RU2153389C1

RU2153389C1 - Membrane filter and plasmopheresis system (versions)

Info

Publication number: RU2153389C1
Application number: RU99103765A
Authority: RU
Inventors: А.П. Соловьев
Original assignee: Соловьев Анатолий Павлович
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2000-07-27

Abstract

FIELD: membrane-type filtering equipment. SUBSTANCE: apparatus for membrane separation of solutions has immovable hollow cylindrical casing with bottom at one side and is provided with liquid supplying and discharge branch pipes and movable cylinder with semipermeable membrane on cylindrical surface and filtrate discharge union. Movable cylinder is mounted inside cylindrical casing with space between their cylindrical surfaces. Movable cylinder is formed as filter-piston having length smaller than that of cylindrical casing and is provided with pulling member reciprocating within casing. Liquid supplying union of casing has valve positioned at side adjacent to bottom and adapted for admitting liquid into casing. Liquid discharge union of casing has valve positioned at side opposed to bottom and adapted for discharging liquid outside casing. Filtrate discharge union has valve for discharging liquid outside casing. EFFECT: increased efficiency by providing adequate filtering mode. 17 cl, 22 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, позволяющим сепарировать частицы из жидкости, имеющей ту же или почти ту же плотность, что и частицы, без применения центробежных сил. Это особенно важно для растворов, содержащих легко разрушаемые частицы, например для крови, а именно для проведения плазмафереза. Для проведения данной процедуры в настоящее время используeтся много различных аппаратов: центробежных, мембранных и комбинированных. Предлагаемое изобретение относится к мембранным фильтрам. The invention relates to devices that allow to separate particles from a liquid having the same or almost the same density as particles, without the use of centrifugal forces. This is especially important for solutions containing easily destructible particles, for example for blood, namely for plasmapheresis. To carry out this procedure, many different apparatuses are currently used: centrifugal, membrane and combined. The present invention relates to membrane filters.

С совершенствованием технологии получения мембран на рынке появились мембраны с требуемым размером пор и высокой пористостью (более 70%), что позволяет создать высокоэффективные и малогабаритные изделия. Для того чтобы использовать возможности этих мембран, необходимо в процессе фильтрации раствора создать такие условия, при которых у поверхности мембраны не наблюдалось бы повышения концентрации частиц, т.е. имело место активное обновление потока. Поставленная задача достаточно хорошо решается в комбинированных системах, сочетающих мембрану и центробежные силы воздействия на поток. Наиболее близким аналогом изобретения является техническое решение по патенту US 4755300, опубл. 05. 07.1988. Из данного патента известно устройство для мембранного разделения растворов, содержащее неподвижный пустотелый цилиндрический корпус, имеющий с одной стороны дно и снабженный штуцерами для подвода и отвода жидкости и подвижный цилиндр с полупроницаемой мембраной на цилиндрической поверхности и штуцером для отвода фильтрата, подвижный цилиндр установлен внутри цилиндрического корпуса с зазором по цилиндрической поверхности. Также из него известна система для мембранного плазмафереза, содержащая плазмофильтр, резервуар с антикоагулянтом, резервуар с физиологическим раствором, емкость для сбора плазмы, дозаторы антикоагулянта и физиологического раствора, пузырьковую ловушку с фильтром, коннектор с колпачком для подсоединения к канюле, тройники, клапаны и коммутирующие трубки. With the improvement of the technology for producing membranes, membranes with the required pore size and high porosity (more than 70%) have appeared on the market, which makes it possible to create highly efficient and small-sized products. In order to use the capabilities of these membranes, it is necessary to create conditions in the process of filtering the solution under which at the surface of the membrane there would be no increase in particle concentration, i.e. There was an active thread update. The problem is solved quite well in combined systems that combine a membrane and centrifugal forces acting on the flow. The closest analogue of the invention is the technical solution according to patent US 4755300, publ. 05.07.1988. A device for membrane separation of solutions is known from this patent, comprising a fixed hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semipermeable membrane on the cylindrical surface and a fitting for draining the filtrate, a movable cylinder mounted inside the cylindrical body with a clearance on a cylindrical surface. Also known from it is a membrane plasmapheresis system containing a plasma filter, an anticoagulant reservoir, a saline reservoir, a plasma collection reservoir, anticoagulant and physiological saline dispensers, a bubble trap with a filter, a connector with a cap for connection to the cannula, tees, valves and switching tube.

К недостаткам таких аппаратов относятся сложность конструкции аппарата и трансфузионных систем и как следствие большая цена проведения процедуры, довольно серьезное воздействие на кровь пациента, приводящее в отдельных случаях к гемолизу крови. The disadvantages of such devices include the complexity of the design of the device and transfusion systems and, as a consequence, the high cost of the procedure, a rather serious effect on the patient’s blood, which in some cases leads to hemolysis of the blood.

В медицинской практике также нашла широкое распространение система "Аутоферезис-С" (Autopheresis-C Baxter Division Fenvel), в которой использован комбинированный метод получения плазмы из цельной крови. In medical practice, the Autopheresis-C system (Autopheresis-C Baxter Division Fenvel), which uses the combined method for obtaining plasma from whole blood, is also widely used.

Целью изобретения является разработка плазмофильтра и систем, использующих мембранный принцип получения плазмы на высокопористых мембранах с минимальной рабочей поверхностью и обеспечивающих высокоэффективный и в то же время щадящий режим фильтрации. The aim of the invention is the development of a plasma filter and systems using the membrane principle of plasma production on highly porous membranes with a minimum working surface and providing a highly efficient and at the same time gentle filtering mode.

Поставленная задача достигается в предложенном устройстве для мембранного разделения растворов, содержащем неподвижный пустотелый цилиндрический корпус, имеющий с одной стороны дно и снабженный штуцерами для подвода и отвода жидкости и подвижный цилиндр с полупроницаемой мембраной на цилиндрической поверхности и штуцером для отвода фильтрата, подвижный цилиндр установлен внутри цилиндрического корпуса с зазором по цилиндрической поверхности, отличающемся тем, что подвижный цилиндр с мембраной выполнен в виде фильтр-поршня, имеет меньшую длину, чем корпус, и снабжен тяговым элементом для осуществления возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса, штуцер корпуса для подвода жидкости снабжен клапаном, пропускающим жидкость только вовнутрь корпуса, и расположен со стороны дна корпуса, штуцер корпуса для отвода жидкости снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу и расположен с противоположной стороны дна корпуса, а штуцер для отвода фильтрата снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу. The problem is achieved in the proposed device for membrane separation of solutions containing a stationary hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semipermeable membrane on the cylindrical surface and a fitting for draining the filtrate, the movable cylinder is installed inside the cylindrical case with a gap on a cylindrical surface, characterized in that the movable cylinder with a membrane is made in the form of a filter piston, has m It is shorter than the casing and is equipped with a traction element for reciprocating movement inside the casing; the casing nozzle for supplying liquid is equipped with a valve that allows fluid to pass only inside the casing; it is located on the bottom side of the casing; the casing nozzle for draining fluid is equipped with a valve for passing fluid only outward and is located on the opposite side of the bottom of the housing, and the fitting for draining the filtrate is equipped with a valve for passing fluid only outward.

Предусматривается, что на цилиндрической поверхности фильтр-поршня у торцoв имеются по три и более выступов с каждой стороны, выходящих за габариты мембраны. It is envisaged that on the cylindrical surface of the filter piston at the ends there are three or more protrusions on each side that extend beyond the dimensions of the membrane.

Также предусматривается, что фильтр-поршень на цилиндрической поверхности у торцoв имеет по три и более выступа со стороны дна корпуса и уплотнительное кольцо - с противоположной стороны. It is also provided that the filter piston on the cylindrical surface at the ends has three or more protrusions from the side of the bottom of the housing and an o-ring on the opposite side.

Дно корпуса и торец фильтр-поршня могут иметь коническую форму. The bottom of the housing and the end face of the filter piston may have a conical shape.

Корпус может быть снабжен фланцем с уплотнителем, например сильфоном, который герметично прикреплен к торцу фильтр-поршня. The housing may be provided with a flange with a seal, for example a bellows, which is hermetically attached to the end face of the filter piston.

На цилиндрической поверхности корпуса может быть предусмотрена камера для размещения датчика измерения давления. A chamber may be provided on the cylindrical surface of the housing for housing a pressure measurement sensor.

На внутренней цилиндрической поверхности корпуса могут иметься канавки - активаторы потока. On the inner cylindrical surface of the housing there may be grooves - flow activators.

Тяговый элемент может быть выполнен в виде штока с замком для быстрого и надежного подсоединения к устройству возвратно-поступательного движения. The traction element can be made in the form of a rod with a lock for quick and reliable connection to the reciprocating device.

Предусматривается, что устройство может быть снабжено резервуаром для накопления фильтруемой жидкости, герметично прикрепленным открытой частью к корпусу со стороны дна, резервуар выполнен в виде сильфона с глухим дном и штоком для сжатия и растяжения сильфона; штуцер для подвода жидкости вовнутрь корпуса опущен в полость резервуара, а штуцер для отвода жидкости соединен с полостью резервуара каналом; резервуар снабжен двумя штуцерами с клапанами однонаправленного тока, один для подвода жидкости в резервуар, другой - для отвода жидкости из резервуара. It is envisaged that the device may be equipped with a reservoir for storing the filtered fluid, hermetically attached with an open part to the housing from the bottom, the reservoir is made in the form of a bellows with a blank bottom and a rod for compressing and stretching the bellows; a fitting for supplying fluid into the inside of the housing is lowered into the cavity of the tank, and a fitting for draining the fluid is connected to the cavity of the reservoir by a channel; the tank is equipped with two fittings with unidirectional current valves, one for supplying fluid to the tank, the other for draining fluid from the tank.

Корпус и фильтр-поршень со стороны, противоположной расположению дна корпуса, могут быть снабжены фланцами, имеющими внешний диаметр, в 1,3 раза и более превышающий диаметр цилиндрической поверхности корпуса, герметично соединенными по внешнему диаметру, причем фланец корпуса выполнен жестким, а фланец фильтр-поршня - в виде гибкого диска, обеспечивающего возвратно-поступательное движение фильтр-поршня. The housing and the filter piston from the side opposite to the location of the bottom of the housing can be equipped with flanges having an external diameter 1.3 times or more larger than the diameter of the cylindrical surface of the housing, hermetically connected to the outer diameter, the housing flange being rigid and the filter flange - piston - in the form of a flexible disk, providing reciprocating movement of the filter piston.

Устройство может быть также снабжено резервуаром для накопления фильтруемой жидкости, при этом корпус устройства крепится внутри резервуара с помощью ребер;
резервуар может иметь дно со штуцером для подвода и отвода жидкости и крышку, выполненную в виде непроницаемой мембраны, которая герметично крепится к штоку фильтр-поршня и позволяет фильтр-поршню совершать возвратно-поступательное движение; в верхней части резервуара имеется отверстие с бактерицидным фильтром для связи внутренней полости резервуара с атмосферой;
штуцер для подвода жидкости в корпус опущен ко дну резервуара; боковая поверхность резервуара имеет сужение, используемое для датчиков определения уровня жидкости в резервуаре.The device can also be equipped with a reservoir for storing the filtered fluid, while the housing of the device is mounted inside the reservoir with ribs;
the tank may have a bottom with a fitting for supplying and discharging liquid and a cover made in the form of an impermeable membrane, which is tightly attached to the rod of the filter piston and allows the filter piston to reciprocate; in the upper part of the tank there is an opening with a bactericidal filter for connecting the internal cavity of the tank with the atmosphere;
the fitting for supplying fluid to the housing is lowered to the bottom of the tank; the side surface of the tank has a narrowing used for sensors to determine the liquid level in the tank.

