Результат интеллектуальной деятельности: РЕАБИЛИТАЦИОННАЯ ПРОТИВОПРОЛЕЖНЕВАЯ КРОВАТЬ ДЛЯ ОЖОГОВЫХ БОЛЬНЫХ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оборудованию, предназначенному для лечения и реабилитации лежачих больных, преимущественно больных с ожогами и пролежнями.

Известно, что результаты лечения, реанимационных и реабилитационных процедур в значительной степени зависят от возможности обеспечить пациенту максимально комфортные условия и свести к минимуму отрицательное воздействие внешней среды на раневую поверхность, включая воздействие давления, обусловленного весом пациента, на участки тела больного, которые находятся в контакте с поддерживающей поверхностью, а также воздействие перевязочных материалов на раневые поверхности.

Под действием веса тела пациента в месте контакта тела больного с поддерживающей поверхностью происходит сдавливание тканей. В результате в сдавленных тканях нарушается циркуляция крови. Недостаток обогащенной кислородом (оксигенированной) крови может приводить к гибели клеток тканей в сдавленных участках. Если местом сдавливания является открытая рана, процессы регенерации тканей замедляются и даже могут прекратиться. Все эти явления, наблюдаемые при использовании обычных кроватей, препятствуют лечению тяжелых ожогов, травм, пролежней, послеоперационных ран.

В последние десятилетия в мировой практике получили широкое распространение реабилитационные кровати, в которых поддерживающей средой для пациента являются твердые микросферы, находящиеся в состоянии кипящего слоя - «псевдожидкости». Такая «псевдожидкая» поддерживающая среда образуется при пропускании мощного восходящего потока воздуха через слои твердых микросфер, ограниченных сверху воздухопроницаемой тканью. При использовании таких кроватей пациент как бы плавает на поверхности и давление в месте контакта поддерживающей среды («псевдожидкости») с телом пациента намного ниже давления внутри капилляров, что делает возможной свободную циркуляцию крови на всех участках поверхности тела пациента. Это способствует снятию болевого шока, ускоряет процесс заживления ран, предотвращает образование пролежней и сокращает сроки госпитализации.

Больничная кровать, в которой используется «псевдожидкость», образованная твердыми микросферами, взвешенными в воздушном потоке для поддерживания тела пациента в «плавающем» состоянии, была впервые предложена изобретателями из США и запатентована в ряде стран в 1967-69 г.г. [патенты GB 1174109 (1967) и DE 1566439 (1969)]. Изобретение предназначено для больных с тяжелыми ожогами и ранениями. Известны аналогичные конструкции кроватей с дополнительными приспособлениями [ЕР 0317009 (1989), US 5008965 (1991)].

Этот же принцип был использован при создании широко известных кроватей типа «Клинитрон» ("CLINITRON"), выпускаемых компанией Support Systems International SA (Франция) (Медицинская техника, Сборник информационных материалов, 1998). Кровать представляет собой устройство в виде большой ванны с воздухопроницаемым мешком, заполненным кремниевыми сферами микронного размера. При массивной подаче воздуха в нижнюю часть мешка микросферы образуют кипящий слой - «псевдожидкость». Таким образом, когда кровать функционирует, пациент погружен в «псевдожидкость» на глубину приблизительно 10 см. Было вычислено, что при этом давление на поверхность тела составляет менее - 10 мм рт.ст. Кроме того, такое устройство позволяет более равномерно распределять давление, оказываемое на участки тела, которые соприкасаются с поддерживающей поверхностью (голова, спина, крестцовая область и пятки), в результате ткани на этих участках лучше насыщаются кислородом. Так, при использовании обычной кровати показатели напряжения кислорода (рО₂) в тканях крестцовой области пациента составляют 15-20 мм Hg, а с работающей флотационной системой кровати типа «Клинитрон» рО₂ в этих тканях возрастает до 70-75 мм Hg.

