一种多功能再生血液净化系统的制作方法

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种用于急、慢性肝功能衰竭等疾病的新型肝功能支持系统，即一种可实现多种吸附剂的再生与重复利用，增加血液净化系统毒素清除的种类，维持体内电解质平衡，消除人体水肿，提高血液净化效率的生物相容性好、能有效防止医用白蛋白和吸附剂进入人体的新型多功能再生血液净化系统的设计。

背景技术：

肝功能衰竭已成为威胁我国人民健康的危重疾病，其诱因主要有免疫伤害、病毒入侵、药物滥用和长期酗酒等。肝移植是目前治疗肝衰竭最有效的方式，但由于肝源匮乏、匹配困难、等待供体时间漫长及治疗费用昂贵而限制其临床应用，因此迫切需要肝功能支持系统医疗设备的发展。多功能再生血液净化系统（ALSS）作为一种肝功能替代装置，能暂时辅助病变的肝脏（清除多种有害物质、执行部分代谢功能），直至自体肝脏功能恢复或进行肝脏移植，故而成为肝衰竭治疗的有效方法之一。多功能再生血液净化系统通常基于血浆置换、血液透析、血液过滤、血浆透析过滤、血液灌流、白蛋白透析、吸附等技术去除血液中毒素。当前，多功能再生血液净化系统主要有单循环白蛋白透析系统（SPAD）、分子吸附再循环系统（MARS）和普罗米修斯（Prometheus）等。这些系统能清除不溶于水的、与蛋白质结合的毒素，但都存在各自的问题，例如：MARS系统毒素的清除效率不仅受吸附剂用量和种类的影响，同时也受到纤维膜传质效率的限制；Prometheus系统人体自身的白蛋白损失大；SPAD系统需用大量人白蛋白致使治疗成本高昂。

肝支持系统的基本原理是通过一个装置暂时或完全替代严重病变的肝脏部分或全部功能，主要是去除患者体内由于肝脏功能丧失而累积的可促使肝脏组织无法再生、硬化以致癌变的代谢物毒素。当前，通常采用透析方式清除水溶性的代谢物毒素，采用吸附方式去除不溶于水的、与白蛋白结合的代谢物毒素。但是，不合理的设计可能导致自身白蛋白的损耗、吸附微粒进入人体、吸附剂利用率低、自身白蛋白被外来白蛋白污染等，从而导致不仅肝支持系统价格昂贵，而且可造成毒素清除效率低及安全性隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多功能再生血液净化系统。

一种多功能再生血液净化系统包括血液净化机构、透析液补充机构、毒素吸附机构9；

所述血液净化机构包括串联的第一高通量透析器71和第二高通量透析器72；

所述第一高通量透析器71的第一血液进口711依次串联着第一动脉壶61、血泵11和输入单向阀211，输入单向阀211的进口为血液净化机构的进口；

第一高通量透析器71的白蛋白溶液出口713通过依次串联的第一超滤泵13、第一吸毒单向阀25和第二动脉壶62连通着毒素吸附机构9的进口，第一高通量透析器71的白蛋白溶液进口712通过串联的第二动力泵14连通着第一白蛋白溶液接口；

第一高通量透析器71的第一血液出口714和第二高通量透析器72的第二血液进口721之间串联着第三动脉壶63；

所述第二高通量透析器72的透析液出口722通过依次串联的第二超滤泵15和第二废液单向阀210连接着废液接口；第二高通量透析器72的第二血液出口723依次串联着静脉壶64、输出单向阀212；

其中输入单向阀211的入口为所述系统的输入端，输出单向阀212的出口为所述系统的输出端；

所述透析液补充机构包括第一动力泵12、透析单向阀21、置换单向阀22和净化单向阀23；透析单向阀21和置换单向阀22并联在第一动力泵12的进口，透析单向阀21的进口连通着透析液袋81，置换单向阀22的进口连通着置换液袋82；净化单向阀23的出口为透析液补充机构的出口，透析液补充机构的出口或连通着第三动脉壶63的进口或连通着静脉壶64的进口；

