实用新型 授权
基本信息
申请号: CN202020323123.X 申请日: 2020-03-16
公开(公告)号: CN212679737U 公开(公告)日: 2021-03-12
优先权号 - 优先权日 -
IPC分类号: A61M1/36 CPC分类号 -
专利类型: 实用新型 简单法律状态: 有效
申请/代理机构
申请(专利权)人: 中南大学湘雅二医院 发明人: 周宁;周艳文;龚国忠;蒋永芳;田沂;彭锋
申请人地址: 湖南省长沙市芙蓉区人民中路139号 申请人邮编: 410011
代理机构: 长沙市融智专利事务所（普通合伙） 代理人: 谢浪
摘要
本申请实施例公开了一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统，用于有效阻断炎症细胞因子风暴。该血液净化系统，包括通过管路顺次相连的血泵、动脉液壶、成分血浆分离器、树脂血液灌流器和静脉液壶；该血液净化系统还包括肝素泵、滤过泵、透析泵和血浆补充泵；肝素泵连接在动脉液壶上；滤过泵与成分血浆分离器的透析液出口相连；透析泵与成分血浆分离器的透析液进口相连；血浆补充泵连接在树脂血液灌流器和成分血浆分离器之间的管路上。
法律状态
2021-03-12授权
权利要求
1.一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统，其特征在于：包括通过管路顺次相连的血泵、动脉液壶、成分血浆分离器、树脂血液灌流器和静脉液壶；该血液净化系统还包括肝素泵、滤过泵、透析泵和血浆补充泵；所述肝素泵连接在所述动脉液壶上；所述滤过泵与所述成分血浆分离器的透析液出口相连；所述透析泵与所述成分血浆分离器的透析液进口相连；所述血浆补充泵连接在所述树脂血液灌流器和所述成分血浆分离器之间的管路上。
2.根据权利要求1所述的血液净化系统，其特征在于：所述成分血浆分离器的分离膜平均膜孔径为10nm。
3.根据权利要求1所述的血液净化系统，其特征在于：所述管路采用医用PVC管路。
4.根据权利要求1所述的血液净化系统，其特征在于：所述血泵的引血流速为120mL/min。
5.根据权利要求1所述的血液净化系统，其特征在于：所述滤过泵的泵送速度为56mL/min。
6.根据权利要求1所述的血液净化系统，其特征在于：所述透析泵的泵送速度为50mL/min。
7.根据权利要求1所述的血液净化系统，其特征在于：所述血浆补充泵的泵送速度为6mL/min。
说明书
一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统
技术领域
[0001]本实用新型属于生物医学技术领域，尤其涉及一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统。
背景技术
[0002]细胞因子风暴综合征是由感染、药物或某些疾病引起的免疫系统过度激活导致，是一种严重的危及生命的疾病。细胞因子风暴是一种不受控制和功能失调的免疫反应，涉及淋巴细胞和巨噬细胞的持续激活和扩增，它们分泌大量的细胞因子，其临床特点是全身性炎症、血流动力学不稳定和多器官功能衰竭(MOF)。细胞因子风暴在SARS、H5N1、H7N9及新型冠状病毒肺炎等病毒感染重症病例中都是导致病人死亡的重要原因。阻断“细胞因子风暴”是抗休克、抗低氧血症和多脏器功能衰竭等治疗中的关键环节。
[0003]人工肝血液净化技术是广泛应用于肝衰竭终末期肝病患者的救治的有效方法，研究显示人工肝血液净化系统通过采用联合血浆置换、血液吸附、高通量血液滤过等手段，能有效清除肝衰竭过程中产生的炎症因子，阻断“细胞因子风暴”，从而减轻炎症反应对机体的损伤。李兰娟院士团队在救治H5N1、H7N9等危重患者的临床实践中，已有应用人工肝技术以清除炎症因子风暴的尝试，并取得了很好的效果。目前面对新型冠状病毒肺炎的爆发，已有的研究表明危重症患者体内的细胞因子风暴是导致疾病迅速恶化的重要原因，如何有效控制细胞因子风暴对改善提高患者治疗效果有着重大意义。但目前单一血液净化治疗手段对于阻断细胞因子风暴有效性尚无定论，临床上也急需一个高效、易操作的血液净化系统能最大限度的综合各血液净化手段的优势，有效清除危重症患者体内大量的炎症细胞因子，减轻炎症损伤。
