PL245112B1 - Urządzenie do utlenowania krwi - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do utlenowania krwi (oksygenator do oksygenacji krwi) stosowane do uzupełniania niedoborów tlenu we krwi niedotlenionej, zwłaszcza w przypadkach zespołu ostrej niewydolności oddechowej. Urządzenie zawiera komorę wymiany gazowej (1) o podłużnym kształcie w postaci walca prostego lub walca eliptycznego, w którego podstawach (2 i 2') wykonane są otwory przelotowe, przy czym z jednej strony komora (1) połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem wyrównawczym (4) doprowadzającym do komory (1) mieszaninę gazową zawierającą tlen, mającym otwór wlotowy mieszaniny gazowej z instalacji podającej tę mieszaninę, a z drugiej strony komora (1) połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem odprowadzającym (6) z komory mieszaninę gazową, mającym otwór wylotowy (7) mieszaniny gazowej, a wewnątrz komory (1) umieszczona jest membrana w postaci wiązki kapilar (8) równoległych względem osi wzdłużnej komory (1) oraz nawzajem względem siebie, wykonanych z materiału półprzepuszczalnego, to jest przepuszczalnego dla cząsteczek mieszaniny gazowej a nieprzepuszczalnego dla cząstek krwi, przy czym końce kapilar (8) z obu stron zakotwione są w otworach przelotowych w podstawach (2, 2') komory (1), a kapilary (8) zakotwione między podstawami komory naprężone są siłą naprężającą o wartości od 1 do 100 N, korzystnie 10 N, ponadto w ściance bocznej komory (1) w pobliżu każdej podstawy (2, 2') komory, wykonane jest co najmniej po jednym otworze wlotowo/wylotowym strumienia krwi.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pozaustrojowego utlenowania krwi (oksygenator do oksygenacji krwi) krążącej i eliminacji z niej dwutlenku węgla. Pozaustrojową oksygenację krwi stosuje się w stanach, w których dochodzi do potencjalnie odwracalnego głębokiego zaburzenia funkcji płuc w stopniu uniemożliwiającym skuteczną wymianę gazową za pomocą wentylacji mechanicznej.

Oksygenator pełni funkcję płuc i jest integralnym elementem płucoserca. Podobnie jak w warunkach fizjologicznych w płucach, następuje tutaj proces wymiany gazowej, w którym doprowadzony do komory oksygenatora tlen zajmuje miejsce dwutlenku węgla we krwi. Oksygenator jest to urządzenie, które zbudowane jest z dużej liczby cienkich rurek, pomiędzy którymi płynie krew. Ściany rurek stanowi półprzepuszczalna błona, przez którą mogą przenikać gazy - tlen i dwutlenek węgla, ale nie przenikają cząstki krwi. Wewnątrz rurek (tzw. kapilar) znajduje się przestrzeń wypełniona mieszaniną gazową, której stężenie można regulować w zależności od potrzeb. Krew, przepływając pomiędzy kapilarami, oddaje dwutlenek węgla a pobiera cząsteczki tlenu - jest to proces, który normalnie odbywa się w płucach.

Z dotychczasowego stanu techniki znane są urządzenia do utlenowania krwi oraz materiały w nich stosowane.

Na przykład, dwa oksygenatory, w których zastosowany jest przepływ strumienia krwi prostopadły do przepływu mieszaniny gazowej, opisane są w analizie porównawczej dokonanej przez Wang i wsp. (2016), z której wynika, że oksygenator Quadrox-i Adult charakteryzuje się niskim oporem i wysoką biozgodnością z niższym spadkiem ciśnienia i niższym zużyciem energii hemodynamicznej. Natomiast oksygenator Capiox RX25 w warunkach klinicznych charakteryzował się mniejszym ryzykiem występowania gazowych mikrozatorów (gaseous microemboli, GME). To pokazuje, że konieczna jest optymalizacja konstrukcji w celu poprawy bezpieczeństwa terapii. Do układu krwionośnego dostarczanych jest tysiące GME podczas terapii ECMO (ExtraCorporeal Membrane Oxygenation) pomimo zastosowania oksygenatora membranowego i filtracji tętniczej. GME powodują niedokrwienie tkanek, uszkodzen ie śródbłonka naczyniowego w mózgu i innych narządach końcowych, prowadząc do poszerzenia naczyń, zwiększonej przepuszczalności, aktywacji płytek krwi, kaskady krzepnięcia oraz aktywacji dopełniacza i komórkowych mediatorów zapalenia. Współczesne technologie tylko częściowo usuwają GME. Pożądane jest opracowanie systemów, które wyeliminują powstawanie GME przy jednoczesnym zachowaniu dobrych parametrów wymiany gazowej [Wang S, Kunselman AR, ^dar A. Evaluation of Capiox RX25 and Quadrox-i Adult Hollow Fiber Membrane Oxygenators in a Simulated Cardiopulmonary Bypass Circuit. Artif Organs. 2016; 40(5): E69-E78. doi:10.1111/aor.12633].

Z doświadczenia Formica i wsp. (2008) wynika, że oksygenator Quadrox D wykazał optymalną wydajność bez występowania wycieku osocza i konieczności wymiany ECMO przez ponad cztery dni u dorosłych pacjentów ze wstrząsem kardiogennym. W badaniu był zastosowany ECMO składający się z oksygenatora membranowego z przepływem strumienia krwi prostopadłym do przepływu mieszaniny gazowej, którego materiał modyfikowany był polimetylopentenem i magnetycznej pompy odśrodkowej. Wstępne obserwacje wskazują, że takie urządzenie ze zmodyfikowaną membraną mogłoby prawidłowo pracować nawet dwa tygodnie. Dalsze modyfikacje membran w oksygenatorach mogłyby spowodować wydłużenie żywotności tych urządzeń [Formica F, Avalli L, Martino A, et al. Extracorporeal membrane oxygenation with a poly-methylpentene oxygenator (Quadrox D). The experience of a single Italian centre in adult patients with refractory cardiogenic shock. ASAIO J. 2008; 54(1): 89-94. doi:10.1097/MAT.0b013e31815ff27e].

