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Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten3 insbesondere von Blut
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten durch eine
Membran hindurch, welche insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Raum mit mikro- poröser Wandung, eine Einrichtung zum Einführen von Gas unter Druck in den Raum, eine Öffnung zum
Einführen einer w sserigen Flüssigkeit in den Raum, eine Einrichtung zum Zuführen der zu behandelnden Flüssigkeit auf die äussere Wandung des Raumes, eine Einrichtung zum Abziehen von wässeriger Flüssig- keit aus dem Raum und eine im Inneren des Raumes angeordnete Einrichtung zum Abziehen von Gas, welche den Druck in dem Raum regelt, enthält.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung unterscheidet sich in ihrem Prinzip und in ihrer Ausführung von den bisher beschriebenen Vorrichtungen und sie ist wirksamer und. weist die oben genannten Nachteile nicht auf. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung gestattet, je nach Art ihrer Anwendung, entweder eine
Flüssigkeit an einem Gas bis zur Sättigung bei einer grossen Abgabemenge ohne Schaumbildung anzu- reichern oder eine zusammengesetzte Flüssigkeit, aus welcher kristalloide Substanzen entfernt werden sollen, mit Leichtigkeit und bei grosser Abgabemenge selektiv zu reinigen.
Die Erfindung wird nachstehend an einer besonderen Ausführungsform an Hand der Zeichnung bei- spielsweise näher erläutert.
Diese Ausführungsform ist insbesondere dafür bestimmt, Blut für biologische und medizinische Ver- wendungszwecke mit Sauerstoff zu versetzen oder selektiv zu reinigen. In der nachstehenden Beschreibung ist die zu behandelnde Flüssigkeit mit Blut und das anzuwendende Gas mit Sauerstoff bezeichnet, jedoch ist zu bemerken, dass die als Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebene Vorrichtung auch mit andern Flüssigkeiten als Blut und mit andern Gasen als Sauerstoff, je nach den in Frage kommenden Anwendungen, verwendet werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Fig. 1 ist eine schematische Sei- tenansicht, teilweise im Längsschnitt, einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 2 ein schematischer
Querschnitt der Vorrichtung nach der Linie li-li der Fig. 1, Fig. 3 ein schematischer Schnitt der Rinne nach der Linie III-Ill der Fig. 1, welche Rinne die in der Vorrichtung zu behandelnde Flüssigkeit zuführt und verteilt, Fig. 4 ist eine in grösserem Massstab gehaltene schematische Schnittansicht eines Teiles der
Vorrichtung gemäss Fig. 1 und gibt ergänzend Einzelheiten und insbesondere eine Stopfbuchse und mit dieser verbundene Organe wieder ; Fig. 5 ist eine Ansicht der einen der Stirnwände des Rotors, gegen ihre
Innenseite gesehen ;
Fig. 6 ist eine schematische schaubildliche Ansicht eines Bechers, der von der Innen- fläche der in Fig. 5 dargestellten Stirnwand an deren Umfang getragen wird ; Fig. 7 ist ein vereinfachter schematischer Längsschnitt durch den Rotor, von dem aus Übersichtlichkeitsgründen gewisse Teile wegge- lassen sind, wobei dieser Rotor eine Membran abstützt, in deren Innenraum eine zerstäubte Flüssigkeit in
Form eines Aerosols eingeblasen wird ; Fig. 8 ist ein in grösserem Massstab gehaltener schematischer Teil- schnitt durch die den Raum begrenzende künstliche Membran ; Fig. 9 ist eine schematische Darstellung, welche den Stromkreis der in der Vorrichtung zu behandelnden Flüssigkeit veranschaulicht.
Die gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrichtung für die physiologische Sauerstoffversorgung oder die Reinigung von Blut weist im wesentlichen zwei Teile auf. Der erste Teil bildet eine elektromecha- nische Antriebsgruppe, die Antriebsorgane und Steuer- und Regeleinrichtungen enthält. Der zweite Teil ist eine bewegbare und sterilisierbare Arbeitsgruppe, die in der Hauptsache aus einem Gehäuse oder Stator, einem eine Membran tragenden Rotor und verschiedenen Zubehörteilen zusammengesetzt ist.
