【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械，具体涉及一种心房内原位制氧系统。
技术介绍
1、急性休克肺、多发创伤、气管手术中难以维持通气患者，特别是急性呼吸窘迫症（ards）患者，由于肺部有严重的病理改变，提高呼吸机给氧浓度并不能提高病人的血氧浓度。对于此类病人的供氧，通常采用以下两种方式：
2、1、体外膜肺氧合（ecmo），它是将患者的静脉血或动脉系统内血液（含氧量较低）引出体外，经体外的膜肺氧合呈含氧量较高的血液，并将含氧量较高的血液输送至体内。此种方法存在的问题是：需插入至少两根管道，同时需要人工心脏支持，造成红细胞破坏，且患者需全身肝素化；由于将血液引出体外，可能造成患者血液动力学急剧变化，同时激活了凝血反应和炎性反应。凝血反应会造成凝血因子的大量丧失，患者出血增多；炎性反应能导致重要脏器损伤，延缓患者的恢复。
3、2、腔静脉氧合器（ivox），是通过一根同轴的双腔气体导管完成，从内管进入中空纤维，二氧化碳由外管排出体外，血气通过中空纤维上的微孔进行交换，和二氧化碳可以自由通过纤维膜，血浆和血液有形成分不能通过该膜，在气体交换时，由于膜两侧气体的分压不同，从气压较高的纤维膜内向静脉血中弥散，二氧化碳从气压较高的静脉血向纤维膜中弥散。此种方法存在的问题是：气体交换的效率较低，输氧量有限，且纤维膜两侧压降的控制较难实现，因此进入血液中的量很难把控。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是提供一种能够按时、按需供应且创伤小的心房内原位制氧系统。
2、为了实现上述
3、导管内设置有进液管，进液管的近端延伸至插管外部并与过氧化氢液罐相连、远端与微流控芯片的样品口相通，经分离后的过氧化氢分子从微流控芯片的底物出口流出并与酶膜单元接触，生成h2o与o2。
4、所述的酶膜单元包括酶膜，酶膜上固定有过氧化氢酶，酶膜置于塑料片上，电极穿过并粘合在塑料片上，酶膜与电极构成酶促电流型传感器，酶促电流型传感器的外周罩设有反应室。
5、所述的电极为铂-银安培电极，由拧在塑料片中的两条银和铂丝构成，电极的铂丝上的电势为400mv～700mv。
6、所述的微流控芯片由液路层、控制层和基板三部分封接而成，其中液路层中包含有液体流动所需通道，控制层含有控制通道，液路层和控制层封接后与基板封接，所述的微阀由液路层和控制层之间的pdms薄膜构成；液路层和控制层之间通过微阀相联系且二者内部不连通。
7、所述的微流控芯片设置在导管临近端部的内腔中，并通过固定板与导管内壁构成固定连接，固定板的外周通过密封圈与导管内壁构成密封配合，导管的远端端部开设有出口。
8、所述微流控芯片中流道的尺寸为0.1nm～1nm，且流道呈曲折蜿蜒状布置。
9、所述的进液管的外径为0.2mm～0.3mm，内径为0.05mm～0.15mm，材料为钢毛细管或聚丙烯中空纤维管。
10、系统还包括控制单元，控制单元处理接收到的生理信号后，并控制分别控制微流控芯片中的微阀间断式的控制流道内的过氧化氢分子抵达酶膜。
11、所述的出口处设置有单向阀片，单向阀片的导通通路为自导管内腔向导管，第一延伸管的近端与底物出口相接、远端反应室内腔相通，第二延伸管的近端与反应室内腔相通、远端延伸至单向阀片处，延伸管以及反应室外周的导管尖端内腔填充有填充物。
12、微流控芯片近侧的导管内腔中沿其长度方向间隔设置有多个固定板，固定板整体呈圆板状，其外周壁与导管内壁固定，圆板的板面上开设有供第一进液管、第二进液管以及微流控芯片的导线穿过的通孔。
13、导管远端端部还设置有血氧传感器、流量传感器、压力传感器、温度传感器、阻抗传感器、显影环以及消融电极，各传感器采集心房内的血液生理信号并传递给控制单元。
14、本专利技术的另一个目的是提供一种能够按时、按需供应且创伤小的心房内原位制氧方法。
15、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种心房内原位制氧方法，在x射线和显影环的辅助下，将导管经血管介入使得导管的远端位于心房内，将进液管与过氧化氢液罐相连通并输送；
16、血氧传感器、流量传感器、压力传感器、温度传感器、阻抗传感器采集心房内血液的相关生理信号并将信号传输给控制单元；
17、控制单元根据相关生理信号控制微流控芯片的微泵在特定的时间输送特定量的过氧化氢分子，过氧化氢分子与酶膜接触并发生化学反应生成h2o与o2，h2o与o2逸出并进入血液中。
18、酶促电流型传感器采集电流信号并反馈给控制单元，控制单元实时调整并控制微流控芯片过氧化氢液的输送量。
19、上述方案中，利用微流控技术实现对流体进行精准操控，由于微通道的设置，将溶液分离成单个分子进行输送，由于微阀的设置，使得每次只有一个过氧化氢分子和过氧化氢酶发生反应得到一个o2分子，之后再进行下一个过氧化氢分子和过氧化氢酶的反应，从而实现按需供氧的目的；单个的过氧化氢分子与过氧化氢酶在反应室发生化学反应，生成o2进入血液中，原位合成纳米级的分子，从而实现原位制氧的目的；微液滴只需数微秒便可以实现快速均匀地反应，达到及时供氧的目的。
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1.一种心房内原位制氧系统，其特征在于：包括导管（10）、微流控芯片（20）和酶膜单元（30），过氧化氢自导管进入微流控芯片（20）的流道（24）内并分离单分子，微阀（23）每次控制单个的过氧化氢分子与酶膜单元（30）接触并发生化学反应，生成H2O与O2，H2O与O2逸出并进入血液中。
2.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：导管（10）内设置有进液管（11），进液管（11）的近端延伸至插管（10）外部并与过氧化氢液罐相连、远端与微流控芯片（20）的样品口（21）相通，经分离后的过氧化氢分子从微流控芯片（20）的底物出口（22）流出并与酶膜单元（30）接触，生成H2O与O2。
3.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的酶膜单元（30）包括酶膜（31），酶膜（31）上固定有过氧化氢酶，酶膜（31）置于塑料片（32）上，电极（33）穿过并粘合在塑料片（32）上，酶膜（31）与电极（33）构成酶促电流型传感器，酶促电流型传感器的外周罩设有反应室（34）。