Clingan i wsp. (2016) przeprowadzili badania zapoczątkowane przez Gipson i wsp. (2014). Zastosowali oni hipobaryczne natlenienia w celu osiągnięcia lekkiego stanu hipoksycznego w oksygenatorach Terumo® FX15. Hipobaryczne natlenienie może zmniejszyć ryzyko związane z wytwarzaniem GME podczas pulsacyjnej perfuzji przepływu, wspomaganego próżniowo drenażu żylnego i szybkich zmian temperatury. Podobne obserwacje poczynili Ginther i wsp. (2013) podczas klinicznego zastosowania oksygenatora Maquet Quadrox-i dla noworodków. Wykazano korzyści wynikające z niskiego spadku ciśnienia przezbłonowego [Clingan S, Schuldes M, Francis S, Hoerr H Jr, Riley J. In vitro elimination of gaseous microemboli utilizing hypobaric oxygenation in the Terumo® FX15 oxygenator. Perfusion. 2016; 31(7): 552-559. doi:10.1177/0267659116638148; Gipson KE, Rosinski DJ, Schonberger RB, et al. Elimination of gaseous microemboli from cardiopulmonary bypass using hypobaric oxygenation. Ann Thorac Surg. 2014; 97(3):879-886. doi:10.1016/j.athoracsur.2013.08.074; Ginther RM Jr, Gorney R, Cruz R. A clinical evaluation of the Maquet Quadrox-i Neonatal oxygenator with integrated arterial filter. Perfusion. 2013; 28(3): 194-199. doi:10.1177/0267659113475694].

Z opisu patentowego US4008047 znane jest rozwiązanie polegające na tym, że etylocelulozę poddaje się fluoroacylowaniu, to natomiast skutkuje dobrą przepuszczalnością gazu i kompatybilnością z krwią warstw polimerowych wykonanych z powstałych fluorowanych estrów. Fluoroacylowana etyloceluloza ma dobrą stabilność hydrolityczną przy pH krwi i warunkach sterylizacji (na przykład 100°C). Stosowana jest w urządzeniach do utleniania krwi, wszczepialnych urządzeniach biomedycznych, urządzeniach do pobierania lub analizy krwi, lub oczyszczania itp. Zastosowanie tego materiału do budowy membran pozwala niwelować problemy z wykrzepianiem i odpornością na sterylizację, jednak tylko do czasu zużycia warstwy powierzchniowej. Po jej starciu następuje utrata pozytywnych właściwości, co należy do słabych stron tego rozwiązania.

Znane są także membrany składające się z pustych włókien (kapilar, rurek). Z opisu patentowego nr WO9534373 znane są takie membrany półprzepuszczalne z pustymi włóknami charakteryzujące się tym, że posiadają monofilamentowe elementy dystansowe (monofilamentous spacer members), spiralnie rozmieszczone lub uformowane na ich zewnętrznej powierzchni. Wynalazek ten opisuje także pozaustrojowe urządzenia do uzdatniania krwi zawierające takie ulepszone membrany.

Znane są również oksygenatory płynów organicznych, które można stosować w szczególności do natleniania krwi przepływającej w obiegu pozaustrojowym, bez tworzenia stref, w których przepływ płynu zwalnia i zatrzymuje się powodując agregaty, skrzepy i znaczne zmniejszenie zdolności utleniania. Z opisu patentowego nr US2020016312 znane jest rozwiązanie polegające na tym, że oksygenator składa się z korpusu pojemnika mającego oś wzdłużną; pierwszego otworu wlotowego dla tlenu i drugiego otworu wylotowego dla gazów wydechowych uzyskanych w korpusie pojemnika; trzeciego otworu wlotowego dla natlenianego płynu organicznego i czwartego otworu wylotowego dla natlenionego płynu organicznego uzyskanego w korpusie pojemnika; komory natleniającej płyn, który ma być natleniony, która jest zdefiniowana wewnątrz korpusu pojemnika; wstępnej komory rozdzielczej płynu, który ma być natleniony, zamontowanej między trzecim otworem wlotowym a komorą natleniającą; włókien kapilarnych nieprzepuszczalnych dla płynów i porowatych dla gazów, zaprojektowanych tak, aby umożliwić kontakt z płynem organicznym i umieszczonych wewnątrz komory utleniającej zgodnie ze wspólnym równoległym kierunkiem; dynamicznych środków dystrybucji obsługiwanych w komorze wstępnej dystrybucji za pomocą środków podtrzymujących. Zalety wynalazku to: korzystny stosunek między ogólnymi rozmiarami a zdolnością do natleniania; zapobiega spowolnieniu przepływu płynów organicznych, a w konsekwencji powstawaniu nagromadzeń i zakrzepów; zapobiega zmiażdżeniu motków włókien kapilarnych typu „hollow fiber”, utrzymując nienaruszone użyteczne sekcje przejściowe i utrzymując wszystkie powierzchnie każdego pojedynczego włókna typu „hollow fiber” doskonale przepuszczalne i użyteczne, nawet w przypadku dużej liczby włókien typu „hollow fiber” stosowane w stosunku do jednej jednostki objętości.

Z opisu patentowego nr US2020129687 znany jest także oksygenator zawierający obudowę i zespół membran umieszczony w obudowie. Obudowa ma wlot krwi, wylot krwi i ścieżkę przepływu krwi od wlotu krwi do wylotu krwi. Obudowa określa oś środkową i szereg stref rozmieszczonych koncentrycznie wokół osi środkowej. Zespół membran jest umieszczony w obudowie. Zespół membran zawiera pierwsze liczne elementy wymiany gazu umieszczone w pierwszej strefie obudowy i drugie wiele elementów wymiany gazu umieszczone w drugiej strefie obudowy. Druga strefa jest rozmieszczona koncentrycznie wokół pierwszej strefy, a strefy są płynnie otwarte względem siebie wzdłuż korpusu wielu elementów wymiany gazowej i płynnie oddzielone od siebie wzdłuż dalszego końca. Pierwsza strefa jest skonfigurowana do płynnego połączenia ze źródłem tlenu, a druga strefa jest skonfigurowana do płynnego połączenia ze źródłem podciśnienia. Ścieżka przepływu krwi obejmuje zasadniczo promieniowy przepływ przez pierwszą strefę w celu dodania tlenu do krwi, a drugą strefę w celu oddzielenia gazowych mikro zatorów od krwi przez wiele elementów wymiany gazowej.