Известна лечебно-ожоговая и противопролежневая кровать КМ-04 "Сатурн-90", которая производится в России (АО "Пневмостроймашина" и ТОО "Ритм" г. Екатеринбург) (http://medintech-m.com/wc335d26e1b593.htm). Кровать представляет собой ванну с пористым дном-диффузором, заполненную микросферами из натрий-кальциевого стекла и покрытую фильтрующим воздухопроницаемым экраном. Микросферы под воздействием восходящего потока очищенного воздуха, нагнетаемого через диффузор в ванну, приобретают свойства «псевдожидкости». Воздушный поток, проходя через слой микрошариков, создает вокруг больного стерильный микроклимат. За счет появления эффекта «плавучести» значительно уменьшается давление на тело больного в местах контакта с поддерживающей поверхностью. При погружении больного в «псевдожидкость» на 20 см гидростатическое давление не превышает 19-20 мм рт.ст., что ниже давления в периферических кожных капиллярах. Это позволяет использовать кровать для реабилитации больных с ожогами и предотвращения появления пролежней у больных, вынужденных длительное время находиться в неподвижном горизонтальном положении.

Однако кровати данной конструкции обладают рядом недостатков, которые связаны, прежде всего, со сложностью конструкции этих изделий и их стоимостью. Требуется постоянная работа мощных компрессоров, микросферы необходимо очищать от продуктов выделения пациента, т.к. при попадании в ванну инфицированных жидкостей (пот, фекалии, кровь и т.д.), последние образуют небольшие конгломераты с микросферами, которые оседают на дно ванны, увлекая за собой микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Скопление загрязненных конгломератов в нижней части ванны приводит к тому, что очищенный воздух, проходя через слой конгломератов, увлекает за собой микробные тела и, омывая тело больного, увеличивают концентрацию микробов возле ран. Необходимо заменять весь объем микросфер. Такие известные решения, как введение гранул, обладающих бактерицидными свойствами (Патент США 4481686), или добавление углеродного сорбента в виде гранул, и изготовление фильтрующего экрана (патент РФ №2026048, 1995) лишь в некоторой степени решают эту проблему. После лечения одного пациента для повторного использования кровати необходимо заменять все количество микросфер (700-800 кг), кроме того, требуется очищать большие объемы воздуха, что требует больших энергетических затрат. В ряде случаев, постоянное осушение поверхности тела пациента приводит к нежелательным последствиям.

Известна реабилитационная кровать (патент США 4481686, патент-аналог FR №2523841, 1982), в которой используется «псевдожидкость». Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.

Данное устройство представляет собой емкость с пористым дном-диффузором, заполненную сферическими частицами микронного размера со средней плотностью 1,6-1,7 т/м³, через которые снизу вверх подают воздух для получения «псевдожидкости». Весь наполнитель сверху покрыт пористой воздухопроницаемой тканью. В основную массу наполнителя добавляют сферические частицы с более высокой плотностью, обладающие биохимической активностью. Отходы жизнедеятельности больного попадают на микросферы и образующиеся загрязненные конгломераты попадают в нижнюю часть емкости. Более тяжелые активные частицы располагаются несколько выше, чем конгломераты загрязненных частиц, и подаваемый воздух сначала проходит через загрязненные конгломераты, а затем в какой-то степени очищается, проходя через активные частицы.

Недостатки прототипа:

- сложность конструкции,

- высокая цена наполнителя и устройства,

- загрязнение микросфер и воздухопроницаемой ткани в процессе эксплуатации,

- необходимость замены наполнителя при повторном использовании для другого больного,

- сложность обслуживания,

- высокие энергетические затраты.

Известны жидкие перфторорганические соединения (ПФОС) такие, как перфторалканы, перфторциклоалканы, перфторированные простые эфиры и перфторированные третичные амины, которые представляют собой биологически инертные соединения с высокой плотностью, превышающей плотность тела человека, и достаточно высокой температурой кипения. В начале 80-х годов прошлого века было организовано промышленное производство некоторых из них для использования в медицине в качестве базовых компонентов кровезаменителей и газопереносящих сред (патент РФ №2206319, патент РФ №2263662). В частности, перфтордекалин используют в качестве основного компонента официально зарегистрированного медицинского препарата «ПЕРФТОРАН» (номер регистрации 96/50/10), используемого в качестве кровезаменителя с газотранспортной функцией (Патент РФ №2393849), Вестник Российской академии наук 1997, том 67, №11, с. 998-1013, Г.Р.Иваницкий, С.И.Воробьев «Кровезаменитель «Перфторан».