Поставленная задача также решается в предложенных вариантах выполнения системы для мембранного плазмафереза, содержащей плазмофильтр, резервуар с антикоагулянтом, резервуар с физиологическим раствором, емкость для сбора плазмы, дозаторы антикоагулянта и физиологического раствора, пузырьковую ловушку с фильтром, коннектор с колпачком для подсоединения к канюле, тройники, клапаны и коммутирующие трубки. The problem is also solved in the proposed embodiments of the system for membrane plasmapheresis containing a plasma filter, a reservoir with an anticoagulant, a reservoir with physiological saline, a container for collecting plasma, dispensers of an anticoagulant and physiological saline, a bubble trap with a filter, a connector with a cap for connection to the cannula, tees , valves and connecting tubes.

При этом по первому варианту система для мембранного плазмафереза отличается тем, что в качестве плазмофильтра использовано указанное устройство для мембранного разделения растворов, содержащее неподвижный пустотелый цилиндрический корпус, имеющий с одной стороны дно и снабженный штуцерами для подвода и отвода жидкости и подвижный цилиндр с полупроницаемой мембраной на цилиндрической поверхности и штуцером для отвода фильтрата, подвижный цилиндр установлен внутри цилиндрического корпуса с зазором по цилиндрической поверхности, при этом подвижный цилиндр с мембраной выполнен в виде фильтр-поршня, имеет меньшую длину, чем корпус, и снабжен тяговым элементом для осуществления возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса, штуцер корпуса для подвода жидкости снабжен клапаном, пропускающим жидкость только вовнутрь корпуса, и расположен со стороны дна корпуса, штуцер корпуса для отвода жидкости снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу и расположен с противоположной стороны дна корпуса, а штуцер для отвода фильтрата снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу, при этом в линии отбора плазмы установлено устройство для создания фиксируемого разряжения. In this case, according to the first embodiment, the system for membrane plasmapheresis is characterized in that the specified device for membrane separation of solutions is used as a plasma filter, containing a stationary hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semi-permeable membrane on a cylindrical surface and a fitting for draining the filtrate, a movable cylinder is installed inside the cylindrical body with a gap on the cylindrical surface, and this movable cylinder with a membrane is made in the form of a filter piston, has a shorter length than the housing, and is equipped with a traction element for reciprocating movement inside the housing, the fitting of the housing for supplying fluid is equipped with a valve that allows fluid to pass only inside the housing, and is located side of the bottom of the housing, the fitting of the housing for draining the fluid is equipped with a valve for passing fluid only outward and is located on the opposite side of the bottom of the housing, and the fitting for draining the filtrate is equipped with a valve for letting liquid only outward, while a device for creating a fixed discharge is installed in the plasma extraction line.

При этом предусматривается, что в качестве дозаторов и устройства для создания фиксируемого разряжения в линии отбора плазмы использованы шприцы. At the same time, it is provided that syringes are used as dispensers and devices for creating a fixed discharge in the plasma extraction line.

По второму варианту система для мембранного плазмафереза отличается тем, что в качестве плазмофильтра использовано устройство для мембранного разделения растворов, содержащее неподвижный пустотелый цилиндрический корпус, имеющий с одной стороны дно и снабженный штуцерами для подвода и отвода жидкости и подвижный цилиндр с полупроницаемой мембраной на цилиндрической поверхности и штуцером для отвода фильтрата, подвижный цилиндр установлен внутри цилиндрического корпуса с зазором по цилиндрической поверхности, при этом подвижный цилиндр с мембраной выполнен в виде фильтр-поршня, имеет меньшую длину, чем корпус, и снабжен тяговым элементом для осуществления возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса, штуцер корпуса для подвода жидкости снабжен клапаном, пропускающим жидкость только вовнутрь корпуса, и расположен со стороны дна корпуса, штуцер корпуса для отвода жидкости снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу и расположен с противоположной стороны дна корпуса, а штуцер для отвода фильтрата снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу, причем оно снабжено резервуаром для накопления фильтруемой жидкости, герметично прикрепленным открытой частью к корпусу со стороны дна, резервуар выполнен в виде сильфона с глухим дном и штоком для сжатия и растяжения сильфона; штуцер для подвода жидкости вовнутрь корпуса опущен в полость резервуара, а штуцер для отвода жидкости соединен с полостью резервуара каналом; резервуар снабжен двумя штуцерами с клапанами однонаправленного тока, один для подвода жидкости в резервуар, другой - для отвода жидкости из резервуара, при этом в линии отбора плазмы установлено устройство для создания фиксируемого разряжения, которое так же, как и дозаторы антикоагулянта и физиологического раствора, выполнены в виде сильфонов. According to the second embodiment, the system for membrane plasmapheresis is characterized in that the plasma filter is a device for membrane separation of solutions containing a stationary hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semipermeable membrane on a cylindrical surface and fitting for drainage of the filtrate, the movable cylinder is installed inside the cylindrical body with a gap along the cylindrical surface, while the movable cylinder the cylinder with the membrane is made in the form of a filter piston, has a shorter length than the body, and is equipped with a traction element for reciprocating movement inside the body, the body fitting for supplying fluid is equipped with a valve that allows fluid to pass only inside the body, and is located on the side of the bottom of the body , the fitting of the housing for draining the fluid is equipped with a valve for passing fluid only outward and is located on the opposite side of the bottom of the housing, and the fitting for the drain of the filtrate is equipped with a valve for letting fluid only on the outside, and it is provided with a reservoir for storing liquid to be filtered, sealingly attached to the open part of the housing from the bottom, the reservoir is formed as a bellows with a bottom and a hollow rod for the compression and stretching of the bellows; a fitting for supplying fluid into the inside of the housing is lowered into the cavity of the tank, and a fitting for draining the fluid is connected to the cavity of the reservoir by a channel; the tank is equipped with two fittings with unidirectional current valves, one for supplying fluid to the tank, the other for draining fluid from the tank, while a device for creating a fixed discharge is installed in the plasma extraction line, which, like the anticoagulant and physiological saline dispensers, is made in the form of bellows.

При этом предусматривается что плазмофильтр, дозаторы антикоагулянта и физиологического растворов, а также устройство для создания фиксируемого разряжения в линии отбора плазмы размещены блочно на одной платформе. At the same time, it is provided that the plasma filter, dispensers of the anticoagulant and physiological solutions, as well as a device for creating a fixed vacuum in the plasma sampling line, are placed block on one platform.

По третьему варианту система для мембранного плазмафереза отличается тем, что в качестве плазмофильтра использовано устройство для мембранного разделения растворов, содержащее неподвижный пустотелый цилиндрический корпус, имеющий с одной стороны дно и снабженный штуцерами для подвода и отвода жидкости и подвижный цилиндр с полупроницаемой мембраной на цилиндрической поверхности и штуцером для отвода фильтрата, подвижный цилиндр установлен внутри цилиндрического корпуса с зазором по цилиндрической поверхности, при этом подвижный цилиндр с мембраной выполнен в виде фильтр-поршня, имеет меньшую длину, чем корпус, и снабжен тяговым элементом для осуществления возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса, штуцер корпуса для подвода жидкости снабжен клапаном, пропускающим жидкость только вовнутрь корпуса, и расположен со стороны дна корпуса, штуцер корпуса для отвода жидкости снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу и расположен с противоположной стороны дна корпуса, а штуцер для отвода фильтрата снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу, при этом корпус и фильтр-поршень со стороны, противоположной расположению дна корпуса, снабжены фланцами, имеющими внешний диаметр, в 1,3 раза и более превышающий диаметр цилиндрической поверхности корпуса, герметично соединенными по внешнему диаметру, причем фланец фильтр-поршня выполнен жестким, а фланец корпуса - в виде непроницаемой мембраны, обеспечивающей возвратно-поступательное движение фильтр-поршня, причем система снабжена резервуаром с двумя штуцерами, расположенными один в нижней части резервуара, а другой - в верхней, нижний штуцер резервуара соединен со штуцером плазмофильтра для подвода жидкости магистралью, верхний штуцер резервуара соединен со штуцером плазмофильтра для отвода жидкости. According to the third embodiment, the system for membrane plasmapheresis is characterized in that the plasma filter is a device for membrane separation of solutions containing a stationary hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semipermeable membrane on a cylindrical surface and fitting for drainage of the filtrate, the movable cylinder is installed inside the cylindrical body with a gap along the cylindrical surface, while the movable cylinder the cylinder with the membrane is made in the form of a filter piston, has a shorter length than the body, and is equipped with a traction element for reciprocating movement inside the body, the body nozzle for supplying liquid is equipped with a valve that allows fluid to pass only inside the body, and is located on the side of the bottom of the body , the fitting of the housing for draining the fluid is equipped with a valve for passing fluid only outwardly and is located on the opposite side of the bottom of the housing, and the fitting for draining the filtrate is equipped with a valve for letting fluid through to the outside, while the housing and the filter piston from the side opposite to the bottom of the housing are provided with flanges having an outer diameter 1.3 times or more larger than the diameter of the cylindrical surface of the housing, hermetically connected to the outer diameter, the filter piston flange being made rigid, and the flange of the body - in the form of an impermeable membrane that provides reciprocating movement of the filter piston, and the system is equipped with a tank with two fittings, one located at the bottom of the tank and the other at the top her lower connection fitting connected to the reservoir for supplying liquid plasma filter manifold, the upper fitting of the tank is connected with the nozzle for discharging the liquid of the plasma filter.

И по четвертому варианту система для мембранного плазмафереза отличается тем, что в качестве плазмофильтра использовано устройство для мембранного разделения растворов, содержащее неподвижный пустотелый цилиндрический корпус, имеющий с одной стороны дно и снабженный штуцерами для подвода и отвода жидкости и подвижный цилиндр с полупроницаемой мембраной на цилиндрической поверхности и штуцером для отвода фильтрата, подвижный цилиндр установлен внутри цилиндрического корпуса с зазором по цилиндрической поверхности, при этом подвижный цилиндр с мембраной выполнен в виде фильтр-поршня, имеет меньшую длину, чем корпус, и снабжен тяговым элементом для осуществления возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса, штуцер корпуса для подвода жидкости снабжен клапаном, пропускающим жидкость только вовнутрь корпуса, и расположен со стороны дна корпуса, штуцер корпуса для отвода жидкости снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу и расположен с противоположной стороны дна корпуса, а штуцер для отвода фильтрата снабжен клапаном для пропускания жидкости только наружу, причем устройство снабжено резервуаром для накопления фильтруемой жидкости, при этом корпус устройства крепится внутри резервуара с помощью ребер; резервуар имеет дно со штуцером для подвода и отвода жидкости и крышку, выполненную в виде непроницаемой мембраны, которая герметично крепится к штоку фильтр-поршня и позволяет фильтр-поршню совершать возвратно-поступательное движение; в верхней части резервуара имеется отверстие с бактерицидным фильтром для связи внутренней полости резервуара с атмосферой; штуцер для подвода жидкости в корпус опущен ко дну резервуара; боковая поверхность резервуара имеет сужение, используемое для датчиков определения уровня жидкости в резервуаре. And according to the fourth embodiment, the system for membrane plasmapheresis is characterized in that the plasma filter is a device for membrane separation of solutions containing a stationary hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semipermeable membrane on a cylindrical surface and a fitting for draining the filtrate, a movable cylinder is installed inside the cylindrical body with a gap on the cylindrical surface, while the second cylinder with a membrane is made in the form of a filter piston, has a shorter length than the housing, and is equipped with a traction element for reciprocating movement inside the housing, the fitting of the housing for supplying fluid is equipped with a valve that passes fluid only inside the housing, and is located on the bottom side housing, the fitting of the housing for draining the fluid is equipped with a valve for passing fluid only outward and is located on the opposite side of the bottom of the housing, and the fitting for draining the filtrate is equipped with a valve for letting fluid only outward, and the device is equipped with a reservoir for storing the filtered fluid, while the housing of the device is mounted inside the reservoir with ribs; the tank has a bottom with a fitting for supplying and discharging liquid and a cover made in the form of an impermeable membrane, which is tightly attached to the rod of the filter piston and allows the filter piston to reciprocate; in the upper part of the tank there is an opening with a bactericidal filter for connecting the internal cavity of the tank with the atmosphere; the fitting for supplying fluid to the housing is lowered to the bottom of the tank; the side surface of the tank has a narrowing used for sensors to determine the liquid level in the tank.

