le deviazioni dei flussi di sangue sono causate dal profilo delle superfici S1 ed S2 delle ali deviatrici 25 e 26 del diaframma 21 , il quale ha le nervature 29 e le porzioni di estremità distali S3 mantenute a contatto a tenuta con il perimetro interno 19 deH’awolgimento di fibre cave 8.

I profili trasversali delle nervature 29, dei passaggi 28 e della superficie interna della parete laterale 3 sono tali da indurre nei flussi di sangue, come detto, un andamento sinusoidale che li costringe ad attraversare più volte la matassa 7, ottenendo in questo modo, un migliore scambio gassoso di ossigenazione con il sangue e di eliminazione di anidride carbonica.

Si fa notare anche che la forma del contenitore 2, sostanzialmente appiattita secondo l’asse minore 'Ύ" determina una riduzione degli ingombri complessivi ed una più agevole manipolazione da parte degli operatori.

Il funzionamento della ulteriore versione del dispositivo ossigenatore 100 dotato dell'elemento di riscaldamento, o diaframma, 121 Ã ̈ sostanzialmente uguale a quello descritto in precedenza per la prima versione.

La sola differenza à ̈ che il diaframma 121, oltre a deviare i flussi di sangue ripetutamente verso l’avvolgimento di fibre cave 8 affinché venga attraversato più volte in senso sostanzialmente perpendicolare, trasporta al proprio interno, precisamente nei condotti 124 e 123 e, attraverso i passaggi 127 e 128, nella camera 125, un fluido termostatato, normalmente acqua, normalmente riscaldata, la quale cede (ma anche sottrae, se richiesto), calore al sangue per contatto, e, quindi, per conduzione, con l’elemento 126 laminare.

In questo modo il sangue che ritorna al paziente “P†dopo essere stato ossigenato e depurato dalla anidride carbonica, prima di essere trasfuso nuovamente, viene portato ad una temperatura sostanzialmente simile alia temperatura corporea del paziente “P†per evitare shock termici.

Si sottolinea inoltre che il dispositivo ossigenatore 1 secondo l’invenzione può essere realizzato in modo semplificato rispetto alla tecnica nota poiché sia le estremità delle fibre cave 8, sia le estremità dell’elemento 126, possono essere inglobate con una unica applicazione di materiale collante, durante l’assemblaggio, nei due corrispondenti elementi di ritenzione 9 e 10.

Si à ̈ in pratica constatato come l’invenzione raggiunga gli scopi prefissati.

L’invenzione così concepita à ̈ suscettibile di modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti con altri equivalenti. Nella attuazione pratica, le forme e le dimensioni potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze, senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (15)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo ossigenatone (1), comprendente: Un contenitore (2) che ha una prima estremità (4) ed una opposta seconda estremità (5) ed una parete perimetrale (3) che internamente delimitano una camera di ossigenazione (6) attraversabile da un fluido da ossigenare e nella quale à ̈ sistemato un avvolgimento (7) di una pluralità di fibre cave (8) permeabili ai gas destinate ad essere lambite da detto fluido da ossigenare; una sede interna (20) definita centralmente in detto avvolgimento (7); un diaframma (21) deviatore di flussi di detto fluido da ossigenare sistemato in detta sede interna (20) ; almeno una uscita (16) che collega detta camera di ossigenazione (6) con l’esterno, caratterizzato dal fatto che detto diaframma (21) comprende: almeno un condotto di ingresso (22) di detto fluido da ossigenare e due ali (25, 26) deviatrici di flussi che si prolungano in direzioni opposte da detto condotto (22) fino a sostanziale contatto con detta parete perimetrale (3) e che definiscono passaggi longitudinali (30-38) tra esse e detta parete perimetrale (3).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , in cui dette fibre cave (8) sono disposte parallele tra loro e ad un asse longitudinale di detto contenitore (2).
3. 3. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 oppure 2, in cui detto contenitore (2) presenta trasversalmente una forma schiacciata che definisce: un asse maggiore (X) ed un asse minore (Y), sostanzialmente perpendicolari tra loro; una prima faccia (F1) ed una opposta seconda faccia (F2) di detta parete perimetrale (3) sostanzialmente parallele tra loro; due estremità (F3) di raccordo di dette prima faccia (F1) e seconda faccia (F2).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , in cui detto condotto di ingresso (22) comprende almeno una apertura di diffusione (23, 24) ricavata longitudinalmente per la diffusione di detto fluido da ossigenare da detto condotto (22) a detta sede interna (20).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto asse minore (Y) Ã ̈ un asse di simmetria.
6. 6. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui ciascuna di dette ali deviatrici (25, 26) di flussi definisce due superfici (S1, S2) opposte tra loro ed una zona di estremità distale da detto condotto (22), di raccordo tra dette superfici (S1 , S2) e di contatto con detta parete perimetrale (3).
7. 7. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 oppure 6, in cui almeno una di dette superfici contrapposte (S1 , S2) à ̈ piana e l’altra sagoma almeno una costola (29) in rilievo di contatto con detta parete perimetrale (3).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui detta zona di estremità distale (S3) sagoma un pluralità di mensole parallele in rilevo (27) che definiscono tra loro passaggi paralleli (28) di flussi di detto fluido da ossigenare.
9. 9. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 , 3, 4, in cui detta almeno una uscita (16) Ã ̈ ricavata in detta prima faccia (F1) di detto contenitore (2) e detta apertura di diffusione (23, 24) Ã ̈ rivolta verso detta seconda faccia (F2) di detto contenitore (2).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , in cui dette prima e seconda estremità (4, 5) di detto contenitore (2) comprendono mezzi a coperchio (11 , 12) di chiusura nei quali sono ricavate rispettivamente una prima camera di estremità (17) ed una seconda camera (18) di estremità in cui sfociano corrispondenti estremità di dette fibre cave (8).
11. 11 . Dispositivo secondo la rivendicazione 10 in cui detti mezzi a coperchio (11 , 12) hanno rispettivamente una apertura di ingresso (14) di un gas ossigenante ed una apertura di uscita (15) di gas eliminati da detto fluido da ossigenare.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , in cui in almeno una zona di estremità di detto contenitore (2) sono ricavate ulteriori aperture di sfiato di aria (40, 41) comunicanti con detta camera di ossigenazione (6).
13. 13. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto diaframma (21) comprende almeno due ulteriori passaggi di fluido (127, 128) per la termostatazione di detto fluido da ossigenare.
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, in cui tra detti almeno due ulteriori passaggi (127, 128) Ã ̈ prevista almeno una camera di alloggiamento (125) di almeno un elemento scambiatore (126), collegata con detti condotto di ingresso (22) di detto fluido da ossigenare e detti due ulteriori passaggi (127, 128), detto elemento scambiatore laminare (126) definendo due opposte superfici di scambio (130, 131) destinate ad essere lambite rispettivamente da detto fluido da ossigenare e da detto fluido di termostatazione.
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, in cui detto almeno un elemento scambiatore à ̈ scelto tra un elemento laminare (126) oppure una pluralità di elementi capillari plastici (126’) impermeabili ai liquidi.