一种便携式膜式氧合器和制备方法及其氧合方法技术

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，具体涉及一种便携式膜式氧合器和制备方法及其氧合方法。该膜式氧合器由外壳、内芯组件、混合半透膜组和氧合半透膜组构成，内芯组件与混合半透膜组和氧合半透膜组按顺序安装后固定在外壳腔体内。本发明专利技术解决了膜式氧合器氧合、变温效率低，结构不紧密，预充量大，一般为圆柱形，体积较大，携带不方便等技术问题；提供了一种整体结构紧凑、氧合器体积较小、便于携带使用的便携式膜式氧合器和制备方法及其氧合方法。

Portable membrane oxygenation and preparation method and oxygenation method thereof

The invention belongs to the technical field of medical appliances, in particular to a portable membrane oxygenation, a preparation method and a oxygenation method thereof. The membrane oxygener consists of the shell, the inner core component, the mixed semi permeable membrane group and the oxygenated semi permeable membrane group. The inner core component, the mixed semi permeable membrane group and the oxygenated semi permeable membrane group are fixed in the shell cavity in order. The invention solves the technical problems of the membrane oxygenation device, such as low oxygen conversion, low temperature variable efficiency, tight structure, large pre filling amount, large volume, and inconvenient carrying, and provides a portable membrane oxygenation device with compact overall structure, small oxygenation device, easy to carry and use and its oxygenation side. Law.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式膜式氧合器和制备方法及其氧合方法
本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种便携式膜式氧合器和制备方法及其氧合方法。
技术介绍
氧气在人体的储备极少，只有源源不断地从外界吸取氧气才能维持生命正常运行。常规临床供氧方法方法有鼻导管、高压氧舱和呼吸机机械通气等，但它们都通过呼吸道往体内输送氧气。对于出现导致肺部损伤，出现低氧血症、肺顺应性下降，气体交换障碍，肺动脉高压等现象的患者常规给氧方法已无能为力。对于这类患者需要一种可以缓解心脏负担，改善心肺功能，修复心肺损伤，恢复心脏功能的设备。通过对携氧用品方面不停的研究，研发出的液体充氧方法，包括光量子血疗(UIB)、血磁疗法、碳酸酰胺过氧化氢内给氧方法、光量子液疗等，但也分别存在抽血充氧回输操作烦琐、血携氧量不多、稳定性较差等缺陷。随着医疗器械的发展，一种新型给氧治疗方法运用到临床，该方法可以短暂乃至1个月维持或者替代自然肺功，进行血气交换，是一种改良的人工心肺机，称为体外循环。体外循环是将体内血引至体外进行氧合，然后再输回体内，通过氧合器将血液中的二氧化碳替换成氧气，将二氧化碳排出。国内广泛应用的氧合器为鼓泡式氧合器，其原理为在一个发泡桶中利用气体发泡原理对血液进行氧合，其缺点是氧合效果差，安全性较低。新型膜式氧合器逐渐运用到临床。膜式氧合器通过高分子半透膜，将氧气和二氧化碳交换。半透膜为中空纤维，内走气外走血。目前临床救治模式，设备复杂、庞大，管路繁多、预充量大，操作复杂，移动性差。而救治现场，特别是战场或灾害环境条件恶劣，需要便携式救治装置并快速施救，要求预充量小，操作简单。现有的国产膜式氧合器氧合、变温效率低，结构不紧密，预充量大，一般为圆柱形，体积较大，一般为不小于直径200MM，长300MM尺寸的圆柱形，携带不方便。
