一种无膜透析微流控制芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种无膜透析微流控制芯片。其中，该芯片包括：血液进口、透析液进口、直形工作流道、反射柱、弧形工作流道、芯片外壳、血液出口和透析液出口；血液进口、透析液进口、直形工作流道、反射柱、弧形工作流道、血液出口和透析液出口均安装于芯片外壳内；血液进口和透析液进口对称安装于直形工作流道的入口处；血液出口和透析液出口对称安装于直形工作流道的出口处；直形工作流道和弧形工作流道相切连接；反射柱分别设置于直形工作流道中和弧形工作流道中。本发明专利技术实施例的技术方案，解决了现有透析膜存在的效率低下以及污染血液的问题，有效减少无膜透析中细胞损失。有效减少无膜透析中细胞损失。有效减少无膜透析中细胞损失。

【技术实现步骤摘要】
一种无膜透析微流控制芯片


[0001]本专利技术实施例涉及无膜透析
，尤其涉及一种无膜透析微流控制芯片。

技术介绍

[0002]目前，我国透析患者近80万，随着我国老龄化的进展加速，透析质量和透析治疗率不断的提高，医疗保险的改善和完善，透析患者人数大约以每年10％的速度持续增长，预计在2030年需要透析治疗的患者数将突破300万人。透析是延长病人生命，提高晚期病人生活质量的有效措施之一。血液透析机俗称“人工肾”，是一种能代替部分肾功能，清除血液中有害物质，纠正体内电解质与维持酸碱平衡的体外血液透析装置。便携式透析装置(或人工肾)，可随身携带，可像心脏起搏器一样，成为病人身体的一部分，作为病人延续生命的辅助设备。人工肾微流控芯片的开发与完善，是人工肾的瓶颈问题之一。
[0003]现有透析装置大都为有膜透析，透析效果取决于透析膜的理化特性。目前临床上常用的透析膜有3种：再生纤维素膜、改良的纤维素膜、合成的聚合物膜，它们都具有较好的生物相容性，能对溶质有较高清除率，且能够阻止“大分子”物质通过，如血流中的红细胞、蛋白质和透析液中的细菌、病毒等。
[0004]但使用透析膜还存在一些问题。首先，所有透析膜或多或少的还存在“排斥”，透析膜表面会与血液的细胞和血浆成分发生非生理反应。其次，与透析膜直接接触的血层相对于透析膜是静止的，一旦这层血液与透析膜发生交换，它就成为后续血液进行运输交换的障碍，使得运输变得更加困难和缓慢。最后，膜表面在经过一段时间的使用会造成膜的污染。在整个治疗期内，透析膜界面保持在固定位置，任何附着在界面上的材料都倾向于保持不变，随着时间的推移，表面会被污染，其有效性会降低。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种无膜透析微流控制芯片，以解决现有透析存在的效率低细胞损失大的问题，有效增加透析效率并减少血细胞的损失。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种无膜透析微流控制芯片，包括：
[0007]血液进口、透析液进口、直形工作流道、反射柱、弧形工作流道、芯片外壳、血液出口和透析液出口；
[0008]所述血液进口、所述透析液进口、所述直形工作流道、所述反射柱、所述弧形工作流道、所述血液出口和所述透析液出口均安装于所述芯片外壳内；
[0009]所述血液进口和所述透析液进口对称安装于所述直形工作流道的入口处；
[0010]所述血液出口和所述透析液出口对称安装于所述直形工作流道的出口处；
[0011]所述直形工作流道和所述弧形工作流道相切连接；
[0012]所述反射柱分别设置于所述直形工作流道中和所述弧形工作流道中。
[0013]可选的，多个所述反射柱沿所述直形工作流道和所述弧形工作流道形成的路径依次设置，且设置在所述直形工作流道中的每一所述反射柱中心到所述直形工作流道两侧的
径向距离相同，设置在所述弧形工作流道中的每一所述反射柱中心到所述弧形工作流道两侧的径向距离相同。
[0014]可选的，所述反射柱的直径为50
‑
100μm，高度为200μm；在所述直形工作流道内，所述反射柱之间的间距为200
‑
500μm；在所述弧形工作流道内，所述反射柱之间的间距为150
‑
300μm。
[0015]可选的，所述血液进口与所述透析液进口之间的设置夹角，以及所述血液出口与所述透析液出口之间的设置夹角均为5
°‑
30
°
。
[0016]可选的，所述直形工作流道的宽度为400
‑
600μm，高度为200μm。
[0017]可选的，所述弧形工作流道的曲率半径为500
‑
700μm，宽度为400
‑
