Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_3984_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
61
Устройство и функционирование мембранного оксигенатора
В капиллярных оксигенаторах серии Quadrox использована тех-
нология взаимно перпендикулярного расположения потоков крови,
газа и воды из теплообменника (рис. 21, 22).
Последней разработкой фирмы Maquet является мембранный ка-
пиллярный оксигенатор Quadrox PLS (Permanent Life Support) Hollow
Венозная кровь
(вход в оксигенатор)
Подача газовой
смеси
Подача воды
из водяной бани
Термопроба
Артериализованная
кровь (выход
из оксигенатора)
Выход газовой смеси
Рис. 21. Принципиальная схема устройства оксигенатора Quadrox D
Рис. 22. Направление потоков
крови, газа и воды и теплообмен-
ной воды в мембранном полово-
локонном оксигенаторе серии
Quadrox
Газоток
Поток
воды
Кровоток
62
С.В. ГОТЬЕ, В.Н. ПОПЦОВ, Е.А. СПИРИНА
Fiber Diffusion Membrane Oxygenator c биосовместимым покрытием
BIOLIFE (табл. 5, рис. 23).
DIDECMO – капиллярный оксигенатор из полиметилпептено-
вого волокна (рис. 24). В данном оксигенаторе использована гид-
рофобная полиметилпептеновая мембрана OXYPLUS MEMBRANE
(Membrana GmbH Co., Германия), созданная в 2000 г. на основе вы-
сокопористой мембраны Oxyphan
®
(рис. 25) с дополнительно нане-
Рис. 23. Внешний вид мембранного оксигенатора Quadrox PLS (опыт ФГБУ
«ФНЦТИО им. академика В.И. Шумакова»)
Таблица 5
Функциональные характеристики мембранного капиллярного
оксигенатора Quadrox PLS при объемной скорости кровотока 4 л/мин
Показатель Значение
Трансмембранный транспорт О
2
, мл/мин 288
Трансмембранный транспорт СО
2
, мл/мин 207
Фактор теплообмена при объемной скорости потока воды
10 л/мин
0,88
Падение давления крови на мембране (при 37 °С), мм рт. ст. 40
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
63
Устройство и функционирование мембранного оксигенатора
сенным на ее наружную поверхность полиолефиновым покрытием,
превратившим ее в непористую, истинно диффузионную мембрану
с длительным сроком функционирования (рис. 26, 27). Полиолефи-
новое покрытие препятствует проникновению плазмы крови или
воды через прикрытые поры внутрь капилляра, определяя гидро-
фобные свойства данного типа капиллярной мембраны. Кроме того,
полиолефиновое покрытие сделало наружную поверхность мембра-
ны шероховатой, что привело к увеличению площади мембраны и
улучшению условий для экстракорпорального газообмена. Тонкий
наружный слой фосфорилхолина (<1 мкм) придал данной мембране
дополнительные тромборезистентные и биосовместимые свойства.
Рис. 24. Внешний вид капиллярного
оксигенатора DIDECMO
Рис. 25. Строение вы-
сокопористой мемб-
раны Oxyphan
®
(Mem-
brana GmbH Co.,
Германия)
Полимер
Поперечный срез
Пора
64
С.В. ГОТЬЕ, В.Н. ПОПЦОВ, Е.А. СПИРИНА
Оксигенатор DIDECMO имеет площадь поверхности мембраны
0,67 м
2
, площадь поверхности теплообмена 0,02 м
2
, объем заполне-
ния 90 мл, объем заполнения оксигенатора и контура около 150 мл,
наибольшую рекомендуемую скорость кровотока 2,3 л/мин, реко-
мендуемую продолжительность применения не более 5 суток, сред-
нюю величину потери давления на мембране оксигенатора около
24 мм рт. ст., оптимальную величину элиминации СО
2
при отноше-
нии кровотока к газотоку1:1 (табл. 6).
Новой моделью мембранного оксигенатора, предназначенного
для проведения ЭКМО, является оксигенатор Eurosets ECMO (рис. 28),
основные характеристики которого представлены в табл. 7.