Z opisu patentowego nr US2020108194 znane jest rozwiązanie polegające na tym, że oksygenator posiada zintegrowany system usuwania powietrza, którego bąbelki mogłyby prowadzić do zatorowości. Oksygenator zawiera wlot krwi i wylot krwi. Ścieżka przepływu krwi rozciąga się od wlotu krwi do wylotu krwi. Aparat do utleniania krwi zawiera również część wymiany gazu umieszczoną wzdłuż ścieżki przepływu krwi; część wymiany ciepła umieszczoną wzdłuż ścieżki przepływu krwi przed częścią wymiany gazu i jedno lub więcej porowatych włókien typu „hollow fiber” rozmieszczonych prostopadle do ścieżki przepływu krwi przed częścią wymiany ciepła.

Wiele ze znanych dotychczas układów do utlenowania krwi zbudowanych jest w taki sposób, że składają się z membran w postaci kapilar ułożonych równolegle względem siebie jednak prostopadle do kierunku przepływu krwi lub przecinających się pod kątem 90°, ale ułożonych w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu krwi w urządzeniu, tworzące warstwę kapilar. Przez kapilary przepływa mieszanka gazowa z tlenem. Kapilary są rozdzielone między sobą i stabilizowane z wykorzystaniem elementów dystansowych w postaci układu włókien lub siatek najczęściej z poliolefin ułożonych warstwowo pomiędzy układami membran (kapilar). Dodatkowo każda warstwa kapilar może być oddzielona od sąsiadujących warstw kapilar warstwą dystansową zbudowaną z włókien w postaci gęstej siatki. Przez taki układ przepuszcza się krew prostopadle do osi wzdłużnej kapilar (membrany), to jest prostopadle do kierunku przepływu w kapilarach mieszaniny gazowej z tlenem. Układ taki cechuje się licznymi wadami, z których najważniejsze to:

- do skutecznego przekazania tlenu do cząstek krwi wymagane jest stosunkowo wysokie ciśnienie mieszaniny gazowej zawierającej do blisko 100% tlenu, a to podnosi ryzyko stresu oksydacyjnego dla komórek,

- ryzyko wystąpienia pęcherzyków gazu we krwi, co powoduje konieczność stosowania układów odgazowujących,

- brak samoregulacji - pomimo osiągnięcia zdolności absorpcyjnych krwi cząstka wysycona jest nadal eksponowana na działanie tlenu, co podnosi ryzyko stresu oksydacyjnego (po wysyceniu uwalnianie się gazu w postaci pęcherzyków do krwi),

- krótki czas kontaktu cząstek krwi z cząsteczką tlenu, co powoduje obniżenie skuteczności wymiany gazowej.

Do słabych stron znanych rozwiązań należy między innymi to, że kształt i umiejscowienie zastosowanych w nich membran w postaci rurek (kapilar) może wpływać na wykrzepianie na niektórych elementach, a także może powodować hemolizę krwinek. Konstrukcje membran zawierają czasem dystanse między kapilarami, które utrzymują kapilary w położeniach wyjściowych, które jednak zakłócają laminarność przepływu krwi i powodują powstawanie przepływów turbulentnych, a co za tym idzie mogą promować powstawanie skrzeplin i mikrozatorów. W konsekwencji wykrzepień może dochodzić do zakażeń, niewydolności narządowych, głównie nerek.

Pacjenci z zespołem ostrej niewydolności oddechowej (acute respiratory distress syndrome, ARDS) w okresie poprzedzającym włączenie techniki pozaustrojowego utlenowania krwi ECMO są zwykle agresywnie wentylowani mechanicznie z koniecznością stosowania wentylacji z wykorzystaniem wysokiego ciśnienia mieszaniny oddechowej. Pomimo stosowania protokołu wentylacji oszczędzającej płuca, ciśnienie w drogach oddechowych konieczne do utrzymania wentylacji płuc może uszkadzać nie objęte chorobą obszary pęcherzyków płucnych. Dochodzi wówczas do powstawania zjawiska barotraumy odpowiedzialnego za dalsze wtórne uszkodzenie płuc. Ponadto ciężka niewydolność odd ychania wiąże się również z koniecznością stosowania wysokich stężeń tlenu dla właściwego utlenowania tkanek. Stopień niewydolności oddechowej jest związany z koniecznością podaży tlenu o wysokim, nawet blisko 100%-owym stężeniu tlenu w mieszaninie gazowej podczas mechanicznej wentylacji płuc z użyciem respiratora. Tak wysokie stężenie tlenu, na drodze odruchowej i zwiększonej resorpcji azotu z pęcherzyków płucnych, nasila już występującą niedodmę i dalej upośledza wymianę gazową. Wysokie stężenia tlenu w mieszaninie oddechowej prowadzą również do bezpośredniego uszkodzenia pneumocytów typu II w pęcherzykach płucnych. Skutkuje to narastaniem niedoborów surfaktantu, substancji powlekającej wewnętrzną powierzchnię pęcherzyków płucnych i zapobiegającej ich zapadaniu się. W stanach niedoboru surfaktantu dochodzi do powiększania się obszarów płuc objętych niedodmą i pogłębianiem się zaburzeń wymiany gazowej w płucach. Ponadto, czynnikiem nasilającym problemy z wymianą gazową, istotnym klinicznie w przypadku chorób zajmujących większość tkanki śródmiąższowej płuc, jest fizjologiczny hipoksemiczny skurcz naczyń płucnych i oskrzelików, który w przypadku procesów lokalnie uszkadzających płuca jest zjawiskiem korzystnym, ale w przypadku uogólnionej hipoksemii - nasila objawy niedotlenienia.

Te niekorzystne zjawiska związane z wysoką, blisko 100%-ową zawartością tlenu w mieszaninie gazowej mogą również mieć miejsce w przypadku pozaustrojowej oksygenacji - ECMO. Konieczność stosowania mieszaniny gazowej o blisko 100%-owej zawartości tlenu podawanej do oksygenatora wynika z faktu ograniczeń technologicznych membrany, w której odbywa się wymiana gazowa, a która jest główną składową urządzenia. Powierzchnia wymiany gazowej membrany jest dużo mniejsza niż powierzchnia wymiany płuc. Powierzchnia kapilar pęcherzykowych w płucach to około 70-100 m², co jest o wiele większą powierzchnią niż w membranach stosowanych obecnie w ECMO. Wymiana tlenu przez membranę zależy w pewnym stopniu od ciśnienia parcjalnego tlenu po obu stronach membrany. Dla zapewnienia maksymalnej wydajności membrany, stosowana jest mieszanina gazowa o blisko

100%-owej zawartości tlenu podawana do oksygenatora. Prawie czysty tlen stosowany często w leczeniu z zastosowaniem żylno-żylnego lub żylno-tętniczego ECMO, kontaktujący się z elementami morfotycznymi krwi, doprowadza do stresu oksydacyjnego, uszkodzenia błon komórkowych erytrocytów krwi krążącej. Prowadzi to do rozpadu krwinek z uwolnieniem związków hemu do krwi. Hemoliza prowadzi do anemizacji leczonych chorych.

