一种用于体外循环的人工肺制造技术

本发明专利技术涉及医疗设备领域，公开一种用于体外循环的人工肺，包括人造血、换热装置、换气装置和导流装置。人造血包括全氟碳化合物；换热装置包括换热壳及换热管束，管束内为第一人造血流道，管束外为第一体外血流道，第一体外血流道与患者的静脉血管连通；换气装置包括环状中空的换气壳和中空交换膜，换气壳套设于换热壳外，中空交换膜设于换气壳内，膜内为第二人造血流道，膜外为第二体外血流道并与患者的动脉血管连通；导流装置连通第一体外血流道和第二体外血流道。本发明专利技术于中空交换膜两侧形成液‑液交换界面，不存在气栓问题，界面张力梯度小，降低界面凝血，避免膜血栓发生，换气装置与换热装置集成为一体，流道设计合理，结构紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种用于体外循环的人工肺
本专利技术涉及医疗设备领域，尤其涉及一种用于体外循环的人工肺。
技术介绍
呼吸系统危重症如急性呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征及慢性阻塞性肺疾病等，病情危重，死亡率高，严重威胁患者生命。针对这类患者机械通气是一种机械辅助或替代自主呼吸的方法，但这类治疗方法常会产生一些副作用，如通气相关的肺损伤等。机械通气的一些不良后果可通过体外循环系统解决。体外循环系统以体外循环血液氧合(ECMO)和体外循环二氧化碳去除(ECCO2R)为目标。现有技术的体外循环系统，通常依赖于气体交换膜的使用。具体为，交换膜将体外循环血液与气室分开，在交换膜两侧构建血(液)-气交换界面，体外循环血液中的二氧化碳穿过交换膜并弥散到气室中，同时气室中的氧气穿过交换膜弥散到体外循环血液中。但是，这种液-气交换界面的使用，很容易在界面处发生凝血，膜血栓情况严重，同时必须防止气体进入体外循环血液造成可能的气栓。进一步地，现有体外循环系统除实现氧气和二氧化碳交换的换气装置外，还具有对体外循环血液进行加热的变温装置，换气装置和变温装置独立设计，整个系统的流路由血液路、气路和水路组成，结构设计难度大，生产工艺复杂，容易出现密封不严而造成的泄露现象，使用不方便，安全性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种体外循环的人工肺，可有效避免膜血栓的发生，换气效果好，且结构紧凑，整个装置无气路设置，设计简单。为实现上述目的，提供以下技术方案：提供一种用于体外循环的人工肺，包括：人造血，所述人造血包括全氟碳化合物；换热装置，所述换热装置包括换热壳以及设置于所述换热壳内的换热管束，所述换热管束内为第一人造血流道，所述换热管束外为第一体外血流道，所述第一体外血流道被配置为与患者的静脉血管连通；换气装置，所述换气装置包括环状中空的换气壳和中空交换膜，所述换气壳套设于所述换热壳外，所述中空交换膜设置于所述换气壳内，所述中空交换膜内为第二人造血流道，所述中空交换膜外为第二体外血流道，所述第二体外血流道被配置为与患者的动脉血管连通；导流装置，所述导流装置设置于所述换热壳内，所述导流装置连通所述第一体外血流道和所述第二体外血流道。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，还包括：上盖，所述上盖罩设于所述换热装置和所述换气装置的上方，所述上盖与所述换热装置和所述换气装置的上端形成人造血进液腔，所述上盖上设置有人造血进口通道，所述人造血进液腔与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通；血液采集装置，所述血液采集装置设置于所述换热装置的下方，所述血液采集装置的血液进口被配置为与患者的静脉血管连通，所述血液采集装置的血液出口与所述第一体外血流道连通。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述血液采集装置包括相连通的采集腔和血液进口通道，所述血液进口通道远离所述采集腔的一端为所述血液进口，所述换气壳连接有血液出口通道，所述血液出口通道连通所述第二体外血流道和所述患者的动脉血管，所述血液进口通道和所述血液出口通道平行设置。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，还包括人造血收集装置，所述人造血收集装置设置于所述换热装置和所述换气装置的下方，所述人造血收集装置包括集液腔，所述集液腔与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通，所述人造血收集装置还包括与所述集液腔连通的人造血出口通道，所述人造血出口通道与所述人造血进口通道平行设置且两者流通方向相反。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述集液腔包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与所述第一人造血流道连通，所述第二腔室与所述第二人造血流道连通，所述第三腔室同时与所述第一腔室和所述第二腔室连通，所述人造血出口通道设置于所述第三腔室上。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述中空交换膜为中空纤维膜。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述换气壳包括第一筒和第二筒，所述第一筒间隔套设于所述第二筒外，所述第一筒与所述第二筒之间形成间隔区域，所述间隔区域的上下两端均封堵有灌封材料层，所述第一筒、所述第二筒和所述灌封材料层形成换气腔，所述中空交换膜设置于所述换气腔内。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述导流装置为中空结构，所述导流装置包括内部的导流腔以及与所述导流腔连通的第一导流孔和第二导流孔，所述第一导流孔与所述第一体外血流道连通，所述第二导流孔贯穿所述换热壳，所述第二筒上设置有导流槽，所述导流槽的一端与所述第二导流孔连通，另一端与所述换气腔的第二体外血流道连通。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，还包括导管，所述导管的一端与所述血液采集装置的血液出口连通，另一端伸入所述换热壳内，并与所述第一体外血流道连通。作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述人造血进口通道上设置有第一测温口；和/或，所述血液采集装置上设置有第二测温口；和/或，所述血液出口通道上设置有第三测温口；和/或，所述人造血出口通道上设置有第四测温口。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的用于体外循环的人工肺中，从患者的静脉血管流出的体外血流入换热装置的第一体外血流道，并与换热装置中第一人造血流道内的人造血进行换热，实现对体外血的加热。加热后的体外血由导流装置引流至换气装置的第二体外血流道中，在中空交换膜两侧的浓度差的作用下，体外血中的二氧化碳穿过中空交换膜的膜壁弥散至中空交换膜内，并溶解于第二人造血流道内的人造血中。同时，第二人造血流道内的人造血中的氧气穿过中空交换膜的膜壁弥散至第二体外血流道，并与体外血中的血红蛋白结合。经二氧化碳去除及氧合后的体外血由第二体外血流道流入患者的动脉血管内，完成体外血的一次循环。本实施例中，采用人造血实现对体外血的二氧化碳去除及氧合，由于二氧化碳和氧气在人造血中的溶解度和弥散速度都非常高，从而提高了二氧化碳和氧气的交换效率，即提高了体外血的循环过滤效果，治疗效率高，治疗效果好。采用人造血实现对体外血的二氧化碳去除及氧合，于中空交换膜两侧形成液-液交换界面，与现有的气-液交换界面相比，本实施例不存在气栓问题，界面张力梯度小，降低界面凝血，避免膜血栓发生，提高装置的使用寿命。进一步地，换气装置套设于换热装置外，两者集成为一体，体外血于换热装置的第一体外血流道换热后，经导流装置进入换气装置的第二体外血流道换气后，最终流回患者体内，流道设计合理，结构紧凑，整个装置无气路设置，设计简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的用于体外循环的人工肺的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的用于体外循环的人工肺的剖视图；图3为本专利技术实施例提供的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于体外循环的人工肺，其特征在于，包括：/n人造血，所述人造血包括全氟碳化合物；/n换热装置(1)，所述换热装置(1)包括换热壳(11)以及设置于所述换热壳(11)内的换热管束，所述换热管束内为第一人造血流道，所述换热管束外为第一体外血流道，所述第一体外血流道被配置为与患者的静脉血管连通；/n换气装置(2)，所述换气装置(2)包括环状中空的换气壳(21)和中空交换膜(22)，所述换气壳(21)套设于所述换热壳(11)外，所述中空交换膜(22)设置于所述换气壳(21)内，所述中空交换膜(22)内为第二人造血流道，所述中空交换膜(22)外为第二体外血流道，所述第二体外血流道被配置为与患者的动脉血管连通；/n导流装置(3)，所述导流装置(3)设置于所述换热壳(11)内，所述导流装置(3)连通所述第一体外血流道和所述第二体外血流道。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于体外循环的人工肺，其特征在于，包括：
人造血，所述人造血包括全氟碳化合物；
换热装置(1)，所述换热装置(1)包括换热壳(11)以及设置于所述换热壳(11)内的换热管束，所述换热管束内为第一人造血流道，所述换热管束外为第一体外血流道，所述第一体外血流道被配置为与患者的静脉血管连通；
换气装置(2)，所述换气装置(2)包括环状中空的换气壳(21)和中空交换膜(22)，所述换气壳(21)套设于所述换热壳(11)外，所述中空交换膜(22)设置于所述换气壳(21)内，所述中空交换膜(22)内为第二人造血流道，所述中空交换膜(22)外为第二体外血流道，所述第二体外血流道被配置为与患者的动脉血管连通；
导流装置(3)，所述导流装置(3)设置于所述换热壳(11)内，所述导流装置(3)连通所述第一体外血流道和所述第二体外血流道。