Рис. 27. Мембрана
OXYPLUS MEMBRANE
(электронная микроско-
пия): а – поперечное сече-
ние; б – наружная (внеш-
няя) поверхность
Рис. 26. Гидрофобная
полиолефиновая метил-
пептеновая мембрана
(OXYPLUS MEMBRANE,
Membrana GmbH Co.)
а б
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
65
Устройство и функционирование мембранного оксигенатора
Таблица 6
Основные характеристики капиллярной мембраны
OXYPLUS MEMBRANE, предназначенной для ЭКМО
Назначение Мембранная оксигенация
Название
OXYPLUS
®
Тип PMP 90/200
Тип мембраны Капиллярная
Полимер Метилпептен
Свойство Гидрофобная
Наружный диаметр волокна 380 (мкм)
Внутренний диаметр волокна 200 (мкм)
Поры Нет
Рис. 28. Внешней вид мембранного ок-
сигенатора Eurosets ECMO
66
С.В. ГОТЬЕ, В.Н. ПОПЦОВ, Е.А. СПИРИНА
Таким образом, современные технические достижения позволили
создать несколько моделей мембранных оксигенаторов, способных
длительное время (от нескольких дней до нескольких недель) обес-
печивать эффективный экстракорпоральный газообмен.
Таблица 7
Технико-функциональные характеристики мембранного оксигенатора
Eurosets ECMO
Мембрана Полиметилпептен
Объем заполнения, мл 225
Площадь поверхности мембраны, м
2
1,81
Максимальная производительность, л/мин 7
Длительность пролонгированного использования
без замены, сут
14
Площадь поверхности теплообменника, м
2
0,08
Покрытие Фосфорилхолин
Коэффициент теплообмена при кровотоке 4 л/мин 0,64
Транспорт О
2
при кровотоке 7 л/мин 350 мл/мин
Транспорт СО
2
при кровотоке 7 л/мин 300 мл/мин
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
67
Управление теплообменом при проведении ЭКМО
ГЛАВА 4
УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛООБМЕНОМ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ
МЕМБРАННОЙ ОКСИГЕНАЦИИ
Во время прохождения крови по экстракорпоральному контуру и че-
рез оксигенатор происходит потеря тепла, что может привести к по-
нижению температуры тела с последующими гемодинамическими,
метаболическими, газообменными и реологическими расстройс-
твами. В связи с этим одним из обязательных условий при проведе-
нии ЭКМО является поддержание на оптимальном уровне теплово-
го баланса организма, что может быть достигнуто как применением
наружных систем согревания пациентов, так и специальных тепло-
обменных устройств (теплообмеников), обеспечивающих активное
согревание или активное/пассивное охлаждение крови при ее про-
хождении по экстракорпоральном контуру.
Теплообменники являются обязательным компонентом всех ок-
сигенаторов, использующихся как для проведения ИК, так и ЭКМО.
Основная функция теплообменника заключается в регуляции тем-
пературы крови пациента во время экстракорпоральной перфузии.
С помощью теплообменника возможно как поддержание, так повы-
шение или понижение температуры крови, и соответственно, темпе-
ратуры организма в целом в зависимости от наличия нормо-, гипо-
или гипертермии.
Передача тепла крови происходит за счет циркуляции подогре-
ваемой воды по замкнутому контуру: теплообменник → магистраль
подачи воды из теплообменника → теплообменная часть оксигена-
тора → магистраль возврата воды в теплообменник → теплообмен-
ник. Теплообменник, применяемый для ЭКМО, в наиболее простом
представлении состоит из емкости, содержащей определенное коли-
чество воды, достаточное для адекватного функционирования теп-
лообменника и рециркуляции воды по замкнутому контуру (рис. 29).
Визуальный индикатор обеспечивает контроль за уровнем воды в
теплообменнике. При недостаточном объеме воды в теплообменни-
ке срабатывает звуковая и цветовая сигнализация. Другими состав-
ляющими конструктивными компонента теплообменника являются
68
С.В. ГОТЬЕ, В.Н. ПОПЦОВ, Е.А. СПИРИНА
нагревательное устройство и насос, обеспечивающий циркуляцию
жидкости по замкнутому контуру. Электронное оборудование позво-
ляет четко регулировать согревание теплообменной воды до требу-
емой температуры и предупредить перегревание пациента во время
ЭКМО. Теплообменные устройства, применяемые с целью проведе-
ния ИК, способны не только согревать, но и охлаждать теплообмен-
ную воду.
