Газообменная мембрана для оксигенератора

Газообменная мембрана для оксигенератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских (75I399

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.06.77 (21) 2499052/28-1

-1) Ч К. A 61 H 31 00!

D 03 D 1/00 с присоединением заявки—

Государственнь1й комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (45) Дата опубликования описания 07.09.80 (53) УДК 612.17 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Г. Власов, С. H. Сивидова, В. И. Филатов, Ю. T. Джермакян, A. H. Гапонова, Г. В. Макарова, В. В. Коршак, А. С. Тевлина, В. П. Демин, В. Г. Челноков, Ф, Ф. Бочукина и В. С. Шмылев

Всесоюзный научно-исследовательский инстнтут текстильно-галантерейной поомышленности и Московский ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (71) Заявители (54) ГАЗООБМЕИ ИАЯ МЕМБРАИА

ДЛЯ ОКСИГF HATOPA

Изобретение относится к области медицины и касается газообменной мембраны для искусственной оксигенации крови, которая может найти применение в аппаратах «искусственное сердце-легкое».

Известна газообменная мембрана для оксигенаторг, выполненная в виде пленочных материалов. Так известна пленка для осуществления газообмена крови, имеющая иикропоры, а наружные поверхности пленки выполнены из водоотталкивающе о материала, .например .из политетрафторэтилена (1).

Также, известна газообменная мембрана в виде пленок .из блок-.сополимеров типа полидиорганосилоксан/поликарбонат (2).

Указанные технические решения обеспечивают в принципе процесс оксигенации крови, однако обладают следующим общим недостатком. при уменьшении толщины пленки последняя теряет механическую прочность и, под давлением жидкости при оксигенации крови, начинает протекать.

Протекание жидкости через пленку нарушает функцию газообменной мембраны, так как мембрана должна в одностороннем порядке пропускать газ, а не жидкость.

Произвольное увеличение толщины пленок не допускается, потому что тогда они перестают осуществлять процесс оксигенации.

Для устранения указанного недостатка (слабая механическая прочность) встала задача по повышению механической прочности газообменных мембран. Это было частично дстигнуто тем, что газообменные мембраны стали изготавливать на базе несущего основания, выполняющего функцию упрочняющего каркаса

Известна газообменная мембрана, которая может быть получена путем нанесения силикона на микропористую основу, например бумагу, в качестве основы для ее получения используется мпкропорнстый суб страт, армированный сеткой из нержавею 5 щей стали (3)..

Использование бумаги в качестве основы нежелательно, так как в процессе эксплуатацп и она разбухает и со временем теряет механическую прочность. Использование армированной сетки из нержавеющей стали приводит к тому, что уменьшается полезная (рабочая) площадь мембраны.

Это следует пз того, что металлическая сетка не является микропористой и через элементы сетки пе может проходить газ.

Газ проходит только через ячейки между стенками сетюи, а сами стенки, образующие ячею, выполнены из металла и не пропус кают газ. Кроме того, сетка пз металла обладает сравнительно низкой эластич751399 ностью и для ое изготовления требуются сравнительно дорогие многокомпонентые сплавы, содержащие редкие элементы, т. е. коррсзионно устойчивые сплавы.

Исходя из!Изложенного следует, что несущее основание, кроме обеспечения функции по усилению механической прочности мембраны, должно также пропускать через себя газ. В этом случае исключается потеря полезной плошади мембраны. Таким свойством обладают некоторые текстильные материалы (имеется в виду не свойство оксигенации в целом, а свойство по пропускан ию га",à) .

Известны газообменные мембраны для оксигенатора, содержащие текстильное основание и полимерное покрытие (4, 57.

