دانلود ترجمه مقاله تحولات اخیر در طراحی و کاربرد اکسیژن سازهای غشایی – الزویر ۱۹۸۸

تحولات اخیر در طراحی و کاربرد اکسیژن سازهای غشایی

Membrane oxygenators: current developments in design and application

چکیده

مقدمه

طراحی اکسیژن ساز غشایی

مشخصه های عملکردی

کاربرد در CPB

کاربرد های پشتیبانی تنفسی

تحقیقات و توسعه های فعلی

چکیده

روندهای جراحی پیوند قلبی عروقی (CPB) نیازمند مبادله کننده های گاز –خون ( اکسیژن ساز) هایی است تا بتوانند به صورت موقتی جایگزین عملکرد تنفسی شش ها شوند. در گذشته اکثریت روند های CPB با استفاده از اکسیژن ساز های حبابی اجرا میشد که با فرو بردن حباب های گاز در خون، اکسیژن مورد نیاز را تامین میکرد. اکسیژن ساز های غشایی از طرف دیگر، از غشای نفوذ پذیر گازی آب گریز بین فاز های خون و گاز استفاده میکند.

اکسیژن ساز های حبابی در حال حاضر توسط نوع غشایی اکسیژن ساز ها در حال جایگزین هستند زیرا بهبود در تکنولوژی های غشایی و کارایی انتقال جرم، موجب شده است که استفاده از اکسیژن ساز های غشایی توسعه پیدا کند. این پیشرفت ها در این مقاله بررسی شده و با ارجاع به ویژگی های تبادل گاز و عمل جراحی در تعدادی از اکسیژن ساز های بالینی طراحی شده برای عمل CPB در افراد بالغ، نمایش داده شده است.

اکسیژن ساز های غشایی همچنین برای پشتیبانی طولانی مدت در درمان مشکلات تنفسی شدید نیز مورد استفاده قرار میگیرد. این اکسیژن ساز ها که با عمل جراحی در مدار های نسبی پیوند عروقی قرار میگیرند، میتوانند برای چندین روز یا چندین هفته عمل فراهم ساز اکسیژن مورد نیاز را فراهم کنند. در یک روش درمانی خاص، نرخ تنفس خود ب خودی با حذف نسبی یا کلی تولید متابولیک CO2 توسط اکسیژن ساز های غشایی، کنترل میشود. برای این روش، که با نام حذف CO2 به صورت خارج از بدن (ECCO2R) نامیده میشود، اکسیژن ساز باید برای انتقال CO2 با نرخ جریان خون پایین، بهینه شود. تناسب اکسیژن ساز های بالینی برای ECCO2R از نظر تبادل گاز و عملکرد در جراحی های طولانی مدت نیز در این مقاله بررسی شده است.

مقدمه

اکسیژن ساز ها یا به صورت دقیق تر، دستگاه های تبادل گاز با خون در اصل در جراحی های پیوند عروقی قلبی (CPB) در جراحی قلب باز مورد استفاده قرار میگیرد. یکی دیگر از کاربرد های این دستگاه ، پشتیبانی طولانی مدت در بیمارانی است که از مشکلات شدید تنفسی رنج میبرند. تخمین زده شده است که در سال ۱۹۸۴ به صورت جهانی فروش اکسیژن ساز ها بیشتر از ۳۰۰۰۰۰ یونیت در هر سال بوده است. طراحی اکسیژن ساز ها تحت تاثیر طبیعت و ماهیت کاربردی آن ها میباشد. در CPB جریان خون سیستمی از خون و ریه از طریق یک مدار خارج از بدن، هدایت میشود. خون وریدی از طریق تخلیه در اثر گرانش از سیاه رگ های بزرگ خارج شده و پس از آن به صورت خون شریانی به رگ های آئورت تحویل داده میشود. عملیات های فعلی از هیپوترمی در ترکیب با رقیق سازی خون برای دوره های جایگزینی دستگاه تنفسی به مدت ۳-۱ ساعت در عمل، مورد استفاده قرار میگیرد. مدار خارج از بدن باید علاوه بر تبادل کننده ی خونی – گازی و پمپ، یک تبادل کننده ی گرمایی و یک مزخن نیز داشته باشد. مورد دوم به عنوان یک تعدیل کننده ی نوسان ها در تخلیه ی گرانشی و برای فراهم کردن حاشیه ی امنیت در صورت رخداد مشکل در تامین خون، مورد استفاده قرار میگیرد.

Abstract

Cardiopulmonary bypass (CPB) procedures require a blood-gas exchanger (oxygenator) to temporarily replace the respiratory function of the lungs. In the past the majority of CPB procedures have been carried out with bubble oxygenators which effect gas exchange by dispersion of bubbles into the blood. Membrane oxygenators, on the other hand, utilize a hydrophobic gas permeable membrane between the blood and gas phases.

Bubble oxygenators are being superseded by membrane types for CPB due to improvements in membrane technology and mass transfer efficiency. These advances are reviewed in this paper and are illustrated by reference to the gas exchange and operating characteristics of a number of clinical oxygenators designed for adult CPB.

Membrane oxygenatorsare also being used for long-term support in the treatment of acute respiratory failure. Operated in a partial bypass circuit, the oxygenator may have to function for several days or weeks. In one particular treatment method, the rate of spontaneous breathing is controlled by the partial or total removal of the metabolic CO2 production by the membrane oxygenator. For this method, known as extracorporeal CO2 removal (ECCO2R), the oxygenator must be optimized for CO2 transfer at low blood flow rates. The suitability of clinical oxygenators for ECCO2R is discussed in terms of gas exchange and functionality over a prolonged operation.

INTRODUCTION

Oxygenators or, more correctly, blood-gas exchangers are primarily used in cardiopulmonary bypass procedures (CPB) for open-heart surgery. A secondary application is in the long-term respiratory support of patients suffering from acute respiratory failure. It has been estimated’ that in 1984 worldwide sales of oxygenators exceeded 300 000 units per annum.

The design of oxygenators is influenced by the nature of the application. In CPB the systemic blood flow is diverted from the heart and lungs through an extracorporeal circuit. Venous blood is removed by gravity drainage from the vena cavae and subsequently delivered in an arterialized condition to the aortic arch. Current practice utilizes whole body hypothermia in conjunction with haemodilution for bypass periods of 1-3 hours duration. The extracorporeal circuit must contain, in addition to the blood-gas exchanger and pump, a heat exchanger and a reservoir. i‘he latter serves to dampen out fluctuations in gravity drainage and to provide a safety margin in the event of interruption of blood supply.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تحولات اخیر در طراحی و کاربرد اکسیژن سازهای غشایی

Membrane oxygenators: current developments in design and application