一种器官体外保存与培养装置的制作方法

本实用新型属于生物医学工程领域；公开了一种器官在体外保存和培养的装置及其方法；实现了器官在体外长时间的保存并保持健康；同时实现了体外构建器官后的培养与器官分泌液的收集；提供了一种合理的实现器官体外保存与培养的装置及其技术方案。

背景技术：

器官保持最初以冷藏的方式进行保存，现在已经尝试使用灌流的方式进行保存；但是在使用灌流的方式进行保存时，由于给予模拟生理循环血流与供给压力的控制不当，并不能有效的延长器官保存的时间。

器官内流经的血流流量及血管内的压力都是有严格的要求，而流量与压力的关系并非是正向关系；流量大，压力未必大；而流量小压力也未必小；正因为如此，单纯的使用泵源来进行流量灌注，就非常容易造成器官的内部损伤；即使监测器官灌流液进出端位置的压力，来调节流量大小，也是会因为器官营养的供给问题而导致器官的健康程度下降，甚至坏死；当器官内部血管通道产生堵塞时，灌流液流经器官所形成的压力将逐渐增大，如果为此降低流量来减少压力的话，或者保持流量而增大压力都会造成对器官的健康下降甚至坏死。

技术实现要素：

为了更好的实现体外器官的保存并进一步实现体外器官的构建和培养；我们解决了上述问题，由此实现了此装置；合适的方式是保持压力在生理范围内，同时根据情况保持灌流液的足量供给；实现在压力增大的前提下对于器官灌流量的保持。

为此我们的实现如下：

一种体外器官保存与培养的装置，包含有泵、氧合器、压力控制装置、用于放置器官的器官放置盒、透析装置、储液室、加药装置及管路组成的循环系统；由所述循环系统、各类检测传感器及计算机控制系统组成体器官外保存与培养装置；其中所述泵有两个，提供可控的流量，两个泵在氧合器前后接入，简化前提下可根据需要省略使用一个泵；其中所述压力控制装置使得进入器官的灌流液压力在不降低流量供给的状态下，保持灌流液供给压力在生理需求范围之内；所述氧合器用以模拟肺功能；所述透析装置用以模拟肾功能；所述器官放置盒用以放置器官，并有接口把器官接入所述循环系统，在所述循环系统工作下使器官保持健康，所述器官放置盒拥有恒定的温度与检测各项指标的传感器，有收集分泌物质的功能；所述储液室带有恒温装置，检测各项数据的传感器，并连接所述加药装置；所述加药装置有多个加药通道，可以实现不同药物，微量元素，激素及其它人体分泌物质的供给；所述计算机控制系统可以实现对整个体外器官保持与培养装置的协调控制，并带有独立的电源，可以实现独立供电或者非独立供电；所述的计算机控制系统，可以控制整个循环系统的健康运行，并可以实现互联网连接，信息通讯，实现报警与信息提示。

进一步的，所述泵可以实现以定常流或脉动流的流量模式，向所述循环系统进行灌流液的供给；为保证泵的运动不会造成循环系统内的杂质增加，泵与灌流液接触的部分，应尽量避免有固体之间的摩擦；在模拟仿生状态时，进行脉动流进行流量供给，所述泵的进出口端分别有单向阀，实现循环液体的单方向运行，使得泵不会回流至所述储液室或者氧合器；所述单向阀不限于膜式单向阀、瓣膜式单向阀；但在使用血液作为灌流液时，主要以瓣膜式单向阀或者膜式单向阀，避免对血液中细胞的损害。

进一步的，所述器官放置盒可以除了循环系统通路以外实现完全密封，所述器官放置盒上有多路管路，所述管路每路作为一个进出通道可以根据需要接通和关闭，所述的多路进出通道接器官的静脉与动脉；其中静脉接循环系统的回液端，动脉端接循环系统的进液端，端口处都设有压力传感器，用以检测器官进出口的灌流液压力值；所述器官放置盒有恒温加热装置，盒内除放置器官外，可以通过保存液关注口，加入保存液或者保存凝胶，以免器官表面不受到硬接触导致损伤；所述器官放置盒留有分泌液收集口，用以收集器官分泌的物质；器官放置盒所用材料为对生物无毒的，温度传导相对金属较慢的材料；所述器官放置盒中与器官连接的管路有压力传感器，可以检测器官进口与出口端的压力值；所述器官放置盒中有检测传感器，用以检测器官放置盒内的各项数据。

