从水性液体中除去气体的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于从水性液体、特别是血液中去除气体的装置，该装置包括：第一隔室，在装置的操作期间，所述第一隔室被水性液体渗透；第二隔室，其在所述装置的操作期间被吹扫气体渗透，所述第一隔室和所述第二隔室通过半透膜彼此分开；和在装置操作期间被液体质子供体渗透的第三隔室，所述液体质子供体是有机或无机酸，第一隔室和第三隔室通过离子可渗透膜彼此分开，并且离子可渗透膜包括至少一种阳离子导体。子导体。子导体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从水性液体中除去气体的装置


[0001]本专利技术涉及一种用于从水性液体、优选血液中去除气体的装置。本专利技术还涉及包含液体质子供体的组合物和该组合物用于治疗高碳酸血症的用途。

技术介绍

[0002]高碳酸血症是指血液中二氧化碳水平升高。血液中二氧化碳的存在是正常的，作为细胞代谢的废物。二氧化碳通过血液循环从细胞中被运输到肺中并在那里被呼出。当肺通气不足时，例如在肺病或肺衰竭的情况下，则二氧化碳在血液中积聚。这导致血液的呼吸性酸中毒，如果pH值降至7.0以下，则可能导致死亡。
[0003]在这种情况下，必须尽可能快地从血液中除去二氧化碳。因为受影响的患者不能自己完成这一任务，所以通常使用体外膜式氧合(ECMO)，其中血液与净化气体(吹扫气体)通过膜相互作用。二氧化碳在充氧器中穿过膜从血液中去除，同时具有添加的氧气。对于膜氧合，大血管(例如股静脉或颈内静脉)用于移除和返回血液。因此，在实施该方法时，从患者体内取出的血液在ECMO机内循环的量并非微不足道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是改进从水性液体中，特别是在血液的情况下，除去二氧化碳，使得二氧化碳的除去可以通过相对小的进入患者的途径进行，同时更有效，使得可以从患者身上取出较少的血液，并且该方法可以在短(更)时间内除去血液中存在的足够比例的二氧化碳。
[0005]根据本专利技术，提供了一种用于从水性液体中去除气体的装置，包括：在操作所述装置期间被所述水性液体渗透的第一隔室，在操作所述装置期间被吹扫气体渗透的第二隔室，所述第一隔室和所述第二隔室通过半透膜彼此分开，和在操作所述装置期间被液体质子供体渗透的第三隔室，所述第一隔室和所述第三隔室通过离子可渗透膜彼此分开。
[0006]根据本专利技术的装置用于从水性液体中至少部分地去除气体，特别是用于从血液中至少部分地去除二氧化碳。每个隔室都是单独循环的一部分，并且在操作期间被相应的物质渗透。在每个循环中都可以设置泵，用于实现相应的流动。根据本专利技术的装置被实施为使得第一隔室中的物质在操作期间通过半透膜与第二隔室中的物质相互作用，并且第一隔室中的物质在操作期间通过离子可渗透膜与第三隔室中的物质同时相互作用。相反，流过第二和第三隔室的物质不相互作用。所述特征的实现在于，第二隔室和第三隔室在空间上彼此分隔开，使得第二隔室中的物质不直接接触第三隔室的离子可渗透膜，并且相对地，第三隔室中的物质不直接接触第二隔室的半透膜。相互作用在此是指通过例如膜的分离层的两种物质之间物质交换。由于第一隔室中的物质与第二隔室中的物质以及与第三隔室中的物质适当地相互作用，气体至少部分地从第一隔室中的物质，即从水性液体中被去除。通过在第一和第二隔室之间以及在第一和第三隔室之间提供与待去除气体和相关离子有关的浓度梯度，可以实现合适的或期望的相互作用。液体质子供体可以是有机或无机酸，如盐酸
(HC l)。液体质子供体优选是无毒的。也可使用缓冲溶液，其包含等量的离子(例如氢阳离子)，但具有比盐酸更温和的pH值(例如6.9)。
[0007]根据所述装置的另外的实施方案，所述水性液体可以是血液液体，优选血液。然后，借助于该装置，尤其可以至少部分地从血液中去除二氧化碳。在这种情况下，净化气体可以是纯氧，如ECMO应用中典型的。在血液作为水性液体的情况下，该装置可以被看作扩展的ECMO机，其中被液体质子供体渗透的第三室另外被设置在膜式氧合器中，在膜式氧合器中二氧化碳从血液中被去除并且具有加入到其中的氧气。
[0008]由于血液和净化气体通过半透膜的相互作用，物理溶解在血液中的二氧化碳转移到净化气体中，从而从血液中被去除。物理溶解(物理结合)的二氧化碳是指作为气体溶解在血液中的二氧化碳。同时，血液富含来自净化气体的氧气。所述过程对应于通过ECMO或ECCO2R膜对血液进行常规氧合(ECCO2R：体外CO2去除)。由于血液和液体质子供体之间通过离子可渗透膜的相互作用，血液中化学溶解的二氧化碳与氢离子(H
+
)反应，氢离子(H
+