Podobnemu działaniu szkodliwego, wysokiego stężenia tlenu poddane są również inne elementy morfotyczne krwi. Uszkodzenie błon komórkowych leukocytów i trombocytów będzie skutkowało upośledzeniem odporności komórkowej i pogorszeniem zdolności organizmu do obrony przed infekcjami bakteryjnymi i grzybiczymi, a także indukcją uogólnionej reakcji zapalnej oraz wydzielaniu czynników prozakrzepowych. Pogorszenie odporności komórkowej i upośledzenie funkcji układu odpornościowego wpływa na skuteczność leczenia ciężkiego zapalenia płuc i sepsy, które są głównym wskazaniem do żylno-żylnego ECMO. Ponadto, upośledzenie odporności pacjenta prowadzi do zakażeń związanych z hospitalizacją: zakażeń łożyska naczyniowego, krwiopochodnych zapaleń płuc, zakażenia skóry w miejscu wprowadzenia drenów. Zakażenia w trakcie terapii są drugim co do częstości występowania powikłaniem podczas terapii ECMO. Powstawanie zakażeń wpływa tym samym na ostateczny wynik leczenia. Powstaje konieczność częstszego i długotrwałego stosowania szeroko-spektralnej antybiotykoterapii, a przez to generowanie szczepów bakterii opornych na antybiotyki. Narastająca oporność szczepów bakterii na antybiotyki jest czynnikiem zwiększenia śmiertelności chorych. Z kolei uszkodzenie trombocytów będzie skutkowało powstaniem nadkrzepliwości (trzecie, co do częstości występowania powikłanie), często odpowiedzialnej za powikłania zakrzepowo-zatorowe i konieczność intensyfikacji antykoagulacji.

W związku z powyższym, klinicznie istotne stało się opracowanie takiej konstrukcji urządzenia, aby umożliwić bardziej efektywną oksygenację i eliminację dwutlenku węgla przy mniejszych niż 100% stężeniach stosowanego tlenu w miejscu, w którym w oksygenatorze dochodzi do natleniania krwi krążącej. Podstawą do wprowadzenia zmian konstrukcyjnych wobec znanych dotychczas urządzeń są zjawiska fizjologiczne i obserwowane mechanizmy adaptacyjne zdrowych płuc.

Fizjologicznie w warunkach podstawowego metabolizmu przez łożysko płucne przepływa krew w ilości około 6 L/min. W warunkach zwiększonego zapotrzebowania na tlen, takich jak wysiłek fizyczny lub hipermetabolizm występujący na przykład w czasie sepsy, zapotrzebowanie na tlen znacznie wzrasta, co jest czynnikiem zwiększającym rzut serca i wentylację płuc. Pozwala to na aż 2-3-krotne zwiększenie przepływu krwi przez łożysko płucne, skracając czas pobytu erytrocytu w kapilarach płucnych o około 70%, co dzięki rozszerzeniu kapilar płucnych i zwiększeniu rzutu serca odbywa się bez wpływu na utlenowanie krwi (wysycenie hemoglobiny tlenem) i ciśnienie w łożysku płucnym (w warunkach fizjologicznych hemoglobina jest w pełni utlenowana po przejściu przez erytrocyt 1/3 długości kapilary płucnej).

W oparciu o mechanizmy adaptacyjne znane z fizjologii oddychania i wymiany gazowej w płucach, pożądane jest maksymalne wydłużenie czasu kontaktu erytrocytu z kapilarą wypełnioną mieszaniną gazową, aby możliwe było efektywne utlenowanie hemoglobiny z wykorzystaniem jak najniższego stężenia tlenu w mieszaninie gazowej stosowanej w oksygenatorze.

Samo wydłużenie długości kapilar mające na celu wydłużenie czasu kontaktu erytrocytu z kapilarą wypełnioną mieszaniną gazową nie jest jednak dobrym rozwiązaniem. Może napotkać na komplikacje techniczne w produkcji, a potem w trakcie użytkowania urządzenia, zwłaszcza związane z utrzymaniem pożądanej równoległości między kapilarami i odległości między nimi, i może zwiększać prawdopodobieństwo wykrzepiania przepływającej krwi. Biorąc zatem pod uwagę fakt, że kapilar nie można wydłużać nadmiernie, a ich długość wciąż może być niewystarczająca dla efektywnej wymiany gazowej przepływającej w nich mieszaniny gazowej z opływającą je krwią, pożądane stało się dalsze poszukiwanie pomysłów na zwiększenie efektywności tejże wymiany.

Takie rozwiązanie zaproponowali właśnie twórcy niniejszego wynalazku, w którym zastosowali mechanizm zapewniający transport strumienia krwi równolegle do transportu mieszaniny gazowej w kapilarach, w tym samym co krew lub korzystniej w przeciwnym kierunku, który pozwoli na bardziej efektywną wymianę gazową, ponieważ zwiększy się łatwość wymiany gazowej, a powstały gradient tlenowy pozwoli na stopniowe utlenowanie erytrocytów. Połączenie mechanizmów w przeciwprądowym wariancie korzystnym, to jest wydłużenie realnej drogi czynnej wymiany gazowej oraz mechanizmu przeciwprądowego pozwoli na znaczną redukcję wymaganej prężności mieszaniny gazowej, co w oparciu o mechanizmy patofizjologiczne i komórkowe powinno zmniejszyć ryzyko wystąpienia licznych powikłań i poprawić efekty leczenia chorych.

