RU2152226C1

RU2152226C1 - Device for sampling and discharging components from liquid media

Info

Publication number: RU2152226C1
Application number: RU98122850A
Authority: RU
Inventors: Д.С. Блинов; А.В. Викуленков; Н.П. Глухоедов; А.Ю. Колобов; О.Ю. Стекольщиков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ВИТАФЛЮМЕН"
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has cavity for absorbing components from liquid medium by means of sorbent. An additional cavity is made in outlet main line. Reservoir for storing magnetically controlled sorbent is connected to the outlet main line by means of auxiliary main line. Additional cavity is located in magnetic field of the magnetic field source for placing absorbent agent. Sorbent dispersed phase particles have magnetic moment exceeding that of the absorbent dispersed phase particles. EFFECT: small size and weight; enhanced effectiveness of sorption. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, экологии и другим отраслям и может быть использовано в качестве устройства для отбора, а при необходимости и вывода из жидких сред различных компонентов, например, для удаления (отбора и вывода) из биологических жидкостей в медицине экзо- и эндотоксинов и патогенной микрофлоры. The invention relates to medicine, ecology and other industries and can be used as a device for the selection, and if necessary, the withdrawal of various components from liquid media, for example, to remove (select and withdraw) exo- and endotoxins and pathogenic from biological fluids in medicine microflora.

Известно устройство для форсированного диуреза, заключающегося во внутривенном введении физиологического раствора и мочегонных препаратов [1, стр. 43] , в результате чего из биологических жидкостей выводятся низко-, средне- и высокомолекулярные токсины, в частности гемопротеиды. Устройство содержит иглу, соединенную с капельницей. Использование этого устройства имеет низкую эффективность, большую продолжительность по времени (4-24 часа), вызывает большую нагрузку на почки и сердечно-сосудистую систему. A device is known for forced diuresis, which consists in the intravenous administration of physiological saline and diuretics [1, p. 43], as a result of which low, medium, and high molecular weight toxins, in particular hemoproteins, are removed from biological fluids. The device contains a needle connected to a dropper. The use of this device has low efficiency, a longer duration (4-24 hours), causes a large load on the kidneys and the cardiovascular system.

Известно также устройство для гемодиафильтрации [1, стр.53], которая основана на совмещении гемодиализа с ультрафильтрацией. Это устройство состоит из роликового насоса, кровеносного и диализного контуров и диализатора. A device for hemodiafiltration is also known [1, p. 53], which is based on the combination of hemodialysis with ultrafiltration. This device consists of a roller pump, circulatory and dialysis circuits, and a dialyzer.

Недостатками устройства являются многоразовость использования элементов диализного контура, сложность конструкции, большие габариты, необходимость большого количества воды для работы диализного контура. The disadvantages of the device are the reusability of the use of dialysis circuit elements, the complexity of the design, large dimensions, the need for a large amount of water for the dialysis circuit to work.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, основанное на пропускании через сорбент биологической жидкости [2, 3] с целью удаления экзо- и эндотоксинов. Устройство состоит из полости (колонки), в которой размещают сорбент, насоса, входной и выходной магистралей. Выбираем это устройство в качестве прототипа. The closest in technical essence to the claimed device is a device based on passing through a sorbent biological fluid [2, 3] in order to remove exo- and endotoxins. The device consists of a cavity (column) in which the sorbent, pump, inlet and outlet lines are placed. We select this device as a prototype.

Недостатками известного устройства, в котором через полость с сорбентом, состоящим из угольного ядра, покрытого "человеческим" альбумином, пропускают биологическую жидкость являются:
1. Ограниченные функциональные возможности связанные с селективностью сорбента по отношению к выводимым компонентам.The disadvantages of the known device, in which a biological fluid is passed through a cavity with a sorbent consisting of a carbon core coated with "human" albumin:
1. Limited functionality associated with the selectivity of the sorbent in relation to the output components.

2. Недостаточная сорбционная и кинетическая эффективность устройства, обусловленная эффектами "спекания", "туннелирования" и "ослизнения" сорбента в колонке, в результате которых время эффективной сорбции составляет 10 - 20 минут. 2. The insufficient sorption and kinetic efficiency of the device, due to the effects of "sintering", "tunneling" and "mucilage" of the sorbent in the column, as a result of which the effective sorption time is 10 - 20 minutes.

3. Сложность фильтрации и унос в биологическую жидкость сорбента. 3. The complexity of filtration and entrainment into the biological fluid of the sorbent.

4. Наличие побочных эффектов, в частности, проявление аллергических реакций из-за использования в качестве оболочки "человеческого" альбумина [3], а также травматизация форменных элементов биологической жидкости. 4. The presence of side effects, in particular, the manifestation of allergic reactions due to the use of “human” albumin as a shell [3], as well as trauma to the formed elements of the biological fluid.

5. Одномоментное выведение из организма большого количества крови (200 - 400 мл), что ограничивает применение этого устройства для ряда категорий больных и требует дополнительного введения лекарственных препаратов. 5. The simultaneous removal of a large amount of blood (200 - 400 ml) from the body, which limits the use of this device for a number of categories of patients and requires additional administration of drugs.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, повышение его сорбционной эффективности, упрощение фильтрации, уменьшение побочных эффектов при очистке биологических жидкостей, а также уменьшение размеров и веса устройства и потребления энергии для его работы. The objective of the invention is to expand the functionality of the device, increasing its sorption efficiency, simplifying filtration, reducing side effects when cleaning biological fluids, as well as reducing the size and weight of the device and energy consumption for its operation.

Поставленная задача достигается тем, что устройство снабжено расположенной в выходной магистрали дополнительной полостью, емкостью для хранения сорбента, дополнительной магистралью с дозатором и источником магнитного поля, причем дополнительная полость расположена в магнитном поле упомянутого источника и предназначена для размещения абсорбента, а дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения сорбента со входной магистралью. Устройство может быть снабжено второй дополнительной магистралью и установленными в последней блоком регенерации абсорбента и дополнительным дозатором, причем вторая дополнительная магистраль соединяет входную и выходную части дополнительной полости. Устройство может быть снабжено емкостями для хранения абсорбента и отработавшего абсорбента, третьей дополнительной магистралью со вторым дополнительным дозатором и четвертой дополнительной магистралью с третьим дополнительным дозатором, причем третья дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения абсорбента со входной частью дополнительной полости, а четвертая дополнительная магистраль соединяет емкость для хранения отработавшего абсорбента с выходной частью указанной выше полости. Кроме того, емкость для хранения сорбента может быть выполнена совместно с основным дозатором, а насос установлен в выходной магистрали между основной и дополнительной полостями. This object is achieved in that the device is equipped with an additional cavity located in the output line, a sorbent storage tank, an additional line with a dispenser and a magnetic field source, the additional cavity being located in the magnetic field of the said source and designed to accommodate absorbent material, and the additional line connects the tank to storage of the sorbent with the input line. The device can be equipped with a second additional line and installed in the last block of regeneration of the absorbent and an additional batcher, and the second additional line connects the input and output parts of the additional cavity. The device can be equipped with containers for storing absorbent and spent absorbent material, a third additional line with a second additional dispenser and a fourth additional line with a third additional dispenser, the third additional line connecting the storage tank for absorbent material to the inlet of the additional cavity, and the fourth additional line connecting the container for storage of spent absorbent with the outlet of the above cavity. In addition, the capacity for storing the sorbent can be made in conjunction with the main dispenser, and the pump is installed in the output line between the main and additional cavities.

Для исключения уноса сорбента из устройства в выходной магистрали установлены датчик регистрации уноса сорбента и блокирующее устройство. To exclude sorbent entrainment from the device, a sorbent entrainment registration sensor and a blocking device are installed in the output line.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где:
- на фиг. 1 показана схема устройства,
- на фиг. 2 показана схема исполнения устройства с блоком регенерации абсорбента (см. п. 2 формулы изобретения),
- на фиг. 3 показана схема исполнения устройства с емкостями для хранения абсорбента и отработавшего абсорбента (см. п. 3 формулы изобретения).The invention is illustrated by the accompanying drawings, where:
- in FIG. 1 shows a diagram of a device,
- in FIG. 2 shows a diagram of a device with an absorbent regeneration unit (see paragraph 2 of the claims),
- in FIG. 3 shows a diagram of a device with containers for storing absorbent and spent absorbent (see paragraph 3 of the claims).

Устройство, см. фиг. 1, состоит из полости 1, соединенной с входной магистралью 2 и выходной магистралью 3, в которой установлен насос 4 и дополнительная полость 5, причем насос и дополнительная полость могут быть совмещены. Емкость б для хранения сорбента соединена с входной магистралью 2 дополнительной магистралью 7, в которой установлен дозатор 8. Под дном "А" дополнительной полости 5 расположены источник или источники магнитного поля 9. В выходной магистрали 3 установлены датчик регистрации уноса сорбента 10 и блокирующее устройство 11. The device, see FIG. 1 consists of a cavity 1 connected to an input line 2 and an output line 3, in which a pump 4 and an additional cavity 5 are installed, wherein the pump and the additional cavity can be combined. The storage container b for the sorbent is connected to the input line 2 by an additional line 7, in which the dispenser is installed 8. Under the bottom "A" of the additional cavity 5, a source or sources of a magnetic field 9 are located. In the output line 3, a sorbent entrainment detection sensor 10 and a blocking device 11 are installed .

Возможно второе исполнение устройства, см. фиг. 2, при котором вторая дополнительная магистраль 12 двумя своими концами соединяет входную, по направлению движения жидкой среды, и выходную части дополнительной полости 5. При этом во второй дополнительной магистрали 12 установлены блок 13 регенерации абсорбента и дополнительный дозатор 14. A second embodiment of the device is possible, see FIG. 2, in which the second additional line 12 with its two ends connects the input, in the direction of movement of the liquid medium, and the output part of the additional cavity 5. In this case, the absorbent regeneration unit 13 and the additional dispenser 14 are installed in the second additional line 12.

Возможно третье исполнение устройства, см. фиг. 3, при котором во входную часть дополнительной полости 5 входит третья дополнительная магистраль 15, а в выходную часть указанной полости - четвертая дополнительная магистраль 16. Третья дополнительная магистраль 15 соединяет дополнительную полость 5 с емкостью 17 для хранения абсорбента, а четвертая дополнительная магистраль 14 соединяет эту же полость с емкостью 18 для хранения отработавшего абсорбента. В третьей дополнительной магистрали 15 установлен второй дополнительный дозатор 19, а в четвертой дополнительной магистрали 16 - третий дополнительный дозатор 20. A third embodiment of the device is possible, see FIG. 3, in which the third additional line 15 enters the input part of the additional cavity 5, and the fourth additional line 16 enters the output part of the indicated cavity. The third additional line 15 connects the additional cavity 5 with the capacity 17 for absorbent storage, and the fourth additional line 14 connects this the same cavity with a capacity of 18 for storing spent absorbent. In the third additional line 15, a second additional dispenser 19 is installed, and in the fourth additional line 16, a third additional dispenser 20 is installed.

В качестве сорбента берут магнитоуправляемые частицы, а в качестве магнитного абсорбента - суспензию, дисперсную фазу которой берут с магнитным моментом меньшим, чем магнитный момент частиц сорбента, а дисперсную среду из жидкости, которая не смешивается с жидкой средой. Magnetically controlled particles are taken as the sorbent, and a suspension is used as the magnetic absorbent, the dispersed phase of which is taken with a magnetic moment smaller than the magnetic moment of the sorbent particles, and the dispersed medium is from a liquid that does not mix with the liquid medium.

Устройство работает следующим образом. Сначала в дополнительную полость 5, см. фиг. 1 - 3, вводят абсорбент и подводят постоянные или включают электрические магниты 9. При этом частицы абсорбента выстраиваются по силовым линиям магнитного поля, образуя множество лабиринтов в дополнительной полости 5. The device operates as follows. First, in an additional cavity 5, see FIG. 1 to 3, absorbent is introduced and constants are brought in or electric magnets are turned on 9. In this case, the absorbent particles line up along the lines of force of the magnetic field, forming many labyrinths in the additional cavity 5.

Затем по входной магистрали 2 с помощью насоса 4 подают жидкую среду и одновременно из емкости 6 с помощью дозатора 8 по первой дополнительной магистрали 7 подают частицы сорбента в дисперсионной среде. Сорбент и жидкая среда попадают в полость 1, в которой перемешиваются и происходит поглощение - сорбция компонентов из жидкой среды. Then, the liquid medium is supplied through the input line 2 using the pump 4, and at the same time, the sorbent particles in the dispersion medium are supplied from the tank 6 using the batcher 8 along the first additional line 7. Sorbent and liquid medium enter cavity 1, in which they are mixed and absorbed - sorption of components from the liquid medium.

Далее отработанный сорбент и очищенная от компонентов жидкая среда через участок выходной магистрали 3 попадают в дополнительную полость 5. Жидкая среда протекает через дополнительную полость 5 и вытекает из устройства через второй участок выходной магистрали 3, а сорбент, проходя через лабиринты из магнитного абсорбента, задерживается и, имея больший магнитный момент, оседает на дно дополнительной полости 5. Для основного исполнения устройства после завершения процесса очистки полости 1 и 5 чистятся или выбрасываются, если устройство одноразовое. Further, the spent sorbent and the liquid medium purified from the components through the section of the output line 3 fall into the additional cavity 5. The liquid medium flows through the additional cavity 5 and flows from the device through the second section of the output line 3, and the sorbent, passing through the labyrinths from the magnetic absorbent, is delayed and having a larger magnetic moment, settles to the bottom of the additional cavity 5. For the main version of the device after completion of the cleaning process, cavities 1 and 5 are cleaned or discarded if the device is single orazovoe.

Отработавший сорбент совместно с частью абсорбента можно вывести с помощью дополнительного дозатора 14 из дополнительной полости 5 по второй дополнительной магистрали 12 и, отрегенерировав в блоке 13, снова ввести в дополнительную полость 5, см. фиг 2. The spent sorbent together with a part of the absorbent can be removed with the help of an additional dispenser 14 from the additional cavity 5 along the second additional line 12 and, having regenerated in block 13, reintroduced into the additional cavity 5, see Fig. 2.

Возможен режим работы с отложенной во времени регенерацией абсорбента, см. фиг. 3, для этого отработавший сорбент совместно с частью абсорбента выводят с помощью третьего дополнительного дозатора 20 из дополнительной полости 5 по четвертой дополнительной магистрали 16 в емкость для хранения отработавшего абсорбента 18. Вместе с этим свежий абсорбент с помощью второго дополнительного дозатора 19 по третьей дополнительной магистрали 15 подается из емкости 17 для его хранения в дополнительную полость 5. A mode of operation with delayed absorption regeneration is possible, see FIG. 3, for this, the spent sorbent together with a part of the absorbent is discharged using the third additional dispenser 20 from the additional cavity 5 along the fourth additional line 16 into the storage tank for the spent absorbent 18. Together with this, the fresh absorbent using the second additional dispenser 19 along the third additional line 15 fed from the tank 17 for storage in an additional cavity 5.

При регистрации частиц сорбента датчиком уноса сорбента 10 срабатывает блокирующее устройство 11 и перекрывает выходную магистраль 3, делая невозможным унос сорбента из устройства. When registering particles of the sorbent with the ablation sensor of the sorbent 10, the blocking device 11 is activated and blocks the output line 3, making it impossible to carry out the sorbent from the device.

Заявляемое устройство по сравнению с прототипом обладает более широкими функциональными возможностями, т.к. оболочки частиц сорбента можно выбирать из различных веществ, и большей сорбционной активностью, т.к. в жидкую среду дозированно вводится свежий сорбент, а отработанный при необходимости периодически отводится. Использование в качестве одной из составляющих сорбента магнитоуправляемых ядер упрощает процесс фильтрации и повышает надежность этого процесса. Кроме того, не используется "человеческий" альбумин, который может вызвать аллергические реакции организма. Основное исполнение устройства (см. п. 1 формулы изобретения) имеет малые размеры и вес, требует для своей работы малый расход энергии, поэтому может применяться, например, в полевых условиях. Два других исполнения устройства (см. п. 2 и 3 формулы изобретения), в которых дорогостоящий абсорбент регенерируется (во время процесса сорбции, см. п. 2 формулы изобретения или после этого процесса, см. п. 3 формулы изобретения) могут использоваться в стационарных условиях. The inventive device in comparison with the prototype has wider functionality, because the shell of the sorbent particles can be selected from various substances, and greater sorption activity, because fresh sorbent is dosed into the liquid medium, and the spent one is periodically removed if necessary. The use of magnetically controlled nuclei as one of the components of the sorbent simplifies the filtering process and increases the reliability of this process. In addition, "human" albumin, which can cause allergic reactions of the body, is not used. The main embodiment of the device (see paragraph 1 of the claims) has small dimensions and weight, requires low energy consumption for its operation, therefore, it can be used, for example, in field conditions. Two other versions of the device (see paragraphs 2 and 3 of the claims) in which an expensive absorbent is regenerated (during the sorption process, see paragraph 2 of the claims or after this process, see paragraph 3 of the claims) can be used in stationary conditions.

Литература
1. Диагностика, клиника и лечение критических состояний при острых отравлениях и эндотоксикозах. Москва, 1923 г.Literature
1. Diagnosis, clinic and treatment of critical conditions in acute poisoning and endotoxemia. Moscow, 1923

2. Ю.М. Лопухин, М.Н. Мало. Гемосорбция. Москва, Медицина, 1985 г. 2. Yu.M. Lopukhin, M.N. Few. Hemosorption. Moscow, Medicine, 1985

3. К. С. Терновой и др. Сорбционная детоксикация в хирургической практике. Киев, 1985 г. 3. KS Ternova et al. Sorption detoxification in surgical practice. Kiev, 1985

Claims

1. A device for selecting and removing components from a liquid medium, containing a cavity for absorbing components from a liquid medium with an input and output lines, characterized in that it is provided with an additional cavity located in the output line, a magnetic field source, and a sorbent storage container, which made magnetically controlled, an additional line with a dispenser, a sorbent entrainment registration sensor and a blocking device installed in the output line, with an additional cavity is put in a magnetic field of said magnetic source and is designed to accommodate the absorbent additional line connects the storage tank to the inlet manifold of the sorbent and sorbent dispersed phase particles have a magnetic moment greater than the magnetic moment of the particles of the dispersed phase absorbent.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a second additional line and installed in the last absorbent regeneration unit and an additional dispenser, the second additional line connecting the input and output parts of the additional cavity.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with containers for storing absorbent and spent absorbent, a third additional line with a second additional dispenser and a fourth additional line with a third additional dispenser, the third additional line connecting the storage tank of the absorbent to the inlet additional cavity, and the fourth additional line connects the storage tank for the spent absorbent with the output part of the above cavity.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sorbent storage tank is made in conjunction with a dispenser.

5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a pump is installed in the output line between the primary and secondary cavities.

6. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a pump is inserted into it, combined with an additional cavity.