所述毒素吸附机构9包括串联的第二吸毒单向阀26、碳吸附柱911和树脂吸附柱912，串联的碳吸附柱911和树脂吸附柱912位于振荡机构5上；其中碳吸附柱911的进口端为毒素吸附机构9的进口，树脂吸附柱912的出口端为毒素吸附机构9的出口，形成一种毒素吸附模式；

毒素吸附机构9的进口处设有第二动脉壶62，第二动脉壶62的第一进口通过解毒单向阀24连通第一动力泵12的出口，第二动脉壶62的第二进口连通着第一吸毒单向阀25的出口；

毒素吸附机构9的出口通过第三吸毒单向阀29连通着第二白蛋白溶液接口或通过第一废液单向阀28连通着废液池16；

工作时，第一白蛋白溶液接口和第二白蛋白溶液接口分别连通白蛋白容器10的两个端口；

所述输入单向阀211、血泵11、第一动脉壶61、第一高通量透析器71、第三动脉壶63、第二高通量透析器72、静脉壶64和输出单向阀212构成血液循环机构；

所述第一高通量透析器71、第一超滤泵13、第一吸毒单向阀25和第二动脉壶62、毒素吸附机构9、第三吸毒单向阀29、白蛋白溶液容器10、第二动力泵14构成白蛋白循环机构；

所述透析单向阀21、透析液袋81、置换单向阀22、置换液袋82、第一动力泵12、解毒单向阀24、第二动脉壶62、毒素吸附机构9、第一废液单向阀28、废液池16构成吸附剂和白蛋白再生机构；

所述系统实现以下操作：

用于清除血液中毒素时，血液循环机构、血液净化机构、透析液补充机构、毒素吸附机构9和白蛋白循环机构工作，吸附剂和白蛋白再生机构停止工作；第二动脉壶62的第一进口关闭，第二动脉壶62的第二进口接通；清除与白蛋白结合类毒素时，所述第一高通量透析器71的第一白蛋白溶液接口和毒素吸附机构9出口的第二白蛋白溶液接口分别连通着白蛋白容器10；清除清除血液中不与白蛋白结合类毒素和多余的水分时，透析液补充机构工作，所述第二高通量透析器的第二血液入口连通着第三动脉壶63的出口，第二高通量透析器72的透析液出口连通废液池16；

其中，用于血液循环时，人体血液经输入单向阀211输入系统，经输出单向阀212输出系统后流回人体；补充透析液时，透析液接口和置换液接口分别连接透析液袋81和置换液袋82，透析液补充机构的出口有三种连接模式，单独连通着第三动脉壶63的进口形成第一种透析液补充模式，单独连通着静脉壶64的进口形成第二种透析液补充模式，还可以同时连通着第三动脉壶63的进口和静脉壶64的进口形成第三种透析液补充模式；毒素吸附时，所述毒素吸附机构9的入口和出口分别接通着第二动脉壶62的出口和白蛋白容器10第二白蛋白溶液接口；

用于吸附剂和白蛋白再生时，血液循环机构、透析液补充机构、血液净化机构和白蛋白循环机构停止工作，毒素吸附机构9和吸附剂和白蛋白再生机构工作；所述第二动脉壶62的第二进口关闭，第二动脉壶62的第一进口打开；所述透析液接口和置换液接口分别连接透析液袋和置换液袋，毒素吸附机构9出口的第二白蛋白溶液接口关闭；毒素吸附机构9的出口通过单向阀28连通着废液池16；第二高通量透析器72的废液接口连通废液池16。

进一步限定的技术方案如下：

所述血泵11、第一动力泵12、第一超滤泵13、第二动力泵14，第二超滤泵15均为医用蠕动泵。

所述透析单向阀21、置换单向阀22、净化单向阀23、解毒单向阀24、第一吸毒单向阀25、第二吸毒单向阀26、旁路单向阀27、第一废液单向阀28、第三吸毒单向阀29、第二废液单向阀210、输入单向阀211、输出单向阀212均为医用单向阀。

所述血泵11的进口设有第一抗凝剂供给器件31，第二高通量透析器72的出口设有第二抗凝剂供给器件32；所述第一抗凝剂供给器件31和第二抗凝剂供给器件32均为注射器。

所述毒素吸附机构9的进口和出口之间串联着旁路单向阀27，旁路单向阀27进口端为毒素吸附机构9的进口，旁路单向阀27的出口端为毒素吸附机构9的出口，形成另一种毒素吸附模式。

所述第一动力泵12的出口串联着第一加热机构41，所述第二动力泵14的出口串联着第二加热机构42；所述第一加热机构41和第二加热机构42均为医用血液加热机构。

所述振荡器件5为医用振荡器。

所述第一动脉壶61、第二动脉壶62、第三动脉壶63、静脉壶64、毒素吸附机构9的出口和第二高通量透析器72的透析液出口722上分别设有压力传感器；所述第二动脉壶62和静脉壶64上分别设有液面传感器；所述透析液袋81、置换液袋82、白蛋白容器10和废液池16上分别设有重量传感器；所述第一高通量透析器71的白蛋白溶液出口713和第二高通量透析器72的透析液出口722上分别设有血漏传感器；所述第一加热机构41的出口和第二加热机构42的出口分别设有温度传感器；所述输出单向阀212的进口处设有气泡传感器。

所述碳吸附柱911为医用碳吸附柱，所述树脂吸附柱912为医用树脂吸附柱。

所述第一动脉壶61、第二动脉壶62、第三动脉壶63均为医用动脉壶，静脉壶64为医用静脉壶，第一高通量透析器71和第二高通量透析器72均为医用高通量透析器。

本实用新型系统可减少自身白蛋白的损失，防止外来白蛋白污染，实现多种吸附剂的再生、重复和充分利用，提高现有吸附剂使用效率和系统毒素清除效率，避免血液与吸附剂接触而导致的免疫问题，防止可能的吸附剂颗粒进入人体，以及有效实现电解质平衡，排出血液中多余水分和人体中多余体液（水肿），节约成本，缩短治疗时间，减少系统损耗，增加系统安全性和实现个性化治疗。

