Способ получения моющего и стерилизующего растворов для очистки и подготовки биофильтров к повторному использованию

Способ получения моющего и стерилизующего растворов для очистки и подготовки биофильтров к повторному использованию

Реферат

 

Использование: для очистки и стерилизации биофильтров с целью их повторного использования. Сущность изобретения: способ предусматривает получение моющего и стерилизующего растворов соответственно катодным и анодным электрохимическим синтезом из очищенной для гемодиализа воды. При этом в качестве вспомогательного электролита используют концентрат диализирующего раствора, а синтезы проводят, используя один и тот же объем вспомогательного электролита и затрачивая на каждый синтез равные количества электричества. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в гематологических и нефрологических центрах для очистки и стерилизации биофильтров при их подготовке к повторному использованию, например диализаторов искусственной почки после процедуры гемодиализа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения моющего и стерилизующего растворов для очистки диализных мембран в диафрагменном электрохимическом реакторе путем униполярной электрохимической обработки водного раствора хлорида натрия или калия. При этом в качестве моющего раствора используют катодно (католит) обработанный исходный водно-солевой раствор, а в качестве стерилизующего анодно (анолит) обработанный указанный раствор.

Недостатками указанного способа являются недостаточно высокие качества очистки и эффективность стерилизации, а также необходимость приготовления водно-солевого раствора.

Способ-прототип реализуется в устройстве для электрохимической обработки жидкости диафрагменном электрохимическом реакторе.

Целью изобретения является повышение качества очистки и подготовки за счет повышения эффективности стерилизации, обеспечения возможности одновременного получения моющего и стерилизующего растворов при одновременном снижении расхода реагентов.

Способ может быть реализован в устройстве, содержащем два проточных диафрагменных электрохимических реактора и емкость вспомогательного электролита, соединенную с камерами вспомогательных электродов реакторов в замкнутый циркуляционный контур и снабженную газоотделительным клапаном, установленным на емкости.

Сущность изобретения состоит в том, что использование очищенной для гемодиализа воды позволяет достигать максимально возможной активности ионов, в том числе электрохимически синтезированных (ОН^-, Н₃О₂^- в католите; Н₃О⁺, Н₉Н₄⁺ в анолите), на фоне малой ионной силы раствора. При этом практически ликвидируется разрушительное действие химического фактора на материал мембран биофильтра, обычно прямо пропорциональное минерализации раствора.

При анодном электрохимическом синтезе стерилизующего раствора под действием протекающего тока из воды (через диафрагму электрохимического реактора) частично удаляются ионы натрия, калия, кальция, магния в количестве, близком к эквивалентному, поступают ионы хлора и сульфат-ионы из емкости вспомогательного электролита. При этом в результате анодных электрохимических реакций в реакторе происходит образование и накопление хлор- и серосодержащих кислот (HCl, HClO, HClO₂, HClO₃, HClO₄, H₂S₂O₅, H₂S₂O₈, H₂SO₄), ионов гидроксония (Н3О), насыщение полостей кластерной структуры воды атомарным кислородом, озоном.

При катодном электрохимическом синтезе моющего раствора через диафрагму электрохимического реактора удаляются ионы хлора и сульфат-ионы, которые пополняют их убыль в емкости вспомогательного электролита при предшествующем получении анолита. Одновременно в обрабатываемую воду из емкости вспомогательного электролита поступает эквивалентное количество ионов натрия, калия, кальция и магния. В результате электрохимических реакций моющий раствор обогащается гидроксидом указанных металлов, растворенным в воде водородом и высокоактивными формами гидроксосоединений типа Н₃О₂.

При этом при равных количествах электричества, проходящих через первый и второй электрохимические реакторы, концентрация раствора вспомогательного электролита в емкости вспомогательного электролита остается практически постоянной.

Схема устройства для осуществления способа показана на чертеже.