Известные газообменные мембраны для окспгенатора, выполненные на базе текстильного основания, имеют следующие осцовпые недостатки: сравнительно низкую надежность и длительность в работе а так же Невысокую производительность оксигенации крови, которая находится в прямой зависимости от газопроницаемости готовой мембраны

Это следует из нижеизложенного: расположение полимерного покрытия с одной стороны основания не исключает пон ижения адгезии полимерной пленки к текстильчому материалу,п тем самым приводит к определенному уменьшению м"-.ханг«ческо«1 про:Hoc1«I всей мембраны в целом за счет отслаивания полимера от основания в местах контакта с н итями; кроме того, в основании может быть использована не любая ткань ;о структуре, потому что структура ткани значительно влияет на газообменные и водопепроницаемые характеристики мембраны.

Целью «:зобретения является увеличение надежности и длительности работы оксигеиатора.

Это достигается тем, что в газообменной мембране для оксигенатора, выполненной в виде тканого основания из текстильных комплексных нитей, несущего водонепроницаемое полимерное покрытие, тканое оснозанне в рапг, орте переплетения имеет перекрь;тие, пе менее, чем над двум. нитями и не более, чем над четырьмя, или их в сочетании с полотняным (одиночным) пе реплетением, а полимерное покрытие расположено с обеих сторон тканого основания.

Тканое основание выполнено переплетением саржа 2/2 с плотностью основы и утка

28Х28 нитей на 1 см.

Тканое основание может быть также выполнено переплетен«ием саржа 2/2 со сдви гом по основе в раппорте переплетения с плотностью по основе 28 и по утку 36 нитей на 1 см.

Структура и переплетение текстильного

ОРИййапиа л . лил

Диметилсилоксан

Полотняное

35,8 газообменной мембраны для оксигенатора, а именно уровень ее оксигенации.

Увеличение длины перекрытия систем нитей основы и утка по сравнению с полот5 няным переплетением способствует более свободному прохождению газа через тканое основание, а наличие полимерного покрытия, наносимого с двух сторон ткани, не дает возможность одной системы нитей сдвигаться относительно другой, что пре дотвращает образование крупных ячеистых пор и исключает проникновение крови через мембрану (протекание крови).

При нанесении двухстороннего покрытия

15 имеет место проникновение полимера внутрь структуры ткани и соединение обеих пленно, наносимых с двух сторон, в мзcTBxooразования крупных пор в TKBHIH, что также способствует улучшениию качества газооб20 менной мембраны, увеличению ее водоне проницаемости и механической прочности.

Чрезмерное увеличение длины перекрытия нитей в ткани невозможно, так как это приводит к значительным сдв««гам одной системы нитей относительно другой в процессе нанесения покрытия и к снижению механической прочности мембраны на этих участках и водопроницаемости.

На фиг. 1 показаны варианты перепл-3О тения (а — саржа 2, 2, б — репе оснозиой, в — саржа 1/3 л«««от«-«е««««я, г — саржа 2,2 со сдвигом по основе; д — мелкоузорчато переплетение); на фпг. 2 — разрезы ткани по утку (а — саржа 2/2 — — 1-я прокидка, 35 б — то же — 2-я п«рок ««дка, в — — саржа 1. 3 уплотненная, г — полотняное переплетение.

Газообменная мембрана выполнена в

LH,1å тканого основания из текстильных комплексных ките««, соответственно образо4р BclHHÎÃo нитями ос «овы / и I! Hl HIIH утка 2.

Тканое ос««ован«ие с обеих сторон покрыто полимерным покрытием 8.

Ниже приводятся характеристики;«звестной газообмеиной мембраны фирмы

45 KVate«s, СШЛ (4):

Газопроницаемость, смз/см2 мин 320

Водонепроницаемость, мм вод. ст. 3500

50 Х««магическая природа покрытия

Природа волокна нитей основания Полиэфир

Толщина нитей в

Текс (№) 5,3 (189)

Число кручений на 1 м 8 5

Переплетение нитей в ткани бО Плотность на 1 см по основе 37,8

Плотность на 1 см по утку

Толщина ткани, 751399

B а р и а нт II. Нить по основе также капроновая, нить по утку — лавсановая комплексная, К=200 кр/м, Текс=5 (№ 200).