[0004]目前国内广泛使用人工肝技术是血浆置换。已有RCT研究表明：高容量血浆置换(单次血浆置换量8-10L，约为预计标准体重的15％)可通过非选择性丢弃体内含有高浓度促炎因子(如干扰素(IFN)-γ、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素IL-1、IL-6和IL-18等)的血浆，同时补以等量的新鲜冰冻血浆，长时间有效清除炎症介质，抑制炎症反应、改善危重症患者预后。但血浆置换同样存在不足：1.随着置换量的不断增加使患者体内血液被稀释，导致置换效率降低；2.高容量血浆置换同时需要承担输入大量新鲜冰冻血浆所带来的过敏、代谢性碱中毒等不良反应；2.我国血浆资源相对紧张，普通患者每次献血量仅为200-400ml，临床危重症患者每次进行3000ml左右常规容量血浆置换，亦较难全部满足，而在传染病暴发，短期内大量危重症病患同时出现时，血浆的供应尤为困难。在减少血浆用量的同时如何能最大限度的清除炎症因子，临床上值得进一步深入研究。
[0005]血液灌流临床上常用以清除肝衰竭患者血液中蛋白结合毒素及部分游离毒素(如胆红素、血氨等)，但目前新研发出的中性大孔吸附树脂因其具有大量中大孔结构及高比表面积，可通过不同的作用力将血液中过多的炎症因子及过多的氧化代谢产物吸附，控制炎症因子爆发，可尝试用于细胞因子风暴患者，改善患者血流动力学、减少重要器官损伤及并发症。
[0006]持续血液滤过透析是目前临床上危重症患者常用的维持内环境稳定的手段，但因受限于血滤器孔径，仅能清除体内中小分子量毒素(如尿素，肌酐等)，对于分子量上万甚至几十万道尔顿的各类炎症因子，因其不能通过透析器膜孔，清除能力极为有限。血浆透析滤过(PDF)是目前用于肝衰竭中毒素清除的手段，采用EC-2A成分血浆分离器(膜孔径0.01μm，白蛋白筛选系数0.25)取代高通量血滤器(膜孔径0.006μm左右)进行滤过透析，理论上可以有效增强中分子量炎症因子的清除能力，且不造成大分子量的免疫球蛋白的丢失，可以最大限度的减少治疗过程中血浆的使用量(减少至1500ml左右)，该方法有望取得达到更好的炎症因子清除效果。
[0007]但是，目前尚无专门针对炎症细胞因子风暴的血液净化系统设计报道。文献号为CN 110613869A的专利公开了一种基于离心式血浆置换联合血液吸附血浆置换吸附系统，但基于离心式血浆置换的系统难以完成血液透析功能，且离心式血浆置换仅能完成非选择性血浆置换，无法保留血液中大分子球蛋白等有益物质，导致置换耗费血浆量3000ml左右。
[0008]文献号为CN201520767153.9的专利公开了一种血浆置换吸附滤过净化系统，但其结构及管路复查，血滤及吸附均连接于分离血浆管路上，效率受到极大的限制。文献号为CN201310168782.5的专利公开了一种血浆置换吸附滤过净化系统，同样因其血滤及吸附均针对于血浆置换分离出的血浆，受限制于模式血浆置换20-30％的分浆比，整个系统的效率受到一定的限制，另外因其采用的吸附器为活性炭及中性树脂，主要针对于吸附毒物、蛋白结合毒素及胆红素等，非专性炎症因子吸附器，对于炎症因子清除量有限。
实用新型内容
[0009]本申请实施例提供一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统，用于有效阻断炎症细胞因子风暴。
[0010]为此，本申请实施例提供一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统，包括通过管路顺次相连的血泵、动脉液壶、成分血浆分离器、树脂血液灌流器和静脉液壶；
[0011]该血液净化系统还包括肝素泵、滤过泵、透析泵和血浆补充泵；
[0012]所述肝素泵连接在所述动脉液壶上；
[0013]所述滤过泵与所述成分血浆分离器的透析液出口相连；
[0014]所述透析泵与所述成分血浆分离器的透析液进口相连；
[0015]所述血浆补充泵连接在所述树脂血液灌流器和所述成分血浆分离器之间的管路上。
[0016]在一些实施方式中，所述成分血浆分离器的分离膜平均膜孔径为10nm。
[0017]在一些实施方式中，所述管路采用医用PVC管路。
[0018]本申请实施例具有的有益效果在于：
[0019]1、针对控制炎症因子风暴这一目的，将血液净化技术中的血浆徐缓式置换透析与血液灌流相结合，根据两者不同的技术原理，用小孔径血浆分离器做滤过透析，能同时完成徐缓式成分血浆置换和血液透析的功能，用中性树脂吸附炎症因子，充当炎症因子灌流吸附器，充分发挥清除炎症因子的协同能力，而且结构简单。
[0020]2、有别于单纯进行血浆置换，该系统有效减少了使用时所需的血浆用量(5小时设计时间内血浆使用量仅需1300ml+5％白蛋白500ml)，在血液制品供应紧张时尤为有效。