Таким образом, поставленная задача достигается сочетанием высокоскоростного потока крови вдоль поверхности мембраны со встречным поступательным движением мембраны и промежуточными активаторами потока, что обеспечивает постоянное обновление пристеночного к мембране слоя крови. В предлагаемых конструкциях плазмофильтров кровь движется в зазоре между мембраной, совершающей возвратно-поступательное движение, и неподвижным корпусом за счет давления, создаваемого поршнем в замкнутом объеме, при этом кровь движется по замкнутому контуру переменного объема благодаря использованию двух однонаправленного движения клапанов, а требуемое трансмембранное давление ТМД обеспечивается давлением со стороны крови и разряжением с противоположной стороны мембраны, то есть со стороны плазмы. В такой конструкции обеспечивается устойчивая фильтрация даже при существенных изменениях вязкости крови при ее фильтрации. Thus, the task is achieved by combining a high-speed blood flow along the membrane surface with the oncoming translational movement of the membrane and intermediate activators of the flow, which ensures constant updating of the layer of blood adjacent to the membrane. In the proposed plasma filter designs, the blood moves in the gap between the reciprocating membrane and the fixed body due to the pressure created by the piston in the closed volume, while the blood moves along the closed loop of variable volume due to the use of two unidirectional valve movements, and the required transmembrane pressure TMD is provided by pressure from the blood and discharge from the opposite side of the membrane, that is, from the side of the plasma. This design provides stable filtration even with significant changes in blood viscosity during its filtration.

Изобретение описывается на примере проведения процедуры плазмафереза, однако данная конструкция может быть использована и для разделения других дисперсных жидкостей. The invention is described by the example of a plasmapheresis procedure, however, this design can be used to separate other dispersed liquids.

Сущность изобретения раскрыта на фиг. 1-22. The invention is disclosed in FIG. 1-22.

Фиг. 1 - мембранный фильтр исп. 1. FIG. 1 - membrane filter isp. 1.

Фиг. 2-5 - фрагменты мембранного фильтра в исп. 1. FIG. 2-5 - fragments of a membrane filter in isp. 1.

Фиг. 6 - вид на фильтр-поршень сбоку. FIG. 6 is a side view of the filter piston.

Фиг. 7 - мембранный фильтр исп. 2 с накопительным резервуаром переменного объема. FIG. 7 - membrane filter isp. 2 with a storage tank of variable volume.

Фиг. 8 и 9 - фрагменты мембранного фильтра исп. 2. FIG. 8 and 9 - fragments of a membrane filter isp. 2.

Фиг. 10 - мембранный фильтр исп. 3. FIG. 10 - membrane filter isp. 3.

Фиг. 11 - мембранный фильтр в исп. 3 в момент заполнения кровью. FIG. 11 - membrane filter in isp. 3 at the time of filling with blood.

Фиг. 12 и 13 - фрагменты мембранного фильтра в исп. 3. FIG. 12 and 13 - fragments of a membrane filter in isp. 3.

Фиг. 14 - мембранный фильтр исп. 4. FIG. 14 - membrane filter isp. 4.

Фиг. 15 и 16 - фрагменты мембранного фильтра в исп. 4. FIG. 15 and 16 - fragments of a membrane filter in isp. 4.

Фиг. 17 - система для плазмафереза исп. 1. FIG. 17 - system for plasmapheresis isp. 1.

Фиг. 18 - система для плазмафереза исп. 2. FIG. 18 - system for plasmapheresis isp. 2.

Фиг. 19 - фрагмент системы для плазмафереза в исп. 2. FIG. 19 is a fragment of a system for plasmapheresis in Spanish. 2.

Фиг. 20 - система для плазмафереза исп. 3 и исп. 4. FIG. 20 - system for plasmapheresis isp. 3 and isp. 4.

Фиг. 21 - фрагмент системы для плазмафереза в иcп. 3. FIG. 21 is a fragment of a system for plasmapheresis in sp. 3.

Фиг. 22 - фрагмент системы для плазмафереза в исп. 4. FIG. 22 is a fragment of a system for plasmapheresis in Spanish. 4.

Мембранный фильтр исп. 1 (фиг. 1-6) состоит из фильтр-поршня 1 и жесткого корпуса 2, при этом фильтр-поршень центрируется в корпусе 2 с помощью выступов 3 и 4. Эти выступы позволяют поддерживать постоянным рабочий зазор между мембраной 5 и внутренней поверхностью корпуса 2. Membrane filter sp. 1 (Fig. 1-6) consists of a filter piston 1 and a rigid housing 2, while the filter piston is centered in the housing 2 by means of the protrusions 3 and 4. These protrusions allow maintaining a constant working gap between the membrane 5 and the inner surface of the housing 2 .

Фильтр-поршень 1 состоит из стакана 6 и крышки 7, герметично соединенныx между собой, например с помощью сварки. Стакан 6 имеет вертикально направленные бороздки 8, которые в верхней части заканчиваются сквозными отверстиями 9, соединяющими эти бороздки с внутренней полостью 10, образованной корпусом стакана и выемкой в крышке. Крышка имеет полую тягу 11, за которую осуществляется возвратно-поступательное перемещение фильтр-поршня в корпусе на величину h1; для соединения тяги с механизмом перемещения, расположенным на аппарате (может быть любым и в заявочный материал не входит), тяга на конце имеет фланец 12. В крышке имеются каналы 13, по которым плазма отводится от мембраны к штуцеру 14, при этом штуцер может быть снабжен однонаправленным клапаном 15 (стрелка показывает направление потока), в этом случае в магистрали на ветви отвода плазмы необходимость в таком клапане отпадает. Мембрана герметично прикрепляется к стакану (склейка или сварка) и имеет верхний 16, нижний 17 и продольный 18 швы (продольных швов может быть несколько). Поверхность мембраны заглублена относительно выступов 3 и 4, благодаря чему обеспечивается необходимый рабочий зазор 19. Фильтр-поршень в нижней части имеет дно 20, которое с целью снижения сопротивления при выдавливании фильтруемой жидкости из полости в щель между мембраной и корпусом может быть выполнено конусным; особенно это важно, если давление в рабочей зоне определяется косвенным методом, т.е. измерением усилия при перемещении фильтр-поршня в крайнее нижнее положение. Корпус 2 в нижней части имеет дно 21, которое с целью снижения "мертвого" объема должно иметь конфигурацию ту же, что и дно фильтр-поршня. В дне 21 расположен штуцер 22 с клапаном однонаправленного действия 23. В верхней части корпуса расположен штуцер 27 с клапаном 28 однонаправленного действия. В тех случаях, когда мы хотим более точно устанавливать ТМД, которое слагается из давления в зазоре (положительное давление) и отсоса плазмы через штуцер 14 (отрицательное давление), корпус 2 должен иметь камеру 29 для подключения датчика измерения давления в рабочей зоне. Фильтр-поршень 1 можно центрировать в корпусе 2, используя вместо выступов 3 уплотнительное кольцо (как это делается в шприцах), в этом случае вместо сильфона 24 достаточно иметь простой защитный чехол. По всей внутренней поверхности корпуса (кроме зон скольжения выступов 3 и 4) расположены активаторы потока, например канавки винтообразной конфигурации 31, которые обеспечивают активное перемешивание крови в щели между мембраной и корпусом. The filter piston 1 consists of a glass 6 and a cover 7, hermetically connected to each other, for example by welding. The glass 6 has vertically directed grooves 8, which in the upper part end through holes 9 connecting these grooves with the internal cavity 10 formed by the body of the glass and a recess in the lid. The cover has a hollow thrust 11, for which the reciprocating movement of the filter piston in the housing by a value of h1; to connect the thrust to the movement mechanism located on the device (it can be any and is not included in the application material), the thrust at the end has a flange 12. In the lid there are channels 13 through which the plasma is discharged from the membrane to the fitting 14, while the fitting may be equipped with a unidirectional valve 15 (the arrow shows the direction of flow), in this case, there is no need for such a valve in the trunk on the plasma branch. The membrane is hermetically attached to the glass (gluing or welding) and has an upper 16, lower 17 and longitudinal 18 seams (there can be several longitudinal seams). The surface of the membrane is recessed relative to the protrusions 3 and 4, which ensures the necessary working gap 19. The filter piston in the lower part has a bottom 20, which can be conical in order to reduce the resistance when squeezing the filtered fluid from the cavity into the gap between the membrane and the housing; this is especially important if the pressure in the working area is determined by an indirect method, i.e. measuring the force when moving the filter piston to its lowest position. The housing 2 in the lower part has a bottom 21, which in order to reduce the "dead" volume should have the same configuration as the bottom of the filter piston. At the bottom 21 there is a fitting 22 with a unidirectional valve 23. In the upper part of the body there is a fitting 27 with a unidirectional valve 28. In those cases when we want to more accurately establish the TMD, which consists of the pressure in the gap (positive pressure) and the suction of the plasma through the nozzle 14 (negative pressure), the housing 2 must have a chamber 29 for connecting a pressure measurement sensor in the working area. The filter piston 1 can be centered in the housing 2, using a sealing ring instead of the protrusions 3 (as is done in syringes), in this case, instead of a bellows 24, it is enough to have a simple protective cover. On the entire inner surface of the body (except for the sliding zones of the protrusions 3 and 4), flow activators are located, for example, grooves of a screw-shaped configuration 31, which provide active mixing of blood in the gap between the membrane and the body.

Мембранный фильтр исп. 1 периодического действия. При перемещении фильтр-поршня вверх происходит засасывание крови в полость 30, а при следующем движении его вниз кровь из полости 28, продавливаясь через рабочую щель 19, отводится через штуцер 27 из плазмофильтра. Такое движение крови обеспечивается однонаправленными клапанами, расположенными в штуцерах 23 и 28, а отвод плазмы - клапаном 15, расположенным в штуцере 14 (клапаны 15, 23 и 28 могут располагаться в магистралях). Такой вариант плазмофильтра может с успехом применяться для проведения лечебного плазмафереза у детей любого возраста, когда требуется щадящий режим процедуры с минимальным объемом крови в контуре (забор крови происходит из вены пациента при ходе фильтр-поршня вверх и возврат эритроцитарной массы при движении фильтр-поршня вниз, т.е. объем взятой крови у пациента определяется ходом поршня на величину h1). Однако в тех случаях, когда требуется интенсифицировать процесс фильтрации, в контуре можно установить промежуточную емкость для сбора крови и процесс фильтрации вести из емкости в емкость, а не из пациента в пациента. Membrane filter sp. 1 periodic action. When the filter piston moves upward, blood is sucked into the cavity 30, and the next time it moves downward, blood from the cavity 28, forcing through the working slot 19, is discharged through the nozzle 27 from the plasma filter. This blood movement is provided by unidirectional valves located in the nozzles 23 and 28, and the plasma outlet is provided by the valve 15 located in the nozzle 14 (valves 15, 23 and 28 can be located in the highways). This option of a plasma filter can be successfully used for therapeutic plasmapheresis in children of any age, when a gentle treatment regimen with a minimum amount of blood in the circuit is required (blood sampling occurs from the patient's vein during the filter piston up and the red blood cell returns when the filter piston moves down , i.e., the volume of blood taken from the patient is determined by the stroke of the piston by the value h1). However, in those cases when it is required to intensify the filtration process, an intermediate reservoir for collecting blood can be installed in the circuit and the filtration process can be carried out from reservoir to reservoir, and not from patient to patient.

