用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法技术

本发明专利技术公开了用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法

【技术实现步骤摘要】
用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法、系统及在抗氧化应激中的应用


[0001]本专利技术涉及生物医疗仪器
，尤其是涉及一种用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法
、
系统及在抗氧化应激中的应用
。

技术介绍

[0002]低温机械灌注
(Hypothermic Machine perfusion,HMP)
是一种新型的器官保存
、
转运方式
。
需要将离体器官血管连接至机械灌注系统，系统在器官保存
、
转运阶段将灌注液持续灌注离体器官，同时供给离体器官氧气
、
营养物质等
。
其箱内及灌注液温度控制在4～
6℃。
[0003]主动供氧方式主要有两种：
[0004]第一种方式是氧气筒供氧，优势是不需要额外设备制氧
。
设计相对比较简单，通过阀门即可控制供氧量
。
缺点是氧气量有限，不能持续供氧
。
[0005]第二种方式是使用制氧机
(
比如利用沸石分子筛的变压吸附原理制氧
)
，通过调节泵压就能控制制氧量
。
优点是只要有电源可以持续供氧，缺点是设计相对复杂，需要额外控制电路和泵机
。
[0006]为了控制注氧量，目前主要采用氧分压指标来判断供氧情况，而氧分压指标可以通过类似于荧光反应技术来标定，比如照射激光到荧光敏感物质上，激发出一定波长的荧光，荧光在敏感膜和器官皮肤接触的地方被器官中的氧气猝灭，使得荧光强度下降
、
荧光寿命减弱
。
被激发出的荧光经过聚光片滤除杂散光
、
经过光学透镜焦距增加光强后，被光电探测器所接收，并转换成电压信号，并被主控制单元读取，通过标定后就可以连续测量氧分压
。
[0007]注氧采用氧合器来实现，通过氧气气路与灌注液液路在氧合器中交换氧气达到注氧的目的
。
[0008]在当前技术背景下，低温机械灌注的注氧技术已经满足了所有条件
。
目前注氧有个最大的隐忧是长期注氧下器官的氧化应激反应
。
氧化应激
(Oxidative Stress
，
OS)
是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物
。
氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素
。
同时指机体在内外环境有害刺激下，体内产生活性氧自由基
(Reactive Oxygen Species
，
ROS)
和活性氮自由基
(Reactive Ntrogen Species
，
RNS)
所引起的细胞和组织的生理和病理反应
。ROS
包括超氧阴离子
(.O2
‑
)、
羟自由基
(.OH
‑
)
和过氧化氢
(H2O2)
等；
RNS
包括一氧化氮
(NO)、
二氧化碳
(CO2)
和过氧亚硝酸盐
(.ONOO
‑
)
等
。
由于它们可以直接或间接氧化或损伤
DNA、
蛋白质和脂质，可诱发基因的突变
、
蛋白质变性和脂质过氧化，被认为是人体衰老和各种重要疾病如肿瘤
、
心脑血管疾病
、
神经退行性疾病
(
老年痴呆
)、
糖尿病等疾病最重要的危险因素
。
因此，在满足气管氧需求又能抑制氧化应激目的对于离体器官至关重要
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法
、
系统及应用，其既能满足离体器官氧需求又能抑制氧化应激目的
。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法，其包括：利用数据获取单元获取离体器官当前氧分压；利用制氧机气泵设定氧分压对应气泵压力；当离体器官的氧分压与预设值存在偏差，利用灌注系统对离体器官完成脉冲式注氧
。
[0011]本专利技术提供的用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法中，该方法中注氧算法采用
sigmoid
函数的导数函数，注氧算法选定
[
‑
10,10]为周期范围，将原始导数函数转变成周期函数：
[0012]f(x)
＝
β
+
Ρ
*
σ
(
θ
*x
‑
10)(1
‑
σ
(
θ
*x
‑
10))
[0013]f(x)
＝
f(x+20/
θ
)
[0014]其中，
β
为基础氧分压常数，制氧系统提供的最低氧分压值
。
[0015]θ
为函数周期控制因子，不能为0；
[0016]P
为函数系数，通过改变
P
值可以提高最高氧分压上限
。
[0017]从上述内容可以看出，在低温低代谢的状态下离体器官依然需要足够的氧气消耗，但同时氧分压过高也会对组织产生负面影响，会造成氧自由基生成速度加快及产生量增多，超过组织抗氧化系统的清除能力，从而损伤组织细胞，发生病理改变，组织细胞的损伤程度与氧分压和持续时间有关
。
而通过该方法可以动态监测离体器官氧分压数值，克服机械灌注供氧中可能出现的氧化应激现象，通过控制注氧曲线来达到既能满足器官氧需求又能抑制氧化应激目的
。
[0018]本专利技术提供的用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法中，所述数据获取单元至少包括氧分压检测装置
。
[0019]一种用于离体器官加氧机械灌注的注氧系统，注氧系统具有离体器官容器，离体器官容器放置离体器官，注氧系统中还包括氧合器
、
制氧机
、
液泵
、
数据获取单元，其特征在于，所述数据获取单元具有光学光路系统，光学光路系统中具有带荧光物质的传感膜
、
向传感膜输送激光的
LED、
接收传感膜反馈光信号的光学处理模块，所述光学处理模块连接有光电转换模块，所述光电转换模块连接有放大及滤波模块，所述放大及滤波模块连接峰值检波模块，该峰值检波模块连接于
MCU
；
[0020]所述
MCU
连接于氧合器
、
制氧机
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法，其特征在于，其包括：利用数据获取单元获取离体器官当前氧分压；利用制氧机气泵设定氧分压对应气泵压力；当离体器官的氧分压与预设值存在偏差，利用灌注系统对离体器官完成脉冲式注氧
。2.
根据权利要求1所述的用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法，其特征在于，该方法中注氧算法采用
sigmoid
函数的导数函数，注氧算法选定
[
‑
10,10]
为周期范围，将原始导数函数转变成周期函数：
f(x)
＝
β
+
Ρ
*
σ
(
θ
*x
‑
10)(1
‑
σ
(
θ
*x
‑
10))f(x)
＝
f(x+20/
θ
)
其中，
β
为基础氧分压常数，制氧系统提供的最低氧分压值
。
θ
为函数周期控制因子，不能为0；
P
为函数系数，通过改变
P
值可以提高最高氧分压上限
。3.
根据权利要求1所述的用于离体器官加氧机械灌注的注氧方法，其特征在于，所述数据获取单元至少包括氧分压检测装置
。4.
一种用于离体器官加氧机械灌注的注氧系统，注氧系统具有离体器官容器，离体器官容器放置离体器官，注氧系统中还包括氧合器
、
制氧机
、
液泵
、
数据获取单元，其特征在于，所述数据获取单元具有光学光路系统，光学光路系统中具有带荧光物质的传感膜
、
向传感膜输送激光的
LED、
接收传感膜反馈光信号的光学处理模块，所述光学处理模块连接有光电转换模块，所述光电转换模块连接有放大及滤波模块，所述放大及滤波模块连接峰值检波模块，该峰值检波模块连接于
MCU
；所述
MCU
连接于氧合器
、
制氧机
、
液泵
。5.
用于离体器官加氧机械灌注的注氧系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：施建强，焦元勇，
申请(专利权)人：焦元勇，
类型：发明
国别省市：