2.根据权利要求1所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，还包括：
上盖(4)，所述上盖(4)罩设于所述换热装置(1)和所述换气装置(2)的上方，所述上盖(4)与所述换热装置(1)和所述换气装置(2)的上端形成人造血进液腔(41)，所述上盖(4)上设置有人造血进口通道(42)，所述人造血进液腔(41)与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通；
血液采集装置(5)，所述血液采集装置(5)设置于所述换热装置(1)的下方，所述血液采集装置(5)的血液进口被配置为与患者的静脉血管连通，所述血液采集装置(5)的血液出口与所述第一体外血流道连通。


3.根据权利要求2所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，所述血液采集装置(5)包括相连通的采集腔(51)和血液进口通道(52)，所述血液进口通道(52)远离所述采集腔(51)的一端为所述血液进口，所述换气壳(21)连接有血液出口通道(2113)，所述血液出口通道(2113)连通所述第二体外血流道和所述患者的动脉血管，所述血液进口通道(52)和所述血液出口通道(2113)平行设置。


4.根据权利要求3所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，还包括人造血收集装置(6)，所述人造血收集装置(6)设置于所述换热装置(1)和所述换气装置(2)的下方，所述人造血收集装置(6)包括集液腔(61)，所述集液腔(61)与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通，所述人造血收集装置(6)还包括与所述集液腔(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向军，徐涛，索轶平，张腾飞，许媛，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，清华大学天津高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11