600μm，高度为200μm。本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0018](1)本专利技术利用无膜透析，简化了透析芯片的结构，减少了排斥反应，并且由于无膜，不会发生分子聚集而堵塞从而提高透析效率。
[0019](2)本专利技术在工作管道中间位置放置反射柱，利用F
‑
L效应(Fhrus
‑
Lindqvist effect)，使得反射柱周围形成无细胞层，无细胞层与透析液接触，将血液中的小分子转移到透析液中达到“净化”血液的目的。
[0020](3)本专利技术在弧形工作管道减小了反射柱的间距，防止血细胞在Dean流作用下横向漂流，而造成细胞的损失。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种无膜透析微流控芯片的俯视剖面图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的一种无膜透析微流控芯片的无膜透析原理图。
[0023]图中：1、血液进口，2、透析液进口，3、直形工作流道，4、反射柱，5、弧形工作流道，6、芯片外壳，7、血液出口，8、透析液出口。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0025]实施例
[0026]参见图1
‑
2，本专利技术实施例提供一种无膜透析微流控制芯片，包括：血液进口1、透析液进口2、直形工作流道3、反射柱4、弧形工作流道5、芯片外壳6、血液出口7和透析液出口8。
[0027]其中，血液进口1、透析液进口2、直形工作流道3、反射柱4、弧形工作流道5、血液出口7和透析液出口8均安装于芯片外壳6内；血液进口1和透析液进口2对称安装于直形工作流道3的入口处；血液出口7和透析液出口8对称安装于直形工作流道3的出口处；直形工作流道3和弧形工作流道5相切连接；反射柱4分别设置于直形工作流道3中和弧形工作流道5中。
[0028]其中，上述芯片外壳6长度为50mm，宽度为10
‑
20mm；血液进口1与透析液进口2之间的设置夹角，以及血液出口7与透析液出口8之间的设置夹角均为5
°‑
30
°
；血液进口1、透析
液进口2、血液出口7以及透析液出口8的宽度均为300
‑
500μm，高度均为200μm；直形工作流道3的宽度为400
‑
600μm，高度为200μm；弧形工作流道5的曲率半径为500
‑
700μm，宽度为400
‑
600μm，高度为200μm。
[0029]具体的，多个反射柱4沿直形工作流道3和弧形工作流道5形成的路径依次设置，且设置在直形工作流道3中的每一反射柱4中心到直形工作流道3两侧的径向距离相同，设置在弧形工作流道5中的每一反射柱4中心到弧形工作流道5两侧的径向距离相同。
[0030]如图2所示，通过在工作管道中间放置反射柱4，反射柱4两侧分别流过血液和透析液，利用F...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无膜透析微流控制芯片，其特征在于，包括：血液进口(1)、透析液进口(2)、直形工作流道(3)、反射柱(4)、弧形工作流道(5)、芯片外壳(6)、血液出口(7)和透析液出口(8)；所述血液进口(1)、所述透析液进口(2)、所述直形工作流道(3)、所述反射柱(4)、所述弧形工作流道(5)、所述血液出口(7)和所述透析液出口(8)均安装于所述芯片外壳(6)内；所述血液进口(1)和所述透析液进口(2)对称安装于所述直形工作流道(3)的入口处；所述血液出口(7)和所述透析液出口(8)对称安装于所述直形工作流道(3)的出口处；所述直形工作流道(3)和所述弧形工作流道(5)相切连接；所述反射柱(4)分别设置于所述直形工作流道(3)中和所述弧形工作流道(5)中。2.根据权利要求1所述的无膜透析微流控制芯片，其特征在于，多个所述反射柱(4)沿所述直形工作流道(3)和所述弧形工作流道(5)形成的路径依次设置，且设置在所述直形工作流道(3)中的每一所述反射柱(4)中心到所述直形工作流道(3)两侧的径向距离相同，设置在所述弧形工作流道(5)中的每一所述反射柱(4)中心到所述弧形工作流道(5)两侧的径向距离相同。3.根据权利要求2所述的无膜透析微流控制芯片，其特征在于，所述反射柱(4)的直径为50

【专利技术属性】
技术研发人员：何立群，林垚，田军见，林其钊，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：