一种溶液氧化还原电位可调的器官保存装置的制作方法

本实用新型涉及器官保存领域，具体提供一种溶液氧化还原电位可调的器官保存装置。

背景技术：

氧化还原电位(oxidationreductionpotential,orp)是表示化学科学中氧化还原体系氧化能力或还原能力的定量化指标。国际上通常所说的orp以还原电势形式表示，具体指物质从氧化状态得到电子转变为还原状态难易程度的一种物理量，是以标准氢电极的电势为零的标准而测定的。生物系统中也存在多种影响orp的物质，如血浆中的活性氧(reactiveoxygenspecies,ros)有助于产生氧化电位，而血浆中的还原剂包括维生素c，生育酚等则有利于还原电位的产生。因此，生物系统中的orp是量化总氧化剂和还原剂之间平衡的一种综合性指标。生理状况下，人体包括各器官组织及血液在内的内环境维持orp在一定范围内，orp的急剧升高或降低，亦或长期处于低水平或高水平，均预示着病理损伤的出现或存在。由此可见，维持生物系统内环境的生理性稳定对保证器官功能的正常运行具有重要意义。

近年逐渐发展起来的基于为离体器官提供足够的能量代谢考虑的有氧保存(如常温机械灌注、低温携氧灌注或富氧低温静态保存)，可降低器官移植后因氧气突然增加而导致的缺血再灌注损伤。然而，目前我们所使用的离体器官有氧保存装置，在保存或灌注过程中对氧浓度的控制不佳，导致离体器官保存或灌注效果不佳。在四川省科技计划资助项目研究中，课题组发现通过对保存液的orp、温度、ph值及po2变化进行综合性调控干预能够有效的控制保存液的氧浓度。

因此，本领域急需一种以稳定溶液氧化还原电位为目标导向的同时兼顾监测和调节溶液氧分压、ph和温度的器官保存装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种溶液氧化还原电位可调的器官保存装置，实时对器官保存液的orp、温度、ph值及po2信息进行检测评估，在评估后对保存液的orp、温度、ph值及po2变化进行综合性调控干预，这一技术实现了高度专业性的医疗器官移植保存，确保了器官移植保存的存活率。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种溶液氧化还原电位可调的器官保存装置，包括控制箱，储液箱，以及设置在控制箱内的pid控制器(23)；所述储液箱由器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室组成；所述器官盛放腔室位于阳极腔室和阴极腔室之间；所述器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内分别设置有保存液指标干预系统；所述器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内还分别设置有检测机构；所述pid控制器分别与检测机构和保存液指标干预系统以及阳极腔室和阴极腔室连接。

所述保存液指标干预机构包括分别设置在控制箱内的氧气流速控制器、半导体加热器、半导体制冷器、磁力搅拌器，以及分别设置在器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内底部的补氧管、半导体制热片、半导体制冷片、磁转子；所述氧气流速控制器与连接的补氧管，半导体加热器与连接的半导体制热片，半导体制冷器与连接的半导体制冷片，磁力搅拌器与连接的磁转子；所述pid控制器分别与氧气流速控制器、半导体加热器、半导体制冷器以及磁力搅拌器连接。

进了一步的，所述检测机构包括传感器，以及分别与传感器连接的ph探头、温度探头、po2探头、orp探头；所述pid控制器与传感器连接。

为了对补氧管、半导体制热片和半导体制冷片进行保护，也为了确保磁转子的正常工作，在所述器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内位于补氧管、半导体制热片和半导体制冷片上方均设置有托板；所述磁转子置于托板上；所述托板为网孔板；所述补氧管的管壁上开设有若干个过气孔，且每个过气孔上覆盖有防水透气膜。

再进一步的，所述储液箱上设置有与相配合的储液箱盖；所述传感器安装在储液箱盖上；所述阳极腔室包括设置在储液箱的其中一端壁内侧的正电极板，和垂直设置在储液箱内的阴离子交换膜；

所述阴极腔室包括设置在储液箱的另一端壁内侧上的负电极板，和垂直设置在储液箱内的阳离子交换膜；所述器官盛放腔室位于阴离子交换膜与阳离子交换膜之间；所述pid控制器分别与正电极板和负电极板连接。