Процесс теплообмена между теплообменной водой и кровью в
современных оксигенаторах происходит непосредственно внутри
оксигенатора. В качестве примера можно рассмотреть процесс регу-
ляции температуры крови при использовании оксигенаторов серии
Quadrox. Теплообменная вода поступает во внутреннюю часть окси-
генатора через соответствующее входное отверстие, где дальше рас-
пределяется по сети полиуретановых волокон, противоположным
своим концом открывающихся в выходное отверстие (рис. 30). Кровь,
поступающая в оксигенатор для экстракорпорального газообмена,
омывает теплообменные полиуретановые волокна снаружи. Внут-
ренняя часть корпуса мембранных оксигенаторов серии Quadrox
разделена на две части (рис. 31). В первой части оксигенатора мо-
Индикатор
уровня воды
в теплообменнике
Индикатор
уровня воды
в теплообменнике
Индикатор
температуры
воды
в теплообменнике
Регулятор
температуры
воды
в теплообменнике
Индикатор
работы
водяного насоса
Рис. 29. Внешний вид теплообменного устройства Maquet (Германия)
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
69
Управление теплообменом при проведении ЭКМО
Вход
теплообменной
воды
в оксигенатор
Выход
теплообменной
воды
из оксигенатора
Рис. 30. Места входа и выхода теплообменной воды в мембранный оксиге-
натор серии Quadrox (Maquet)
Венозная кровь
Газообменная
и теплообменная
камера
Газообменная
камера
Артериальная
кровь
Внутреннее устройство
мембранного
оксигенатора серии
Quadrox (Maquet)
Рис. 31. Внутреннее устройство мембранного оксигенатора серии Quadrox
(Maquet)
70
С.В. ГОТЬЕ, В.Н. ПОПЦОВ, Е.А. СПИРИНА
гут осуществляться и газообмен, и теплообмен благодаря наличию
как полиметилпептеновых волокон, по которым проходит газовая
смесь, так и полиуретановых волокон. Венозная кровь, поступающая
в эту часть оксигенатора, омывает снаружи оба типа капиллярных
волокон. Для эффективного одновременного осуществления и газо-,
и теплообмена направление расположения полиметилпептеновых и
полиуретановых волокон взаимно перпендикулярно как по отноше-
нию друг к другу, так и по отношению к потоку крови (рис. 32). Хотя
с физической точки зрения для более быстрого темпа теплообмена
требуется параллельное направление потока крови и воды, однако
это негативно влияет на скорость газообмена в мембранном окси-
генаторе. Во второй части оксигенатора типа Quadrox происходит
только газообмен, поэтому она содержит только полиметилпептено-
вые (газопроводящие) волокна, омываемые снаружи потоком крови.
В современных оксигенаторах для доставки теплообменной воды
используются полиуретановые волокна, потому что они имеют удов-
летворительные теплопроводящие характеристики, являются биоло-
гически инертными материалами, не приводящими к значительной
контактной активации клеточных и неклеточных компонентов кро-
ви, и их прочностные характеристики исключают прорыв волокна с
последующим проникновением теплообменной воды в кровь. Объ-
ем жидкости, находящейся в просвете полиуретановых волокон, оп-
ределяется размерами оксигенатора. Площадь поверхности тепло-
обменной полиуретановой мембраны Quadrox – 0,5 м
2
при площади
поверхности газообменной полиметилпептеновой мембраны 1,5 м
2
.
Количество тепла, передающегося в кровь или из крови во время
ЭКМО или ИК, легко вычислить, используя первый закон термодина-
мики. Тепловая энергия крови, проходящей через оксигенатор, рас-
считывается умножением температуры крови °С (0,09 ккал/kг/°C) на
Рис. 32. Схема направле-
ний потока крови, газо-
вой смеси и воды в мем-
бранном оксигенаторе
серии Quadrox (Maquet).
Вода – голубой цвет; газо-
вая смесь – зеленый цвет;
кровь – красный цвет
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана