RU2121371C1

RU2121371C1 - Recirculating dialyzer

Info

Publication number: RU2121371C1
Application number: RU95109063A
Authority: RU
Inventors: В.В. Антипов
Original assignee: Антипов Виктор Викторович
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1998-11-10
Also published as: RU95109063A

Abstract

FIELD: cleaning of protein solutions and other macromolecular compounds. SUBSTANCE: dialysis acceleration process is ensured due to introduction of mixer for continuous mixing of dialyzed solution in dialysis reservoir. Mixer drive is made as rotary impeller. Refrigerator cools dialyzed liquid. Overflow device is positioned above auxiliary reservoir for dialyzed solution. Refrigerator is filled with water from water supply system. Tubes with nozzles for water supply to impeller are inserted into refrigerator holes. Auxiliary reservoir bottom is coupled to refrigerator spiral, and overflow device is communicated with dialyzed solution reservoir. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, возможно его применение в промышленности для ускоренной очистки белковых растворов и других макромолекулярных соединений. The invention relates to medicine, it can be used in industry for the accelerated purification of protein solutions and other macromolecular compounds.

В существующих диализаторах диффузионного типа очистка от солей белковых растворов осуществляется пассивно через мембрану, длительное время, что может привести к разрушению белковых молекул диализируемого раствора. In existing diffusion-type dialyzers, the cleaning of salts of protein solutions is carried out passively through the membrane for a long time, which can lead to the destruction of protein molecules of the dialyzed solution.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является звездчатый диализатор [1], в котором очистка белковых растворов ускоряется благодаря активному, но медленному току диализного раствора радиально вдоль мембраны, служащей дном емкости, в которую помещают биологические растворы, чем достигается ускорение диализа при минимальном расходовании диализного раствора (вода, буферный раствор). Основным условием эффективной работы звездчатого диализатора является увеличение площади диализной мембраны, по которой тонким слоем распределяется биологический раствор, что сокращает время прохождения ионов солей от поверхности раствора до мембраны и удаление их через нее в диализную жидкость. The closest in technical essence and the achieved effect is a star dialyzer [1], in which the purification of protein solutions is accelerated due to the active, but slow flow of the dialysis solution radially along the membrane serving as the bottom of the container into which biological solutions are placed, thereby accelerating dialysis at a minimum expenditure dialysis solution (water, buffer solution). The main condition for the effective operation of the star dialyzer is to increase the area of the dialysis membrane, through which a biological solution is distributed in a thin layer, which reduces the passage of salt ions from the surface of the solution to the membrane and their removal through it into the dialysis fluid.

В основу изобретения положена задача ускорения диализа биологических жидкостей, содержащих макромолекулярные соединения, увеличение объема биологических жидкостей, подвергаемых диализу, которые могут толстым слоем распределяться над мембраной, причем площадь ее может быть небольшой (сопоставляя с аналогом) за счет активного постоянного перемешивания диализируемого раствора над мембраной; повышение экономичности расходования буферного раствора, предупреждение разрушения макромолекулярных соединений благодаря охлаждению биологической жидкости через мембрану диализной жидкостью, проходящей через холодильник. The basis of the invention is the task of accelerating the dialysis of biological fluids containing macromolecular compounds, increasing the volume of biological fluids subjected to dialysis, which can be distributed in a thick layer over the membrane, and its area can be small (comparing with the analogue) due to the active constant mixing of the dialyzed solution over the membrane ; increasing the efficiency of the consumption of the buffer solution, preventing the destruction of macromolecular compounds due to the cooling of the biological fluid through the membrane with dialysis fluid passing through the refrigerator.

На фиг. 1 изображен общий вид диализатора, на фиг. 2, 3 -сечение конструкции по А-А и Б-Б соответственно. In FIG. 1 shows a general view of the dialyzer; FIG. 2, 3-section of the structure along aa and bb, respectively.

Диализатор состоит из емкости 1, в которой размещаются следующие его элементы: диализная емкость 2 с дном из полупроницаемой мембраны 3, находящейся на круглой плоской подложке 4, в центре которой имеется отверстие 5. На подложке 4 имеются тонкие полоски 6 (см. Б-Б), радиально расходящиеся во все стороны от отверстия 5, которые создают узкую щель между мембраной 3 и плоскостью подложки 4. Подложка 4 крепится на трубке 7, выходящей из спирального холодильника 8. В емкости 1 собирается диализная жидкость 9. Отверстие 10 служит для отведения диализной жидкости 9 в емкость дополнительного сбора 11. Сверху над емкостью 1 находится защитный колпак 12, предохраняющий от попадания воды в емкость 1. Колпак 12 имеет дополнительную крыльчатку 13 с лопастями 14. В центре крыльчатки 13 и защитного колпака 12 жестко вставлены фторопластовые втулки 15 и 16. Через центр втулки 15 вставлена мешалка 17, она неподвижно входит своей верхней частью во втулку 15. Фторопластовая шайба 18 уменьшает трение между втулками 15 и 16. Упор 19 в виде плотно насаженной втулки на мешалке 17, объединяет, как одно целое, защитный колпак 12 с крыльчаткой 13. The dialyzer consists of a container 1, in which its following elements are placed: a dialysis container 2 with a bottom made of a semipermeable membrane 3 located on a round flat substrate 4, in the center of which there is an opening 5. There are thin strips 6 on the substrate 4 (see BB) ), radially diverging in all directions from the hole 5, which create a narrow gap between the membrane 3 and the substrate plane 4. The substrate 4 is mounted on a tube 7 emerging from the spiral cooler 8. Dialysis fluid 9 is collected in the container 1. The hole 10 serves to divert the dialysis Jew the bones 9 into the container of the additional collection 11. On top of the container 1 is a protective cap 12, which prevents water from entering the tank 1. The cap 12 has an additional impeller 13 with blades 14. In the center of the impeller 13 and the protective cap 12 fluoroplastic bushings 15 and 16 are rigidly inserted A stirrer 17 is inserted through the center of the sleeve 15, it motionlessly enters its upper part into the sleeve 15. The fluoroplastic washer 18 reduces friction between the bushings 15 and 16. The stop 19 in the form of a tightly mounted sleeve on the mixer 17 combines the protective cap 12 as a whole from Crimea by the bench 13.

Данные элементы диализатора монтированы в общей емкости 20, в которой имеется два отводных отверстия: отверстие 21 - через которое проходит трубка 22, соединенная с емкостью 1 через отверстие 10, и отверстие 23 - для слива в канализацию отработанной воды. Сверху емкость 20 закрывается крышкой 24. В отверстиях 25 вставлены под углом сопла 26 трубок 27, которые отходят от холодильника 8, заполняемого через патрубок 28 водопроводной водой. Пробки 29 и 30 соответственно емкостей 1 и 20 придают осевое положение всем названным элементам диализатора. Переливное устройство 31 (патент N 1668741) размещается над емкостью 32, через дно которой проходит трубка 33, стабилизирующая уровень жидкости в ней. Из дна емкости 32 отходит трубка 34, соединяющая емкость 32 со спиралью 35 холодильника 8. Трубка 3 соединяет полость емкости 11 с переливным устройством 31. These dialyzer elements are mounted in a common tank 20, in which there are two outlet openings: a hole 21 through which a pipe 22 connected to a container 1 passes through a hole 10, and a hole 23 for draining waste water into the sewer. On top of the tank 20 is closed by a cover 24. In the holes 25 are inserted at an angle of the nozzle 26 of the tubes 27, which extend from the refrigerator 8, filled through the pipe 28 with tap water. Plugs 29 and 30, respectively, of capacities 1 and 20 give an axial position to all of the named dialyzer elements. The overflow device 31 (patent N 1668741) is placed above the container 32, through the bottom of which passes the tube 33, stabilizing the liquid level in it. From the bottom of the tank 32 leaves the tube 34 connecting the tank 32 with the spiral 35 of the refrigerator 8. The pipe 3 connects the cavity of the tank 11 with an overflow device 31.