技术实现思路
专利技术目的：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种整体结构紧凑、氧合器体积较小、便于携带使用的便携式膜式氧合器和制备方法及其氧合方法。技术方案：本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种便携式膜式氧合器，该氧合器外壳整体呈方形，由外壳、内芯组件、混合半透膜组和氧合半透膜组构成，混合半透膜组和氧合半透膜组安装在内芯组件中，外壳的内腔安装内芯组件；外壳由外壳Ⅰ、外壳Ⅱ、外壳Ⅲ和外壳Ⅳ构成；外壳Ⅰ、外壳Ⅱ、外壳Ⅲ和外壳Ⅳ焊接或胶接固定；外壳Ⅰ上的进气口与外壳Ⅰ相对的面外壳Ⅲ上的出气口连通构成气路腔；外壳Ⅱ上的进水口与外壳Ⅱ相对的面外壳Ⅳ上的出水口连通构成水路腔；内芯组件从前到后依次为端盖I、分流网I、支撑架、支撑架中固定的中网片、分流网Ⅱ和端盖Ⅱ；端盖Ⅰ的进血口和与端盖Ⅰ相对的面端盖Ⅱ的出血口构成血液输入输出腔；分流网Ⅰ、分流网Ⅱ和中网片均带有细密网孔，分流网Ⅰ和中网片之间固定有混合半透膜组；中网片和分流网Ⅱ之间固定有氧合半透膜组；内芯组件与混合半透膜组和氧合半透膜组按顺序安装后固定在外壳腔体内。所述的便携式膜式氧合器，氧合半透膜组由若干层半渗透性气体可灌注的矩形中空纤维的氧合半透膜构成，每层矩形中空纤维的氧合半透膜相对于相邻层的氧合半透膜以90度旋转叠放，氧合半透膜具有用缠绕线把单根中空纤维缠绕成编织垫的结构；混合半透膜组由若干层氧合半透膜与可热交换半透膜交替互相嵌入构成，每层氧合半透膜相对于相邻层的中空纤维可热交换半透膜以90度旋转叠放。所述的便携式膜式氧合器，氧合半透膜其主要成分为聚丙烯或者聚甲基戊烯，每根中空纤维长度为110~150mm，用缠绕线把若干根中空纤维缠绕成编织垫结构；可热交换半透膜由热交换毛细管采用双层交叉缠绕成编织垫结构，热交换毛细管是用聚对苯二甲酸乙二酯制成。所述的便携式膜式氧合器，氧合半透膜组与混合半透膜组在内芯组件的中被分为氧合室和氧合与热交换混合室，其中氧合有效面积0.7~1平方米，热交换部分的有效变温面积0.14~0.3平方米。所述的便携式膜式氧合器，外壳上的气路腔和水路腔两两对称，进气口与出气口在外壳Ⅰ与相对面的外壳Ⅲ上设置，进气口高于出气口；进水口与出水口在外壳Ⅱ与相对面的外壳Ⅳ上设置，进水口高于出水口；血液从端盖Ⅰ上的进血口流入，经分流网Ⅰ均匀分布到混合半透膜组，与可热交换半透膜中空纤维内从上到下流入的变温水在纤维表面进行热交换，之后血液再从氧合半透膜中空纤维径向通过，与氧合半透膜中空纤维内的氧气通过纤维壁上的膜孔进行气体交换；最后变温、氧合后的血液通过分流网Ⅱ，把血液聚集到一起，从出血口离开氧合器。所述的便携式膜式氧合器，端盖Ⅰ和端盖Ⅱ均有一动脉排气口。一种便携式膜式氧合器的制备方法，其制备方法步骤如下：步骤一：采用热切割方法把氧合半透膜和可热交换半透膜按照尺寸进行切割；氧合半透膜组的氧合半透膜的层与层之间以90度旋转叠放，混合半透膜组的氧合半透膜与可热交换半透膜以90度旋转叠放；步骤二：采用多次单面胶封方法将氧合半透膜组和混合半透膜组灌封到内芯组件中；步骤三：采用一体成型方法制备外壳Ⅰ、外壳Ⅱ、外壳Ⅲ和外壳Ⅳ；步骤四：采用多次单面封胶方法或者焊接方法将外壳固定到内芯组件的侧面。一种便携式膜式氧合器的氧合方法，其氧合方法步骤如下：步骤一：血液从端盖Ⅰ的进血口进入氧合器，血液由下而上经过分流网Ⅰ从混合半透膜组径向通过氧合与热交换混合室，与热交换毛细管内从上往下流的变温水在毛细管表面进行热交换，同时与中空纤维内的气体通过纤维壁上的膜孔进行气体交换；步骤二：变温和氧合后的血液再经过中网片从氧合半透膜组径向通过氧合室，与中空纤维内的气体通过纤维壁上的膜孔再次进行气体交换；步骤三：变温、氧合后的血液经过分流网Ⅱ通过出血口离开氧合器；其中，有通过流量传感器监测仪来测量血液流量的步骤；有通过二氧化碳监测仪来测量气体中的二氧化碳浓度的步骤。优点及效果：本专利技术具有如下优点及有益效果：整体结构紧凑，氧合器体积较小，整体体积不大于200*200*100mm，便于携带使用。以不透血中空纤维氧合器与磁悬浮离心血泵为基础构建整合动力氧合装置。该装置通过将高氧合效率的中空纤维氧合器与小型离心血泵装置整合。以期实现在较小的体积和血液接触面积的基础上。通过单一装置实现氧合和泵血双重功能，以实现适应复杂环境下救治急性肺衰竭人员。提高变温效率：血液经分流网从前往后通过氧合与热交换混合室，再从前往后通过氧合室，双层交叉缠绕编织垫使用方式，可以使血液与半透膜充分接触，最大化提高氧合变温效率。预充量小，预充量不大于300ml；最大化利用氧合半透膜和可热交换半透膜，氧合有效面积0.7~1㎡，变温面积0.14~0.3㎡，从而减少了整个氧合器尺寸，便于携带。