为了便于器官的放置和移植前的器官修复，在所述器官盛放腔室内还设置有可升降的器官存放机构；所述器官盛放腔室由两块垂直平行设置在储液箱内的半透膜组成；所述两块半透膜之间形成间隙；所述其中一块半透膜靠近阴离子交换膜或与阴离子交换膜相贴合，另一块半透膜靠近阳离子交换膜或与阳离子交换膜相贴合；所述器官存放机构包括两个可上下运动的悬挂机构，和一端与其中一个悬挂机构连接、另一端与另一个悬挂机构连接的存放台；所述两个可上下运动的悬挂机构分别安装在两块半透膜上；所述悬挂机构包括支臂，和从上至下贯穿支臂并能上下滑动的挂臂，以及设置在支臂上用于固定挂臂的锁紧螺杆；所述存放台分别与挂臂连接；所述支臂固定在半透膜上。

为了确保器官能更好的浸泡与保存液中，在所述存放台上设置有若干个通孔，该若干个通孔均匀的分布在存放台上。

为了便于使用和确保储液箱内的压力的稳定性，在所述器官盛放腔室、阴极腔室以及阳极腔室的后壁上端均设置有采样口、保存液输入口、气体增压减压阀；所述器官盛放腔室、阴极腔室以及阳极腔室的后壁下端均设置有排液口；所述pid控制器与气体增压减压阀连接。

为了确保器官保存装置的实用性，同时便于器官存活供给管的安装，在所述器官盛放腔室的后室壁上还设置有器官存活供给口；所述器官存活供给口的数量为四～六个，且器官存活供给口位于采样口、保存液输入口下方。

为了便于对储液箱的各腔室内的保存液和器官的情况进行观察，在所述储液箱的正面腔壁为玻璃板。

所述pid控制器内设置有数据实时显示模块和无线信号传输模块；所述pid控制器与正电极板和负电极板之间还设置有电压控制器。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型通过设置由器官盛放腔室和阳极腔室以及阴极腔室组成的储液箱，可实现对器官保存过程中继续代谢，产生的氧自由基等阴离子以及酸性物质，通过阳极腔室和阴极腔室与器官盛放腔室的保存液的离子交换去除保存液中有害成分，确保器官盛放腔室内的保存液中的载氧功能的高分子的稳定性；同时，通过在阳极腔室和阴极腔室以及器官盛放腔室内分别设置检测机构，可实现对各腔室内的保存液的溶液的温度、ph值、po2、orp的实时监测。

(2)本实用新型通过在阳极腔室和阴极腔室以及器官盛放腔室内分别设置的保存液指标干预系统与pid控制器和检测机构相配合，可实现对器官保存液的温度、ph值、po2、orp的有效控制，从而确保器官保存液的ph值和氧分压及总的orp的稳定性，提高了器官移植的存活率。

(3)本实用新型保存液指标干预系统中的磁力搅拌器与磁转子相配合，磁力搅拌器可带动磁转子对各腔室内的保存液进行均匀的搅动，便可很好的提高保存液的有害成分的离子交换的速度，同时提高了保存液的含氧的均匀度。

(4)本实用新型在器官盛放腔室内还设置可升降的器官存放机构，该器官存放机构可便于保存器官的放置和结束后，可通过提升器官存放机构的挂臂将器官升至高位，方便医生对器官进行移植前的器官修整。

(5)本发明在具体的使用中不仅可用于对离体器官的保存液的各项指标的检测，还可用于器官保存液的开发过程中的实验指标的监测。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的后视图。

图3为本实用新型的前视图。

图4为本实用新型的存放台的结构示意图。

图5为本实用新型的控制示意图。

图6为本实用新型的补氧管结构示意图。

图7为本实用新型的半导体制热片结构示意图。

图8为本实用新型的半导体制热片结构示意图。

图9为本实用新型的托板的结构示意图。

附图中的附图标记为：

1—储液箱，2—负电极板，3—磁力搅拌器，4—磁转子，5—正电极板，6—采样口，7—保存液输入口，8—阴离子交换膜，9—支臂，10—挂臂，11—存放台，12—托板，13—器官存活供给口，14—阳离子交换膜，15—半透膜，16—锁紧螺杆，17—储液箱盖，18—气体增压减压阀，19—排液口，20—玻璃板，21—通孔，22—控制箱，23—pid控制器，24—氧气流速控制器，25—半导体加热器，26—半导体制冷器，27—补氧管，28—半导体制热片，29—半导体制冷片，30—传感器，31—ph探头，32—温度探头，33—po2探头，34—orp探头，35—过气孔，36—电压控制器，37—防水透气膜。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。