)通过膜从液体质子供体扩散到血液中。化学溶解(化学键合)的二氧化碳被理解为“捕获”在碳酸氢盐化合物中的二氧化碳，所述碳酸氢盐化合物例如碳酸氢钾、碳酸氢钠或碳酸氢镁。由此在诸如盐酸(HC l)的液体质子供体和存在于血液中的碳酸氢盐化合物之间发生质子交换，由此形成碳酸(H2CO3)。然而，所述酸非常不稳定，并分解成水(H2O)和二氧化碳(CO2)。所述二氧化碳现在从其原始的碳酸氢盐化合物中释放，并且可用于通过吹扫气体运走。质子交换，其中阳离子在液体质子供体一侧从血液中转出，与由此提供的氢阳离子(H
+
)交换，确保在本专利技术的装置内的物质之间没有电势产生，因此物质和装置保持电中性。
[0009]液体质子供体可以包含例如钾和/或钙和/或镁，从而可以避免相对于所述物质的朝向血液的浓度梯度，通过该浓度梯度可以从血液中除去所述生理学上重要的矿物质。换句话说，在液体质子供体和血液之间寻求相对于特定物质(例如钾和钙)的电化学电势的平衡，使得所述物质不从血液中除去并且不转变成液体质子供体。钠优选在诱导离子交换期间从血液中除去，并可以通过作为交换阳离子的离子可渗透膜而转变为液体质子供体。作为交换离子的钠的扩散可以通过在血液和液体质子供体之间相对于所述物质的相应浓度梯度来调节。特别地，为了这个目的，液体质子供体可以不含钠。
[0010]通过提供被液体质子供体渗透的第三隔室，因此提供了与典型的ECMO治疗相比可以从血液中除去额外的二氧化碳的额外机制。换句话说，可以“放出”血液中的额外二氧化碳源，由此更有效和快速地消除二氧化碳。因此，可以使用比典型ECMO治疗更少量的血液来操作根据本专利技术的装置，从而更小的进入点就足够了，并且不需要使用大血管来移除血液。因此，根据本专利技术的装置可以在每分钟采集大约400ml血液的血液进入点处提供从血液液体中充分去除二氧化碳。进一步有利的是，使用根据本专利技术的装置可以更保护性地设定呼吸，例如在较低的呼吸压力下，从而对肺造成较小的损伤。
[0011]根据本专利技术的装置可以这样实施，即第二和第三隔室每个都包括多个细长结构，例如多个中空通道，例如中空纤维形式的中空通道。长的隔室长度(以及相应调节的渗透速度)可以使液体质子供体的质子在血液中的富集缓慢发生，从而可以避免pH休克。第一和第三隔室中的物质之间的接触时间在这里是决定性的。
[0012]根据装置的进一步实施方案，第二隔室可以由多条管线界定或包含多条管线，优选中空纤维，其由半渗透性材料制成。管线可以基本上由例如聚烯烃制成，并且可以包括例
如聚甲基戊烯(PMP)。形成第二隔室的管线可以都具有与其它隔室的入口和出口分开的公共入口和出口。
[0013]根据装置的进一步实施例，第三隔室可由多条管线界定或包括多条管线，优选地中空纤维，其由可渗透离子的材料制成。管线可以由可透过离子，尤其是氢气阳离子的塑料制成。形成第三隔室的管线可以都具有与其它隔室的入口和出口分开的公共入口和出口。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从水性液体中去除气体的装置，所述装置包括：第一隔室，所述第一隔室在所述装置的操作期间被血液液体、优选血液渗透；第二隔室，所述第二隔室在所述装置的操作期间被吹扫气体渗透，所述第一隔室和所述第二隔室通过半透膜彼此分开；和第三隔室，所述第三隔室在装置操作期间被液体质子供体渗透，所述质子供体是有机或无机酸，第一隔室和第三隔室通过离子可渗透膜彼此分开，所述离子可渗透膜包括至少一种阳离子导体。2.根据权利要求1所述的装置，溶解在所述血液中的二氧化碳与所述质子供体的氢离子发生反应，并且由于所述血液和所述液体质子供体之间的相互作用而通过所述离子可渗透膜形成碳酸，所述氢离子通过所述离子可渗透膜从所述液体质子供体扩散到所述血液中。3.根据权利要求1或2的装置，其中产生的碳酸分解成水和二氧化碳，以便通过所述第二隔室的吹扫气体运走。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，所述第二隔室包括由所述半渗透性材料制成的多条管线，优选为中空纤维。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，所述第三隔室包括由所述离子可渗透膜制成的多条管线，优选为中空纤维。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，所述离子可渗透膜包括阳离子和阴离子导体。7.根据权利要求4至6中任一项并参考权利要求3和4所述的装置，所述第二隔室的管线和所述第三隔室的管线存在于所述第一隔室中，除了其入口和出口之外。8.根据权利要求4至7中任一项并且参考权利要求3和4所述的装置，所述第二隔室的管线和...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：萨尔大学，
类型：发明
国别省市：