良好的排气泡能力。排气泡能力与血液的流动方式有关系。血液经进口，从下往上填充整个氧合器，排气口位于氧合器顶部，距离血液进口最远处，两者距离大概100mm，气泡排出更安全。外壳是聚碳酸酯材料，四周的外壳为白色，端面为无色透明，内部结构可见，可以清楚看到血液进行氧合的过程。水路和气路在血流的径向平面，与血路分开管理，可以有效防止氧合器的血液管路污染。与现有技术相比，氧合半透膜组和混合半透膜组的膜层与膜层之间以90度旋转叠放，通过灌封技术将氧合半透膜组和混合半透膜组与内芯组件固定，使血液流动范围限定在内芯组件中，氧合器结构紧凑，减小氧合器的体积。附图说明图1为根据现有技术的氧合器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式膜式氧合器，其特征在于：该氧合器外壳整体呈方形，由外壳、内芯组件、混合半透膜组（1）和氧合半透膜组（2）构成，混合半透膜组（1）和氧合半透膜组（2）安装在内芯组件中，外壳的内腔安装内芯组件；外壳由外壳Ⅰ（8）、外壳Ⅱ（9）、外壳Ⅲ（10）和外壳Ⅳ（11）构成；外壳Ⅰ（8）、外壳Ⅱ（9）、外壳Ⅲ（10）和外壳Ⅳ（11）焊接或胶接固定；外壳Ⅰ（8）上的进气口（12）与外壳Ⅰ（8）相对的面外壳Ⅲ（10）上的出气口（13）连通构成气路腔；外壳Ⅱ（9）上的进水口（14）与外壳Ⅱ（9）相对的面外壳Ⅳ（11）上的出水口（15）连通构成水路腔；内芯组件从前到后依次为端盖I、分流网I、支撑架（3）、支撑架（3）中固定的中网片（4）、分流网Ⅱ（20）和端盖Ⅱ（21）；端盖Ⅰ（6）的进血口（16）和与端盖Ⅰ（6）相对的面端盖Ⅱ（21）的出血口（17）构成血液输入输出腔；分流网Ⅰ（5）、分流网Ⅱ（20）和中网片均带有细密网孔，分流网Ⅰ（5）和中网片之间固定有混合半透膜组（1）；中网片和分流网Ⅱ（20）之间固定有氧合半透膜组（2）；内芯组件与混合半透膜组（1）和氧合半透膜组（2）按顺序安装后固定在外壳腔体内。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式膜式氧合器，其特征在于：该氧合器外壳整体呈方形，由外壳、内芯组件、混合半透膜组（1）和氧合半透膜组（2）构成，混合半透膜组（1）和氧合半透膜组（2）安装在内芯组件中，外壳的内腔安装内芯组件；外壳由外壳Ⅰ（8）、外壳Ⅱ（9）、外壳Ⅲ（10）和外壳Ⅳ（11）构成；外壳Ⅰ（8）、外壳Ⅱ（9）、外壳Ⅲ（10）和外壳Ⅳ（11）焊接或胶接固定；外壳Ⅰ（8）上的进气口（12）与外壳Ⅰ（8）相对的面外壳Ⅲ（10）上的出气口（13）连通构成气路腔；外壳Ⅱ（9）上的进水口（14）与外壳Ⅱ（9）相对的面外壳Ⅳ（11）上的出水口（15）连通构成水路腔；内芯组件从前到后依次为端盖I、分流网I、支撑架（3）、支撑架（3）中固定的中网片（4）、分流网Ⅱ（20）和端盖Ⅱ（21）；端盖Ⅰ（6）的进血口（16）和与端盖Ⅰ（6）相对的面端盖Ⅱ（21）的出血口（17）构成血液输入输出腔；分流网Ⅰ（5）、分流网Ⅱ（20）和中网片均带有细密网孔，分流网Ⅰ（5）和中网片之间固定有混合半透膜组（1）；中网片和分流网Ⅱ（20）之间固定有氧合半透膜组（2）；内芯组件与混合半透膜组（1）和氧合半透膜组（2）按顺序安装后固定在外壳腔体内。2.根据权利要求1所述的便携式膜式氧合器，其特征在于：氧合半透膜组（2）由若干层半渗透性气体可灌注的矩形中空纤维的氧合半透膜（18）构成，每层矩形中空纤维的氧合半透膜（18）相对于相邻层的氧合半透膜（18）以90度旋转叠放，氧合半透膜（18）具有用缠绕线把单根中空纤维缠绕成编织垫的结构；混合半透膜组（1）由若干层氧合半透膜（18）与可热交换半透膜（19）交替互相嵌入构成，每层氧合半透膜（18）相对于相邻层的中空纤维可热交换半透膜（19）以90度旋转叠放。3.根据权利要求2所述的便携式膜式氧合器，其特征在于：氧合半透膜（18）其主要成分为聚丙烯或者聚甲基戊烯，每根中空纤维长度为110~150mm，用缠绕线把若干根中空纤维缠绕成编织垫结构；可热交换半透膜（19）由热交换毛细管采用双层交叉缠绕成编织垫结构，热交换毛细管是用聚对苯二甲酸乙二酯制成。4.根据权利要求1或2所述的便携式膜式氧合器，其特征在于：氧合半透膜组（2）与混合半透膜组（1）在内芯组件的中被分为氧合室和氧合与热交换混合室，其中氧合有效面积0.7~1平方米，热交换部分的有效变温面积0....

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉山，刘宇，李洪谊，李爽，周圆圆，张旭，
申请(专利权)人：王辉山，沈阳尚贤悦泰医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21