Hemoperfüzyon: Adsorpsiyon kolonu tasarımı

Abstract

ÖZET Bu çalışmacım amacı, aktif karboa dolgulu hemoperfüzyon koloa tasarımına etkiye a parametrelerin bulunması ve bunların ışığı altında genel bir hemoperfüzyon kolon ve sistem tasarım yönteminin oluşturulmasıdır. Çalışmanın ilk bölümünde Norit ve Bac Mu® karbonlarının adsorpsiyon kapasiteleri, yüzey alanları, kül miktarları, kırılganlıkları, aşınma dayanımları, temizlik, yıkanabilme, sterillenme ve ince partikül salınımları incelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında Bac Mu® karbonu selüloz nitratla kaplanmış ve adsorpsiyon hızı. toplam yüzey alanı, kırılganlık ve ince partikül salınımındaki değişmeler incelenerek polimerik kaplama ve kalınlığının hemoperfüzyon sistemine uygun olup olmadığı saptanmıştır. Son olarak da çıplak ve kaplanmış Bac Mu® aktif karbonları ile sulu ve in-vitro kan fazlarında yapılan deneylerle bir hemoperfüzyon kolon ve sisteminin tasarımı gerçe kleştirilmiştir. Yapılan ilk grup deneyler sonucunda, çeşitli özellikleri ile Bac Mu® aktif karbonunun, hemoperfüzyona daha uygun olduğu belirlenmiştir. Kaplama basamağında tarafımızdan geliştirilen yöntemle, ağırlıkça % 0.4 selüloz nitratla kaplanmış Bac Mu® karbonlarının, çıplak karbona göre adsorpsiyon hızında önemli bir değişme yaratmadan, ince partikül salın ımını azalttığı, dolayısıyla hemoperfüzyona uygunluğu gösterilmiştir. Sulu faz deneylerinde, kesikli karıştırmak- kapalı devreli dolaşımlı sistemler arasında bir ilişki olduğu bulunmuş ve bu ilişkinin kolon ve sistem tasarımında kullanıldığı bir yöntem önerilmiştir.11 Boyut büyütme çalışmalarında, iki kademeli bir işlemle, mini kolon verileri kullanılarak, intravasküler ve ekstraselüler sıvı hacimlerinin toksik maddelerden temizlenmesinde kullanılacak bir tasarım yöntemi geliştirilmiştir. In-vitro kan deneyleriyle sulu faz deneyleri karşılaştırılarak ilgili ilişkiler belirlenmiş, sulu faz verilerinin kullanılması ile kanda istenilen adsorpsiyon hız ve kapasitesine ulaşabilecek bir kolon ve sistem tasarım yöntemi oluşturulmuştur. Kan hücresel eleman kaybı göz önüne alınarak yapılan kolon çapı optimizasyon deneyleri sonucunda, çapı D- 62 mm, boyu L= 103 mm olan. 136 gram % 0.4 selüloz nitrat kaplanmış Bac Mu® aktif karbonu içeren kolon, uygun `Hemoperfüzyon Kolonu` olarak seçilmiştir. Çalışmanın genel sonucu olarak.tüm bulguların ışığı altında, kapalı devreli dolaşıml t adsorpsiyon sistemlerinin tasarımında da kullanılabilecek, yeni bir `Hemoperfüzyon Kolon ve Sistem Tasarım Yöntemi` geliştirilerek önerilmiştir.

ill SUMMARY The aim of this study is to find the design parameters of an activated carbon hemoperfusion column and to develop columa plus system design procedure by taking these data into account. In the first part of the study, the adsorptive capacities, the total surface areas, the ash contents, the attrition resistance, the cleanliness, washabilities, the sterilizabilities and the fine particle generation characteristics of Norit plus Bac Mu® activated carbons were investigated. Bac Mu® activated carbons were coated with cellulose nitrate in the second part of the study and the variation of the adsorption rate, the total surface area, fragmentation and fine particle generation characteristic were investigated in order to determine the suitability of the polymeric coating and thethickness of thecoating the hemoperfusion system. In the last part of the study, the design of a hemoperfusion column and system was realized by using uncoated and coated Bac Mu® activated carbons in the experiments that were made in the aqueous and in-vitro blood phases. It was shown in the coating step, which was modified in the study, that, 0.4 % cellulose nitrate coated Bac Mu® activated carbons are suitable for hemoperfusion as they exhibits low fine particle generation without causing significant adsorption rate lost in comparision with the uncoated Bac Mu® activated carbon. A relation found between mixed batch and recycle batch reactor systems is used in the proposed hemoperfusion column plus system design procedure.tv A scale up procedure which has two steps was developed for the detoxification of intravascular and extracellular fluids by using the data obtained from the mini hemoperfusion column. The relations, determined by the comparison of the adsorption test results of the aqueous and in-vitro blood phases/were used in the development of a hemoperfusion column and system design procedure in order to reach the desired adsorption rate and capacity in the blood phase by using aqueous phase data. The hemoperfusion column developed by the optimization of the column diameter by taking lost percent of the blood cells into account, has a diameter of 62 mm length of 103 mm and contains 136 gram of 0.4 % cellulose nitrate coated Bac Mu® activated carbon. By taking of the influence of the factors and data into account, a `Hemoperfusion Column and System Design Procedure`, which can also be used in the design of recycle batch adsorption systems, was developed and proposed as the general result of the study.