Устройство для облучения жидкости в проточной системе ультрафиолетовым излучением

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для облучения биологических жидкостей в проточной системе, и может быть использовано в медицине и ветеринарии для проведения переливаний облученной ультрафиолетом крови. Целью изобретения является повышение эффективной дозы УФИ, получаемой жидкостью в процессе обработки. Устройство содержит средство для принудительного забора жидкости со шлангами, емкость, прозрачную для ультрафиолетовых лучей, снабженную оливами с входным и выходным отверстиями, и источник излучения, расположенный снаружи емкости. Емкость в устройстве выполнена так, что максимальная площадь поперечного сечения емкости превышает площади поперечных сечений ее входного и выходного отверстий с возможностью образования зазора между поверхностью емкости и поверхностью протекающей жидкости, а источник излучения установлен у емкости со стороны этого зазора. При этом внутри емкости в момент протекания жидкости образуется свободное замкнутое пространство с воздухом. 5 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для облучения биологических жидкостей в проточной системе, и может быть использовано в медицине и ветеринарии для проведения переливаний облученной ультрафиолетом крови или облученных фракций крови.

Известно устройство для обработки крови (авт.св. СССР N 1393438, кл. А 61 N 5/06), которое содержит кварцевую трубку, установленную под углом к горизонту, входное отверстие которой расположено в приподнятом конце трубки, а выходное отверстие в опущенном ее конце. Внутренняя полость трубки сообщается через специальный патрубок с атмосферой, что обеспечивает доступ воздуха к жидкости. Линейный источник ультрафиолетового излучения расположен параллельно трубке.

Однако данная кювета не может быть использована в системе обработки крови, содержащей средство для принудительного движения крови (например, перистальтический насос), так как при включении такого средства последовательно с кюветой в отводящий шланг постоянно нагнетается не только жидкость, но и воздух.

Наиболее близким к изобретению является устpойство, содержащее источник ультрафиолета, перед которым расположена плоская кювета, снабженная оливами и выполненная из оптически прозрачного кварцевого стекла, и систему принудительного забора крови.

Однако гидродинамика течения крови в такой кювете такова, что в центре кюветы скорость движения частей крови максимальна, а в слоях, прилегающих к боковой поверхности, минимальна. В связи с тем, что в клинической практике процедура переливания крови назначается, как правило, больным, у которых изменены реологические свойства крови, в частности повышена ее вязкость, движение вдоль стенок камеры прилегающих слоев резко замедляется. На практике, таким образом, большая часть ультрафиолета поглощается медленно движущимся пристеночным слоем крови, так как слой крови толщиной всего 100 мкм поглощает почти все падающее ультрафиолетовое излучение (УФИ). В результате происходит переоблучение малой части облучаемого образца крови, а основная масса крови получает незначительную дозу ультрафиолета.

Кроме того, в устройстве-прототипе отсутствует доступ кислорода к крови во время облучения. Известно, что одним из основных эффектов действия УФИ на жидкости, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты (в крови это липиды), является перекисное окисление этих веществ, носящее лавинообразный характер. Разветвление радикальных цепей и, следовательно, интенсивность реакции зависит от содержания кислорода в среде. В данной системе отсутствует доступ кислорода воздуха к жидкости во время облучения, а следовательно, медленнее происходят фотохимические реакции под воздействием УФИ.

Таким образом, эффективность облучения крови в таком устройстве невелика.

Целью изобретения является повышение эффективности дозы ультрафиолетовой радиации, полученной жидкостью в процессе обработки.

Цель достигается тем, что максимальная площадь поперечного сечения емкости превышает площади поперечных сечений ее входного и выходного отверстий с возможностью образования зазора между поверхностью емкости и поверхностью протекающей жидкости, а источник излучения установлен у емкости со стороны этого зазора. В результате, в процессе облучения жидкость не заполняет всю емкость, т. е. в любой момент времени облучения объем емкости больше объема протекающей в ней жидкости. В емкости образуется свободное пространство, заполненное воздухом. При этом тонкий пристеночный слой жидкости движется значительно медленнее вышележащих слоев, составляющих основную массу текущей жидкости. Таким образом, большую часть ультрафиолетового излучения получает основной объем жидкости, а тонкий пристеночный слой, наиболее удаленный от источника УФИ, почти не поглощает излучения. Кроме того, свободное пространство, заполненное воздухом, является резервуаром кислорода. Так как источник расположен над этим свободным пространством, облучение осуществляется через слой воздуха внутри емкости. Кислород воздуха способствует интенсификации процессов перекисного окисления липидов биологических жидкостей.

Таким образом, эффективная доза ультрафиолетовой радиации, полученная обрабатываемой жидкостью в предлагаемом устройстве, обеспечивает необходимую интенсивность фотохимических реакций.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 рабочие положения емкости в начальный момент времени работы и в стационарном режиме соответственно; на фиг. 4 и 5 варианты выполнения форм емкости.

Устройство содержит подводящий шланг 1, оливу с входным отверстием 2, емкость 3 для облучения жидкости, оливу с выходным отверстием 4, которая соединена отводящим шлангом 5 с перистальтическим насосом 6, источник 7 облучения, отражатель УФИ 8, коллектор 9 жидкости и прижимное устройство 10. Перистальтический насос 6 может быть соединен и с оливой 2. Олива и емкость выполнены из прозрачного для УФИ одного и того же материала.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени емкость 3 устанавливается под некоторым углом к горизонту. Включается перистальтический насос 6, при этом в емкость 3 набирается некоторый объем крови (фиг.2). После этого емкость 3 устанавливается в горизонтальное положение (фиг.3). Величина набранного объема жидкости не может быть меньше некоторого порогового значения, которое определяется конкретными геометрическими размерами емкости 3. После приведения емкости 3 в горизонтальное положение жидкость целиком перекрывает оливу с выходным отверстием. В устройстве происходит принудительное движение жидкости. Во время движения жидкости в емкости 3 происходит ее облучение прямым излучением ультрафиолета от источника 7 и рассеянным излучением от отражателя УФИ 8. Прижимное устройство 10 регулирует уровень жидкости вблизи оливы с выходным отверстием 4 для исключения попадания воздуха в отводящий шланг 5. Протекающая жидкость собирается в коллекторе 9.

В случае использования формы емкости 3, представленной на фиг.4, работа устройства осуществляется аналогичным образом. Однако оптимальное рабочее положение емкости в этом случае под углом к горизонту (большим или меньшим 90^о).

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить эффективную дозу облучения, так как выбранная форма емкости и расположение источника облучения обеспечивают облучение большего объема протекающей жидкости. Кроме того, в предлагаемом устройстве отсутствует переоблучение малой части обрабатываемого объема жидкости.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ПРОТОЧНОЙ СИСТЕМЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, содержащее средство для принудительного забора жидкости со шлангами, емкость, прозрачную для ультрафиолетового излучения,с входным и выходным отверстиями и источник излучения, расположенный у емкости, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности облучения, максимальная площадь поперечного сечения емкости превышает площади поперечных сечений ее входного и выходного отверстий с возможностью образования зазора между поверхностью емкости и поверхностью протекающей жидкости, а источник излучения установлен у емкости со стороны этого зазора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5