实施例

如图1～9所示，本实用新型的一种溶液氧化还原电位可调的器官保存装置，包括控制箱22，储液箱1，以及pid控制器23。其中，储液箱1由器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室组成，为了实现对器官保存液的温度、ph值、po2、orp的调整，在器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内分别设置了保存液指标干预系统。如图1所示，所述保存液指标干预机构包括分别设置在控制箱22内的氧气流速控制器24、半导体加热器25、半导体制冷器26、磁力搅拌器3，以及分别设置在器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内底部的补氧管27、半导体制热片28、半导体制冷片29、磁转子4。所述氧气流速控制器24与连接的补氧管27，半导体加热器25与连接的半导体制热片28，半导体制冷器26与连接的半导体制冷片29，磁力搅拌器3与连接的磁转子4。

具体实施时，控制箱22为预置有设备安装孔和固定台，pid控制器23、氧气流速控制器24、半导体加热器25、半导体制冷器26以及磁力搅拌器3均通过固定螺钉安装在控制箱22所对应的安装台上。如图5所述，所述pid控制器23中设置了显示模块和无线信号传输模块。即pid控制器23为常规的具有控制输出、信息存储、信号接收与发送以及信息显示功能的常规控制装置。pid控制器23分别与氧气流速控制器24、半导体加热器25、半导体制冷器26、磁力搅拌器3连接。该pid控制器23的显示模块可对器官保存液的温度、ph值、po2、orp进行显示，以便于医务人员对器官保存液各种指标的查看。同时，该pid控制器23的无线信号传输模块可通过给云服务器将接收到的保存液的温度、ph值、po2、orp值传输给相应的移动设备端，如：手机、电脑等移动设备。该pid控制器23也可接受移动设备端通过云服务器发送的信息，pid控制器23可根据移动设备端发送的信息对氧气流速控制器24、半导体加热器25、半导体制冷器26、磁力搅拌器3的工作状态进行控制，以实现对器官保存液的温度、ph值、po2、orp的调整。本实施例中的半导体加热器25和半导体制热片28为现有常规的半导体加热设备组件，半导体制冷器26和半导体制冷片29也为常规的半导体制冷设备组件，氧气流速控制器24还是为现有常规的氧气流速控制阀。

为了能将器官中产生的代谢物中的有害成分进行消除或减少，本实用新型设置了可对保存液进行透析处理的储液箱1，该储液箱1由器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室组成，本实施例中优先将器官盛放腔室设置在阳极腔室和阴极腔室之间。为了对整个储液箱1进行密封，在储液箱1上还设置了储液箱盖17。如图6所示，为了提高补氧管27的出氧的均匀度，在补氧管27的管壁上开设有若干个过气孔35，且每个过气孔35上覆盖有防水透气膜37。使用时，将防水透气膜37通过粘胶固定在过气孔35上，该防水透气膜37可有效的防止保存液流入补氧管27内，进而提高补氧管27的排气效果。本实施例中的补氧管27为多根支管构成的“e”字型管，且若干个过气孔35均匀的分布在补氧管27的每根支管壁上。所述的半导体制热片28和半导体制冷片29安装在补氧管27的相邻的两根支管之间。具体的，该补氧管27用于为各腔室提供氧量补充，也可以用于补充或验证其他可能有利于器官存活的气体的导入，如：氢气、氮气或混合气体等的导入。半导体制热片28与半导体加热器25以及pid控制器23相配合，用于对各腔室的保存液的温度调整或加热。半导体制冷片29与半导体制冷器26以及pid控制器23相配合，用于对各腔室的保存液的降温处理。

同时，还在三个室内设置了可对保存液的温度、ph值、po2、orp进行分别检测的检测机构。该检测机构与pid控制器23连接，检测机构将检测到的保存液的温度、ph值、po2、orp的信息传输给pid控制器23。所述检测机构包括传感器30，以及分别与传感器30连接的ph探头31、温度探头32、po2探头33、orp探头34。所述pid控制器23与传感器30连接。

