[發明專利]一種帶生物相容性涂層的膜式氧合器

有效

• 申請號: 201811512500.8
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109481769B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 葉非華;易國斌;余振東
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: A61M1/36
• 分類號: A61M1/36;A61M1/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種帶生物相容性涂層的膜式氧合器。該氧合器包括中空纖維膜式氧合單元和熱交換單元，在氧合器內等間隔布置有多個氧合單元，所述熱交換單元環繞在每個氧合單元外周；此外，所述氧合器還包括涂覆在中空纖維膜表面上的生物相容性涂層。本發明通過對中空纖維膜表面的涂層改性，改善纖維膜與血液接觸的生物相容性，降低形成血栓的風險，且減少氧合器的血液預充量，同時克服氧合器在氧合過程中存在的血液溫度下降問題，改善血液流動過程中過大的溫度梯度，提升血液氣體的交換效率，進一步提高氧合器的性能，滿足人們的需要。

技術領域

本發明屬于生物醫學工程技術領域。更具體地，涉及一種帶生物相容性涂層的膜式氧合器。

背景技術

氧合器也稱人工肺，是治療急性呼吸疾病和等待肺移植階段必需的醫療設備，也是心血管手術的輔助醫療設備。在體外膜肺氧合系統中，氧合器承擔著氧合及變溫作用。一方面，氧合器單元可以實現血液吸收O₂和排出CO₂；另一方面，變溫單元又能使血液保持在合適的溫度，以提高氧合效率。因此，膜式氧合器屬于生物醫學工程產業，是生命支持設備體外膜肺氧合系統的核心部件，屬于戰略性新興產業重點產品。

目前，現有的膜式氧合器通常采取先變溫、后氧合的方式，血液在氧合器中先經過變溫模塊達到合適溫度，再經過氧合模塊進行氣體交換。變溫結構與氧合結構通常同心布置，變溫結構在內、氧合結構外置，變溫單元與氧合單元采用不同材質的中空纖維膜制作，并采用樹脂灌封、固定。這種分模塊式的變溫與氧合結構形式會導致氧合器預充量變大，對使用者血液量的要求較多；同時，已變溫的血液在后續氧合過程中有溫度降低的現象，過大的溫度梯度會影響血液流動的均勻性和氣體的交換效率，甚至會導致血栓形成，給患者造成不必要的痛苦和麻煩。

此外，現有的氧合器所使用的纖維膜材料多為聚丙烯等合成材料，它們的生物相容性欠佳，與血液接觸時，容易發生蛋白質吸附，導致血小板沉積，產生血栓，甚至會引起嚴重的全身炎癥反應，為此大大縮短了氧合器的有效使用時間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種帶生物相容性涂層的膜式氧合器，通過對中空纖維膜表面的涂層改性，改善纖維膜與血液接觸的生物相容性，降低形成血栓的風險；通過創新設計，使得血液變溫和氧合過程同時進行且減少氧合器的血液預充量，同時克服氧合器在氧合過程中存在的血液溫度下降問題，改善血液流動過程中過大的溫度梯度，提升血液氣體的交換效率，進一步提高氧合器的性能，滿足人們的需要。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種帶生物相容性涂層的膜式氧合器，包括中空纖維膜式氧合單元和熱交換單元，在氧合器內等間隔布置有多個氧合單元，所述熱交換單元環繞在每個氧合單元外周；此外，所述氧合器還包括涂覆在中空纖維膜表面上的生物相容性涂層。

現有氧合器通常需要使血液先后流經變溫模塊與氧合模塊以達到變溫與氧合的作用，這種分模塊的變溫與氧合結構設計會導致氧合器血液預充量大，對患者的血液量要求較多。在本發明中，血液在流動時可以實現熱交換和氣體交換兩個過程同時進行。氧合過程中，由于熱交換單元環繞在氧合單元外圍，氧合單元內血液的熱量散失小，血液流動時溫度梯度小，保溫效果更好，氧氣和血液相向流動，氧合效率高。同時，熱交換單元的保溫作用可使氧合后的血液溫度更接近人體內部溫度，患者在接受該血液時無需通過損失體溫來使血液溫度升高，患者體溫波動小，能帶來更好的治療體驗。此外，生物相容性涂層改善了纖維膜與血液接觸的生物相容性降低了血栓形成風險。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述生物相容性涂層的厚度為1～100 μm。例如，所述生物相容性涂層的厚度可以為1 μm、10 μm、20 μm、30 μm、35 μm、40 μm、50 μm、60 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm等。

更進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述生物相容性涂層的厚度為10～60 μm。