В таблице пр иводятся характеристики

5 образцов предлагаемой газообменной мембраны после соответствующих испытаний. № варианта суровой ткани

Характер переплетения ткани

Запроницаемость, см/м мнн

Водонепроницаемость, мм вод. ст.

8 l!0

16200

35ОЭ 35ОЭ

2ООЭ 2000

ЗЖ)Э 3000

1ООЭ 1О"Э

36(P

200О

1000

540О

35ОО

1 62«.л

2

3 .4

27ОО i 27i00 ! 10цЭ, Течет !

32-РЭ

16200

3XI0

1 200

Сравнение характеристик по показателям газопроницаемости и водонепроницаемости показывает значительные преимущества предлагаемой мембраны перед известной.

Только вариант 3, в котором ткань имеет чисто полотняное переплетение, не подходят, так как его показатель по газопроницаемости по порядку близок к мем15 бране фирмы AVaters, т. е. 320 юм /м2 мин ,соответствует порядку 810 сма/лг2 мин.

Условия пропитки предлагаемой мембраны.

Полимерное покрытие-сополимер гексафторпропилена и фтористого впнилидена

Метод нанесения — поливом из раствора сополимера в ацетоне или этилацетатс, концентрация 1 — 15 /, (в зависимостси от требований, предъявляемых к мембране)

25 при 20 С.

Изобретение повышает надежность и длительность работы оксигенатора, механическую прочность газообменной мембраны, а также водонепроницаемость,и газопроницаемость, в результате чего получена возможность использования оксигснатора в многочасовой работе аппаратов «искусственное сердце — легкие» для вспомогательного кровообращения.

Согласно изобретению тканое основание имеет следующие входные данные по нитям.

В а р и и н т 1. Нить по основе и утку— ,капроновая комплексная ГОСТ 10063-69, крутка К= 350 крlм, Текс = 6,7 (№ 150) .

Саржа 2/2 (плотность 28X28) !

Репс основный

Полотняное

Саржа 1/3 уплотненная !

Саржа 2/2 со сдвигом по основе

Мелкоузорчатый

Формула изобретения

1. Газообменная мембрана для оксигенатора, содержащая тканое основание из тек- 40 стильных комплексных нитей и размещенное с одной стороны его водонепроницаемое полимерное покрытие, о т л,и ч а ю щ ая с "". тем, что, с целью увеличения надежности и длительности работы, она имеет дополнительно полимерное покрытие с другой стороны тканого основания, а последнее в раппорте переплетения имеет перекрытие не менее, чем над двумя нитями, и не более, чем над четырьмя нитями, плп упомянутые перекрытия в сочетании с одиночными перекрытиями.

2. Мембрана по п. 1, отличающая с я тем, что тканое основание выполнено переплетением саржа 2/2 с плотностью по основе.и утку 28 нитей на 1 с.я.

3. Мембрана по п. 1. отл и ч а ю щ а яс я тем, что тканое основание выполнено переплетением саржа 2/2 со сдвигом по основе, с плотностью по основе и утку соответственно 28 и 36,нитей на 1 см.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СССР ¹ 331518, кл. Л 61 N

1/03, 1972, 2. Патент Франции ЛЪ 2161107, кл.

С 08 G, 1973.

3. Осипов О. А. и др. Мембранные оксигенаторы. — «Медицинская техника», 1972, № 2, М., с. 45 — 49.

4. Шумаков В. Н. и др Пути создания и совершенствования мембранных оксигенаторов, — «Медицинская техника», 1974, № 4, М., с. 39.

5. Шумаков В. И. Искусственные органы и биоуправляемые протезы. М., «Знание», 1972, с. 43 (прототип) .

751399

I ! !

,ъ

Г:ф

Q Q Г йВ

Составитель В. Л,жемаркяи

Техред В Серякова Корректор М. Осиповская

Редактор Т. Горячева

Изд. № 365 Тираж 573 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, )K-35, Раушская иаб., д. 4/5

Т в Хавьк. Фил. пред. «Патент»