本实用新型的有益技术效果体现在以下方面：

1、本实用新型系统工作时，吸附剂不与血液直接接触，减少对血细胞的损伤以及对血液的污染，同时，增加系统的生物相容性。

2、本系统采用吸附剂再生系统，实现吸附剂的多次重复利用，提高吸附剂的利用率，减少吸附剂大量耗费，降低系统损耗，节省成本。

3、本系统利用纤维膜将血液模块与白蛋白模块隔开，阻止吸附剂微颗粒进入人体，避免吸附剂微颗粒对人体的伤害。

4、本系统采用白蛋白循环系统，减少自身白蛋白的损失，白蛋白循环系统中的白蛋白不进入人体，从而避免外来白蛋白对自身白蛋白的污染。

5、本系统采用连续性血液净化，能快速平衡人体电解质浓度，快速清除血液中水溶性中、小分子毒素，有效去除患者体内过量的水从而消除水肿。

6、本系统采用连续性血液净化，能快速清除血液中水溶性中、小分子毒素，能有效去除患者体内过量的水，从而消除水肿。

7、本系统通过结合监控装置，能实现监控整个系统的运行，为了实现远程控制奠定了基础。

8、本系统采用透析液补充（即血液滤过）和血液透析自动切换模式，可避免系统运行停机和实现个性化治疗。

附图说明

图1为本实用新型系统工作示意图。

图2为本实用新型毒素吸附机构示意图，91毒素吸附模式，92无毒素吸附模式。

图3为本实用新型血液净化机构B1前稀释模式示意图。

图4为本实用新型血液净化机构B2后稀释模式示意图。

图5为本实用新型吸附剂和白蛋白再生时系统工作示意图。

上图中序号：血泵11、第一动力泵12、第一超滤泵13、第二动力泵14、第二超滤泵15、透析单向阀21、置换单向阀22、净化单向阀23、解毒单向阀24、第一吸毒单向阀25、第二吸毒单向阀26、旁路单向阀27、第一废液单向阀28、第三吸毒单向阀29、第二废液单向阀210、输入单向阀211、输出单向阀212、第一抗凝剂供给器件31、第二抗凝剂供给器件32、第一加热机构41、第二加热机构42、振荡机构5、第一动脉壶61、第二动脉壶62、第三动脉壶63、静脉壶64、第一高通量透析器71、第二高通量透析器72、第一血液进口711、白蛋白溶液进口712、白蛋白溶液出口713、第一血液出口714、第二血液进口721、透析液出口722、第二血液出口723、透析液袋81、置换液袋82、毒素吸附机构9、碳吸附柱911、树脂吸附柱912、白蛋白容器10、废液池16。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。

参见图1，一种多功能再生血液净化系统包括血液净化机构、透析液补充机构、毒素吸附机构9。

血液净化机构包括串联的第一高通量透析器71和第二高通量透析器72，第一高通量透析器71和第二高通量透析器72均为医用高通量透析器。

第一高通量透析器71的第一血液进口711依次串联着第一动脉壶61、血泵11和输入单向阀211，输入单向阀211的进口为血液净化机构的进口。

第一高通量透析器71的白蛋白溶液出口713通过依次串联的第一超滤泵13、第一吸毒单向阀25和第二动脉壶62连通着毒素吸附机构9的进口，第一高通量透析器71的白蛋白溶液进口712通过串联的第二动力泵14连通着第一白蛋白溶液接口。

第一高通量透析器71的第一血液出口714和第二高通量透析器72的第二血液进口721之间串联着第三动脉壶63。

第二高通量透析器72的透析液出口722通过依次串联的第二超滤泵15和第二废液单向阀210连接着废液接口；第二高通量透析器72的第二血液出口723依次串联着静脉壶64、输出单向阀212。

其中输入单向阀211的入口为多功能再生血液净化系统的输入端，输出单向阀212的出口为多功能再生血液净化系统的输出端。

参见图3，透析液补充机构包括第一动力泵12、透析单向阀21、置换单向阀22和净化单向阀23。透析单向阀21和置换单向阀22并联在第一动力泵12的进口，透析单向阀21的进口连通着透析液袋81，置换单向阀22的进口连通着置换液袋82；净化单向阀23的出口为透析液补充机构的出口，透析液补充机构的出口或连通着第三动脉壶63的进口或连通着静脉壶64的进口。

参见图2，毒素吸附机构包括串联的第二吸毒单向阀26、碳吸附柱911和树脂吸附柱912，碳吸附柱911为医用碳吸附柱，树脂吸附柱912为医用树脂吸附柱。串联的碳吸附柱911和树脂吸附柱912位于振荡机构5上，振荡器件5为医用振荡器。碳吸附柱911的进口端为毒素吸附机构9的进口，树脂吸附柱912的出口端为毒素吸附机构9的出口，形成一种毒素吸附模式。

另一种毒素吸附模式，即在毒素吸附机构9的进口和出口之间串联着旁路单向阀27，旁路单向阀27进口端为毒素吸附机构9的进口，旁路单向阀27的出口端为毒素吸附机构9的出口。

毒素吸附机构9的进口处设有第二动脉壶62，第二动脉壶62的第一进口通过解毒单向阀24连通第一动力泵12的出口，第二动脉壶62的第二进口连通着第一吸毒单向阀25的出口；毒素吸附机构9的出口通过第三吸毒单向阀29连通着第二白蛋白溶液接口或通过第一废液单向阀28连通着废液池16。

工作时，第一白蛋白溶液接口和第二白蛋白溶液接口分别连通白蛋白容器10的两个端口。

参见图3和图4，所述输入单向阀211、血泵11、第一动脉壶61、第一高通量透析器71、第三动脉壶63、第二高通量透析器72、静脉壶64和输出单向阀212构成血液循环机构；