Istotę wynalazku stanowi urządzenie do utlenowania (oksygenacji) krwi zawierające komorę wymiany gazowej o podłużnym kształcie w postaci walca prostego lub walca eliptycznego (spłaszczonego), w którego podstawach wykonane są otwory przelotowe, przy czym z jednej strony komora połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem wyrównawczym doprowadzającym do komory mieszaninę gazową zawierającą tlen, mającym otwór wlotowy mieszaniny gazowej z instalacji podającej tę mieszaninę, a z drugiej strony komora połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem odprowadzającym z komory mieszaninę gazową, mającym otwór wylotowy mieszaniny gazowej, charakteryzujące się tym, że wewnątrz komory umieszczona jest membrana w postaci wiązki kapilar (inaczej włókien hollow fiber lub rurek) równoległych względem osi wzdłużnej komory oraz nawzajem względem siebie, mających postać rurek o okrągłym przekroju poprzecznym jednakowym na całej ich długości, wykonanych z materiału półprzepuszczalnego, to jest przepuszczalnego dla cząsteczek mieszaniny gazowej a nieprzepuszczalnego dla cząstek krwi, przy czym końce kapilar z obu stron zakotwione (zamocowane) są w otworach przelotowych w podstawach komory, a kapilary zakotwione między podstawami komory naprężone są siłą naprężającą o wartości od 1 do 100 N, korzystnie 10 N, ponadto w ściance bocznej komory w pobliżu każdej podstawy komory, wykonane jest co najmniej po jednym otworze wlotowo/wylotowym strumienia krwi, a na powierzchni wewnętrznej komory wymiany gazowej, na całej jej długości zamocowane są symetrycznie względem osi symetrii komory co najmniej dwie kierownice strumienia krwi mające postać podłużnych karbów równoległych do osi wzdłużnej komory, najkorzystniej o trójkątnym lub zbliżonym do trójkąta przekroju poprzecznym. Taki układ kierownic wymusza pożądane ukierunkowanie strumienia krwi i poprawia laminarność jego przepływu.

Korzystnie, kapilary wykonane są z organicznego materiału półprzepuszczalnego w postaci porowatego poliuretanu lub porowatego politetrafluoroetylenu, lub najkorzystniej poli(tereftalanu etylenu).

Korzystnie, otwór/otwory umiejscowiony/e w pobliżu podstawy komory od strony zbiornika odprowadzającego mieszaninę gazową stanowi otwór wlotowy strumienia krwi, natomiast otwór/otwory umiejscowiony/e w pobliżu podstawy komory od strony zbiornika wyrównawczego doprowadzającego mieszaninę gazową stanowi otwór wylotowy strumienia krwi. Wskazany korzystny układ otworów wlotowego i wylotowego strumienia krwi zapewnia przepływ krwi w przeciwprądzie do kierunku przepływu mieszaniny gazowej, a dzięki temu optymalny sposób wykorzystania możliwości technicznych rozwiązania, to jest maksymalne wysycenie krwi tlenem przy minimalnym ciśnieniu zewnętrznym mieszaniny gazowej.

Dzięki zastosowaniu odpowiedniej siły naprężającej kapilar nie ma konieczności stosowania dystansów (spacerów) pomiędzy nimi, które miałyby zapewniać ich stabilność. Takie dystanse zakłócałyby laminarność przepływu krwi i ograniczałyby czynną powierzchnię wymiany gazowej. Odpowiednie naprężenie kapilar zapewni stabilność położenia każdej z nich, co zapobiegnie wystąpieniu efektu wiskoelastycznego kapilar (ich drżeniu) w trakcie przepływu krwi. Drżenie kapilar jest niekorzystne, bowiem zakłóca laminarność przepływu strumienia krwi.

Zbiornik wyrównawczy pozwala utrzymać stałe ciśnienie mieszaniny gazowej na wlocie do każdej kapilary, a w przypadku gdyby któraś z kapilar się zatkała, to zbiornik wymusi automatyczne podniesienie ciśnienia na wlocie pozostałych kapilar, ale w ograniczonym zakresie limitowanym przez przepływ.

W komorze następuje wymiana gazowa, to jest z kapilar, w których płynie mieszanina gazowa pobierane są do krwi cząsteczki tlenu, a oddawany jest do kapilar dwutlenek węgla.

Korzystnie, otwory w podstawach komory wykonane są w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie, a jednocześnie zakotwione w tych otworach kapilary również znajdują się w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie. Taki rozkład kapilar zapewnia niemal idealną laminarność przepływu krwi. Stanowi to zaletę w stosunku do rozwiązań, w których konieczne było stosowanie dystansów utrzymujących stałą odległość rurek hollow fiber (kapilar) od siebie.

Korzystnie, na wylocie ze zbiornika odprowadzającego mieszaninę gazową zamontowany jest filtr HEPA, dzięki któremu z wydostającej się z urządzenia mieszaniny gazowej usuwane są ewentualne czynniki mogące stanowić zagrożenie biologiczne.

Korzystnie, otwór wlotowy strumienia krwi oraz otwór wylotowy strumienia krwi wykonane są w odległości nie większej niż 5 mm od danej podstawy komory.

Korzystnie, otwór wlotowy strumienia krwi wykonany jest po przeciwnej stronie niż otwór wylotowy strumienia krwi, symetrycznie względem środka symetrii komory.

Korzystnie, na otworze wylotowym krwi i/lub na otworze wlotowym krwi zamocowana jest gęsto tkana siatka z włókien, korzystnie wykonanych z materiału identycznego jak materiał kapilar, tak aby oczka siatki były o boku od 15 do 100, korzystnie 38 μm, poprzeczna do kapilar. Taka siatka stanowi filtr, który pozwala istotnie zwiększyć zabezpieczenie przed przedostaniem się ewentualnych skrzeplin, a korzystnie zawarty w siatce czynnik przeciwkrzepliwy może doprowadzać do samoistnego rozpuszczania się skrzeplin na powierzchni siatki. To będzie stanowiło swojego rodzaju automatyczny mechanizm czyszczenia filtra skrzeplin, co długofalowo będzie zapobiegało zatykaniu urządzenia skrzeplinami oraz przedostawaniu się skrzeplin do układów za urządzeniem.

Korzystnie, na kanale wylotowym z otworu wylotowego krwi z komory wymiany gazowej zabudowany jest co najmniej jeden moduł z filtrem skrzeplin, korzystnie dwa równoległe moduły z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) umożliwiającym płynne przełączanie, to jest kierowanie strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin. Takie rozwiązanie umożliwia kierowanie strumienia krwi wyłącznie przez jeden moduł z filtrem skrzeplin, który w danym momencie jest modułem pracującym, podczas gdy drugi w tym czasie jest modułem biernym i możliwa jest jego wymiana na nowy, bez konieczności zatrzymywania przepływu strumienia krwi.