[0021]3、在血液灌流前先进行血浆置换透析，能预先清除部分炎症因子，从而延长吸附柱的使用时间，增强系统的炎症因子清除能力。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本实用新型实施例提供的血液净化系统的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]参见图1，本申请实施例提供一种抑制炎症因子风暴的血液净化系统，包括通过管路顺次相连的血泵1、动脉液壶8、成分血浆分离器3、树脂血液灌流器4和静脉液壶9。
[0026]其中，成分血浆分离器3和树脂血液灌流器4均为常规公知医疗器械，其具体结构在此不再赘述。成分血浆分离器3可以采用旭化成株式会社的EC-20W成分血浆分离器3，血液灌流器4可以采用型号为健帆HA-380的血液灌流。
[0027]参见图1，本申请实施例血液净化系统还包括肝素泵2、滤过泵5、透析泵6和血浆补充泵7，肝素泵2连接在动脉液壶8上，滤过泵5与成分血浆分离器3的透析液出口相连，透析泵6与成分血浆分离器3的透析液进口相连；血浆补充泵7连接在血液灌流器4和成分血浆分离器3之间的管路上。
[0028]本系统所用连接管路，可采用医用PVC制成，整个系统可构成一个整体部件单独使用或连接于ECMO(人工膜肺)的体外循环血路上使用。
[0029]本申请实施例针对控制炎症因子风暴这一目的，将血液净化技术中的血浆徐缓式置换透析与血液灌流相结合，根据两者不同的技术原理，用小孔径血浆分离器做透析，充当血浆透析透析器，用中性树脂吸附炎症因子，充当炎症因子灌流吸附器，充分发挥清除炎症因子的协同能力，而且结构简单。
[0030]本申请实施例因成分血浆分离器3分离膜平均膜孔径一般为10nm，血液中的大分子量球蛋白(如IgM，分子量95万道尔顿)不会经滤膜滤除，但白蛋白结合毒素、中大分子量(几万到十几万道尔顿)炎症因子均可通过对流的原理，经滤膜孔缓慢转移至滤除液中被丢弃，同时也可通过透析的原理清除小分子量毒素，达到调节水、电解质、酸碱平衡的治疗作用，维持患者内环境稳定。而设置于分血浆分离器3之后的树脂血液灌流器4，能针对性清除血液中过多的炎症因子及过多的氧化代谢产物，非选择性的大量吸附血液中IFNγ、TNFα、IL-1b、IL6、IL12、IL17、IL18等炎症因子，可进一步降低体内炎症因子水平，抑制炎症反应瀑布效应。此外，在血液灌流前先进行血浆置换透析，能保证在进行吸附前清除一大部分炎症物质，从而有效延缓吸附器达到吸附饱和的时间。
[0031]本申请实施例结合血浆徐缓式置换透析及血液炎症因子吸附两部分，分别应用选择性成分血浆分离透析器及中性大孔吸附树脂灌流器，通过联合血浆置换、血液透析、血液灌流等血液净化手段，实现对危重症患者血液中TNF-α、IL 6、IL-1β和IL-18等炎症因子有效清除，达到抑制炎症因子风暴，有效维持危重症患者内环境的稳定的效果。
[0032]本申请实施例血液净化系统的血液净化过程如下：
[0033]使用专用人工肝治疗设备进行操作，采用血泵1从患者股静脉置管处将血液引出，体外引血流速120mL/min，全血经动脉液壶8，并与肝素泵2输注肝素混合抗凝后，进入旭化成株式会社产的EC-20W成分血浆分离器3，开始进行血浆透析滤过。
[0034]滤过泵5连接至滤出液储存器，其泵送流速保持为56mL/min，透析泵6连接至透析液储存器，并保持透析液液体流速为50mL/min，血浆补充泵7与血浆储存器连接，并保持血浆补充流速为6mL/min，治疗过程中滤过泵5流速＝透析泵6流速+血浆补充泵7流速，以保证患者容量平衡。血液经血浆透析滤过单元后，继续以120mL/min流速进入HA-380血液灌流，完成血浆透析滤过及血液灌流两轮净化的血液流经静脉液壶9返回人体。
[0035]整个系统单次运行时间设计为5小时，既能保证大孔吸附树脂吸附器完成最大的吸附效果，又使得血浆使用量控制在1300ml左右，在血浆获取困难时更有利于临床应用推广。
[0036]在实际应用中，因滤过膜孔径限制，得以保留血液中部分有益大分子蛋白，能有效维持胶体渗透压，故补充液可采用等渗白蛋白及新鲜冰冻血浆替代(推荐采用采用5％白蛋白500ml+新鲜冰冻血浆1300ml配制)，以有效减少血浆使用量。因超滤过程徐缓，使得系统能持续清除危重症患者体内不断产生的各种促进炎症反应的细胞因子，而置换为正常血浆，既能长时间达到清除炎症因子效果，又有效提高了血浆利用效率。
[0037]本申请实施例将现有人工肝技术(血浆置换、血液透析、血液灌流)进行组合，以求在治疗危重症(如脓毒症、SARS、H7N9、H5N1、新型冠状病毒肺炎重症等)患者全身炎风暴及多器官功能衰竭时能有效清除炎症因子，阻止炎症瀑布反应，以减轻多器官炎症损伤，提高危重症患者救治效果。
[0038]上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。