参见图1，所述第一高通量透析器71、第一超滤泵13、第一吸毒单向阀25和第二动脉壶62、毒素吸附机构9、第三吸毒单向阀29、白蛋白溶液容器10、第二动力泵14构成白蛋白循环机构；

参见图1，所述透析单向阀21、透析液袋81、置换单向阀22、置换液袋82、第一动力泵12、解毒单向阀24、第二动脉壶62、毒素吸附机构9、第一废液单向阀28、废液池16构成吸附剂和白蛋白再生机构。

所述血泵11、第一动力泵12、第一超滤泵13、第二动力泵14，第二超滤泵15均为医用蠕动泵。

所述透析单向阀21、置换单向阀22、净化单向阀23、解毒单向阀24、第一吸毒单向阀25、第二吸毒单向阀26、旁路单向阀27、第一废液单向阀28、第三吸毒单向阀29、第二废液单向阀210、输入单向阀211、输出单向阀212均为医用单向阀。

所述血泵11的进口设有第一抗凝剂供给器件31，第二高通量透析器72的出口设有第二抗凝剂供给器件32；第一抗凝剂供给器件31和第二抗凝剂供给器件32均为注射器。

第一动力泵12的出口串联着第一加热机构41，所述第二动力泵14的出口串联着第二加热机构42；所述第一加热机构41和第二加热机构42均为医用血液加热机构。

所述第一动脉壶61、第二动脉壶62、第三动脉壶63、静脉壶64、毒素吸附机构9的出口和第二高通量透析器72的透析液出口722上分别设有压力传感器；所述第二动脉壶62和静脉壶64上分别设有液面传感器；所述透析液袋81、置换液袋82、白蛋白容器10和废液池16上分别设有重量传感器；所述第一高通量透析器71的白蛋白溶液出口713和第二高通量透析器72的透析液出口722上分别设有血漏传感器；所述第一加热机构41的出口和第二加热机构42的出口分别设有温度传感器；所述输出单向阀212的进口处设有气泡传感器。

所述第一动脉壶61、第二动脉壶62、第三动脉壶63均为医用动脉壶，静脉壶64为医用静脉壶，

下面对本实用新型的工作原理分别说明。

用于清除血液中毒素的同时需要再生与毒素结合的白蛋白，参见图1，透析单向阀21、置换单向阀22、净化单向阀23、第一吸毒单向阀25、第二吸毒单向阀26、第三吸毒单向阀29、废液单向阀210、输入单向阀211和输出单向阀212打开，工作原理如下：

（1）人体血液流经输入单向阀211，随后经第一抗凝剂供给器件31补充抗凝剂后经血泵11泵入第一动脉壶61中，随后进入第一高通量透析器71，第一高通量透析器71膜过滤出的含毒素的溶液经第一超滤泵13流入第二动脉壶62。

（2）参见图2，随后含毒素的溶液经第二动脉壶62流入毒素吸附装置9，在使用碳吸附柱911和树脂吸附柱912的工作模式下吸附毒素溶液中的毒素；

（3）被吸附去除毒素后的溶液经白蛋白容器10补充白蛋白后，通过第二动力泵14泵入第二加热机构42加热，使白蛋白溶液接近人体体温。

（4）通过重量传感器测量白蛋白容器10的重量，并通过调节第一超滤泵13和第二动力泵14控制白蛋白溶液的流量和第一高通量透析器71的超滤量。

（5）补充白蛋白的溶液经第二加热机构42出口流入第一高通量透析器71的入口712。

（6）参见图3，通过血液净化模块去除血液中多余的水分和水溶性的中、小分子毒素时，B1模式即前稀释模块，被吸附去除与白蛋白结合毒素的血液流入第三动脉壶63并通过透析液补充机构补充透析液，随后流入第二高通量透析器72，通过血液净化去除血液中多余的水分和水溶性的中、小分子毒素，随后除去毒素和多余水分的血液经静脉壶64和输出单向阀212流回人体；其中，通过重量传感器测量废液池16在给定时间内的重量变化以调节第二超滤泵15的流量。