Korzystnie, przed otworem wlotowym krwi do komory wymiany gazowej zabudowany jest co najmniej jeden moduł z filtrem skrzeplin, korzystnie dwa równoległe moduły z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) umożliwiającym płynne przełączanie, to jest kierowanie strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin. Takie rozwiązanie umożliwia kierowanie strumienia krwi wyłącznie przez jeden moduł z filtrem skrzeplin, który w danym momencie jest modułem pracującym, podczas gdy drugi w tym czasie jest modułem biernym i możliwa jest jego wymiana na nowy, bez konieczności zatrzymywania przepływu strumienia krwi.

Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony na poniższych przykładach wykonania oraz na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do utlenowania krwi w rzucie aksonometrycznym, fig. 2 - urządzenie do utlenowania krwi w widoku z boku, od strony otworu wlotowego strumienia krwi, fig. 3 - urządzenie do utlenowania krwi w widoku z boku, od strony otworu wylotowego strumienia krwi, fig. 4 - urządzenie do utlenowania krwi w rzucie aksonometrycznym, w przekroju poprzecznym (po odjęciu zbiornika wyrównawczego), z uwidocznioną podstawą komory wymiany gazowej od strony wlotu strumienia mieszaniny gazowej, fig. 5 - urządzenie do utlenowania krwi w rzucie aksonometrycznym, w przekroju poprzecznym (po odjęciu zbiornika wyrównawczego oraz usunięciu podstawy komory wymiany gazowej od strony wlotu strumienia mieszaniny gazowej), z uwidocznionymi otworami wlotowymi kapilar, fig. 6 - urządzenie do utlenowania krwi w widoku z góry, w wariacie z zamontowanym modułem z filtrem skrzeplin, zarówno po stronie wlotowej jak i wylotowej strumienia krwi, natomiast fig. 7 - urządzenie do utlenowania krwi w widoku z boku, w wariacie z modułem z filtrem skrzeplin, zabudowanym przed otworem wlotowym krwi do komory.

Przykład 1

Urządzenie do pozaustrojowego utlenowania (oksygenacji) krwi zawierające komorę 1 wymiany gazowej o podłużnym kształcie w postaci walca prostego, w którego podstawach 2 i 2’ wykonane są otwory przelotowe 3, przy czym z jednej strony komora 1 połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem wyrównawczym 4 doprowadzającym do komory 1 mieszaninę gazową zawierającą tlen, mającym otwór wlotowy 5 mieszaniny gazowej z instalacji podającej tę mieszaninę, a z drugiej strony komora 1 połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem odprowadzającym 6 z komory 1 mieszaninę gazową, mającym otwór wylotowy 7 mieszaniny gazowej. Wewnątrz komory 1 umieszczona jest membrana w postaci wiązki kapilar 8 (inaczej włókien hollow fiber lub rurek) równoległych względem osi wzdłużnej komory 1 oraz nawzajem względem siebie, wykonanych z organicznego materiału półprzepuszczalnego w postaci porowatego poli(tereftalanu etylenu), to jest przepuszczalnego dla cząsteczek mieszaniny gazowej a nieprzepuszczalnego dla cząstek krwi. Końce kapilar 8 z obu stron zakotwione (zamocowane) są w otworach przelotowych 3 w podstawach 2 i 2’ komory 1, a kapilary 8 zakotwione między podstawami 2 i 2’ komory 1 naprężone są siłą naprężającą o wartości 10 N. W ściance bocznej 9 komory 1 w pobliżu podstawy 2 komory 1 od strony zbiornika odprowadzającego 6 mieszaninę gazową wykonany jest otwór wlotowy 10’ strumienia krwi, natomiast w pobliżu podstawy 2’ komory 1 od strony zbiornika wyrównawczego 4 doprowadzającego mieszaninę gazową wykonany jest otwór wylotowy 10” strumienia krwi. Otwór wlotowy 10’ strumienia krwi oraz otwór wylotowy 10” strumienia krwi wykonane są w odległości 5 mm od danej podstawy komory 1, ponadto otwór wlotowy 10’ strumienia krwi wykonany jest po przeciwnej stronie niż otwór wylotowy 10” strumienia krwi, symetrycznie względem środka symetrii komory 1. Otwory 3 w podstawach 2 i 2’ komory 1 wykonane są w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie, a jednocześnie zakotwione w tych otworach kapilary 8 również znajdują się w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie.

Na wylocie ze zbiornika odprowadzającego 6 mieszaninę gazową zamontowany jest filtr HEPA 11.

Na powierzchni wewnętrznej komory, na całej jej długości zamocowane są symetrycznie względem osi symetrii komory 1 dwie kierownice 12 strumienia krwi mające postać podłużnych karbów równoległych do osi wzdłużnej komory 1, o trójkątnym przekroju poprzecznym.

Na otworze wylotowym 10” krwi zamocowana jest gęsto tkana siatka 13 z włókien, wykonanych z materiału identycznego jak materiał kapilar 8, tak aby oczka siatki były o boku 38 μm, poprzeczna do kapilar 8.

Przykład 2

Urządzenie do pozaustrojowego utlenowania (oksygenacji) krwi jak w przykładzie nr 1, jednak w wariancie bez gęsto tkanej siatki 13 z włókien zamocowanej na otworze wylotowym 10” krwi, ale z zabudowanymi na kanale wylotowym z otworu wylotowego 10” krwi z komory 1 wymiany gazowej dwoma równoległymi modułami 14 z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) umożliwiającym płynne przełączanie, to jest kierowanie strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin.