Мембранный фильтр исп. 2 (фиг. 7-9) в отличиe от предыдущего мембранного фильтра дополнительно имеет накопительный резервуар переменного объема 32, состоящий из корпуса в виде сильфона 33, крышки 34 со штоком 35 и фланца 36, с помощью которого резервуар крепится герметично к корпусу 2. Внутри фланца может устанавливаться сетка-фильтр 37, разделяющая внутреннюю полость на две: до фильтра 38 и после фильтра 39, однако в том случае, когда в магистрали на линии возврата установлен фильтр крови, необходимость в фильтре 37 отпадает. Штуцер 22 с клапаном 23 герметично крепится к сетке, чтобы обеспечить поток из полости 38 в полость 30. Полость 39 образована дном 20, фланцем 36 и ребрами жесткости 40. В корпусе фланца размещены три штуцера 41, 42 и 43. Штуцер 41 соединен трубкой 44 со штуцером 27, при этом клапан 28 может располагаться в любом месте данной ветви, например в штуцере 41, и обеспечивает поток из полости 26 в полость 38. Штуцер 42 предназначен для ввода крови от пациента в полость 38, для чего он снабжен клапаном однонаправленного действия 45. Штуцер 43 предназначен для отвода эритроцитарной массы из резервуара к пациенту, для чего он снабжен клапаном однонаправленного действия 46. Фильтр-поршень перемещается на величину h2, а крышка резервуара 34 на величину h3. Membrane filter sp. 2 (Fig. 7-9), in contrast to the previous membrane filter, additionally has a storage tank of variable volume 32, consisting of a housing in the form of a bellows 33, a cover 34 with a stem 35 and a flange 36, with which the tank is sealed to the housing 2. Inside a mesh filter 37 can be installed on the flange, dividing the internal cavity into two: before the filter 38 and after the filter 39, however, when the blood filter is installed in the line on the return line, the filter 37 is no longer needed. The fitting 22 with the valve 23 is hermetically attached to the grid to allow flow from the cavity 38 to the cavity 30. The cavity 39 is formed by the bottom 20, flange 36 and stiffeners 40. Three fittings 41, 42 and 43 are placed in the flange housing. The fitting 41 is connected by a pipe 44 with a fitting 27, while the valve 28 can be located anywhere in this branch, for example in the fitting 41, and provides a flow from the cavity 26 into the cavity 38. The fitting 42 is designed to enter blood from the patient into the cavity 38, for which it is equipped with a one-way valve 45. The fitting 43 is designed to drain red blood cells weight from the reservoir to the patient, which is provided with a unidirectional valve 46. Filter piston is moved by an amount h2, and the tank lid 34 by an amount h3.

Мембранный фильтр исп. 2 периодического действия, т.е. отбор плазмы происходит при движении фильтр-поршня вниз (в сторону конусного дна) и пауза - при движении его вверх. При движении фильтр-поршня вниз кровь в объеме V₃₀ продавливается через кольцевую щель 19, при этом кровь из полости 30 (между торцoм фильтр-поршня и дном корпуса) перетекает в полость 26 в объеме V₂₆, а плазма отводится через штуцер 14 в объеме V_пл. В тех случаях, когда V₃₀ > V₂₆ + V плазмы, происходит перетекание избыточной крови по трубке 44 в полость 38, что приводит к увеличению объема жидкости в накопительном резервуаре 32. Такое движение крови обеспечивается однонаправленными клапанами 23 и 28. При следующем перемещении фильтр-поршня вверх происходит засасывание крови в полость 30 через штуцер 22 из полости 38 и вытеснение эритроцитарной массы из полости 26 через трубку 44 в полость 38, при этом имеет место засасывание в полость 30 некоторого объема эритроцитарной массы из полости 26 (ввиду существенной разности в сопротивлениях при всасывании эритроцитарной массы через щель 19 и крови через штуцер 22 этот объем незначителен) и плазмы через мембрану вследствиe скачкообразного уменьшения ТМД (в зазоре положительное давление резко изменяется на отрицательное), вследствие чего мембрана очищается от застрявших в порах форменных элементов крови, при этом происходит уменьшение объема крови в накопительном резервуаре 3, т.к. V₃₀ > V₂₆. Частота перемещения фильтр-поршня задается исполнительным механизмом аппарата исходя из создания необходимого скоростного потока крови вдоль поверхности мембраны. Для увеличения эффективности плазмафереза на внутренней поверхности корпуса 2 можно сделать активаторы потока, например пазы, с помощью которых кровь дополнительно перемешивается при ее движении в щели.Membrane filter sp. 2 periodic actions, i.e. plasma selection occurs when the filter piston moves down (towards the conical bottom) and pause when it moves up. When the filter piston moves downward, blood in volume V _{30 is} forced through the annular slit 19, while blood from cavity 30 (between the end face of the filter piston and the bottom of the housing) flows into cavity 26 in volume V ₂₆ , and plasma is discharged through nozzle 14 in volume V _pl . In cases where V ₃₀ > V ₂₆ + V of the plasma, excess blood flows through the tube 44 into the cavity 38, which leads to an increase in the volume of fluid in the storage tank 32. This movement of blood is provided by unidirectional valves 23 and 28. The next time you move the filter Piston upward, blood is sucked into the cavity 30 through the fitting 22 from the cavity 38 and the erythrocyte mass is displaced from the cavity 26 through the tube 44 into the cavity 38, while a certain volume of erythrocyte mass is sucked into the cavity 30 from the cavity 26 (due to this difference is insignificant) and plasma through the membrane due to an abrupt decrease in TMD (in the gap, the positive pressure changes sharply to negative), as a result, the membrane is cleared of blood cells that are stuck in the pores , while there is a decrease in blood volume in the storage tank 3, because V ₃₀ > V ₂₆ . The frequency of movement of the filter piston is set by the actuator of the apparatus based on the creation of the necessary high-speed blood flow along the membrane surface. To increase the efficiency of plasmapheresis on the inner surface of the body 2, flow activators can be made, for example, grooves, with the help of which the blood is additionally mixed during its movement in the gap.

Мембранный фильтр исп. 3 (фиг. 10-13) состоит из двух основных частей: корпуса 47 и фильтр-поршня 48, герметично соединенныx между собой сваркой или другим способом по контуру 49. Корпус 47 выполнен в виде стакана, имеющего коническое дно 50 со штуцером 51 и широкий жесткий фланец 52 тоже конической формы. Во фланце имеется паз 53, переходящий в штуцер 54. На цилиндрической поверхности имеется камера 55 для подключения датчика измерения давления в рабочей зоне. Фильтр-поршень 48 выполнен в виде стакана с конусным дном 56, на котором имеется тяга 57 для обеспечения возвратно-поступательного движения фильтр-поршня в корпусе, и широкого фланца 58, представляющего собой гибкий диск, позволяющий фильтр-поршню совершать возвратно-поступательное движение. Цилиндрическая поверхность 59 выполнена, как у мембранного фильтра исп. 1 (фиг. 1-6). Для отвода плазмы имеется штуцер 60. При перемещении фильтр-поршня в крайнее левое положение образуются две полости 61 и 62 объемом V₆₁ и V₆₂ соответственно. Для обеспечения равнообъемного отбора плазмы при равномерном движении фильтр-поршня в обоих направлениях должно соблюдаться условие V₆₂ = V₆₁ - V_пл , где V_пл - объем отфильтрованой плазмы за один ход в любом направлении.Membrane filter sp. 3 (Fig. 10-13) consists of two main parts: the housing 47 and the filter piston 48, sealed together by welding or in another way along the contour 49. The housing 47 is made in the form of a glass having a conical bottom 50 with a fitting 51 and wide rigid flange 52 is also conical in shape. In the flange there is a groove 53, passing into the fitting 54. On the cylindrical surface there is a chamber 55 for connecting a pressure measurement sensor in the working area. The filter piston 48 is made in the form of a cup with a conical bottom 56, on which there is a rod 57 to provide reciprocating movement of the filter piston in the housing, and a wide flange 58, which is a flexible disk that allows the filter piston to reciprocate. The cylindrical surface 59 is made as in the membrane filter isp. 1 (Figs. 1-6). There is a fitting 60 for removing the plasma. When moving the filter piston to the leftmost position, two cavities 61 and 62 with a volume of V ₆₁ and V _{62 are formed,} respectively. To ensure equal volumetric selection of plasma with uniform movement of the filter piston in both directions, the condition V ₆₂ = V ₆₁ - V _pl , where V _pl is the volume of the filtered plasma in one stroke in any direction, must be observed.

Мембранный фильтр, показанный на фиг. 10-13, непрерывного действия, т.е. процесс фильтрации происходит при движении фильтр-поршня в обоих направлениях. При перемещении фильтр-поршня из крайнего правого положения в крайнее левое на величину h4 происходит засасывание крови через штуцер 51 в полости 61 и 62, при этом кровь движется в щели вдоль поверхности мембраны за счет разряжения в камере 62 (скорость задается условием перемещения фильтр-поршня); при перемещении фильтр-поршня в обратном направлении кровь из полости 61 продавливается вдоль мембраны через щель, а эритроцитарная масса удаляется из полости 62 и щели через штуцер 60. Для обеспечения такого движения крови необходимо в контуре иметь однонаправленные клапаны (в данном варианте предлагается установить их в магистралях, как показано на фиг. 21). Ввиду того что в данной конструкции движение крови вдоль мембраны происходит за счет разряжения в полости 62 или давления в полости 61, необходимое ТМД поддерживается отсосом плазмы из штуцера 60. Данная конструкция позволяет проводить отмывку мембраны в процессе фильтрации, для этого достаточно при движении фильтр-поршня влево снизить ТМД до отрицательной величины, которую может выдержать крепление мембраны. В этом случае произойдет удаление форменных элементов из мест внедрения в мембрану, если же к штуцеру 60 подать раствор с антикоагулянтом, то процесс очистки будет значительно лучше. The membrane filter shown in FIG. 10-13, continuous operation, i.e. The filtering process occurs when the filter piston moves in both directions. When the filter piston moves from the extreme right position to the extreme left by h4, blood is sucked in through the nozzle 51 in cavities 61 and 62, while the blood moves in the slit along the membrane surface due to vacuum in the chamber 62 (the speed is specified by the filter piston moving condition ); when the filter piston moves in the opposite direction, blood from the cavity 61 is forced along the membrane through the gap, and the erythrocyte mass is removed from the cavity 62 and the gap through the nozzle 60. To ensure such blood movement, it is necessary to have unidirectional valves in the circuit (in this embodiment, it is proposed to install them in highways, as shown in Fig. 21). Due to the fact that in this design the movement of blood along the membrane occurs due to vacuum in the cavity 62 or pressure in the cavity 61, the required TMD is supported by the suction of the plasma from the nozzle 60. This design allows washing the membrane during the filtration process, it’s enough when the filter piston moves reduce TMD to the left to a negative value that the membrane mount can withstand. In this case, the removal of the formed elements from the places of introduction into the membrane, if a solution with an anticoagulant is supplied to the nozzle 60, the cleaning process will be much better.