Die Antriebsgruppe, welche für den Antrieb des Rotors mit vorzugsweise konstanter und regelbarer Ge-
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einfache Ausführungsform, welche verhältnismässig weite Geschwindigkeitsänderungen von wenigen Umdrehungen je Minute bis zu mehr als 100 Umdr/minbei Aufrechterhaltung des Motordrehmomentes selbst bei sehr geringen Geschwindigkeiten zu erzielen gestattet. Wie ausFig. 1 ersichtlich, ist ein elektrischer Gleichstrommotor 1 mit einem Geschwindigkeitsreduktionsgetriebe 2 vorgesehen, wobei der den Motor speisende Gleichstrom durch Umwandlung des Netzwechselstromes mittels eines Gleichrichters 3 erhalten wird und die Änderungen der Motordrehzahl durch die Betätigung eines Widerstandes 4bewirkt werden.
Die Welle des Motors 1 treibt die Welle des Rotors der Arbeitsgruppe unter Zwischenschaltung einer Achse an, die mit einem Kardangelenk 5 und einembeweglichen Bolzenzapfen 6 oder irgendeiner andern zweckentsprechenden Vorrichtung versehen ist.
Die Arbeitsgruppe ist aus vorzugsweise durchsichtigem und chemisch inertem Kunststoff hergestellt.
Sie umfasst gemäss den Fig. l, 2 und 9 einen Stator oder ein zerlegbares Gehäuse, das aus zwei Teilen besteht und einen mit einer Membran bekleideten Rotor einschliesst und abstützt. Das Gehäuse hat die Form eines Zylinders, der an seinen beiden Enden durch Stirnwände abgeschlossen ist. Die Achse des Zylinders ist in bezug auf die Waagrechte vorzugsweise etwas geneigt und das höhere Ende des Zylinders befindet sich auf der Seite der Zufuhr des Blutes, um einen ipter Schwerkraft erfolgenden Strom dieser Flüssigkeit
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zu ermöglichen.
Das Gehäuse ist aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt, nämlich einem oberen Teil oder
Deckel 7 (Fig. 2), der in seinem oberen Bereich eine Abflachu-f-esitzen kann, und einem unteren Teil
8, der zweckmässig eine gewöhnlich halbzylindrische Wanne darstellt. Der Deckel 7 stützt sich auf der
Wanne 8 gemäss einer etwa waagrechten Ebene ab, die durch die Achse des Zylinders hindurchgeht, und die beiden Teile 7 und 8 sind jeweils mit einem Flansch 9 versehen, wobei zwischen den Flanschen eine
Dichtung 10 aus weichem Kunststoff angeordnet ist.
Die Stirnwände 11 der Teile 7 und 8 besitzen jeweils einen axialen halbmondförmigen Ausschnitt, wobei die zusammengehörigen symmetrischen Ausschnitte beim Zusammenbau des Gehäuses ein Lager 12 für den ersten Antriebswellenstumpf des Rotors und ein
Lager 13 für eine Stopfbuchse darstellen, welche den zweiten Wellenstumpf des Rotors aufnimmt. Die beiden Teile 7 und 8 können leicht miteinander vereinigt oder voneinander getrennt werden.
Der Teil 7 (Fig. 1) weist eine Lufteinlassöffnung 14, eine muffenartige Öffnung 15 und einen inneren
Tragring 16 auf, welcher eine bewegbare Einrichtung für die Zufuhr des Blutes anzuordnen und zu ent- fernen gestattet. Diese Einrichtung weist einen Behälter 17 mit gleichbleibendem Niveau auf, der ein
Einlassrohr 18 enthält, welches sich bis in die Nähe des Bodens des Behälters erstreckt und durch ein ab- nehmbares, mit gekämmter Baumwolle 19a gefülltes Luftfilter 19 hindurchgeht, das einen Deckel und einen Boden besitzt, die beide perforiert sind, um den Durchgang der Luft zu gestatten. Von dem Be- hälter 17 selbst geht ein Ausgangsrohr oder eine Rinne 20 aus, die in den Teil 7 durch die Öffnung 15 ein- tritt und sich auf dem Tragring 16 mit ihrem inneren Endeabstützt, welches geschlossen ist.
