專利名稱：多功能生物人工肝支持裝置柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及醫(yī)療器械，具體是一種應(yīng)用于肝衰竭患者的臨床救治中、根據(jù)患者的實際治療需要可選擇進行血漿置換、血漿吸附、血液過濾加吸附、分子吸附再循環(huán)、混合生物人工肝、單純生物人工肝、腹水濃縮回輸、離心式血漿分離的臨床操作的多功能生物人工肝支持裝置柜。
背景技術(shù)：
目前，公知的生物人工肝支持裝置主要由集成電路、控制器、監(jiān)測器、血泵、泵管、吸附器、分離器、生物反應(yīng)器組成。將肝衰竭患者的血液通過血泵引入血漿分離器，丟棄患者的血漿，補充新鮮的正常人血漿，完成血漿交換；將患者的血液或血漿引入吸附器，完成血漿或血液吸附；將患者的血漿引入生物反應(yīng)器，通過生物反應(yīng)器中培養(yǎng)的肝臟細胞，達到生物合成及解毒的目的。
然而，現(xiàn)有生物人工肝支持裝置的不足主要表現(xiàn)如下①當肝衰竭患者出現(xiàn)腎衰竭時，現(xiàn)有生物人工肝支持裝置不能為患者進行透析、濾過處理；②當肝衰竭患者出現(xiàn)大量腹水，現(xiàn)有的生物人工肝支持裝置不能進行腹水濃縮回輸治療；③將所有循環(huán)管路暴露于生物人工肝支持裝置外，造成回輸給患者的血液溫度下降，治療中患者有寒冷的感覺；④將血液循環(huán)管路暴露于支持裝置外，治療中會給患者帶來恐懼感。
因此，目前的生物人工肝支持裝置存在功能不全，不能滿足臨床治療的需要。
發(fā)明目的本實用新型的目的是提供一種能夠滿足生物人工肝臨床治療肝衰竭患者的實際需要的多功能生物人工肝支持裝置柜，該裝置柜在滿足目前生物人工肝支持裝置的功能基礎(chǔ)上，還可以進行血液濾過加吸附、離心式血漿分離機構(gòu)、以及分子吸附再循環(huán)、腹水濃縮回輸；能夠?qū)⑺醒h(huán)管路密閉于37℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，保證回輸給患者的血液溫度與體溫相差無幾，避免治療中患者存在的寒冷現(xiàn)象，同時也解除了血液循環(huán)外露給患者帶來的恐懼感；采用離心式血漿分離方式避免行深靜脈穿刺，減輕患者的痛苦，減少了患者的經(jīng)濟負擔。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這樣的，即一種多功能生物人工肝支持裝置柜，包括帶觀察窗的柜體；其特征是柜體側(cè)壁或/和頂，底上安裝有阻斷閥組、電機及其驅(qū)動器、柜體內(nèi)具有恒溫室；其中所述恒溫室內(nèi)安裝有離心機、精密擠壓泵組、阻斷閥組、夾持器和/或安裝座；恒溫室內(nèi)或/和其側(cè)壁上安裝有傳感器組；恒溫室具有與室外連通的帶密封件的穿孔。
所述傳感器組包括光電漿液檢測器組、光電紅細胞檢測器、光電液位傳感器、光電漏夜傳感器、壓力傳感器組、稱重傳感器組。
根據(jù)臨床的需要，可以將上述設(shè)置在柜體內(nèi)的部件與其它部件分別構(gòu)建成血漿置換功能機構(gòu)、血漿吸附功能機構(gòu)、血液超濾加吸附功能的機構(gòu)、分子吸附再循環(huán)功能的機構(gòu)、混合生物人工肝功能的機構(gòu)、單純生物人上肝功能的機構(gòu)、腹水濃縮回輸功能的機構(gòu)、離心式血漿分離的機構(gòu)中的至少一個。
本實用新型的有益效果是，裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過高清晰、防暴觀察窗能了解培養(yǎng)箱內(nèi)所有循環(huán)情況，且裝置柜功能多樣化，臨床醫(yī)師可根據(jù)病人的實際治療需要，選擇構(gòu)建一種或多種治療方式的機構(gòu)；將所有管路及循環(huán)密閉于37℃恒溫箱內(nèi)，保證回入患者血液溫度與體溫相差無幾，避免了治療中患者存在的寒冷現(xiàn)象，同時解除了血液外露給患者帶來的恐懼感；采用離心式血漿分離方法無需作深靜脈穿刺，減輕了患者的痛苦，也減少了患者的經(jīng)濟負擔。


圖1是本實用新型的功能部分電信號傳遞和控制連接圖圖2是本實用新型的恒溫培養(yǎng)箱部分的電連接和控制圖圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；圖4是本實用新型的側(cè)面示意圖；圖5是本實用新型的結(jié)構(gòu)后視圖；圖6是本實用新型的去掉后蓋板的結(jié)構(gòu)后視圖；圖7是本實用新型血漿置換功能機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型血漿吸附功能機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實用新型血液超濾加吸附功能的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實用新型分子吸附再循環(huán)功能的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實用新型混合生物人工肝功能的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本實用新型單純生物人工肝功能的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本實用新型腹水濃縮回輸功能的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本實用新型離心式血漿分離的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見附圖1圖1中1.HITECH人機界面，2.可編程邏輯控制器1(PLC1)，3.可編程邏輯控制器2(PLC2)，4.可編程邏輯控制器3(PLC3)，5.7017數(shù)據(jù)采集模塊，6.阻斷閥1，7.阻斷閥2，8.阻斷閥3，9.高速電機驅(qū)動器，10.高速電機，11.漿液檢測器1，12.漿液檢測器2，13.漿液檢測器3，14.紅細胞檢測器，15.液位傳感器，16.漏液傳感器，17伺服電機，18.伺服電機驅(qū)動器，19稱重傳感器1，20.稱重傳感器2，21.稱重傳感器3，22.壓力傳感器1，23壓力傳感器2，24.壓力傳感器3。
其連接方式是HITECH人機界面的接口與PLC 2的RS323接口連接，PLC 2的RS485接口與PLC組的其它RS485接口和7017數(shù)據(jù)采集模塊的RS485接口連接，PLC 2的繼電器接口與阻斷閥6、7、8接口連接，開關(guān)量輸出接口同漿液檢測器組、紅細胞檢測器、液位傳感器、漏夜傳感器、高速電機驅(qū)動器接口連接，PLC組3、4所有開關(guān)量輸出接口與伺服電機驅(qū)動器接口連接，伺服電機驅(qū)動器接口再同伺服電機的接口連接，7017數(shù)據(jù)采集模塊5的摸擬量輸入接口與壓力傳感器組、稱重傳感器組的接口連接，構(gòu)成該生物人工肝支持裝置功能部分的信號傳遞和控制系統(tǒng)。
參見附圖2，圖2中25.溫箱培養(yǎng)箱控制界面，26.可編程邏輯控制器4(PLC4)，27.溫箱加熱器，28.CO2傳感器，29.電磁閥。由恒溫培養(yǎng)箱包括功能控制界面25、可編程邏輯控制器(PLC)26、CO2傳感器28、恒溫加熱器27、電池閥組29。其連接方式是培養(yǎng)箱功能控制界面的接口連接PLC 26的RS323接口，PLC 26的開關(guān)量輸出接口與CO2傳感器、恒溫加熱器、電池閥接口連接，構(gòu)成該生物人工肝支持裝置的恒溫培養(yǎng)箱功能的信號傳遞和控制系統(tǒng)。
參見附圖3，圖3中1.HITECH人機界面，30.藥物推進器，25.溫箱培養(yǎng)箱控制界面，31.恒溫培養(yǎng)箱，32.觀察窗，33.藥物掛架，34.急停開關(guān)，35.精密擠壓泵組，11.漿液檢測器1，12.漿液檢測器2，13.漿液檢測器3，36.進出管密封，37.血漿池，15.液位傳感器，38.多用途夾持器組，22.壓力傳感器1，23.壓力傳感器2，24.壓力傳感器3，39.高速離心血漿分離器，6.阻斷閥1，7.阻斷閥2。
柜體包括恒溫培養(yǎng)箱31、觀察窗32、藥物掛架33；其中精密擠壓泵組36、高速離心血漿分離器39、多用途夾持器38、由玻璃器皿構(gòu)成的血漿池37等位于恒溫培養(yǎng)箱31內(nèi)，在恒溫培養(yǎng)箱31的側(cè)壁上安裝有傳感器。
參見附圖4，圖4中40為稱重傳感器的掛鉤。
參見附圖5，圖5中41.機箱鎖，42.氣體入口，43.電源輸入口，44.總電源開關(guān)，45.溫箱電源開關(guān)。
參見附圖6，圖6中16.漏液傳感器，3.可編程邏輯控制器2(PLC2)，46.繼電器，2.可編程邏輯控制器(PLC1)，9.高速電機驅(qū)動器，47.開關(guān)電源1，48.開關(guān)電源2，49.步進電機驅(qū)動器，18.伺服電機驅(qū)動器，50.布線槽，51.接線柱，4.可編程邏輯控制器3(PLC3)，5.7017數(shù)據(jù)采集模塊，52.光纖收發(fā)器1，53.光纖收發(fā)器2，22.壓力傳感器1，23.壓力傳感器2，24.壓力傳感器3。
本實用新型的工作原理如下打開電源后，根據(jù)治療要求，在恒溫培養(yǎng)箱功能控制界面上，選擇恒溫培養(yǎng)箱的條件；在HITECH人機界面出現(xiàn)功能采單，臨床醫(yī)師根據(jù)病人治療的實際需要，可選擇以下治療方式達到有效的治療目的；打開電源開關(guān)，HITECH人機界面1出現(xiàn)功能菜單模式，然后選擇所需菜治療方式。
①血漿置換功能(參見附圖7)將管路經(jīng)精密擠壓泵35連接血漿分離器入端，出端再與管路相連，完成血液循環(huán)通路，另一管路經(jīng)其他精密擠壓泵35與出端管路連接，補充新鮮血漿通路。精密擠壓泵驅(qū)動血液及正常人血漿流動，在血漿分離器入端用壓力傳感器1(22)檢測入端壓力，壓力傳感器2(23)檢測出端壓力，完成血漿置換功能。其功能示意圖如下②血漿吸附功能(參見附圖8)管路經(jīng)精密擠壓泵35連接血漿分離器進端，出端再與管路相連，完成血液循環(huán)通路，另一管路經(jīng)其他精密擠壓泵(35)與血漿分離器中分離血漿的端口連接，另一端連接血漿吸附器入端，同時用管路將血漿吸附器出端和血液循環(huán)通路的回端連接，完成循環(huán)通路。在血漿分離器入端用壓力傳感器1(22)檢測入端壓力，壓力傳感器2(23)檢測出端壓力，同時在血漿吸附器入端用壓力傳感器3(24)檢測入端壓力，完成血漿吸附功能。
③血液超濾加吸附功能(參見附圖9)管路經(jīng)精密擠壓泵35連接血液過濾器的入端，血液過濾器的出端經(jīng)管路與血漿分離器入端連接，出端再與管路相連，完成血液循環(huán)通路；管路經(jīng)透析液精密擠壓泵與血液過濾器的外腔端口、然后管路與廢液精密擠壓泵連接，完成血液過濾通路；利用廢液精密擠壓泵35與透析液精密擠壓泵的差值，形成負壓，完成血液超濾，同時將管路與精密擠壓泵連接血液過濾器出端，作為補充置換液通路；管路經(jīng)精密擠壓泵連接血漿分離器血漿出口，同時連接血漿吸附器入端，血漿吸附器出端再經(jīng)管路與血液循環(huán)通路的回端連接，完成血液過濾加吸附功能。在血液過濾器入端用壓力傳感器1(22)檢測入端壓力，血漿分離器入端用壓力傳感器2(23)檢測入端壓力，血漿吸附器入端用壓力傳感器3(24)檢測入端壓力。其功能示意圖如下④分子吸附再循環(huán)功能(參見附圖10)管路經(jīng)精密擠壓泵(35)連接物資交換器的內(nèi)腔入端，出端與管路相連，完成血液循環(huán)通路；管路經(jīng)另一精密擠壓泵與吸附器、透析器內(nèi)腔及物資交換器的外腔端口連接，實現(xiàn)白蛋白循環(huán)通路；管路經(jīng)精密擠壓泵與透析器外腔入口、外腔出口、管路、精密擠壓泵結(jié)合，組成透析通路；血液中與白蛋白結(jié)合的毒物與白蛋白循環(huán)通路的白蛋白在物質(zhì)交換器中交換毒性物質(zhì)，交換后的血液輸回患者，白蛋白循環(huán)通路中與毒物結(jié)合的白蛋白經(jīng)透析、吸附處理毒性物質(zhì)后，再去結(jié)合血液中的毒性物質(zhì)，達到血液中與白蛋白結(jié)合毒性物質(zhì)被清除的目的，完成分子吸附再循環(huán)功能。在物質(zhì)交換器入端用壓力傳感器1(22)檢測入端壓力，在吸附器入端用壓力傳感器2(23)檢測出端壓力，同時在血漿吸附器入端用壓力傳感器3(24)檢測入端壓力。
