ОКСИГЕНАТОРЫ

ОКСИГЕНАТОРЫ — устройства, обеспечивающие функцию экстракорпорального газообмена путем насыщения венозной крови кислородом и удаления углекислого газа.Иногда их называют искусственными легкими.

Рис. 1. Схема пузырькового оксигенатора (ВФ-1): 1 — вход для венозной крови; 2 — вход для отсасываемой кардиотомической крови; 3 — диффузор для кислорода; 4 — надувная газообменная камера; 5 — пеногасительная камера; 6 — фильтр; 7 — отстойная камера; 8 — выход артериализо-ванной крови; 9 — манометр и баллончик для сжатия газообменной камеры.

О. являются одним из основных блоков аппаратовискусственного кровообращения (см.). О. позволяет насыщать кислородом венозную кровь до 96—100% содержания из расчета 2,5—3,0 л/мин на 1 м² поверхности тела пациента; удалять углекислый газ, обеспечивая парциальное давление кислорода (pO₂) не менее 100 мм рт. ст. и парциальное давление углекислого газа (pCO₂) в пределах 34—46 мм рт. ст. Объем заполнения О. кровью не должен превышать объема заполнения естественных легких (ок. 0,75—1,0 л). Стерильный О. готовят к перфузии за 20—25 мин. до ее начала. Эффективное функционирование О.— в течение 5 — 6 час., при этом обеспечивается минимальная травма форменных элементов крови и денатурация протеинов и липидов плазмы. Прибор не должен продуцировать фибрин, клеточные агрегаты и газовые микроэмболы. Известны оксигенаторы пяти типов. Пузырьковые оксигенаторы (рис. 1) основаны на принципе прохождения кислорода через кровь, предложенном в 1882 г. Шредером (Schroder). Венозная кровь и кислород в этих О., поступая снизу в газообменную камеру, контактируют между собой и образуют большую поверхность быстро меняющейся пенной структуры, в к-рой осуществляется контактный газообмен. Превращение пенной структуры в капельножидкое состояние происходит в следующей, пеногасительной камере. Артериализованная кровь, прошедшая через фильтр и полностью освобожденная в спиралеобразных или наклонных стоках от пузырьков газа, поступает в отстойную камеру, откуда возвращается насосом в сосудистое русло организма. На этом принципе устроены совр, пластиковые одноразовые О. предложенном в 1885 г. Фреем (М. Frey) и Грубером (М. Gruber): венозная кровь формируется в виде пленки на неподвижном или движущемся (диски, спираль, цилиндр) экране.

Рис. 2. Схема пенно-пленочного, оксигенатора: 1 — подаваемая сверху кровь; 2 — поступающий снизу кислород; 3 — пеногасительная камера (вверху); 4 — отстойная камера с отводом 5 для артериализо-ванной крови, возвращаемой в сосудистое русло организма; 6 — уровнемер.

Пенно-пленочные оксигенаторы (рис. 2), основанные на принципе контакта крови и кислорода в противотоке, предложенном в 1937 г. С. С. Брюхоненко и В. Д. Янковским. Подаваемый снизу кислород и струйки стекающей сверху венозной крови образуют подвижный «экран» (медленно меняющийся столб пены), на большой поверхности к-рого в пленке крови происходит газообмен, затем в пеногасительной камере избыток пены разрушается, кровь освобождается от пузырьков и из отстойной камеры, где собирается артериализованная кровь, возвращается насосом в сосудистое русло организма. По этому принципу работают широко распространенные модели отечественного и зарубежных О., часто совмещаемых с теплообменным устройством, расположенным вокруг отстойной камеры.

Рис. 3. Схема пузырькою-пленочного оксигенатора (Гарвей-Н-200): 1 — разделительное плато (диффузор); 2 — камера насыщения крови кислородом; 3 — вход воды; 4 — отток артериализованной крови; 5 — резервуар артериализованной крови; 6 — пеногасительная камера; 7 — гидростатический барьер; 8 — нейлоново-трикотажный фильтр; 9 — пеногаситель;10 — водяные теплообменники; 11 — трубка для пузырьково-пленочного оксигенатора (диаметр 5 — б мм); 12 — выход углекислого газа; 13 — отток воды; 14 — ввод венозной крови; 15 — ввод кислорода. (Стрелками показано прямоточное движение крови и кислорода.)

Пузырьково-пленочные оксигенаторы, предложенные в 1962 г. А. А. Писарев-ским, Е. К. Руссияном и E. М. Бражниковым, основаны на контактном газообмене в пленке крови, формируемой в множестве трубок малого диаметра упорядоченным прямоточным движением «цепочек» пузырьков кислорода и крови (рис. 3). Такую многотрубчатую газообменную камеру обычно используют в качестве теплообменника.

Рис. 1. Мембранные оксигенаторы крови «МОСТ»: 1 — упаковка оксигенаторов, 2 — оксигенатор «МОСТ-122», 3 — оксигенатор крови «МОСТ-111» (кровоостанавливающий зажим дан для представления о размерах оксигенаторов).Рис. 4. Схема мембраноого оксигенатора крови (МОСТ): 1 — корпус; 2 — композиционная мембрана (стрелками показано распространение крови по мембране камеры); 3 — нижняя крышка (дно) оксигенатора; 4 — вход для кислорода; 5 — выход углекислого газа и избытка кислорода; 6 — штуцер входа венозной крови; 7 — верхняя крышка оксигенатора; 8 — штуцер выхода артериализованной крови.

Мембранные оксигенаторы основаны на непрямом контакте кислорода и крови, разделенных полупроницаемой синтетической мембраной; принцип открыт в 1944 г. У. Колффом и Берком (Н. Berk), а физическая природа диффузии газов через мембрану детально изучена в 1948 г. Барре ром (R. Barrer). Отечественный мембранный оксигенатор крови «Мост» разработан и испытан 3. Р. Кариче-вым,А. А. Писаревским и др. Этот О. имеется двух типоразмеров: «Мост-111» рассчитан на поток крови 1 л/мин и «Мост-122» — на 3 л/мин (цветн. рис. 1). Основным элементом О. является прочная композиционная мембрана. Попарно соединенные мембраны образуют камеры тока газа, формирующие между собой камеры тока крови (рис. 4). Пакет камер установлен в прозрачный корпус из биоинертного материала (поликарбоната). Через нижний центральный штуцер венозная кровь поступает в О., а через верхним артериализованная кровь возвращается в сосудистое русло организма.

Выбор типа О. в кардиохирургии определяется сложностью операции и состоянием больного. Так, при протезировании 2—3 клапанов сердца, при длительных и повторных операциях предпочтение отдается мембранным О., но могут быть использованы и пенно-пленочные. При кратковременных операциях могут быть применены другие контактные О. Для длительной, многосуточной вспомогательной оксигенации (см.Кислородная терапия) при интенсивной терапии и реанимации применяют только мембранные О.