Die Rinne 20 ist von der Öffnung 15 bis zu dem Tragring 16, der auf einer geringeren Höhe als die Öffnung 15 liegt, in bezug auf die Waagrechte schwach geneigt, so dass der Strom von Blut unter Schwerkraft zugeführt wird.
Die Rinne 20 ist mit Löchern versehen, deren Durchmesser zunehmend grösser wird (Fig. 3), wobei das kleinste Loch nahe der Öffnung 15 z. B. einen Durchmesser von 1 mm besitzt und das nahe dem Tragring
16 liegende grösste Loch z. B. einen Durchmesser von 3 mm hat. Diese Löcher genauen einen gleich- förmigen Ablauf des Blutes, welches auf der Membran 63 des Rotors, die nachstehend näher beschrieben wird, mit Sauerstoff versetzt oder einer Reinigung unterworfen werden soll.
Der untere Teil 8 des Gehäuses weist einen unteren Sammelkanal 21 auf, der von einer Öffnung im tiefsten Abschnitt des Teiles 8 ausgeht und in dem sich das Blut sammelt, welches auf der Membran 63 des Rotors ausgebreitet wird und dann in die von dem Teil 8 gebildete Wanne gemäss der Linie der grössten
Neigung fliesst. Der Sammelkanal 21 ist entgegengesetzt zu der allgemeinen Neigung des durch die Teile
7 und 8 gebildeten Gehäuses in bezug auf die Waagrechte schwach geneigt, so dass er das Blut in natür- licher Weise durch Schwerkraft in einen Behälter 22 fliessen lässt. Dieser Behälter 22, der z. B. die Ge- stalt eines umgekehrten Kegelstumpfes haben kann, ist mit dem Gehäuseteil 8 verbunden, in welchem er sich hauptsächlich durch seine grosse Basis (Fig. 1, 2 und 9) öffnet, wobei er mit Bezug auf den Teil 8 schräg verlaufen kann, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.
Das Ende des Kanals 21 mündet tangential in den Behälter 22 unterhalb der Stelle, wo sich dieser Behälter 22 in dem Teil 8 öffnet (Fig. 1). Es sei be- merkt, dass der Behälter 22 auch von dem Teii8getrennt ausgebildet und mit diesem durch eine abnehm- bare Leitung verbunden sein kann. Nahezu die gesamte Menge des Blutes, welches auf der Membran des
Rotors mit Sauerstoff versetzt oder gereinigt wird, fliesst somit durch den Kanal 21 und sammelt sich in dem Behälter 22, aus welchem es durch eine Leitung 23 entfernt werden kann ; nur ein sehr geringer Teil des Blutes kann unmittelbar in den Behälter 22 durch dessen obere Öffnung gelangen. In das in dem Be- hälter 22 befindliche Blut taucht durch die Bohrung eines Stutzens 24 ein Temperaturregler 25 ein.
Die ganze untere Seite des Gehäuseteiles 8 ist durch eine Wand verdoppelt, welche eine Kammer 26 (Fig. 1 und 2) begrenzt, die den Kanal 21 und teilweise den Behälter 22 umgibt und zwei Stutzen 27 und
28 aufweist. Diese Kammer 26 mit ihren beiden Stutzen 27 und 28 stellt einen Mantel für den Umlauf von
Wasser dar, welches durch den Stutzen 27 eintreten und durch den Stutzen 28 austreten kann. Je nach- dem, ob dieses Umlaufwasser warm oder kalt ist, kann das Blut, welches aus der Unterseite des Gehäuse- teiles 8 in den Kanal 21 und dann in den Behälter 22 fliesst, erwärmt oder gekühlt werden.