Кроме известных данных о широком применении в медицине препарата «Перфторан» (наноразмерной эмульсии смеси ПФОС в воде), известно применение непосредственно самих перфторорганических соединений в хирургии, лечении ожогов и ран и витреоретинальной хирургии (Третий конгресс ассоциации хирургов имени Н.И.Пирогова. Осипов А.П., Горшков Ю.В., Абрамов О.Б., Родыгин Н.Н. «Применение перфторорганических соединений (пфос) у хирургических больных». Биомедицинский журнал, том 5, СТ. 62, с. 200-201, 2004, А.П.Осипов, Ю.В.Горшков, А.Н.Любимов. «Особенности совместного применения карбогала и перфтордекалина при лечении ожогов»; Клигуненко Е. Н. и др. Местное применение перфторана в комплексном лечении длительно заживающих ран, в кн. Перфторорганические соединения в биологии и медицине. Пущине, 1999, с.146-149; RU 2205643), В.Д.Захаров, Э.О.Султанова, Д.Г.Узунян, Э.М.Миронова, Л.Л.Гервиц. «Хирургическое лечение свежих отслоек сетчатки методом пневморетинопексии», Офтальмохирургия, 1995, №2, стр. 28-35.

Известно средство для лечения термических, солнечных, химических и инфицированных ожогов, ран различного происхождения и отморожений, которое содержит перфтордекалин и перфтордиметилциклогексан (патент РФ №2225209). Средство обладает высокой антибактериальной эффективностью, ускоряет процессы регенерации поврежденных клеток и эпитализации ран, дополнительно доставляет кислород в ткани, предотвращает образование рубцов и исключает необходимость хирургического вмешательства.

Известно устройство для выхаживания недоношенных новорожденных, которое представляет собой камеру, заполненную перфторуглеродной эмульсией до уровня, обеспечивающего полное погружение новорожденного (патент РФ №2376969). Перфторуглеродная эмульсия по своим свойствам близка к плазме крови, поэтому такое устройство позволяет недоношенному ребенку развиваться в условиях, приближенных к физиологическим.

Задачей настоящего изобретения является создание реабилитационной кровати для больных с ожогами и для профилактики пролежней у лежачих больных, которая позволяет уменьшить давление на тело пациента, обусловленное его весом.

Задача решается созданием реабилитационной кровати, представляющей собой емкость в виде ванны, заполненной поддерживающей средой, в качестве которой используют биологически инертное жидкое перфторорганическое соединение с плотностью (1,6-1,9 т/м³), в частности перфтордекалин; при этом кровать дополнительно снабжена системой циркуляции жидкой поддерживающей среды для обеспечения очистки и термостатирования.

Система циркуляции жидкой поддерживающей среды включает насос для удаления жидкости с загрязнениями из верхней части емкости, а также содержит систему очистки жидкости от загрязнений и теплообменник для поддержания нужной температуры.

Существенным отличием заявляемого изобретения от прототипа является то, что поддерживающей средой являются не твердые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии (состоянии «псевдожидкости») за счет мощного потока воздуха, а реальная жидкость - жидкое биологически инертное перфторорганическое соединение с плотностью 1,6-1,9 т/м³, в которой тело пациента действительно плавает, причем пациент частично погружен в жидкость. В результате сдавливающее действие на ткани пациента сводится к минимуму и создаются условия, максимально удобные для пациента.

Краткое описание фигур.

Фиг.1. На фигуре 1 представлена схема кровати известного типа, приведенная в US 4481686 (выбранном в качестве прототипа), включающей емкость Е, наполненную микросферами из стекла или керамики 1, пористый экран-диффузор С в верхней части компрессионной камеры В, куда подается воздух из сопла В. Микросферы покрывает пористая «простыня» D.