⑤混合生物人工肝功能(參見附圖11)選擇①、②、③、④的方式處理后，患者體內(nèi)的毒性物資減少，然后將管路經(jīng)精密擠壓泵35連接血漿分離器入端，出端再與管路相連，完成血液循環(huán)通路；管路經(jīng)精密擠壓泵連接血漿分離器血漿出口和血漿池37，血漿池再與管路、精密擠壓泵及血液循環(huán)回路連接；管路、血漿池、精密擠壓泵、生物反應(yīng)器內(nèi)腔連接，組成生物作用循環(huán)通路；管路、精密擠壓泵、生物反應(yīng)器外腔，組成培養(yǎng)細胞營養(yǎng)供給循環(huán)通路；血漿與反應(yīng)器中培養(yǎng)的肝細胞相互作用，通過血漿池然后輸回患者體內(nèi)，完成混合生物人工肝功能。精密擠壓泵驅(qū)動血液及正常人血漿流動，在血漿分離器入端用壓力傳感器1(22)檢測入端壓力，壓力傳感器2(23)檢測出端壓力。
⑥單純生物人工肝功能(參見附圖12)將管路經(jīng)精密擠壓泵35連接血漿分離器入端，出端再與管路相連，完成血液循環(huán)通路；管路經(jīng)精密擠壓泵連接血漿分離器血漿出口和血漿池37，血漿池再與管路、精密擠壓泵及血液循環(huán)回路連接；管路、血漿池、精密擠壓泵、生物反應(yīng)器內(nèi)腔連接，組成生物作用循環(huán)通路；管路、精密擠壓泵、生物反應(yīng)器外腔，組成培養(yǎng)細胞營養(yǎng)供給循環(huán)通路；血漿與反應(yīng)器中培養(yǎng)的肝細胞相互作用，通過血漿池然后輸回患者體內(nèi)，完成混合生物人工肝功能。精密擠壓泵驅(qū)動血液及正常人血漿流動，在血漿分離器入端用壓力傳感器1(22)檢測入端壓力，壓力傳感器2(23)檢測出端壓力。
⑦腹水濃縮回輸功能(參見附圖13)管路經(jīng)精密擠壓泵35連接腹水過濾器的進端，出端再與管流連接，完成腹水循環(huán)，通過負壓將患者的水分再過濾器中濾出，其他有用的蛋白回輸入人體，完成腹水濃縮回輸功能。其功能示意圖如下⑧離心式血漿分離(參見附圖14)管路經(jīng)精密擠壓泵35、阻斷閥1(6)、阻斷閥2(7)及高速血漿分離器39連接，組成血漿分離通路。在高速血漿分離器中分離血漿，當血漿分離到一定量時，通過紅細胞檢測器14，指示阻斷閥2(7)關(guān)閉，精密擠壓泵反轉(zhuǎn)，將血漿分離后的血液輸回人體；通過漿液檢測器11，指示阻斷閥1(6)關(guān)閉，精密擠壓泵反轉(zhuǎn)停止，同時打開阻斷閥1(6)和阻斷閥2(7)，繼續(xù)進行血漿分離。在分離血漿的同時通過輸液通道補充新鮮血漿，完成離心式血漿置換功能。
權(quán)利要求1.一種多功能生物人工肝支持裝置柜，包括帶觀察窗(32)的柜體；其特征是柜體側(cè)壁或/和頂，底上安裝有阻斷閥組(6、7)、電機及其驅(qū)動器、柜體內(nèi)具有恒溫室(31)；其中所述恒溫室內(nèi)安裝有離心機(39)、精密擠壓泵組(35)、阻斷閥組、夾持器(38)和/或安裝座；恒溫室內(nèi)或/和其側(cè)壁上安裝有傳感器組；恒溫室具有與室外連通的帶密封件的穿孔(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能生物人工肝支持裝置柜，其特征是所述傳感器組包括光電漿液檢測器組(11、12、13)、光電紅細胞檢測器(14)、光電液位傳感器(15)、光電漏液傳感器(16)、壓力傳感器組(22、23、24)、稱重傳感器組(19、20、21)。
專利摘要一種多功能生物人工肝支持裝置柜，包括帶觀察窗的柜體；其特征是柜體側(cè)壁或/和頂，底上安裝有阻斷閥組、電機及其驅(qū)動器、柜體內(nèi)具有恒溫室；其中所述恒溫室內(nèi)安裝有離心機、精密擠壓泵組35、阻斷閥組、夾持器38和/或安裝座；恒溫室內(nèi)或/和其側(cè)壁上安裝有傳感器組；恒溫室具有與室外連通的帶密封件的穿孔36。本實用新型通過觀察窗能了解培養(yǎng)箱內(nèi)所有循環(huán)情況，且裝置柜功能多樣化，可根據(jù)實際治療需要，選擇構(gòu)建一種或多種治療方式的機構(gòu)；將所有管路及循環(huán)密閉于37℃恒溫箱內(nèi)，保證回入患者血液溫度與體溫相差無幾，同時解除了血液外露給患者帶來的恐懼感；采用離心式血漿分離方法無需作深靜脈穿刺，減輕了患者的痛苦。
文檔編號A61B17/00GK2801170SQ20052000945
公開日2006年8月2日 申請日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者向德棟, 王宇明 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院