SE447062B - Anordning for anvendning vid analys av i vetskor absorberade gaser - Google Patents

Description

447 062 2 grad av böjlighet som till exempel nylon. I synnerhet är böjlighe- ten hos rostfria stålkatetrar icke tillräcklig för att medge till- förlitlig kontroll av blodgasnivån hos spädbarn.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstadkomma en form av konstruktion för en intravaskulär sond eller liknande anordning för användning vid analys av i vätskor absorberad gas, varigenom de ovan diskuterade problemen kan undvikas.

Föreliggande uppfinning avser sålunda en anordning för an- vändning vid analys av i vätskor absorberade gaser, vilken anord- ning innefattar ett böjligt rör vid eller mot vars ena ände är anordnat ett membran genom vilket gas kan diffundera in i röret, varvid membranet innefattar ett första skikt av gaspermeabelt ma- terial och ett andra skikt av gaspermeabelt material som står i intim kontakt och uppbäres av det första skiktet och varvid det andra skiktets inneboende gaspermeabilitet är betydligt mindre än det första skiktets inneboende gaspermeabilitet och vid använd- ning bestämmer passagen av gasen genom membranet.

Den ovan definierade anordningen är särskilt användbar vid analys av i blod absorberade gaser, till exempel för mätningar in vivo av syre- och koldioxidângtrycket i artäríellt och venöst blod, men kan användas vid analys av absorberad gas, i vilken vätska som helst, t.ex. medelst masspektroskopi eller gaskromatografi.

En fördel med den sammansatta membrankonstruktíonen hos den ovan definierade anordningen är att det ovannämnda andra skiktet kan väljas så att det ger membranet den önskade permeabiliteten, särskilt så att problemen med gasutarmning och flödesberoende nnd- viks, medan det första skiktet kan utväljas för åstadkommande av den önskade mekaniska förenligheten och andra egenskaper hos membranet.

Det mekaniska stöd som det andra skiktet ger det första skiktet med- för att det andra skiktet kan göras tunnare än de kända enskikts- membranen med det resultatet att en förbättrad tídsfördröjning för anordningen kan uppnås (tidsfördröjningen är en funktion av permea- biliteten hos och kvadraten av tjockleken av det flödesbestämmande skiktet).

Då anordningen föreligger i form av en intravaskulär sond utgör det första skiktet vanligtvis membranets yttre skikt och är tillverkat av ett erkänt biokompatibelt material, trots att detta icke nödvändigtvis behöver vara så för det inre skiktet.

För användning vid mätning av blodgasniväer ligger permeabili- teten hos det andra skiktet hos membranet företrädesvis i intervallet 447 062 (o,oo1-o,o1) x 10"” cmzsfl (em Hgfl för syre vid 2o°c.

Vid en föredragen utföringsform är det böjliga röret tillver- kat av plastmaterial och tillslutet vid en ände, varvid röret har en öppning i sin vägg mot den tillslutna änden, den yttre ytan av åtminstone den delen av röret som omfattar öppningen är överdragen av ett skikt av biokompatibelt gaspermeabelt material och den inre ytan av det område av överdragsskiktet som ligger över öppningen är belagd med ett skikt av gaspermeabelt material, vars permeabilitet är betydligt mindre än överdragsskiktets.

Vid denna form av konstruktion utgörs anordningens gaspermeab- la membran av den delen av överdragsmaterialet som ligger över rör- öppningen (dvs. membranets första skikt) och den delen av belägg- ningsmaterialet som uppbäres därav (dvs. membranets andra skikt).

Anordningen enligt uppfinningen framställes genom att man tar ett böjligt plastmaterialrör med en öppning i sin vägg, över- drar den yttre ytan av åtminstone den delen av röret som omfattar öppningen med ett skikt av biokompatibelt gaspermeabelt material och belägger den inre ytan av det område av överdragsskiktet som ligger över öppningen med ett skikt av gaspermeabelt material, vars permeabilitet är betydligt mindre än överdragsskiktets.

Det är ett föredraget utmärkande drag för denna form av konstruktion att i huvudsak hela den inre ytan av röret mottar ovan- nämnda beläggning av lågpermeabelt material. En sådan beläggning hjälper till att minska omfattningen av omgivningsgaser som diffun- derar genom rörets väggar och ökar därigenom det förhållande mellan avgiven signal och bakgrundssignal som kan uppnås med anordningen.

Beläggningen kan även fungera för att minska inträdet av vattenånga från rörens väggar som är tillverkade av hydrofilt material (av vilka nylon är ett exempel).