Мембранный фильтр исп. 4 (фиг. 14-16) выполнен совмещенным с накопительным резервуаром, для чего корпус 63 с фильтр-поршнем 64 закреплены внутри резервуара 65 с помощью ребер 66. Корпус и фильтр-поршень могут быть произвольной формы. В центре конического дна корпуса имеется трубка 67 с однонаправленным клапаном 23. Фильтр-поршень 64 выполнен так же, как фильтр-поршень в исп. 1, т.е. состоит из герметично соединенных стакана 6 и крышки 7. Стакан имеет бороздки 8, заканчивающиеся сквозными отверстиями 9, обеспечивающими переток плазмы, прошедшей через мембрану, в полость 10, а оттуда через каналы 13 в шток 68, который внутри имеет канал, соединенный со штуцером 14. Фильтр-поршень в стакане центрируется с помощью выступов 3 и 4. Для повышения эффективности процесса фильтрации на внутренней поверхности корпуса 63 можно разместить активаторы потока (например, бороздки 69, форма и количество которых могут быть различны, их параметры зависят от возможностей технологического оборудования при изготовлении пресс-форм и качества примененной мембраны). Для обеспечения условий стерильности внутри резервуара в процессе фильтрации, резервуар 65 имеет гибкую крышку 70, соединенную в центральной части со штоком 68, а в корпусе резервуара имеется отверстие с бактерицидным фильтром 71. В нижней части резервуара имеется штуцер 72 для подачи крови и отвода эритроцитарной массы в процессе процедуры фильтрации. Для определения уровня крови в резервуаре последний может иметь узкий светопроницаемый канал 73. Membrane filter sp. 4 (Fig. 14-16) is made combined with the storage tank, for which the housing 63 with the filter piston 64 is fixed inside the tank 65 using ribs 66. The housing and the filter piston can be of any shape. In the center of the conical bottom of the housing there is a tube 67 with a unidirectional valve 23. The filter piston 64 is made in the same way as the filter piston in use. 1, i.e. consists of a hermetically connected glass 6 and a cover 7. The glass has grooves 8, ending with through holes 9, providing a flow of plasma passing through the membrane into the cavity 10, and from there through the channels 13 into the rod 68, which inside has a channel connected to the fitting 14 The filter piston in the cup is centered using the protrusions 3 and 4. To increase the efficiency of the filtration process, flow activators can be placed on the inner surface of the housing 63 (for example, grooves 69, the shape and quantity of which can be different, their parameters Avis on the capabilities of technological equipment in the manufacture of molds and an application of the membrane). To ensure sterility conditions inside the tank during the filtration process, the tank 65 has a flexible cover 70 connected in the central part to the stem 68, and in the tank body there is an opening with a bactericidal filter 71. At the bottom of the tank there is a fitting 72 for supplying blood and draining the red blood cell mass during the filtering process. To determine the level of blood in the reservoir, the latter may have a narrow translucent channel 73.

Мембранный фильтр исп. 4 периодического действия. При движении фильтр-поршня вверх на величину h5 происходит засасывание крови из резервуара в полость 74 объемом V₇₄ и удаление эритроцитарной массы из полости 75 объемом V₇₅ в резервуар. Процесс фильтрации происходит при движении фильтр-поршня вниз при продавливании крови через щель у поверхности мембраны из полости 74 в полость 75. Давление в щели определяется косвенным методом, т.е. измерением усилия на штоке 68 в момент фильтрации, которое в сочетании с разряжением в канале по плазме составляют ТМД. Фильтрация производится при уровне крови в резервуаре внутри интервала Н (начинается при минимальном уровне и заканчивается при достижении максимального уровня), при этом по мере достижении максимального уровня происходит увеличение гематокрита крови. Нормой для процесса плазмафереза можно считать H_i = 45% и Н_k = 70%, где H_i - исходный средний гематокрит цельной крови и Н_k - гематокрит окончания цикла плазмафереза.Membrane filter sp. 4 periodic action. When the filter piston moves upward by h5, blood is sucked from the reservoir into the cavity 74 with a volume of V ₇₄ and the erythrocyte mass is removed from the cavity 75 with a volume of V ₇₅ into the reservoir. The filtration process occurs when the filter piston moves downward when blood is forced through the gap at the surface of the membrane from cavity 74 to cavity 75. The pressure in the gap is determined by an indirect method, i.e. measuring the force on the rod 68 at the time of filtration, which in combination with the discharge in the channel through the plasma constitute TMD. Filtration is performed at a blood level in the reservoir within the interval H (starts at the minimum level and ends when the maximum level is reached), and when the maximum level is reached, the blood hematocrit increases. The norm for the plasmapheresis process can be considered H _i = 45% and H _k = 70%, where H _i is the initial average hematocrit of whole blood and H _k is the hematocrit of the end of the plasmapheresis cycle.

Фильтация плазмы во всех вариантах исполнения плазмофильтра (фиг. 1,7,10 и 14) происходит при движущемся фильтр-поршне. Скорость перемещения фильтр-поршня при всасывании и выдавливании крови обеспечивается исполнительным механизмом аппарата, в котором используется тот или иной вариант плазмофильтра. Plasma filtration in all plasma filter versions (Figs. 1,7,10 and 14) occurs with a moving filter piston. The speed of movement of the filter piston during suction and extrusion of blood is provided by the actuator of the apparatus, in which one or another version of the plasma filter is used.

Эффективность фильтрации зависит главным образом от характеристик мембраны (размера пор и пористости) и от распределения ТМД вдоль поверхности мембраны, при этом, чем выше данные величины, тем больше плазмы можно получить с единицы поверхности мембраны в единицу времени. Размеры пор существенно влияют на необходимые условия поддержания ТМД при фильтрации, а именно, чем ближе максимальный размер пор приближается к размеру минимальной частицы, которую необходимо задержать при фильтрации, тем меньшее ТМД и его колебание допускается во время фильтрации. При использовании высокопористых полупроницаемых мембран (с пористостью более 70%) необходимо учитывать, что они хорошо работают в условиях высокоскоростного потока, т.е. когда выполняются условия хорошего удаления с поверхности мембраны форменных элементов крови, т.е. при минимальной поляризационной концентрации форменных элементов крови у поверхности мембраны. Максимальная фильтрация достигается, когда по всей площади мембраны действует одинаковое максимально допустимое ТМД. На практике такие условия выполнить практически невозможно. Для обеспечения необходимого скоростного потока крови вдоль поверхности мембраны необходимо создать перепад давления в щели между входом и выходом. На распределение давления вдоль потока влияют многие параметры: исходная вязкость цельной крови, величина зазора у поверхности мембраны, наличие активаторов потока, скорость перемещения фильтр-поршня, фильтрационная способность мембраны (увеличение гематокрита при движении крови вдоль мембраны за счет удаления плазмы). The filtration efficiency depends mainly on the characteristics of the membrane (pore size and porosity) and on the distribution of TMD along the membrane surface, and the higher these values, the more plasma can be obtained from a unit surface of the membrane per unit time. Pore sizes significantly affect the necessary conditions for maintaining TMD during filtration, namely, the closer the maximum pore size approaches the size of the minimum particle that must be retained during filtration, the smaller the TMD and its oscillation is allowed during filtration. When using highly porous semipermeable membranes (with a porosity of more than 70%), it must be taken into account that they work well in conditions of high-speed flow, i.e. when the conditions for good removal of blood cells from the membrane surface, i.e. with a minimum polarizing concentration of blood cells near the membrane surface. Maximum filtration is achieved when the same maximum permissible TMD acts over the entire membrane area. In practice, such conditions are practically impossible to fulfill. To ensure the necessary high-speed blood flow along the membrane surface, it is necessary to create a pressure differential in the gap between the inlet and outlet. The pressure distribution along the flow is influenced by many parameters: the initial viscosity of whole blood, the size of the gap at the surface of the membrane, the presence of activators of the flow, the speed of movement of the filter piston, the filtration capacity of the membrane (increased hematocrit when the blood moves along the membrane due to plasma removal).

Вязкость фильтруемой крови зависит от состояния кроветворной системы пациента (в первую очередь от величины гематокрита и от химического состава плазмы, главным образом от белков и в особенности от фибриногена, при этом вязкость крови быстро увеличивается при возрастании гематокрита) и от условий ведения процедуры плазмафереза (во многом зависит от скоростей сдвига, а именно при увеличении скорости сдвига вязкость крови существенно уменьшается, причем это влияние намного выше с ростом гематокрита). Следует учитывать, что при скоростях сдвига менее 1500 дин/см² процесс плазмафереза проходит без гемолиза (для повышения эффективности плазмафереза в местах турбулизации потока иногда допускается кратковременное увеличение скорости сдвига до 3000 дин/см²). При проведении процедуры лечебного плазмафереза иногда для снижения вязкости фильтруемой крови используют разбавление цельной крови различными физиологическими растворами. Зазор между подвижной мембраной и неподвижной стенкой корпуса существенно влияет на процесс фильтрации крови. Чем меньше этот зазор, тем выше удельная фильтрация (отношение объема фильтрата к объему прошедшей в щели крови) и больше перепад давления вдоль мембраны, т. е. первый показатель улучшает процесс фильтрации, а второй - ухудшает. Для повышения удельной фильтрации часто применяются пассивные (различной формы выступы или пазы размещенные в щели) и активные (вибрация, центробежные силы и др.) активаторы потока, которые перемешивают слои крови, однако необходимо, чтобы в этих местах скорости сдвига не превышали 3000 дин/см². Следует иметь в виду, что на перепад давления из всех перечисленных выше факторов самое большое влияние оказывает величина зазора (степенная зависимость).The viscosity of the filtered blood depends on the condition of the patient’s hematopoietic system (primarily on the hematocrit and on the chemical composition of the plasma, mainly on proteins and especially fibrinogen, while the blood viscosity increases rapidly with increasing hematocrit) and on the conditions of the plasmapheresis procedure (during largely depends on shear rates, namely, with an increase in shear rate, blood viscosity decreases significantly, and this effect is much higher with increasing hematocrit). It should be borne in mind that at shear rates less than 1500 dyne / cm ² the plasmapheresis process takes place without hemolysis (to increase the efficiency of plasmapheresis in places of flow turbulization, a short-term increase in the shear rate to 3000 dyne / cm ² is sometimes allowed). During the treatment plasmapheresis procedure, sometimes dilution of whole blood with various physiological solutions is used to reduce the viscosity of the filtered blood. The gap between the movable membrane and the fixed wall of the body significantly affects the process of blood filtration. The smaller this gap, the higher the specific filtration (the ratio of the filtrate volume to the volume of blood passed through the gap) and the greater the pressure drop along the membrane, i.e., the first indicator improves the filtration process, and the second one worsens. To increase specific filtration, passive (variously shaped protrusions or grooves located in the slit) and active (vibration, centrifugal forces, etc.) flow activators, which mix the blood layers, are often used, however, it is necessary that the shear rates in these places do not exceed 3000 dyne / cm ² . It should be borne in mind that the pressure difference of all the above factors is most affected by the gap size (power dependence).