Устройство включает электрохимические реакторы Э₁ и Э₂, емкость Е вспомогательного электролита и газоотделительный клапан ГК. Каждый реактор Э₁(Э₂) состоит из диэлектрического корпуса 1 (2) с установленными в нем основным 3(4) и вспомогательным 5(6) электродами и диафрагмы 7(8), разделяющей корпус на электродные камеры 9(10) и 11(12) основного и вспомогательного электродов соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Емкость Е и камеры 11 и 12 вспомогательного электрода заполняют вспомогательным электролитом (концентратом диализирующего раствора). Обрабатываемую очищенную для гемодиализа воду подают в камеры 9 и 10 основных электродов. На электроды 3-6 подают постоянное напряжение и проводят анодный электрохимический синтез в реакторе Э₁ и катодный электрохимический синтез в реакторе Э₂ одновременно, затрачивая равные количества электричества. При этом в результате соответствующих электрохимических реакций на поверхности вспомогательных электродов 5 и 6 выделяются газ и тепло, поэтому в замкнутых контурах, образованных камерой 11 и емкостью Е, а также камерой 12 и емкостью Е, устанавливается конвективный поток вспомогательного электролита: снизу вверх в камерах 11 и 12 и сверху вниз в емкости Е. Электролизные газы, поступающие из камер 11 и 12 в емкость Е, скапливаются в ее верхней части. Когда давление в вышеуказанных контурах превысит давление обрабатываемой жидкости в камерах 9 и 10, начинается переток вспомогательного электролита через диафрагму 7 из камеры 11 в камеру 9 и через диафрагму 8 из камеры 12 в камеру 10. Уровень электролита в емкости понижается, клапан ГК открывается, излишек газа выходит в атмосферу и давление в циркуляционных контурах вспомогательных электродов 5 и 6 становится ниже, чем в камерах 9 и 10. Начинается переток жидкости из камеры 9 в камеру 11 через диафрагму 7 и из камеры 10 в камеру 12 через диафрагму 8. Уровень раствора вспомогательного электролита вновь повышается, и клапан ГК прекращает свободный выход газа из емкости Е в атмосферу. Затем цикл повторяется.

При необходимости в данном устройстве можно получить только моющий или только стерилизующий раствор, чередуя соответственно катодный и анодный синтезы. При этом нет необходимости изменять полярность электродов, а затраты равных количеств электричества как анодный, так и на катодный синтез обеспечивают постоянство состава вспомогательного электролита.

П р и м е р 1. Гемофильтр "Фрезениус Ф-60" (ФРГ) после процедуры гемодиализа отключают от пациента, отсоединяют от кровопроводящих магистралей и присоединяют к предлагаемому устройству, на электроды которого подают постоянное напряжение. Проводят катодный электрохимический синтез моющего раствора, обрабатывая очищенную для гемодиализа воду в камере основного электрода 4, затрачивая при этом 500 Кл/л. Получаемый при этом католит с рН 10,5 и окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) равным (850) мВ в течение 5 мин прокачивают через кровяную, а затем в течение 5 мин одновременно через кровяную и диализную полости биофильтра, отмывая таким образом биофильтр от крови. Значения ОВП растворов здесь и далее указаны для стандартной измерительной системы, состоящей из платинового и хлорсеребряного электродов сравнения.

Проводят анодный электрохимический синтез, обрабатывая очищенную для гемодиализа воду в камере основного электрода 3, затрачивая при этом также 500 Кл/л. При этом получают стерилизующий раствор-анолит с параметрами: рН 1,0 и ОВП 1200 мВ, которым промывают диализную полость биофильтра в течение 5 мин.

Для контроля качества отмывки биофильтра и эффективности стерилизации (подтверждения положительного эффекта) определено остаточное содержание белка, поставлена азопирамовая проба на наличие остаточных количеств крови и исследована бактериальная обсемененность смывов с различных частей биофильтра. Результаты приведены в таблице.

По способу обработаны биофильтры в примерах 2-4, представленных в таблице.

Использование способа получения моющего и стерилизующего растворов позволяет по сравнению с существующими техническими решениями обеспечить более высокие качество очистки и эффективность стерилизации биофильтров, например диализаторов искусственной почки, плазмафильтров и гемофильтров, при их повторном использовании.

Кроме того, указанный эффект может быть существенно увеличен за счет многократного повторного использования биофильтров.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЮЩЕГО И СТЕРИЛИЗУЮЩЕГО РАСТВОРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ПОДГОТОВКИ БИОФИЛЬТРОВ К ПОВТОРНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ путем обработки электролита соответственно в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки и подготовки за счет повышения эффективности стерилизации и обеспечения одновременного получения моющего и стерилизующего растворов при одновременном снижении расхода реагентов, процесс ведут параллельно в катодной и анодной камерах двух диафрагменных электролизеров с использованием в качестве электролита очищенной для гемодиализа воды до достижения в катодной камере первого электролизера рН 9,5 11,0 и окислительно-восстановительного потенциала минус 700 минус 900 мВ, а в анодной камере второго электролизера рН 1,0 1,8 и окислительно-восстановительного потенциала 1000 1200 мВ, при этом в анодную камеру первого и в катодную камеру второго электролизеров подают концентрат диализирующего раствора при одинаковом по электролизерам расходе электричества 600 2200 Кл/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3