Ponadto, przed otworem wlotowym 10’ krwi do komory 1 wymiany gazowej zabudowane są dwa równoległe moduły 15 z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) umożliwiającym płynne przełączanie, to jest kierowanie strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin. Przykład 3

Urządzenie do pozaustrojowego utlenowania (oksygenacji) krwi zawierające komorę 1 wymiany gazowej o podłużnym kształcie w postaci walca eliptycznego, w którego podstawach 2 i 2’ wykonane są otwory przelotowe 3, przy czym z jednej strony komora 1 połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem wyrównawczym 4 doprowadzającym do komory 1 mieszaninę gazową zawierającą tlen, mającym otwór wlotowy 5 mieszaniny gazowej z instalacji podającej tę mieszaninę, a z drugiej strony komora 1 połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem odprowadzającym 6 z komory 1 mieszaninę gazową, mającym otwór wylotowy 7 mieszaniny gazowej. Wewnątrz komory 1 umieszczona jest membrana w postaci wiązki kapilar 8 (inaczej włókien hollow fiber lub rurek) równoległych względem osi wzdłużnej komory 1 oraz nawzajem względem siebie, wykonanych z organicznego materiału półprzepuszczalnego w postaci porowatego poli(tereftalanu etylenu), to jest przepuszczalnego dla cząsteczek mieszaniny gazowej a nieprzepuszczalnego dla cząstek krwi. Końce kapilar 8 z obu stron zakotwione (zamocowane) są w otworach przelotowych 3 w podstawach 2 i 2’ komory 1, a kapilary 8 zakotwione między podstawami 2 i 2’ komory 1 naprężone są siłą naprężającą o wartości 80 N. W ściance bocznej 9 komory 1 w pobliżu podstawy 2 komory 1 od strony zbiornika odprowadzającego 6 mieszaninę gazową wykonany jest otwór wlotowy 10’ strumienia krwi, natomiast w pobliżu podstawy 2’ komory 1 od strony zbiornika wyrównawczego 4 doprowadzającego mieszaninę gazową wykonany jest otwór wylotowy 10” strumienia krwi. Otwór wlotowy 10’ strumienia krwi oraz otwór wylotowy 10” strumienia krwi wykonane są w odległości 5 mm od danej podstawy komory 1, ponadto otwór wlotowy 10’ strumienia krwi wykonany jest po przeciwnej stronie niż otwór wylotowy 10” strumienia krwi, symetrycznie względem środka symetrii komory 1. Otwory 3 w podstawach 2 i 2’ komory 1 wykonane są w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie, a jednocześnie zakotwione w tych otworach kapilary 8 również znajdują się w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie.

Na wylocie ze zbiornika odprowadzającego 6 mieszaninę gazową zamontowany jest filtr HEPA 11.

Na powierzchni wewnętrznej komory, na całej jej długości zamocowane są symetrycznie względem osi symetrii komory 1 dwie kierownice 12 strumienia krwi mające postać podłużnych karbów równoległych do osi wzdłużnej komory 1, o trójkątnym przekroju poprzecznym. Na otworze wylotowym 10” krwi zamocowana jest gęsto tkana siatka 13 z włókien, wykonanych z materiału identycznego jak materiał kapilar 8, tak aby oczka siatki były o boku 20 μm, poprzeczna do kapilar 8.

Przykład 4

Urządzenie do pozaustrojowego utlenowania (oksygenacji) krwi jak w przykładzie nr 3, jednak w wariancie bez gęsto tkanej siatki 13 z włókien zamocowanej na otworze wylotowym 10” krwi, ale z zabudowanymi na kanale wylotowym z otworu wylotowego 10” krwi z komory 1 wymiany gazowej dwoma równoległymi modułami 14 z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) umożliwiającym płynne przełączanie, to jest kierowanie strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin.

Ponadto, przed otworem wlotowym 10’ krwi do komory 1 wymiany gazowej zabudowane są dwa równoległe moduły 15 z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) umożliwiającym płynne przełączanie, to jest kierowanie strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin.

Działanie urządzenia polega na tym, że przez otwór wlotowy mieszaniny gazowej z instalacji podającej tę mieszaninę wprowadza się ją do zbiornika wyrównawczego, a z niego dalej mieszaninę gazową wprowadza się przez otwory w podstawie komory do kapilar, transportuje się ją w kap ilarach i wyprowadza przez otwory wykonane w przeciwległej podstawie do zbiornika odprowadzającego mieszaninę gazową a z niej przez otwór wylotowy na zewnątrz urządzenia, podczas gdy równocześnie krew wprowadza się do komory wymiany gazowej przez otwór wlotowy, strumień krwi transportuje się wzdłuż oraz równolegle do osi podłużnej komory oraz osi podłużnych kapilar, w których transportowana jest mieszanina gazowa, korzystnie w przeciwprądzie do kierunku transportu mieszaniny gazowej w kapilarach, po czym krew wyprowadza się z komory przez otwór wylotowy strumienia krwi. Dzięki układowi zapewniającemu transport krwi w komorze równolegle, ale w przeciwprądzie do transportu mieszaniny gazowej w kapilarach, bez utraty efektywności utlenowania, możliwe jest obniżenie stężenia tlenu w mieszaninie gazowej, co wpłynie na zmniejszenie stresu oksydacyjnego dla komórek, zwłaszcza dla hemoglobiny, a to pozwoli zapobiegać wykrzepianiu oraz wzrostowi ciśnienia, ponadto obniży ryzyko wystąpienia efektu wyłapywania (blokowania) na membranie leków ewentualnie transportowanych we krwi, zwłaszcza antybiotyków (na membranie mogą tworzyć się skrzepliny, a przez to zostają tam też cząstki leku).

Korzystnie, krew w oksygenatorze przepuszcza się w przeciwprądzie do przepływu mieszaniny gazowej, ze względu na wyższą skuteczność wymiany gazowej przy zachowaniu możliwie jak najmniejszego stresu oksydacyjnego. Daje to możliwość utrzymania stałego stężenia cząsteczek tlenu we krwi (proces kontrolowany dyfuzyjnie).

W wariancie współprądowym cząstka krwi przemieszcza się w tę samą stronę co cząsteczki tlenu, dochodzi do wymiany gazowej lecz wydajność jest limitowana (kontrolowana) dyfuzyjnie. Natomiast w wariancie przeciwprądowym, ze względu na ciągłą zmianę w fazie kontaktowej - wynikającą z tego, że cząstki krwi i tlenu mijają się ze sobą - proces nie jest kontrolowany dyfuzyjnie i w całym obszarze komory oksygenatora nie dochodzi do limitowania procesu ze względu na kontrolę dyfuzyjną. Cząstka krwi, która nadal nie będzie wysycona, to jest nadal będzie zdolna do przyjęcia kolejnej partii świeżego tlenu, dzięki kontaktowi z kolejnymi, mijającymi się z nią cząsteczkami tlenu, będzie wciąż mogła go pobierać. Ponadto ciśnienie parcjalne na granicy kontaktu cząstek krwi z cząsteczkami tlenu bę dzie większe niż w przypadku wariantu współprądowego, co umożliwi skuteczniejszą wymianę gazową. Przy odpowiednio szybkim przepływie strumienia mieszaniny gazowej zawierającej tlen efekt wymiany gazowej będzie dodatkowo wzmocniony przez efekt Venturiego. Krew płynąc zasysa cząsteczki tlenu z kapilary, nawet przy stosunkowo niewielkim ciśnieniu strumienia mieszaniny gazowej (nie musi być dużego ciśnienia tlenu, jakie jest konieczne w oksygenatorze z przepływem krwi prostopadłym do kierunku przepływu tlenu).