4.根据权利要求3所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述
5.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的微流控芯片（20）由液路层、控制层和基板三部分封接而成，其中液路层中包含有液体流动所需通道，控制层含有控制通道，液路层和控制层封接后与基板封接，所述的微阀（23）由液路层和控制层之间的PDMS薄膜构成；液路层和控制层之间通过微阀（23）相联系且二者内部不连通。
6.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的微流控芯片（20）设置在导管（10）临近端部的内腔中，并通过固定板（51）与导管（10）内壁构成固定连接，固定板（51）的外周通过密封圈（52）与导管（10）内壁构成密封配合，导管（10）的远端端部开设有出口（12）。
7.所述的根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述微流控芯片（20）中流道（24）的尺寸为0.1nm～1nm，且流道（24）呈曲折蜿蜒状布置。
8.所述的根据权利要求2所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的进液管（11）的外径为0.2mm～0.3mm，内径为0.05mm～0.15mm，材料为钢毛细管或聚丙烯中空纤维管。
9.所述的根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：系统还包括控制单元（40），控制单元（40）处理接收到的生理信号后，并控制分别控制微流控芯片（20）中的微阀（26）间断式的控制流道（24）内的过氧化氢分子抵达酶膜（30）。
10.根据权利要求6所述的心脏内原位制氧装置，其特征在于：所述的出口（12）处设置有单向阀片（13），单向阀片（13）的导通通路为自导管（10）内腔向导管（10），第一延伸管（14）的近端与底物出口（22）相接、远端反应室（34）内腔相通，第二延伸管（16）的近端与反应室（34）内腔相通、远端延伸至单向阀片（13）处，延伸管以及反应室（34）外周的导管（10）尖端内腔填充有填充物（17）。
11.根据权利要求2所述的心脏内原位制氧装置，其特征在于：微流控芯片（20）近侧的导管（10）内腔中沿其长度方向间隔设置有多个固定板（15），固定板整体呈圆板状，其外周壁与导管（10）内壁固定，圆板的板面上开设有供第一进液管（11）、第二进液管（12）以及微流控芯片（20）的导线穿过的通孔。
12.根据权利要求1所述的心脏内原位制氧装置，其特征在于：导管（10）远端端部还设置有血氧传感器、流量传感器、压力传感器、温度传感器、阻抗传感器、显影环以及消融电极，各传感器采集心房内的血液生理信号并传递给控制单元（40）。
13.一种心房内原位制氧方法，包含权利要求1-10任意一项所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：
14.根据权利要求13所述的心房内原位制氧方法，其特征在于：酶促电流型传感器采集电流信号并反馈给控制单元（40），控制单元（40）实时调整并控制微流控芯片（20）过氧化氢液的输送量。
...【技术特征摘要】
1.一种心房内原位制氧系统，其特征在于：包括导管（10）、微流控芯片（20）和酶膜单元（30），过氧化氢自导管进入微流控芯片（20）的流道（24）内并分离单分子，微阀（23）每次控制单个的过氧化氢分子与酶膜单元（30）接触并发生化学反应，生成h2o与o2，h2o与o2逸出并进入血液中。
2.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：导管（10）内设置有进液管（11），进液管（11）的近端延伸至插管（10）外部并与过氧化氢液罐相连、远端与微流控芯片（20）的样品口（21）相通，经分离后的过氧化氢分子从微流控芯片（20）的底物出口（22）流出并与酶膜单元（30）接触，生成h2o与o2。
3.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的酶膜单元（30）包括酶膜（31），酶膜（31）上固定有过氧化氢酶，酶膜（31）置于塑料片（32）上，电极（33）穿过并粘合在塑料片（32）上，酶膜（31）与电极（33）构成酶促电流型传感器，酶促电流型传感器的外周罩设有反应室（34）。
4.根据权利要求3所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的电极（33）为铂-银安培电极，由拧在塑料片（32）中的两条银和铂丝构成，电极（33）的铂丝上的电势为400mv～700mv。
5.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的微流控芯片（20）由液路层、控制层和基板三部分封接而成，其中液路层中包含有液体流动所需通道，控制层含有控制通道，液路层和控制层封接后与基板封接，所述的微阀（23）由液路层和控制层之间的pdms薄膜构成；液路层和控制层之间通过微阀（23）相联系且二者内部不连通。
6.根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统，其特征在于：所述的微流控芯片（20）设置在导管（10）临近端部的内腔中，并通过固定板（51）与导管（10）内壁构成固定连接，固定板（51）的外周通过密封圈（52）与导管（10）内壁构成密封配合，导管（10）的远端端部开设有出口（12）。
7.所述的根据权利要求1所述的心房内原位制氧系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：解启莲，杨帆，洪锦，
申请(专利权)人：安徽通灵仿生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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