为了对补氧管27、半导体制热片28和半导体制冷片29进行保护，也为了确保磁转子4的正常工作，在器官盛放腔室、阳极腔室以及阴极腔室内位于补氧管27、半导体制热片28和半导体制冷片29上方均设置有托板12。所述磁转子置于托板12上。为了使补氧管输出的氧气能很好的融入保存液中，如图9所示，本实施例优先将托板12设置为网孔板。

进一步地，所述器官盛放腔室、阳极腔室和阴极腔室在使用中注入的保存液需要根据实际需要来确定，其中，器官盛放腔室中保存液可优先具有良好携氧高分子成分的溶液。如：uw液、htk液，也可才有自制的器官保存液。为了提高防止器官盛放腔室、阳极腔室和阴极腔室的抗菌能力，本实用新型在具体的生产和使用中还在器官盛放腔室、阳极腔室和阴极腔室的内侧壁涂抹多菌肽抗菌涂层。

为了便于器官储液箱1的使用，如图1和图2所述，在器官盛放腔室、阴极腔室以及阳极腔室的后壁上端均设置了采样口6和保存液输入口7和气体增压减压阀18。采样口6用于插入保存液采样管。保存液输入口7用于安装保存液导入管。气体增压减压阀18与pid控制器23连接，该气体增压减压阀18在pid控制器23的控制下实现对各腔室内的氧气压力的调整。

同时，在器官盛放腔室的后室壁上还设置了器官存活供给口，该器官存活供给口13的数量可设置为四～六个，且将器官存活供给口13位于采样口6、保存液输入口7下方。在本实施例中优先将器官存活供给口13的数量设置为四个，其器官存活供给口13的数量可根据实际需要进行增减。器官存活供给口13中插入的器官存活供给管可根据存放的器官需要进行确定。在具体的使用中，采样口6和保存液输入口7以及器官存活供给口13的口径根据需要进行设定，采样口6和保存液输入口7以及器官存活供给口13的口径在设定时，需确保各口壁与安装管件的紧密性，防止各腔室的压力的稳定性。使用时，器官存活供给口13可方便外界管路与器官相连，服务多种器官保存应用场景需要，如离体器官的常温机械灌注、低温携氧灌注等的管住管路的安装。

为了便于对器官盛放腔室、阴极腔室和阳极腔室内的保存液和器官状态的观察，在本实施例中将储液箱1的正面的墙壁设置为玻璃板20。

具体实施时，如图1所示，所述阳极腔室包括正电极板5和阴离子交换膜8。具体的，正电极板5通过密封胶固定在储液箱1的其中一端壁内侧上。该正电极板5与pid控制器23连接。阴离子交换膜8垂直设置在储液箱1内，并通过固定密封粘胶进行固定。

进一步地，如图1所示，所述阴极腔室包括负电极板2和阳离子交换膜14。具体的，负电极板2通过固定胶固定在储液箱1的另一端壁内侧上，并与pid控制器23连接。阳离子交换膜14垂直固定在储液箱1内。所述器官盛放腔室位于阴离子交换膜8与阳离子交换膜14之间，器官盛放腔室并分别与阴离子交换膜8与阳离子交换膜14紧密连接。为了确保正电极板5和负电极板2的工作电压的可控性，在pid控制器23与正电极板5和负电极板2之间还设置有电压控制器36。

同时，如图1所示，所述器官盛放腔室由两块垂直平行设置在储液箱1内的半透膜15组成。该两块半透膜15之间形成间隙，该其中一块半透膜15靠近阴离子交换膜8，另一块半透膜15靠近阳离子交换膜14。在实际的使用中，也可将所述其中一块半透膜15与阴离子交换膜8贴合在一起，同样，所述另一块半透膜15也可与阳离子交换膜14贴合在一起。

使用时，通过移动设备设定存放器官所需的存储液的各指标值，并发送pid控制器23进行显示。将器官放入器官盛放腔室内，pid控制器23控制器官盛放腔室、阳极腔室和阴极腔室的磁力搅拌器3工作，磁力搅拌器3产生的磁场推动放置在腔室中的磁转子4进行圆周运转，从而达到搅拌保存液的目的。使保存液的温度、ph值、po2、orp值更均匀。器官在存放过程中会产生代谢物，即保存液中产生有害成分，如：氧自由基等阴离子、阳离子以及酸性物质。此时，半透膜15因位于器官盛放腔室两侧，因而半透膜15会允许小分子和离子自由扩散进出器官盛放腔室，而阻止大分子如蛋白质、淀粉等胶体成分自由通过。此时，pid控制器23为正电极板5和负电极板2提供电流，阴极腔室中的阳离子交换膜14允许阳离子从器官盛放腔室中的器官保存溶液中转移至阴极腔室中；同时，阳极腔室中的阴离子交换膜8允许阴离子从器官盛放腔室中的器官保存溶液中转移至阳极腔室中。阳极腔室和阴极腔室对分别进入的有害成分的离子进行中和处理，使有害成分很好的转换为无害成分，使器官盛放腔室中保存液只有稳定的大分子如蛋白质、淀粉等胶体成分。