Аппарат работает следующим образом. В диализную емкость 2 наливается диализируемая жидкость и ставится на плоскость подложки 4. Сверху на сосуд 1 помещается колпак 12 со смонтированными на нем крыльчаткой 13 и мешалкой 17. Емкость 20 закрывается крышкой 24. В емкости 11 и 32 наливается диализная жидкость. При работе переливного устройства 31 жидкость из емкости 11 поступает в емкость 32, из которой через трубку 34 и спираль 35 холодильника 8 поступает дальше в трубку 7 и выливается через отверстие 5 на поверхность подложки 4, над которой расположена мембрана 3 диализной емкости 2. Диализная жидкость растекается по подложке радиально благодаря полоскам 6 и стекает в емкость 1 (обозначено стрелками), откуда через отверстие 10 и трубку 22 поступает в емкость 11, затем снова засасывается переливным устройством 31 в емкость 32 и процесс повторяется. Трубка 33 стабилизирует уровень диализной жидкости в емкости 32 при поступлении ее из переливного устройства 31. Приток диализной жидкости в емкость 32 из переливного устройства 31 должен превышать отток жидкости в трубку 34, т.к. в этом случае будет постоянным поступление диализной жидкости в диализаторе под мембрану 3 диализной емкости 2 благодаря градиенту давления из-за низкого расположения отверстия 5 по отношению к уровню жидкости в емкости 32. В диализируемой жидкости, налитой в диализную емкость 2, постоянно вращается рабочая часть мешалки 17, жестко соединенная через втулку 15 с крыльчаткой 13, которая приводится во вращение струей воды, вытекающей из трубок 27, что указано стрелками на схеме А. The device operates as follows. The dialyzed liquid is poured into the dialysis container 2 and placed on the plane of the substrate 4. A cap 12 is placed on top of the vessel 1 with the impeller 13 and mixer 17 mounted on it. The container 20 is closed by the lid 24. Dialysis liquid is poured into the containers 11 and 32. During the operation of the overflow device 31, the liquid from the tank 11 enters the tank 32, from which through the tube 34 and the spiral 35 of the refrigerator 8 flows further into the tube 7 and pours out through the hole 5 onto the surface of the substrate 4, above which the membrane 3 of the dialysis tank 2 is located. Dialysis liquid spreads radially on the substrate due to strips 6 and flows into the container 1 (indicated by arrows), from where it enters the container 11 through the hole 10 and the pipe 22, then it is again sucked by the overflow device 31 into the container 32 and the process is repeated. The tube 33 stabilizes the dialysis fluid level in the tank 32 when it enters from the overflow device 31. The influx of the dialysis fluid into the container 32 from the overflow device 31 must exceed the outflow of fluid into the tube 34, because in this case, there will be a constant flow of dialysis fluid in the dialyzer under the membrane 3 of the dialysis tank 2 due to the pressure gradient due to the low location of the hole 5 relative to the liquid level in the tank 32. In the dialyzed fluid poured into the dialysis tank 2, the working part of the mixer constantly rotates 17, rigidly connected through a sleeve 15 to the impeller 13, which is driven by a stream of water flowing from the tubes 27, which is indicated by arrows in scheme A.

Claims

A recycle dialyzer containing a dialysis tank, the bottom of which is made of a semipermeable membrane with the possibility of washing it with a radial flow of dialysis solution in a dialysis tank, characterized in that a stirrer is introduced into it to constantly mix the dialyzed solution in the dialysis tank, the drive of the mixer, made in the form a rotating impeller, a refrigerator for cooling dialysis fluid and an overflow device located above the additional capacity for dialysis solution, while x the refrigerator is filled with tap water, tubes with nozzles for supplying tap water to the impeller are inserted into the openings of the refrigerator, the bottom of the additional tank is connected by a tube to the refrigerator spiral, and the overflow device is connected to the dialysis solution tank with the possibility of suction of the dialysis solution.