En ytterligare füflel med denna beläggning är att ett godtag- bart förhållande mellan avgiven signal och bakgrundssignal kan upp- nås till och med med rör som är tillverkade av material med relativt hög gaspermeabilitet vilka hitintills har ansetts olämpliga för an- vändning som intravaskulära sonder. Med andra ord kan rörmaterialet väljas under beaktande av dess böjlighet, biokompatibilitet, var- aktighet eller andra egenskaper - dess inneboende gaspermeabilitet behöver icke längre vara huvudkriteriet för valet. 447 062 '4 Ett för beläggningen föredraget material är polyvinylidenklo- ridpropolymer (PVDC). Ett alternativ är kristallin polytrifluor_ kloreten (Kel-F).

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar ett längdtvärsnitt genom en anordning för användning vid analys av i vätskor absorberade gaser och fig. 2 är ett längdtvärsnitt genom en annan anordning för användning vid analys av i vätskor absorberade gaser.

Såsom framgår av fig. 1 och 2 har varje anordning formen av en intravaskulär sond och innefattar en böjlig tvärumskateter 1, tillverkad till exempel av nylon 6, vars yttre diameter typiskt kan vara 1,U5 mm. Det första rummet 2 används som gasprovtagningsrör, medan det andra rummet 5 används som blod(vätske)-provtagningsrör.

Såsom visas i figurerna är rummets 2 yttervägg något tjockare än rummets 3 och dess tvärsnittsyta något mindre än rummets 3. Till- verkningen av de visade sonderna sker såsom följer.

I vardera fallet tas en 50 cm längd av tvårumsröret och ca 10 cm från en ände utskärs en öppning U i rummets 2 yttervägg. I prototyp form skärs öppningen ut medelst en skalpell och en schablon.

Schablonen består av en kort längd av ett rostfritt stålrör med en sådan öppning i sin sida att då tvårumsröret placeras i schablonen en öppning med erforderlig storlek kan skäras ut ur röret genom att föra skalpellen runt schablonöppningens kant. öppningen U mäter typiskt 3 mm längs rumsaxeln och 0,52 mm i rumsdiameterns riktning.

Därefter påföres ett yttre överdrag 5 av silastisk slang av medicinsk kvalitet över tvårumsrörets längd under användning av xylen av analyskvalitet för att svälla och smörja slangen. Xylenen avdrives genom användning av en varmluftblåsmaskin som åstadkommer krympning av slangen på innerröret. Dessutom tillförsäkras att all xylen som kan ha inkommit i rummen spolas ut. Överdragets 5 typis- ka väggtjocklek är 25 pm.

Hela innerytan av gasprovtagningsrummet 2 inklusive det om- råde av överdraget 5 som ligger över öppningen U belägges flera gång- er med PVDC för uppbyggnad av ett skikt 6 med en typisk tjocklek av 6 pm. PVDC-beläggningen används i två former - en organisk lös- ning och en vattenhaltig latex. Den senare som finns tillgänglig för direkt användning, benämnes IXAN och marknadsförs av Laporte Industries Ltd. Den organiska lösningen tillverkas genom upplösning av IXAN WN 91 PVDC-harts i tetrahydrofuran (THF) till en koncentra- tion av 200 g per kg lösning. Kateterröret anordnas vertikalt och 447 062 5 0,5 ml av den organiska lösningen insprutas i den övre delen av gasprovtagningsrummet 2. Luft ledes därefter genom rummet för ut- spolning av överskottslösning och utdrivning av lösningsmedlet THF.

Skiktets likformighet och till viss utsträckning dess tjocklek be- stämmes av flödet av luft som leds genom rummet. Det har visat sig, att en låg flödeshastighet i storleksordningen 1 ml per s ger de bästa resultaten. Under fortsatt ledning av luft genom rummet an- vänds en varmluftblåsmaskin för uppvärmning av röret till ca BOOC.

Denna procedur upprepas därefter 5 gånger under användning av den vattenbaserade latexen IXAN WA 50.

Röröverskottet avskäres i varje ände för kvarlämnande av 1 cm före öppningen H och 25 cm efter densamma. Den distala änden av- tätas därefter medelst endera av två metoder. För det första, så- som visas í fig. 1, genom uppdragning i båda rummen 2 och 3 av en mängd silastiskt lim, medecinsk kvalitet YA, varefter den så forma- de proppen formas till ett halvklot för underlättande av sondens införande i ett blodkärl. Alternativt kan, såsom visas i fig. 2, 'rörets ände varmförseglas och åtföljas av en doppbeläggning 7B av silastomer av medecinsk kvalitet. Den senare metoden har visat sig vara mer godtagbar vad beträffar ytans jämnhet och tillverknings- lättheten. Den anordning som används för varmförsegling kan inne- fatta ett litet block av PTFE som uppvärmts med elektrisk motstånds- tråd till ca 9006. En icke genomgående fördjupning med en diameter av 1,5 mm görs i PTFE-blocket till ett djup av ca 3 mm genom an- vändning av en polerad borr för uppnående av jämna ytor och en halv- klotformig fördjupningsbotten. Den distala änden av tvårumsröret placeras i den uppvärmda fördjupningen och förseglas genom pålägg- ning av ett lätt tryck.

Slutligen skärs en öppning 8 ut i rummets 3 för tagning av blodprov yttre vägg och överdragsskikt och dess kant målas med silastisk elastomer 9 för förhindrande av varje möjlighet till gas- läckage in under det silastiska skiktet 5. Den färdigtillverkade katetern placeras därefter på en varm, ventilerad plats i ca 2Ä h så att limmen och elastomeren kan härda.

Vid användning förses kateterns proximala ände (icke visad) med en tvårumsanslutning, varigenom gasprovtagningsrummet 2 kan förbindas med ingången till en masspektrometer eller annat analys- instrument, och blodprovtagningsrummet till en bollspruta.

Vid konstruktionen av de sonder som visas i fig. 1 och 2 ut- görs det gaspermeabla membranet 10 av den delen av det silastíska 447, 0.62.. 6 överdraget 5 som ligger över öppningen Ä och den delen av PVDC- skiktet 6 som uppbäres av detsamma. Det silastiska överdraget 5 har en relativt hög gaspermeabilitet typisk i området 200 x 10-10 cm2s-1 (cm Hg)_1 för syre och tjänar i huvudsak som stöd och skydd för det tunna PVDC-skiktet 6 samt har ingen signifikant inverkan på gasflödeshastigheten genom membranet. Snarare är det PVDC-skiktet typiskt med en gaspermeabilitet i området 0,005 X 10-10 cm2s_1 (cm Hg)_1 för syre, som bestämmer passagen av gas genom membranet då rummet 2 evakueras medelst analysinstrumentet.

De särskilda fördelar som sonderna av den visade typen äger kan summeras såsom följer: 1. Membranets 10 effektiva gaspermeabilitet som bestäms av dess innerskikt 6 är låg och undviks därigenom vid sonden problemen med gasutarmning och flödesberoende. 2. Membranets 10 innerskikt 6 är signifikant tunnare än kända intra- vaskulära sonders enskiktsmembran och skänker anordningen en mycket snabb tidsfördröjning. 3. Det mekaniska stöd som överdraget 5 ger den motsvarande delen av membranskiktet 5 är tillräckligt i sig självt utan ett behov att anlita extra förstärkningstrådar, ett sintrat metallunderlag eller en speciell öppningsgeometri, vilka alla kännetecknar kända sond- konstruktioner.

H. Påförandet av skiktet 6 på hela den inre ytan av gasprovtagnings- rummet skär ned passagen av omgivningsgaser och vattenånga genom rummets väggar och ger anordningen ett högt förhållande mellan av- given signal och bakgrundssignal. 5. Det biokompatibla överdraget 5 och beläggningen 6 med låg permeabilitet gör det möjligt att välja katetern 1 i huvudsak ut- gående från dess mekaniska egenskaper, t.ex. dess böjlighet. Sär- skilt de visade sonderna har böjlighet nog för möjliggörande av kontinuerlig observation av gasnivåer hos sjuka spädbarn. 6. Tvårumskonstruktionen möjliggör både blodgasprovtagning och tagning av fristående prover av själva blodet med en och samma sond.

Självklart är emellertid att även om uppfinningen ovan beskri- vits för en tvârumssond behöver detta icke vara fallet. Enrumsson- der för användning vid blodgasanalys kan konstrueras enligt uppfin- ningen med alla ovan uppräknade fördelar förutom den under punkt 6.

Claims (2)

447 062 P a t e n t k r a v

1. Anordning för användning vid analys av i vätskor absor- berade gaser, innefattande ett böjligt rör, som är tillslutet vid en ände, varvid röret har en öppning i sin vägg mot den tillslutna änden och den yttre ytan av åtminstone den delen av röret, som omfattar öppningen, är överdragen med ett skikt av biokompatibelt gaspermeabelt material, k ä n n e t e c k n a d a v att den inre ytan av det område av överdragsmaterialet (5), som ligger över öppningen (4), är belagd med ett skikt (6) av gaspermeabelt material, vars permeabilitet är avsevärt lägre än överdragsmaterialets (5).

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det böjliga röret är en tvàrumskateter (1), vars ena rum (2) är försett med det gaspermeabla membranet (10) och andra rum (3) med en öppning (8), genom vilken vätskeprover kan tas.