进一步的，所述压力控制装置保证在设定的压力值直接供给流量，无论流量是否过大，供给的压力都不会超过设定压力值，当压力上升时，压力控制装置会开启另外一个通道，对器官灌流液进行泄压，使得部分灌流液直接回流至所述储液室，从而保证流量供给满足器官所需的前提下，供给的灌流液压力始终在器官正常的生理压力范围之内。

进一步的，所述氧合器模拟实现肺功能，准备二个氧合器，一个备用，在使用一段时间后进行切换，从而减少污染的几率。

进一步的，所述透析装置模拟实现肾功能，准备二个透析装置，一个备用，在使用一段时间后进行切换，从而减少污染的几率。

进一步的，所述储液室有进出口，带有恒温装置，实现温度0-40摄氏度的自由控制，能使温度保持在器官所需的温度；所述储液室并连接有加药装置；所述储液室留有各种传感器位置，用于放置传感器用以检测灌流液各项指标的变化。

进一步的，所述的加药装置由若干供液器组成，所述供液器可以是注射器或者加药泵；所述加药装置可以实现给予加入各种需要的药物、激素、保持器官健康所需的物质,加药量大小可根据实际情况确定；在使用血液进行灌注时，则加药装置中必有抗凝剂。

本实用新型还提供了器官体外保存与培养装置的使用方法，包括如下步骤:

1.整个循环系统分为一次性使用或者多次使用部分；一次性使用部分直接装入系统，放置灌流液，进行循环系统，并排空循环系统内的的空气，准备连接需要保存的一个或多个器官；

2.分别把器官的静脉、动脉、分泌液口进行与循环系统、分泌物收集器连接；

3.器官放置盒中事先放置保存液或者保存用凝胶；

4.把连接好的器官放入器官放置盒中，并关闭器官放置盒，使器官放置盒内器官与器官放置盒的外部隔离;

5.根据各项传感器数据，调节微量加药器的加药量，启动循环系统，慢慢增加泵的流量供给，直到压力达到设定值，并有稳定有灌流液从压力控制装置处分流进储液室；

6.运行系统进行保存；在需要时停止循环系统，取出器官使用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型实现了器官在体外更长的健康保存时间；

2.本实用新型实现了使得器官在体外进行构建和器官培养的可能；

3.本实用新型实现了一种在体外长时间收集组织或器官分泌物的方法；

因此本实用新型提供了一种体外器官保存与培养的装置及其方法。

附图说明

图1为本实用新型实施例的系统图；

图2为本实用新型实施例的器官放置盒；

图3 为本实用新型实施例的压力控制装置(1)；

图4为本实用新型实施例的压力控制装置(2)；

1-器官放置盒,1-1-恒温装置,1-2-器官放置盒主体,1-3-进液口,1-4-进液口,1-5-出液口,1-6-出液口,1-7-检测传感器,1-8-保存液灌注口,1-9-器官放置盒盖,1-10-器官分泌物质收集口，2-压力调节装置,2-1-压力阀,2-2-压力开关,2-3-分流泄压通道,2-5-压力开关阀,2-6-分流泄压通道，3-泵，4-氧合器，5-透析器，6-储液室，7-加药装置，8-循环系统管路，9-计算机控制系统，10-计算机控制线路。

具体实施方式

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做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。

需要说明的是，当组件被称为“置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

一种体外器官保存与培养的装置，包含有泵（3）、氧合器（4）、压力控制装置（2）、用于放置器官的器官放置盒（1）、透析装置（5）、储液室（6）、加药装置（7）及管路（8）组成的循环系统；由所述循环系统、各类检测传感器及计算机控制系统（9）组成体器官外保存与培养装置；其中所述泵（3）有两个，提供可控的流量，两个泵在氧合器（4）前后接入，简化前提下可根据需要省略使用一个泵（3）；其中压力控制装置（2）使得进入器官的灌流液压力在不降低流量供给的状态下，保持灌流液供给压力在生理需求范围之内；所述氧合器（4）用以模拟肺功能；所述透析装置（5）用以模拟肾功能；所述器官放置盒（1）用以放置器官，并有接口把器官接入所述循环系统，在所述循环系统工作下使器官保持健康，所述器官放置盒（1）拥有恒定的温度与检测各项指标的传感器（1-7），有收集分泌物质的功能；所述储液室（6）带有恒温装置，检测各项数据的传感器（6-1），并连接所述加药装置（7）；所述加药装置（7）有多个加药通道，可以实现不同药物，微量元素，激素及其它人体分泌物质的供给；所述计算机控制系统（9）可以实现对整个体外器官保持与培养装置的协调控制，并带有独立的电源，可以实现独立供电或者非独立供电；所述的计算机控制系统，可以控制整个循环系统的健康运行，并可以实现互联网连接，信息通讯，实现报警与信息提示。