Для того чтобы максимально использовать преимущества высокопористых мембран, во всех предложенных вариантах исполнения мембранного плазмафильтра созданы условия для обеспечения максимально возможного по всей поверхности мембраны ТМД за счет комбинации минимального перепада давления в канале по крови и максимального разряжения в канале по плазме в сочетании с перемещением мембраны навстречу потоку крови. In order to maximize the benefits of highly porous membranes, in all the proposed membrane plasma filter versions, conditions are created to ensure the maximum possible across the entire surface of the TMD membrane by combining the minimum pressure drop in the channel through the blood and maximum vacuum in the channel through the plasma in combination with moving the membrane towards blood flow.

На фиг. 17-22 даны варианты исполнения систем для проведения процедуры плазмафереза, в которых использованы предлагаемые конструкции мембранных фильтров. In FIG. 17-22, embodiments of systems for carrying out the plasmapheresis procedure are given, in which the proposed designs of membrane filters are used.

На фиг. 17 дана система для плазмафереза исп. 1 с использованием плазмофильтра, приведенного на фиг. 1. Эта система работает по упрощенной схеме с минимальным объемом заполнения контура и рекомендуется к применению для проведения процедуры лечебного плазмафереза у детей. Система состоит из плазмофильтра 76, трех дозаторов 77, 78 и 79, выполненных, например, в виде шприцeв, емкости с антикоагулянтом 80, емкости с физиологическим раствором 81 (эти емкости могут быть снабжены микрофильтрами), емкости для сбора плазмы 82, двух камер 83 и 84 для подключения датчиков давления (еще одна камера 29 размещена на корпусе плазмофильтра), шести клапанов 85-90 однонаправленного действия (клапаны 87, 88 и 89 могут входить в конструкцию плазмофильтра, как показано на фиг. 1, и соответствуют клапанам 15, 23 и 28), коннектора с колпачком 91 для подсоединения к инъекционной игле, шести тройников 92-97, пузырьковой ловушки с фильтром 98 и магистральных трубок. Аппарат для проведения процедуры плазмафереза должен иметь три датчика контроля давления для камер 29, 83 и 84, три механических зажима 98-100, три индикатора пузырьков 101-103 и весы 104. Кроме того, аппарат должен обеспечивать дозированное и контролируемое перемещение штока плазмофильтра h1 и штоков дозаторов h6, h7 и h8. In FIG. 17 is given a system for plasmapheresis isp. 1 using the plasma filter shown in FIG. 1. This system works according to a simplified scheme with a minimum volume of filling the circuit and is recommended for use for the therapeutic plasmapheresis procedure in children. The system consists of a plasma filter 76, three dispensers 77, 78 and 79, made, for example, in the form of syringes, a container with anticoagulant 80, a container with physiological saline 81 (these containers can be equipped with microfilters), a container for collecting plasma 82, two chambers 83 and 84 for connecting pressure sensors (another chamber 29 is placed on the plasma filter housing), six unidirectional valves 85-90 (valves 87, 88 and 89 can be included in the plasma filter design, as shown in Fig. 1, and correspond to valves 15, 23 and 28), connector with cap 91 for connecting tendency to an injection needle, six tees 92-97, a bubble trap with a filter 98 and main pipes. The apparatus for carrying out the plasmapheresis procedure must have three pressure monitoring sensors for chambers 29, 83 and 84, three mechanical clamps 98-100, three bubble indicators 101-103 and scales 104. In addition, the apparatus must provide dosed and controlled movement of the plasma filter rod h1 and dispenser rods h6, h7 and h8.

Данный вариант исполнения аппарата работает по одноигольной схеме подключения пациента. При ходе фильтр-поршня в верхнее положение происходит забор крови у пациента в полость 30, а при перемещении фильтр-поршня вниз эритроцитарная масса, пройдя через фильтр 98, возвращается пациенту, т.е. за один ход фильтр-поршня должен обеспечиваться отбор плазмы в требуемом объеме. Предлагаемый вариант используется в тех случаях, когда главным показателем является объем заполнения системы, а не время проведения процедуры. В процессе ведения процедуры плазмафереза должны быть предусмотрены следующие последовательно выполняемые циклы работ: заполнение системы растворами с одновременным вытеснением воздуха из всех элементов системы, проведение процедуры плазмафереза с поддержанием требуемого соотношения антикоагулянта и цельной крови, взятой у пациента, а при необходимости разбавление крови и компенсация взятой у пациента плазмы физиологическим раствором, возможность промывки мембраны при значительном снижении ее фильтрационной способности, максимальный возврат пациенту крови из системы после окончания процедуры плазмафереза (подробнее эти циклы рассмотрены ниже в системе исп. 2). This embodiment of the apparatus works according to a single-needle patient connection scheme. When the filter piston moves to the upper position, the patient takes blood into the cavity 30, and when the filter piston moves down the red blood cell, passing through the filter 98, returns to the patient, i.e. in one stroke of the filter piston, plasma selection in the required volume should be ensured. The proposed option is used in cases where the main indicator is the volume of the system, and not the time of the procedure. During the plasmapheresis procedure, the following successive work cycles should be provided: filling the system with solutions while simultaneously displacing air from all elements of the system, carrying out the plasmapheresis procedure while maintaining the required ratio of anticoagulant and whole blood taken from the patient, and, if necessary, diluting the blood and compensating for the taken in a plasma patient with saline, the ability to flush the membrane with a significant decrease in its filtration capacity, maxim full return of blood to the patient from the system after the end of the plasmapheresis procedure (these cycles are discussed in more detail below in the system of test 2).

На фиг. 18 и 19 дана система для плазмафереза исп. 2 с использованием плазмофильтра, приведенного на фиг 7. Система состоит из плазмофильтра 105, трех дозаторов 106, 107 и 108, размещенных на одном фланце 109 (такое блочное размещение существенно упрощает сборку системы на аппарате), емкости с антикоагулянтом 80, емкости с физиологическим раствором 81, емкости для сбора плазмы 82, двух камер 83 и 84 для подключения датчиков давления (еще одна камера 29 размещена на корпусе плазмофильтра), трех однонаправленных клапанов 85, 86 и 87 (еще пять клапанов 15, 23, 28, 45 и 46 размещены в плазмофильтре, однако допускается их установка и в системе магистралей), коннектора с колпачком 91 для подсоединения к инъекционной игле или канюле, трех тройников 93, 95 и 96, трубок 110-119 и пузырьковой ловушки с фильтром 98. Ориентировочно V₁₀₆ = 0,09 V₃₂ - при использовании в качестве антикоагулянта 4%-ного раствора цитрата натрия или растворов ACD и CPD, a V₁₀₇= V₁₀₈= 0,3 V₃₂. Аппарат для проведения процедуры плазмафереза должен обеспечивать легкую установку системы на корпусе, дозированное и контролируемое перемещение штоков плазмофильтра h2 и h3, а также штоков дозаторов h9, h10 и h11. Кроме того, на аппарате должны иметься три датчика контроля давления для камер 29, 83 и 84, три механических зажима 98, 99 и 100 для пережима трубок 110, 115 и 119, три индикатора пузырьков 101, 102, и 103 и весы 104 для взвешивания собранной плазмы (весы можно не устанавливать, если управление аппаратом позволяет суммировать объемы плазмы, прошедшей через дозатор 108). Клапаны однонаправленного действия могут быть заменены на механические зажимы, что удешевит стоимость магистрали, но существенно усложнит работу аппарата. Механизм перемещения штока резервуара 32, расположенный на аппарате, должен иметь элемент 120, который позволяет компенсировать незначительные изменения объема в резервуаре 32 при совершении фильтр-поршнем возвратно-поступательных перемещений (например, пружину), если такой режим не заложен в программу управления штоком, т.е. необходимо, чтобы при перемещении фильтр-поршня в магистрали 115 было заданное давление (разряжение при заборе крови и избыточное давление при возврате эритроцитарной массы).In FIG. 18 and 19, a system for plasmapheresis isp. 2 using the plasma filter shown in Fig. 7. The system consists of a plasma filter 105, three dispensers 106, 107 and 108 located on one flange 109 (such block placement significantly simplifies the assembly of the system on the device), containers with anticoagulant 80, containers with physiological saline 81, plasma collecting tanks 82, two chambers 83 and 84 for connecting pressure sensors (another chamber 29 is located on the plasma filter housing), three unidirectional valves 85, 86 and 87 (five more valves 15, 23, 28, 45 and 46 are placed in the plasma filter, however, they are allowed in SETTING and highways in the system), the connector with the cap 91 for connection to an injection needle or cannula, three tees 93, 95 and 96, tubes 110-119 and the bubble trap filter 98. The approximate V = 0,09 V ₁₀₆ ₃₂ - using as an anticoagulant of a 4% solution of sodium citrate or solutions of ACD and CPD, a V ₁₀₇ = V ₁₀₈ = 0.3 V ₃₂ . The apparatus for carrying out the plasmapheresis procedure should ensure easy installation of the system on the housing, dosed and controlled movement of the plasma filter rods h2 and h3, as well as the metering rods h9, h10 and h11. In addition, the apparatus must have three pressure monitoring sensors for chambers 29, 83 and 84, three mechanical clamps 98, 99 and 100 for pinching the tubes 110, 115 and 119, three indicators of bubbles 101, 102, and 103 and scales 104 for weighing collected plasma (scales can not be installed if the control unit allows you to summarize the volume of plasma passed through the dispenser 108). Unidirectional valves can be replaced by mechanical clamps, which will reduce the cost of the line, but significantly complicate the operation of the device. The mechanism for moving the rod of the reservoir 32, located on the apparatus, must have an element 120 that allows you to compensate for minor changes in volume in the reservoir 32 when the filter piston makes reciprocating movements (for example, a spring), if this mode is not included in the rod control program, t .e. it is necessary that when moving the filter piston in line 115 there was a predetermined pressure (vacuum during blood sampling and overpressure when the red blood cell was returned).

Данный аппарат работает по одноигольной схеме подключения пациента. Система управления работой аппарата должна предусматривать, так же как и в системе исп. 1, последовательно выполняемые циклы работы: заполнение системы растворами с одновременным вытеснением воздуха из всех элементов системы, проведение процедуры плазмафереза с поддержанием требуемого соотношения антикоагулянта и цельной крови, взятой у пациента, а при необходимости разбавление крови физиологическим раствором, компенсацию взятой у пациента плазмы физиологическим раствором, возможность промывки мембраны при значительном снижении ее фильтрационной способности, максимальный возврат пациенту крови из системы после окончания процедуры плазмафереза. This unit operates on a single-needle patient connection circuit. The control system for the operation of the apparatus should provide, as well as in the system of Spanish. 1, sequentially performed work cycles: filling the system with solutions while simultaneously displacing air from all elements of the system, performing plasmapheresis with maintaining the required ratio of anticoagulant and whole blood taken from the patient, and if necessary, diluting the blood with physiological saline, compensating for the plasma taken from the patient with saline , the ability to flush the membrane with a significant decrease in its filtration ability, the maximum return of blood to the patient from the system after windows Ania plasmapheresis procedures.