同时，器官盛放腔室、阳极腔室和阴极腔室中的ph探头31、温度探头32、po2探头33、orp探头34分别对各室的保存液的温度、ph值、po2、orp值进行检测，各室的检测信息通过每个的室的传感器30传输给pid控制器23，pid控制器23进行显示的同时，并将各信息数据通过云服务器传输给移动设备，医务人员通过移动设备对器官保存装置的保存液情况进行实时监控，医务人员根据接收的信息对pid控制器发送相应的指令。pid控制器23根据指令来控制氧气流速控制器24、半导体加热器25、半导体制冷器26，使器官保存溶液达到设定的温度、ph值、po2及orp。从而实现对保存液中对氧浓度的有效控制，有效的提高器官的保存效果，提升了器官移植的存活率。

当检测到器官盛放腔室、阳极腔室和阴极腔室的温度、ph值、po2、orp值为设定值时，pid控制器23停止为正电极板5和负电极板2上的电流后，同时，停止为制氧气流速控制器24、半导体加热器25、半导体制冷器26提高电压。此时，器官盛放腔室两边的阴极腔室和阳极腔室的离子就可以通过半透膜15相互沟通，回到我们传统的离子导向型交换。因为这个时候阴极腔室和阳极腔室的有害物质已经大部分转换为了无害成分，就可以通过这种三个腔室的缓慢相互沟通方式来调节器官盛放腔室中的氧化还原电位计ph值等其他指标，也不会造成保存液的浪费，从而本实用新型不仅有效的解决了现有的器官保存装置存在的保存液的orp值不稳定的问题，还有效的降低了保存液的需求量，极大的节约了器官保存成本。

再进一步地，为了便于器官的放置和移植前的器官修复，在所述器官盛放腔室内还设置有可升降的器官存放机构。如图1所示，所述器官存放机构包括悬挂机构和存放台11。具体的，该悬挂机构可上下运动，且数量为两个。该两个悬挂机构分别通过粘接或螺钉固定等可使两个部件固定的方式安装在两块半透膜15上，即悬挂机构与半透膜15一一对应安装。存放台11的一端通过粘接或螺钉固定等可使两个部件固定的方安装在其中一个悬挂机构上、另一端通过粘接或螺钉固定等可使两个部件固定的方安装在另一个悬挂机构上。如图4所示，为了确保保存液可更好的对器官进行保护，在存放台11上设置了若干个通孔21，该若干个通孔21均匀的分布在存放台11上。该通孔21的孔径大小根据使用需要进行设定。

其中，所述悬挂机构如图1所示，其包括支臂9，挂臂10，以及锁紧螺杆16。具体的，支臂9通过粘接或螺钉固定等可使两个部件固定的方安装在半透膜15上，在具体的使用中，为了使支臂9的稳定性更好，也可将支臂9的安装端依次穿过半透膜15和离子交换膜14或阴离子交换膜8，后可通过与支臂9螺纹连接的螺帽进行固定。挂臂10从上至下贯穿支臂9并能沿贯穿孔壁上下滑动。存放台11的一端安装咋其中一个挂臂10底端，该存放台11的另一端安装在另一个挂臂10底端。锁紧螺杆16设置在支臂9上用于固定挂臂10，该锁紧螺杆16贯穿固定挂臂10的挂臂10安装口后与挂臂10活动连接。使用时，我们将挂臂10提起便可使存放台11上升至器官盛放腔室的室口处，锁紧锁紧螺杆16，便可将存放台11固定在器官盛放腔室的室口处。将器官放置存放台11上，将器官存活供给管通过器官存活供给口13与器官接好后，松开锁紧锁紧螺杆16，使挂臂10向下运动，便可将存放台11放入保存液中。

如上所述，便可很好的实施本实用新型。

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