Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0011

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0011
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Название доклада
Исследования и разработка базовых технологий для создания носимого аппарата внепочечного очищения крови
Докладчик
Базаев Николай Александрович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель: создание научно-технического задела для построения носимой аппаратуры для внепочечного очищения крови.
Задачи:
1) Разработка и изготовление экспериментального образца портативного носимого аппарата для внепочечного очищения крови, обеспечивающего непрерывную низкопоточную элиминацию из организма человека органических метаболитов.
2) Разработка эскизной конструкторской, программной и эксплуатационной документации на экспериментальный образец аппарата для внепочечного очищения крови.
3) Проведение исследовательских испытаний технических характеристик и медико-биологических испытаний экспериментального образца носимого аппарата «искусственная почка».
Актуальность и новизна исследования
Отсутствие промышленного производства современной отечественной аппаратуры для диализа является, вероятно, одной из основных причин низкой обеспеченности данным видом эфферентной терапии в РФ. Обеспеченность диализом в нашей стране составляет всего 17 % от нуждающихся. Потребность российского здравоохранения в гемодиализных аппаратах удовлетворена в настоящее время не более, чем на 20 %.
Носимая аппаратура для внепочечного очищения крови обладает рядом преимуществ в сравнении с используемой в настоящее время гемодиализной аппаратурой:
1) Автономность и мобильность носимого аппарата "искусственная почка". За счёт небольших габаритов и сравнительно небольшой массы аппарата, а также независимость от системы слива и водоподготовки, у пациента появляется возможность проводить диализ в любом удобном для него месте.
2) Снижение стоимости процедуры искусственного очищения в два раза.
3) Повышение физиологичности процедуры диализа. За счёт постоянного искусственного очищения с низкой интенсивностью по своим скоростям удаления метаболитов разработанный аппарат максимально приближен к работе природной почки. Вследствие постоянного очищения организма, в нём не происходит накопление метаболитов, что улучшает самочувствие пациентов и в целом повышает их уровень жизни.
Описание исследования

Искусственное очищение организма осуществляется методом перитонеального диализа с постоянной рециркуляцией диализирующего раствора через экстракорпоральный контур, в котором удаляются метаболиты, попавшие в раствор для перитонеального диализа из крови через перитонеальную мембрану. Основным элементом экстракорпорального контура является блок регенерации диализата, который восстанавливает его исходный химический состав. Блок регенерации диализата удаляет из отработанного диализата метаболиты путём их сорбции с помощью активированного угля. Кроме того, для удаления мочевины используется электролизёр, который осуществляет управляемый электролиз отработанного диализата (возможно изменение скорости удаления мочевины)

Экспериментальный образец носимого аппарата "искусственная почка" выполнен в виде рюкзака с дополнительными креплениями, выполняющими также защитную функцию магистралей и их безопасное крепление к катетерам брюшной полости. В рюкзаке расположены: модуль управления с аккумуляторной батареей, насосы для перемещения диализата в экстракорпоральном контуре, модуль индикации для отображения меню и возможностей внесения изменений в процедуру, электролизёр, сорбционные колонки и комплект одноразовых магистралей. 

В ходе проекта были проведены следующие исследования: исследование возможности удаления метаболитов различными сорбентами, производство которых осуществляется на территории РФ, исследование возможности удаления мочевины с помощью комплексной сорбционной колонки, содержащей фермент уреаза, иммобилизированный на твердофазный носитель (сефароза), исследование влияния ионно-обменных смол на химический состав диализата. 

В ходе исследования была разработана математическая модель биотехнической системы диализного очищения крови с помощью носимого аппарата "искусственная почка", разработан и изготовлен экспериментальный образец аппарата "искусственная почка" и проведены его испытания. 

Результаты исследования

1. Проведены испытания сорбентов и материалов электродов для электролиза отработанного диализата.

2. Разработана математическая модель биотехнической системы диализного очищения крови с помощью носимого аппарата «искусственная почка». При моделировании были рассмотрены следующие аспекты: моделирование перитонеального эквилибристического теста, моделирование биотехнической системы (БТС) в целом, моделирование элиминации метаболитов с помощью сорбционной колонки, моделирование процесса элиминации мочевины с помощью электролиза. По всем элементам блока регенерации были проведены эксперименты. Компьютерное моделирование разработанной математической модели соответствует полученным экспериментальным данным. Средние отклонения теоретически рассчитанных значений параметров БТС от экспериментально полученных данных не превышает 5%.

3. Разработана и изготовлена комплексная сорбционная колонка, проведены её испытания. Разработанная комплексная сорбционная колонка позволяет удалять из диализата 7,1 г мочевины за 8 часов, скорости удаления креатинина и мочевой кислоты соответственно равны 0,26 г/ч и 0,053 г/ч.

4. Изготовлен экспериментальный образец носимого аппарата для внепочечного очищения крови (ЭО НАИП) и стенд проверки его технических характеристик. Разработана Эскизная Конструкторская документация (ЭКД), программная документация (ПД) и руководство по эксплуатации (РЭ) на ЭО НАИП. Проведены предварительные испытания ЭО НАИП. Произведена доработка ЭКД, ПД и ЭО НАИП. Доработано РЭ. Проведены повторные испытания ЭО НАИП, по результатам которых сделано заключение о возможности проведения медико- биологических испытаний. Доработанный ЭО НАИП позволяет проводить постоянное низкопоточное очищение организма человека с остановками на смену расходных материалов. Масса ЭО НАИП составляет 3,43 кг. Скорость удаления мочевины, креатинина и мочевой кислоты составляет 0,852 г/ч, 0,102 г/ч и 0,52 г/ч соответственно при этом концентрации ионов изменяются в пределах 10% от своих первоначальных значений.

Практическая значимость исследования
1) Результаты проекта могут быть использованы при производстве новой медицинской техники в области заместительной
почечной терапии. В настоящее время в мире не существует коммерчески выпускаемого носимого аппарата «искусственная
почка».
2) По результатам проекта Индустриальный партнёр получателя Субсидии – АО «Зеленоградский инновационно-
технологический центр» планирует проведение ОКР и организацию серийного производства носимых аппаратов
«искусственная почка».
3) Результаты проекта обеспечат развитие отечественного приборостроения в области аппаратуры для заместительной
почечной терапии пациентов с острой и хронической почечной недостаточностью.
Постер

Poster_почка.ppt