进一步的，所述泵（3）可以实现以定常流或脉动流的流量模式，向所述循环系统进行灌流液的供给；为保证泵的运动不会造成循环系统内的杂质增加，泵与灌流液接触的部分，应尽量避免有固体之间的摩擦；在模拟仿生状态时，进行脉动流进行流量供给，所述泵的进出口端分别有单向阀（5-1），实现循环液体的单方向运行，使得泵不会回流至所述储液室（6）或者氧合器（4）；所述单向阀不限于膜式单向阀、瓣膜式单向阀；但在使用血液作为灌流液时，主要以瓣膜式单向阀或者膜式单向阀，避免对血液中细胞的损害。

进一步的，所述器官放置盒（1）可以除了循环系统通路以外实现完全密封，所述器官放置盒上有多路管路，所述管路每路作为一个进出通道（1-3，1-4，1-5，1-6）可以根据需要接通和关闭，所述的多路进出通道接器官的静脉与动脉；其中静脉接循环系统的回液端，动脉端接循环系统的进液端，端口处都设有压力传感器，用以检测器官进出口的灌流液压力值；所述器官放置盒有恒温加热装置（1-1），盒内除放置器官外，可以通过保存液关注口（1-8）加入保存液或者保存凝胶，以免器官表面不受到硬接触导致损伤；所述器官放置盒留有分泌液收集口（1-10），用以收集器官分泌的物质；器官放置盒所用材料为对生物无毒的，温度传导相对金属较慢的材料；所述器官放置盒中与器官连接的管路有压力传感器，可以检测器官进口与出口端的压力值；所述器官放置盒中有检测传感器（1-7）用以检测器官放置盒内的各项数据。

进一步的，所述压力控制装置（2）保证在设定的压力值直接供给流量，无论流量是否过大，供给的压力都不会超过设定压力值，当压力上升时，图3中压力开关（2-2）带有压力检测功能，当压力达到设定之后启动（2-1）；或者图4中当压力达到设定值后启动（2-5）；从而开启另外一个分流泄压通道（2-3），对器官灌流液进行泄压，使得部分灌流液直接回流至所述储液室，从而保证流量供给满足器官所需的前提下，供给的灌流液压力始终在器官正常的生理压力范围之内。

进一步的，所述氧合器（4）模拟实现肺功能，准备二个氧合器，一个备用，在使用一段时间后进行切换，从而减少污染的几率。

进一步的，所述透析装置（5）模拟实现肾功能，准备二个透析装置，一个备用，在使用一段时间后进行切换，从而减少污染的几率。

进一步的，所述储液室（6）有进出口，带有恒温装置，实现温度0-40摄氏度的自由控制，能使温度保持在器官所需的温度；所述储液室并连接有加药装置；所述储液室留有各种检测传感器（6-1）位置，用于放置传感器用以检测灌流液各项指标的变化。

进一步的，所述的加药装置（7）由若干供液器组成，所述供液器可以是注射器或者加药泵；所述加药装置可以实现给予加入各种需要的药物、激素、保持器官健康所需的物质,加药量大小可根据实际情况确定；在使用血液进行灌注时，则加药装置中必有抗凝剂。

本实用新型还提供了器官体外保存与培养装置的使用方法，包括如下步骤:

1.整个循环系统分为一次性使用或者多次使用部分；一次性使用部分直接装入系统，放置灌流液，进行循环系统，并排空循环系统内的空气，准备连接需要保存的一个或多个器官；

2.分别把器官的静脉、动脉、分泌液口进行与循环系统、分泌物收集器（1-10）连接；

3.器官放置盒中事先放置保存液或者保存用凝胶；

4.把连接好的器官放入器官放置盒中，并关闭器官放置盒（1），使器官放置盒内器官与器官放置盒的外部隔离;

5.根据各项检测传感器（6-1）数据，调节微量加药器的加药量，启动循环系统，设定要压力控制装置（2）的压力值，慢慢增加泵（3）的流量供给，直到压力达到设定值，并有稳定有灌流液从压力控制装置（2）处分流进储液室（6）；

6.运行系统进行保存；在需要时停止循环系统，取出器官使用。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更或对系统进行放大缩小或增加数量，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。