Последовательность проведения работы на аппарате должна быть следующей. Работа начинается с размещения и фиксации системы на аппарате, причем накопительный резервуар 32 и емкости дозаторов 106, 107 и 108 устанавливаются в положение, при котором они имеют минимальный объем, зажимы 98, 99 и 100 с размещенными в них трубками закрыты, а коннектор 91 герметично закрыт колпачком (при отсутствии герметичного колпачка необходимо на трубку около коннектора наложить зажим). Затем система заполняется раствором антикоагулянта из емкости 80 и физиологическим раствором из емкости 81, для чего открывается зажимы 98 и 100, шток дозатора 106 перемещается на величину h9, а шток дозатора 107 - на величину h10. После этого зажимы 98 и 100 закрываются, а зажим 99 открывается, штоки дозаторов перемещаются в противоположном направлении, вытесняя жидкость из емкостей в систему, при этом шток резервуара 32 перемещается, засасывая жидкость последовательно через трубки 111, 115, 118, 116 и 112. Перемещение штока резервуара 32 заканчивается после выдавливания растворов из дозаторов 106 и 107, а т.к. V₁₀₆+V₁₀₇< V₃₂, то перемещение штока резервуара 32 будет частичным. После этого шток резервуара 32 перемещается в обратном направлении на величину, гарантирующую удаление воздуха из резервуара 32 через трубки 117, 116, 115 и коннектор 91. Для удаления воздуха из плазмофильтра шток фильтр-поршня перемещается в верхнее положение на величину h2 и в полость под поршень засасывается раствор из резервуара 32, при обратном движении штока воздух вытесняется раствором через трубку 44 в резервуар 32 и далее из резервуара, как описано выше. Если за один цикл из системы не удалось удалить весь воздух, то необходимо описанную выше процедуру повторять до полного вытеснения воздуха из всех элементов магистрали. После этого переходят к проведению процедуры плазмафереза. Перед забором крови у пациента дозаторы 106 и 107 заполнены соответствующими растворами, а резервуар 32 и дозатор 108 сжаты до минимального объема.The sequence of work on the device should be as follows. The work begins with the placement and fixing of the system on the apparatus, with the storage tank 32 and the dispenser tanks 106, 107 and 108 being installed in a position in which they have a minimum volume, the clamps 98, 99 and 100 with the tubes placed in them are closed, and the connector 91 is hermetically sealed closed with a cap (in the absence of a tight cap, a clip must be applied to the tube near the connector). Then the system is filled with an anticoagulant solution from the container 80 and physiological solution from the container 81, for which the clamps 98 and 100 open, the dispenser rod 106 moves by the value of h9, and the rod of the dispenser 107 - by the value of h10. After that, the clamps 98 and 100 are closed, and the clamp 99 opens, the dispenser rods move in the opposite direction, displacing the liquid from the containers into the system, while the rod of the tank 32 moves, sucking the liquid in series through the tubes 111, 115, 118, 116 and 112. Moving the rod of the tank 32 ends after extruding the solutions from the dispensers 106 and 107, and since V ₁₀₆ + V ₁₀₇ <V ₃₂ , then the movement of the rod of the tank 32 will be partial. After that, the rod of the tank 32 moves in the opposite direction by an amount that guarantees the removal of air from the tank 32 through the tubes 117, 116, 115 and the connector 91. To remove air from the plasma filter, the rod of the filter piston moves to the upper position by an amount of h2 and into the cavity under the piston the solution is sucked in from the reservoir 32, during the reverse movement of the rod, the air is forced out by the solution through the tube 44 into the reservoir 32 and further from the reservoir, as described above. If in one cycle it was not possible to remove all the air from the system, then the above procedure must be repeated until the air is completely expelled from all elements of the line. After that, they proceed to the plasmapheresis procedure. Before taking a patient’s blood, dispensers 106 and 107 are filled with appropriate solutions, and reservoir 32 and dispenser 108 are compressed to a minimum volume.

Забор крови у пациента осуществляется через канюлю, соединенную с коннектором 91 за счет разряжения, создаваемого перемещением штока резервуара 32 вниз, которое поддерживается постоянным и контролируется с помощью датчика, установленного в камере 83, при этом с помощью дозатора 106 в кровь равномерно подается антикоагулянт (шток дозатора антикоагулянта 106 и шток резервуара 32 всегда работают в противофазе). По достижении в резервуаре 32 объема крови, достаточного для заполнения пространства под фильтр-поршнем (V₃₀), фильтр-поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение на величину h2, обеспечивая поток крови вдоль мембраны, при этом в зазоре между подвижной мембраной и неподвижной стенкой создается давление. Необходимое ТМД обеспечивается отсосом плазмы дозатором 108 и контролируется с помощью двух датчиков, расположенных в камерах 29 и 84. В тех случаях, когда у пациента очень вязкая кровь и процесс плазмафереза затруднен, ее можно разбавлять физиологическим раствором из дозатора 107. Процесс фильтрации продолжается до тех пор, пока не будет набран объем плазмы V₁₀₈ (шток переместится на величину h11), при этом шток резервуара переместится на величину, близкую h3 (V₁₀₈ = 0,3 V₃), т.к. в норме объем забраной плазмы из цельной крови составляет 30%.Blood sampling from the patient is carried out through a cannula connected to the connector 91 due to the vacuum created by moving the rod of the reservoir 32 downward, which is kept constant and monitored using a sensor installed in the chamber 83, while using the dispenser 106, the anticoagulant is uniformly fed into the blood (stock anticoagulant dispenser 106 and the rod of the reservoir 32 always work in antiphase). When the blood volume in tank 32 is sufficient to fill the space under the filter piston (V ₃₀ ), the filter piston begins to reciprocate by a value of h2, ensuring blood flow along the membrane, while in the gap between the movable membrane and the fixed wall pressure is created. The necessary TMD is ensured by the suction of the plasma by the dispenser 108 and is controlled by two sensors located in chambers 29 and 84. In cases where the patient has very viscous blood and the plasmapheresis process is difficult, it can be diluted with physiological saline from the dispenser 107. The filtration process continues until until the plasma volume V ₁₀₈ is collected (the rod moves by h11), while the tank rod moves by a value close to h3 (V ₁₀₈ = 0.3 V ₃ ), because normally, the volume of plasma taken from whole blood is 30%.

По достижении нижнего положения штока дозатора h11 аппарат переключается на режим возврата эритроцитарной массы из резервуара 32 пациенту, для чего шток резервуара начинает перемещаться вверх (скорость перемещения штока контролируется датчиком расположенным в ячейке 83), при этом в случае необходимости можно провести компенсацию забранной плазмы физиологическим раствором, для чего шток дозатора 107 должен перемещаться вверх. Возврат эритроцитарной массы осуществляется через пузырьковую ловушку, которая защищает пациента от воздушной эмболии (мелкие пузырьки воздуха могут скапливаться в верхней части ловушки, а при значительном попадании воздуха в систему от индикатора пузырьков 103 срабатывает клапан 99, предотвращающий дальнейшее передвижение воздуха по магистрали). Во время цикла возврата эритроцитарной массы необходимо в дозатор 106 набрать раствор антикоагулянта, для этого открывается зажим 98 и шток начинает перемещаться вниз, засасывая антикоагулянт из емкости 80, кровь из трубки 111 не может попасть в дозатор благодаря установке однонаправленного клапана 85. После того как шток переместится на величину h9, зажим 98 закрывается. По достижении штоком резервуара 32 верхнего положения заканчивается цикл возврата эритроцитарной массы пациенту и аппарат переходит в режим плазмафереза, как было описано выше. И так, чередуя режимы плазмафереза и возврата, в резервуаре 82 набирается необходимое количество плазмы. Upon reaching the lower position of the dispenser rod h11, the device switches to the erythrocyte mass return mode from the reservoir 32 to the patient, for which the reservoir stem begins to move upward (the speed of the rod is controlled by the sensor located in cell 83), and if necessary, the collected plasma can be compensated with physiological saline , for which the rod of the dispenser 107 should move up. The erythrocyte mass is returned through a bubble trap that protects the patient from air embolism (small air bubbles can accumulate in the upper part of the trap, and when the air enters the system significantly from the bubble indicator 103, valve 99 is activated to prevent further movement of air along the line). During the erythrocyte mass return cycle, it is necessary to collect an anticoagulant solution into the dispenser 106, for this, the clamp 98 opens and the stem starts to move down, sucking the anticoagulant from the reservoir 80, the blood from the tube 111 cannot enter the dispenser due to the installation of a unidirectional valve 85. After the stem moves by h9, clamp 98 closes. When the rod reaches the upper position of the reservoir 32, the cycle of erythrocyte mass return to the patient ends and the apparatus switches to plasmapheresis mode, as described above. And so, alternating the plasmapheresis and return modes, the required amount of plasma is accumulated in the reservoir 82.

На аппарате необходимо предусмотреть режим промывки мембраны в процессе проведения процедуры плазмафереза (проводится по показаниям уровня фильтрации). После возврата эритроцитарной массы пациенту перекрыть зажим 99 и произвести всасывание в резервуар 32 раствора из дозатора 107 при одновременном совершении фильтр-поршнем возвратно-поступательного движения, при этом шток дозатора 108 неподвижен (для повышения эффективности проведения данной процедуры можно предусмотреть введение в физраствор антикоагулянта, для этого необходимо на трубку около коннектора 91 наложить зажим, а зажим 99 открыть). После осуществления необходимого количества перемещений фильтр-поршня либо ввести раствор в пациента, для чего необходимо предварительно открыть зажим 99, либо начать забор крови у пациента и продолжать режим плазмафереза, как описано выше. В тех случаях, когда в процессе каждого цикла забора и возврата крови проводят компенсацию пациенту забранной у него плазмы физиологическим раствором, можно проводить промежуточную отмывку мембраны в каждом цикле. On the apparatus, it is necessary to provide for a membrane washing regime during the plasmapheresis procedure (carried out according to the indications of the filtration level). After the return of the red blood cell mass to the patient, close the clamp 99 and suction the solution into the reservoir 32 from the dispenser 107 while doing a reciprocating motion with the filter piston, while the dispenser rod 108 is stationary (to increase the effectiveness of this procedure, it is possible to introduce an anticoagulant into saline solution, for this is necessary to place a clip on the tube near the connector 91, and open the clip 99). After making the necessary number of movements of the filter piston, either inject the solution into the patient, for which it is necessary to first open clamp 99, or start taking blood from the patient and continue the plasmapheresis regimen, as described above. In cases where during each cycle of blood sampling and return, the patient is compensated for with the plasma taken from him by physiological saline, it is possible to carry out an intermediate washing of the membrane in each cycle.

После окончания процедуры плазмафереза необходимо по возможности всю кровь, находящуюся в магистрали, вернуть пациенту. Это достаточно легко осуществить если провести цикл "отмывки мембраны", описанный выше. Для более полного возврата крови можно не проводить компенсацию физраствором в последних 2-3 циклах плазмафереза, а в конце процедуры провести "отмывку" большим объемом физраствора. After the end of the plasmapheresis procedure, it is necessary, if possible, to return all the blood in the line to the patient. This is quite easy to implement if you carry out the cycle of "washing the membrane" described above. For a more complete return of blood, you can not compensate with saline in the last 2-3 cycles of plasmapheresis, and at the end of the procedure, “wash” with a large amount of saline.

Системы для плазмафереза, представленные на фиг. 17 и 18, работают в замкнутых объемах без применения центробежных сил и могут использоваться даже в невесомости. The plasmapheresis systems of FIG. 17 and 18, operate in confined spaces without the use of centrifugal forces and can be used even in zero gravity.