W znanym rozwiązaniu czyli w wariancie prostopadłym (strumień krwi przepuszczany prostopadle do kierunku przepływu tlenu) cząsteczki tlenu, które wydostawały się przez mikropory kapilar miały krótki kontakt z krwią i potrzebna była wyższa energia na oderwanie cząsteczki tlenu od powierzchni rurki (potrzebny duży wydatek energetyczny lub duże stężenie tlenu, które może spowodować stres oksydacyjny i upośledzanie komórek hemoglobiny). W związku z tym natlenienie krwi było nierównomierne i obarczone dużym stresem oksydacyjnym.

W znanym dotychczas rozwiązaniu krew w oksygenatorze przepuszczana była prostopadle do kierunku transportu tlenu w kapilarach, co powodowało zmiany stężeń tlenu i utlenowanie nie było liniowe tylko sinusoidalne, bo powierzchnia czynna wymiany była relatywnie mniejsza (skokowo od jednej kapilary do drugiej), co wymuszało stosowanie dużego stężenia tlenu, by osiągnąć ten sam efekt utlenowania krwi co w rozwiązaniu według niniejszego wynalazku.

Claims (11)

1. Urządzenie do utlenowania krwi zawierające komorę wymiany gazowej o podłużnym kształcie w postaci walca prostego lub walca eliptycznego, w którego podstawach wykonane są otwory przelotowe, przy czym z jednej strony komora połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem wyrównawczym doprowadzającym do komory mieszaninę gazową zawierającą tlen, mającym otwór wlotowy mieszaniny gazowej z instalacji podającej tę mieszaninę, a z drugiej strony komora połączona jest gazoszczelnie ze zbiornikiem odprowadzającym z komory mieszaninę gazową, mającym otwór wylotowy mieszaniny gazowej, znamienne tym, że wewnątrz komory wymiany gazowej (1) umieszczona jest membrana w postaci wiązki kapilar (8) równoległych względem osi wzdłużnej komory (1) oraz nawzajem względem siebie, mających postać rurek o okrągłym przekroju poprzecznym jednakowym na całej ich długości, wykonanych z materiału półprzepuszczalnego, to jest przepuszczalnego dla cząsteczek mieszaniny gazowej a nieprzepuszczalnego dla cząstek krwi, przy czym końce kapilar (8) z obu stron zakotwione są w otworach przelotowych (3) w podstawach (2), (2’) komory (1), a k apilary (8) zakotwione między podstawami komory naprężone są siłą naprężającą o wartości od 1 do 100 N, korzystnie 10 N, ponadto w ściance bocznej (9) komory (1) w pobliżu każdej podstawy (2), (2’) komory, wykonane jest co najmniej po jednym otworze wlotowo/wylotowym (10) strumienia krwi, a na powierzchni wewnętrznej komory (1), na całej jej długości zamocowane są symetrycznie względem osi symetrii komory co najmniej dwie kierownice (12) strumienia krwi mające postać podłużnych karbów równoległych do osi wzdłużnej komory, najkorzystniej o trójkątnym lub zbliżonym do trójkąta przekroju poprzecznym.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kapilary (8) wykonane są z organicznego materiału półprzepuszczalnego w postaci porowatego poliuretanu lub porowatego politetrafluoroetylenu, lub najkorzystniej poli(tereftalanu etylenu).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór/otwory (10’) umiejscowiony/e w pobliżu podstawy (2) komory (1) od strony zbiornika odprowadzającego (6) mieszaninę gazową stanowi wlot strumienia krwi, natomiast otwór/otwory (10”) umiejscowiony/e w pobliżu podstawy (2’) komory (1) od strony zbiornika wyrównawczego (4) doprowadzającego mieszaninę gazową stanowi wylot strumienia krwi.

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory (3) w podstawach (2), (2’) komory (1) wykonane są w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie, a jednocześnie zakotwione w tych otworach kapilary (8) również znajdują się w równych odległościach od siebie i symetrycznie względem siebie.

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na wylocie ze zbiornika odprowadzającego (6) mieszaninę gazową zamontowany jest filtr HEPA (11).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór wlotowy (10’) strumienia krwi oraz otwór wylotowy (10”) strumienia krwi wykonane są w odległości nie większej niż 5 mm od danej podstawy komory.

7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór wlotowy (10’) strumienia krwi wykonany jest po przeciwnej stronie niż otwór wylotowy (10”) strumienia krwi, symetrycznie względem środka symetrii komory (1).

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na otworze wylotowym (10”) krwi zamocowana jest gęsto tkana siatka (13) z włókien, korzystnie wykonanych z materiału identycznego jak materiał kapilar (8), tak aby oczka siatki były o boku od 15 do 100 μm, korzystnie 38 μm, poprzeczna do kapilar.

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na otworze wlotowym (10’) krwi zamocowana jest gęsto tkana siatka (13) z włókien, korzystnie wykonanych z materiału identycznego jak materiał kapilar (8), tak aby oczka siatki były o boku od 15 do 100 μm, korzystnie 38 μm, poprzeczna do kapilar.

10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na kanale wylotowym z otworu wylotowego (10”) krwi z komory (1) wymiany gazowej zabudowany jest co najmniej jeden moduł (14) z filtrem skrzeplin, korzystnie dwa równoległe moduły (14) z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) do płynnego przełączania, to jest kierowania strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł (14) z filtrem skrzeplin.

11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przed otworem wlotowym (10’) krwi do komory (1) wymiany gazowej zabudowany jest co najmniej jeden moduł (15) z filtrem skrzeplin, korzystnie dwa równoległe moduły (15) z filtrami skrzeplin z by-passem (rozgałęźnikiem) do płynnego przełączania, to jest kierowania strumienia krwi zamiennie przez jeden lub drugi moduł z filtrem skrzeplin.