实施例2

用于清除血液中毒素的同时需要再生与毒素结合的白蛋白，参见图1、图2和图4；

由图4可见，步骤（6）通过血液净化模块去除血液中多余的水分和水溶性的中、小分子毒素时，采用B2后稀释模式，被吸附或未被吸附去除与白蛋白结合毒素的血液也可经第三动脉壶63直接流入第二高通量透析器72去除血液中多余的水分和水溶性的中、小分子毒素，随后流入静脉壶64同时由透析液补充机构补充透析液。

其它步骤（1）、步骤（2）、步骤（3）、步骤（4）、步骤（5）同实施例1中。

实施例3

用于清除血液中毒素的同时需要再生与毒素结合的白蛋白，参见图1、图2、图3和图4。

由图3和图4可见，步骤（6）通过血液净化模块去除血液中多余的水分和水溶性的中、小分子毒素时，同时采用B1前稀释模式和B2后稀释模式，被吸附或未被吸附去除与白蛋白结合毒素的血液经第三动脉壶63并通过透析液补充机构补充透析液，随后流入第二高通量透析器72去除血液中多余的水分和水溶性的中、小分子毒素，随后流入静脉壶64同时由透析液补充机构补充透析液。

其它步骤（1）、步骤（2）、步骤（3）、步骤（4）、步骤（5）同实施例1中。

实施例4

用于仅净化血液，不需要再生与毒素结合的白蛋白时，参见图1、图2和图3，透析单向阀21、置换单向阀22、净化单向阀23、第一吸毒单向阀25、旁路单向阀27、第三吸毒单向阀29、废液单向阀210、输入单向阀211和输出单向阀212打开，工作原理如下：

参见图2，经过实施例1中的步骤（1）后，当不需要回收与毒素结合的白蛋白时，步骤（2）随后含毒素的溶液经第二动脉壶62流入毒素吸附装置9，在毒素吸附装置9中串联着旁路单向阀27的工作模式下毒素溶液中的毒素未被吸附直接流过。

其它步骤（1）、步骤（3）、步骤（4）、步骤（5）、步骤（6）同实施例1。

实施例5

用于仅净化血液，不需要再生与毒素结合的白蛋白时，参见图1、图2、图3和图4，

本实施例中步骤（1）、步骤（3）、步骤（4）、步骤（5）、同实施例1，步骤（2）同实施例4，步骤（6）同实施例2。

实施例6

用于仅净化血液，不需要再生与毒素结合的白蛋白时，参见图1、图2、图3和图4，

本实施例中步骤（1）、步骤（3）、步骤（4）、步骤（5）同实施例1，步骤（2）同实施例4中，步骤（6）同实施例3。

实施例7

用于吸附剂和白蛋白再生时，参见图5。透析单向阀21、置换单向阀22、解毒单向阀24、单向阀28打开；

透析液袋81和置换液袋82中的透析液经第一动力泵12作用流经第一加热机构41、第一吸毒单向阀24、第二动脉壶62进入毒素吸附装置5，经过置于振荡器件上的碳过滤柱911，碳吸附剂解吸附与白蛋白结合的毒素，之后溶液流入置于振荡器件上的树脂过滤柱912，树脂吸附剂解吸附与白蛋白结合的毒素，随后溶液经单向阀28流入废液池16，持续此项操作直到碳过滤柱911和树脂过滤柱912中的吸附剂上所吸附的毒素被洗涤干净，完成吸附剂和白蛋白再生操作。

上述实施例1-3适用于净化血液的同时需要再生与毒素结合的白蛋白的情况，其步骤（1）-（5）相同，步骤（6）不同，可根据病人的病情选取施例1-3中的（6）。

上述实施例4-6适用于仅净化血液，不需要再生与毒素结合的白蛋白的情况，其步骤（1）-（5）相同，步骤（6）不同，可根据病人的病情选取施例4-6中的（6）。

上述实施例7适用于回收与毒素结合的白蛋白。