На фиг. 20, 21 и 22 дана система для плазмафереза исп. 3 и исп. 4 с использованием роликовых насосов и плазмофильтров, приведенных соответственно на фиг. 10 и 14. В обоих вариантах исполнения системы (фиг. 21 и 22, где q и s - места стыковки магистралей) используются промежуточные емкости для накопления крови, и фильтрация осуществляется с использованием контура, так же как было описано для системы, представленной на фиг. 18, с тем отличием, что вместо сильфонов в накопительном резервуаре и дозаторах в предлагаемом варианте использованы роликовые насосы, и контур негерметичен и имеет связь с атмосферой через воздушные фильтры 76 и 121, и система работает с поддержанием уровня крови в жестких емкостях в интервале "max - min". Система состоит из плазмофильтра 122 и резервуара 123 (для варианта на фиг. 21) или плазмофильтра 124 (для варианта на фиг. 22), четырех сегментов для роликовых насосов 125-128, изготовленных из эластичных трубок, емкости с антикоагулянтом 80, емкости с физиологическим раствором 81, емкости для сбора плазмы 82, двух камер 83 и 84 для подключения датчиков давления (в варианте, представленом на фиг. 21, имеется еще одна камера 55), клапанов однонаправленного действия 45, 46, 129 и 130, коннектора с колпачком 91, пузырьковой ловушки с фильтром 98, четырех тройников 93, 95, 96 и 131, трубок 110-119 и камеры оценки прозрачности плазмы 132 (в тех случаях, когда аппарат снабжен соответствующим устройством). Аппарат для проведения процедуры плазмафереза должен иметь четыре роликовых насоса для сегментов 125-128, два датчика контроля давления для камер 83 и 84 (для варианта по фиг. 21 еще датчик для камеры 55), три индикатора пузырьков 101-103 и весы 104. Кроме того, аппарат должен обеспечивать контролируемое перемещение фильтр-поршня на величину h4 для варианта по фиг. 21 и h5 - для варианта по фиг. 22. Данные варианты исполнения аппарата, так же как и описанные выше, работают по одноигольной схеме подключения пациента и должны предусматривать все описанные выше в предыдущих вариантах последовательно выполняемые циклы работ. Необходимое ТМД обеспечивается работой исполнительного механизма перемещения фильтр-поршня и роликового насоса 128 под контролем датчиков 55 и 84; необходимое разряжение при взятии крови из вены пациента и давление при возврате ему эритроцитарной массы обеспечиваются насосом 127 под контролем датчика 83. Кровь от пациента поступает в накопительные резервуары по трубке 112 с клапаном 45, а возвращается пациенту из резервуара по трубке 116 с клапаном 46. Отсутствие клапана однонаправленного действия в линии отвода плазмы позволяет при необходимости за счет некоторого усложнения системы проводить отмывку мембраны противотоком, т.е. подавать физраствор или раствор с антикоагулянтом со стороны плазмы. In FIG. 20, 21 and 22 given a system for plasmapheresis isp. 3 and isp. 4 using roller pumps and plasma filters, respectively shown in FIG. 10 and 14. In both versions of the system (Figs. 21 and 22, where q and s are the junction of the highways), intermediate containers are used to accumulate blood, and filtering is carried out using a circuit, as described for the system shown in FIG. . 18, with the difference that instead of bellows in the storage tank and dispensers, in the proposed embodiment, roller pumps are used, and the circuit is leaky and communicates with the atmosphere through air filters 76 and 121, and the system works with maintaining the blood level in hard containers in the range of "max - min. " The system consists of a plasma filter 122 and a reservoir 123 (for the variant in Fig. 21) or a plasma filter 124 (for the variant in Fig. 22), four segments for roller pumps 125-128 made of elastic tubes, a container with anticoagulant 80, a container with physiological solution 81, a container for collecting plasma 82, two chambers 83 and 84 for connecting pressure sensors (in the embodiment shown in Fig. 21, there is another chamber 55), unidirectional valves 45, 46, 129 and 130, a connector with a cap 91 , bubble trap with filter 98, four tees 93, 95, 96 and 131 , tubes 110-119, and plasma transparency assessment chambers 132 (in cases where the apparatus is equipped with an appropriate device). The apparatus for carrying out the plasmapheresis procedure must have four roller pumps for segments 125-128, two pressure monitoring sensors for chambers 83 and 84 (for the variant of Fig. 21 there is also a sensor for chamber 55), three bubble indicators 101-103 and scales 104. In addition in addition, the apparatus must provide controlled movement of the filter piston by h4 for the embodiment of FIG. 21 and h5 for the embodiment of FIG. 22. These versions of the apparatus, as well as those described above, operate according to the single-needle scheme for connecting the patient and must include all sequentially performed work cycles described above in the previous versions. The necessary TMD is provided by the operation of the actuating mechanism for moving the filter piston and roller pump 128 under the control of sensors 55 and 84; the necessary pressure when taking blood from the patient’s vein and pressure when the erythrocyte mass is returned to it is provided by pump 127 under the control of sensor 83. Blood from the patient enters the storage tanks through tube 112 with valve 45, and is returned to the patient from the tank through pipe 116 with valve 46. Absence a unidirectional valve in the plasma discharge line allows, if necessary, due to some complication of the system, the membrane is washed in countercurrent flow, i.e. apply saline or a solution with an anticoagulant from the side of the plasma.

Из всего вышеизложенного необходимо отметить, что несмотря на внешние отличия в конструкции плазмофильтров и магистралей для проведения процедуры плазмафереза, общим для них является наличие фильтр-поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в неподвижном корпусе, перемещение крови в зазоре происходит за счет выдавливания торцoм фильтр-поршня порции крови, которая была перед этим набрана за счет разряжения при движении фильтр-поршня в противоположном направлении, движение крови имеет встречное движение по отношению к движущейся поверхности мембраны, направленный поток крови обеспечивается клапанами однонаправленного действия, а необходимое ТМД создается за счет продавливания крови в зазоре и отсоса плазмы с противоположной стороны мембраны. From the foregoing, it should be noted that despite the external differences in the design of plasma filters and highways for carrying out the plasmapheresis procedure, the common thing for them is the presence of a filter piston reciprocating in a stationary housing, the movement of blood in the gap occurs due to extrusion by the end filter of the piston of the portion of blood that was previously collected due to vacuum during the movement of the filter piston in the opposite direction, the movement of blood has a counter motion with respect to tapping the membrane surface, the directed blood flow is provided by unidirectional valves, and the necessary TMD is created by forcing blood in the gap and suctioning the plasma from the opposite side of the membrane.

Claims

1. A device for membrane separation of solutions containing a stationary hollow cylindrical body having a bottom on one side and equipped with fittings for supplying and discharging liquid and a movable cylinder with a semipermeable membrane on the cylindrical surface and a fitting for draining the filtrate, the movable cylinder is installed inside the cylindrical body with a gap along a cylindrical surface, characterized in that the movable cylinder with a membrane is made in the form of a filter piston, has a shorter length than the housing and is equipped with a traction element In order to effect a reciprocating movement inside the housing, the fitting of the housing for supplying fluid is equipped with a valve that allows fluid to pass only inside the housing and is located on the side of the bottom of the housing; the fitting of the housing for draining fluid is equipped with a valve for letting fluid out only to the outside and is located on the opposite side of the bottom of the housing , and the fitting for draining the filtrate is equipped with a valve for passing fluid only outward.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the cylindrical surface of the filter piston at the ends there are three or more protrusions on each side that extend beyond the dimensions of the membrane.

3. The device according to claim 1, characterized in that the filter piston on the cylindrical surface at the ends has three or more protrusions from the bottom of the housing and an o-ring on the opposite side.

4. The device according to claim 1, characterized in that the bottom of the housing and the end face of the filter piston are conical in shape.

5. The device according to claim 1, characterized in that the housing is equipped with a flange with a sealant, for example a bellows, which is hermetically attached to the end face of the filter piston.

6. The device according to claim 1, characterized in that on the cylindrical surface of the housing there is a chamber for accommodating a pressure measurement sensor.

7. The device according to claim 1, characterized in that on the inner cylindrical surface of the housing there are grooves-activators of the flow.

8. The device according to claim 1, characterized in that the traction element is made in the form of a rod with a lock for quick and reliable connection to the reciprocating device.

9. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a reservoir for storing the filtered fluid, hermetically attached open part to the housing from the bottom, the reservoir is made in the form of a bellows with a blank bottom and a rod for compressing and stretching the bellows; a fitting for supplying fluid into the inside of the housing is lowered into the cavity of the tank, and a fitting for draining the fluid is connected to the cavity of the reservoir by a channel; the tank is equipped with two fittings with unidirectional current valves, one for supplying fluid to the tank, the other for draining fluid from the tank.

10. The device according to claim 1, characterized in that the housing and the filter piston from the side opposite to the bottom of the housing are provided with flanges having an external diameter 1.3 times or more larger than the diameter of the cylindrical surface of the housing, hermetically connected to the outer diameter moreover, the flange of the housing is made rigid, and the flange of the filter piston is in the form of a flexible disk, providing reciprocating movement of the filter piston.

11. The device according to claim 8, characterized in that it is equipped with a reservoir for storing the filtered fluid, while the housing of the device is mounted inside the reservoir with ribs; the tank has a bottom with a fitting for supplying and discharging liquid and a cover made in the form of an impermeable membrane, which is tightly attached to the rod of the filter piston and allows the filter piston to reciprocate; in the upper part of the tank there is an opening with a bactericidal filter for connecting the internal cavity of the tank with the atmosphere; the fitting for supplying fluid to the housing is lowered to the bottom of the tank; the side surface of the tank has a narrowing used for sensors to determine the liquid level in the tank.

12. A system for membrane plasmapheresis containing a plasma filter, a reservoir with an anticoagulant, a reservoir with physiological saline, a reservoir for collecting plasma, dispensers of an anticoagulant and physiological saline, a bubble trap with a filter, a connector with a cap for connection to the cannula, tees, valves and commutator tubes, characterized in that the device according to claim 1 is used as a plasma filter, and a device for creating a fixed vacuum is installed in the plasma extraction line.

13. The system according to p. 12, characterized in that syringes are used as dispensers and devices for creating a fixed vacuum in the plasma sampling line.

14. A system for membrane plasmapheresis containing a plasma filter, a reservoir with an anticoagulant, a reservoir with physiological saline, a reservoir for collecting plasma, dispensers of an anticoagulant and physiological saline, a bubble trap with a filter, a connector with a cap for connection to the cannula, tees, valves and switching tubes, characterized in that the device according to claim 9 is used as a plasma filter, a device for creating a fixed discharge is installed in the plasma extraction line, which, like anticoagulant dispensers nta and saline are made in the form of bellows.

15. The system according to 14, characterized in that the plasma filter, dispensers of the anticoagulant and physiological saline, as well as a device for creating a fixed vacuum in the plasma sampling line are placed block on a single platform.

16. A system for membrane plasmapheresis containing a plasma filter, a reservoir with an anticoagulant, a reservoir with physiological saline, a reservoir for collecting plasma, four elastic segments for roller pumps, a bubble trap with a filter, a connector with a cap for connecting to the cannula, tees, valves and connecting tubes characterized in that the device according to claim 10 is used as a plasma filter; the system is equipped with a tank with two fittings located one in the lower part of the tank and the other in the upper one, the lower tank nozzle is connected to the plasma filter nozzle for supplying liquid by a line, the upper tank nozzle is connected to the plasma filter nozzle for draining the liquid.

17. A system for membrane plasmapheresis containing a plasma filter, a reservoir with an anticoagulant, a reservoir with physiological saline, a reservoir for collecting plasma, four elastic segments for roller pumps, a bubble trap with a filter, a connector with a cap for connecting to the cannula, tees, valves and connecting tubes characterized in that the device according to claim 11 is used as the plasma filter.