Der Rotor, welcher die nachstehend näher zu beschreibende Membran 63 trägt, ist vollständig heraus- nehmbar. Er besteht aus zwei kreisförmigen Stirnwänden 29 und 34 (Fig. 1) und Stangen 35, welche diese beiden Stirnwände miteinander verbinden.
Die Stirnwand 29, die auf der Seite des Bluteintrittes liegt, besitzt einen hohlen Wellenstumpf 30, der mit einer inneren dichten Querwand 31 versehen ist und durch die das Kugelgelenk 5 aufweisende
Achse des Motors zum Umlaufenlassen des Rotors angetrieben wird, und eine Rille 32, welche die Mem- bran 63 leicht mittels einer Andrückschnur 33 (Fig. 1 und 9) zu befestigen gestattet.
Die Stirnwand 34, die auf der der Stirnwand 29 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist (Fig. 1), weist ebenfalls eine Rille 32zum Befestigen des andern Endes der Membran mittels einer Andrückschnur 33
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(Fig. 1 und 9) und ferner weitere Organe auf, die nachstehend näher beschrieben werden, nämlich eine
StopfbuchsemitDoppelwandungundeinSystem zum automatischen Sammeln und Abführen der wässerigen
Lösung, die sich aus der Kondensation eines Aerosols ergibt, welches unter Druck in den von der Membran begrenzten Raum eingespritzt wird.
Die Stangen 35 (Fig. 1, 2 und 3), deren Anzahl z. B. acht betragen kann und welche die die Mem- bran 63 abstützenden beiden Stirnwände 29 und 34 miteinander verbinden, sind zylindrisch ausgebildet undhaben leicht gekröpfte Enden, so dass sie in Bohrungen von Stützen 36 eintreten können, welche an die
Innenfläche jeder der beiden Stirnwände angeschweisst sind, wobei die Enden der Stangen in den Bohrun- gen mit Hilfe von lösbaren Stiften 37 festgeklemmt sind.
Die Stirnwand 34 weist ausserdem am Umfang ihrer Innenfläche einen Kragen oder eine Trommel 38 auf (Fig. 1, 5 und 6), welche dazu dient, die Flüssigkeit zu sammeln, die sich aus der Kondensation des
Aerosols ergibt, das in den Rotor eingeblasen wird, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird.
Die Stopfbuchse 39 (Fig. 1, 4 und 7) umfasst einen feststehenden zentralen Teil in Form eines Rohres
40, dessen äusseres Ende einen Flansch 41 trägt, einen mit der Stirnwand 34 verbundenen und mit ihr um- laufenden Teil in Form eines Rohres 42 mit doppelter Wandung, ein Widerlager 43 für eine Dichtung 44a und eine Anpressmutter 44, durch deren Bohrung das Rohr 40 hindurchgeht, auf welchem die Mutter 44 drehbar angeordnet ist, die anderseits mittels ihres Aussengewindes mit einem Innengewinde des Rohres 42 in Schraubeingriff steht.
In dem Rohr 40 ist in der Nähe seiner Achse eine zum Zerstäuben von Flüssigkeit dienende Metall- düse 69 nach Art einer Farbspritzpistole angeordnet, die mit einem Flüssigkeitseinlassstutzen 45, der nach oben gerichtet und durch einen Schlauch mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter 46 (Fig. 4 und 7) verbun- den ist, einem Stutzer 47, der nach unten gerichtet ist und zum Einlassen von Gas, wie Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gemisch, dient, und einem Flansch 48 versehen ist, welcher dem Flansch 41 des
Rohres 40 angepasst und an diesem z. B. mittels Schrauben befestigt ist, wobei eine plastische Packung 49 zwischen die Flansche 41 und 48 geschaltet ist, um die Dichtigkeit zu gewährleisten.