Фиг.2. На фигуре 2 представлена схема заявляемой реабилитационной кровати, включающей емкость с жидким перфторорганическим соединением, снабженную системой циркуляции, включающей насос (1) для удаления жидкости с загрязнениями из верхней части емкости, систему очистки жидкости от твердых и жидких загрязнений (2, 3), блок обеспечения необходимой температуры (4).

Эффект «плавучести», позволяющий уменьшить давление на тело пациента, достигается при использовании жидкости, обладающей определенными свойствами и отвечающей следующим требованиям:

- биологическая инертность (отсутствие не только токсичности, но и выраженного отрицательного воздействия на ткани человека при длительном контакте);

- высокая плотность, обеспечивающая необходимую несущую способность для тела человека (1,6-1,9 т/м³);

- несмешиваемость с продуктами жизнедеятельности человека;

- высокая газопроницаемость для обеспечения нормального тканевого дыхания;

- физическая безопасность (негорючесть, неэлектропроводность);

- температура кипения и упругость пара, обеспечивающие разумные потери жидкости при эксплуатации.

Указанными свойствами обладают перфторорганические соединения ПФОС такие, как перфторалканы, перфторциклоалканы, перфторированные простые эфиры и перфторированные третичные амины, которые представляют собой биологически инертные соединения с высокой плотностью, превышающей плотность тела человека, и температурой кипения свыше 120°С. В начале 80-х годов прошлого века было организовано промышленное производство многих из них, в частности перфтордекалина, основного компонента кровезаменителя «Перфторан», разрешенного к использованию в клиниках.

При выдохе средний удельный вес человека составляет от 1020-1060 кг/м³, а при вдохе средний удельный вес человека снижается до 970 кг/м³. Следовательно, помещенное в ПФОС тело человека будет примерно наполовину погружено в жидкую среду. Если произвести грубый подсчет исходя из среднего веса пациента - 100 кг, то для нормального функционирования поддерживающей среды ее объем должен составлять приблизительно 70-100 литров.

На фигуре 2 представлена схема реабилитационной кровати, представляющей собой емкость, наполненную ПФОС. Для обеспечения комфортного пребывания пациента в жидкости необходимо очищать рабочую жидкость от продуктов жизнедеятельности пациента. С этой целью ванна снабжена насосом (1) для удаления жидкости с загрязнениями из верхней части емкости (все загрязнения - вода, продукты выделения, эксудаты - легче ПФОС). В блоках 2 и 3 происходит очистка ПФОС от жидких и твердых продуктов загрязнения. Для обеспечения требуемой температуры ПФОС используют теплообменник 4.

ПФОС совершенно не смешиваются с водой, это позволяет мыть пациента на кровати или орошать водными растворами лекарственных средств. Вода и водные растворы будут находиться в верхнем слое, над поверхностью ПФОС и могут быть удалены с помощью насоса (1) из верхней части емкости (E). Система циркуляции позволит при необходимости дополнительно обеззараживать циркулирующую жидкую среду с помощью УФ облучения.

Преимуществами заявляемого устройства являются:

- Эффект «плавучести» достигается с помощью простого по конструкции устройства, использующего в качестве поддерживающей среды реальную жидкость, в которой пациент действительно «плавает»,

- нет необходимости постоянно подавать большие количества воздуха, создавая псевдосжиженную среду,

- ПФОС обладают ранозаживляющим действием, обеспечивая хороший газообмен поврежденных тканей,

- продукты жизнедеятельности пациента и другие загрязнения не смешиваются с ПФОС и легко удаляются,

- в ряде случаев можно исключить применение перевязочных материалов, так как поддерживающая среда - ПФОС - может обеспечивать защиту раневой поверхности от внешнего воздействия и обеспечивать стерильность.

Таким образом, заявляемая реабилитационная кровать, в которой в качестве поддерживающей среды используют жидкие ПФОС, в частности перфтордекалин, может открыть новые возможности в лечении и реабилитации больных с ожогами и пролежнями, пациентов, лежачих в течение длительного времени, а также для профилактики пролежней.