ОКСИГЕНАТОРЫ
Описание
ОКСИГЕНАТОРЫ — устройства, обеспечивающие функцию экстракорпорального газообмена путем насыщения венозной крови кислородом и удаления углекислого газа.Иногда их называют искусственными легкими.
О. являются одним из основных блоков аппаратов искусственного 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.
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.
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.
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.
В работе с О. различных типов необходимо соблюдать установленные эксплуатационные правила заполнения элементами перфузата, поддержания допустимых ооъемов крови и кислорода и безопасного уровня артериализованной крови в отстойных камерах или резервуарах.
Наиболее удобны в эксплуатации одноразовые стерилизованные О. Их хранят в заводской упаковке при t° 18—20°, в сухом месте. Многоразовые О. требуют тщательной подготовки, сборки и стерилизации, к-рая наиболее надежно осуществляется в автоклаве.
См. также Искусственные органы.
Библиография: Брюхоненко С. С. Искусственное кровообращение, с. 117, М., 1964: Г а л л e т т и П. М. и Б р и-ч e р Г. А. Основы и техника экстракорпорального кровообращения, пер. с англ., с. 41, М., 1966; Многотомное руководство по хирургии, под ред. Б. В. Петровского, т. 6, ки. 1, с. 128, М., 1965; Осипов В. П. Основы искусственного кровообращения, М., 1976, библиогр.; N о-s e Y. The oxygenator, St Louis, 1973.
А. А. Писаревский.