Durch die Düse 69 wird ein aus Flüssigkeit und Sauerstoff bestehendes Aerosol unter Druck in den durch die auf dem Rotor befestigte Membran begrenzten Raum eingespritzt (Fig. 7). Dieses Aerosol kondensiert sich an der Innen- seite der Membran, welche es mit einer Flüssigkeitsschicht überzieht, und die so kondensierte Flüssigkeit sammelt sich in den geneigten Teilen des Rotors und gelangt schliesslich in die Trommel 38 an der Stirn- wand 34.
Das Rohr 42, welches einstückig mit der Aussenseite der Stirnwand 34 verbunden ist und den Wellenstumpf des Rotors bildet, der sich in dem Lager 13 des Gehäuses dreht, besitzt eine Doppelwandung, wel- che zur automatischen Entfernung der Flüssigkeit dient, die aus der Kondensation des in den Rotor einge- spritzten Aerosols entsteht. Die Innenseite der Stirnwand 34 trägt anihrem Umfang einen an die Trommel
38 angrenzenden Becher 50 (Fig. 5 und 6). An diesen Becher 50 schliesst sich, wie aus Fig. 5 ersichtlich, eine gebogene Leitung 51 an, deren Öffnung 52 mit dem Hohlraum 53 der Doppelwandung des Rohres 42 der Stopfbuchse in Verbindung steht (Fig. 4). Dieser Hohlraum 53 steht anderseits an seinem äusseren Ende durch eine Öffnung 54 mit einem Auslassstutzen 55 in Verbindung.
Auf diesen Stutzen kann eine biegsame Leitung aufgesetzt werden, die mit einer Klemme 56 mit Stellschraube versehen ist, so dass ein Auslass mitregelbarer Öffnung geschaffen wird, welcher einen bestimmten Druck in den Raum aufrechtzuerhalten gestattet.
Die aus dem in den Rotor eingespritzen Aerosol entstehende 1 < ondensationsflüssigkeit, die sich in der Trommel 38 sammelt, füllt den Becher 50 jedesmal, wenn der Becher, der sich mit der umlaufenden Stirnscheibe 34 dreht, durch den tiefsten Punkt hindurchgeht. Sobald der Becher sich gegen den höchsten Punkt bewegt, fliesst die in ihm befindliche Flüssigkeit durch die gebogene Leitung 51, aus der sie der in dem Raum des Rotors herrschende Druck herauszutreiben sucht. Jedoch wird infolge der dieser sich drehenden Leitung 51 gegebenen Krümmung (Fig. 5) die in sie eingetretene Flüssigkeit aus der Leitung niemals in einem einzigen Schub herausbefördert.
Die ausgetriebene Flüssigkeit dringt durch die Öffnung 52 in den Hohlraum 53 ein und gelangt dann durch die Öffnung 54 in den Auslass 55, welcher mittels der Klemme 56 in Abhängigkeit von dem in dem Rotor herrschenden Druck und der Drehgeschwindigkeit des Rotors in zweckentsprechender Weise geregelt werden kann. Auf diese Weise tritt während eines Teiles der Umdrehung der Stirnwand 34 ein Flüssigkeitsstrahl durch den Auslass 55 aus, und während des restlichen Teiles der Umdrehung der Stirnwand 34 tritt ein Gemisch von Gas und Flüssigkeit aus.
Da sich jedoch der Auslass 55 mit dem doppelwandigen Rohr 42 der Stopfbuchse dreht, gestattet eine äussere abnehmbare, kreisförmige Sammelrinne 5*7, die an der hinteren Wandung des Teiles 8 des Gehäuses befestigt sein kann und mit einem Auslassrohr 58 versehen ist, die durch das Auslasssystem des Rotors automatisch ausgestossene Flüssigkeit durch Schwerkraft zurückzugewinnen.
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Die mit Gas zu sättigende Flüssigkeit, wie z. B. mit Sauerstoff zu versetzendes Blut, kann nach ir- gendwelchen verschiedenen Verfahren, die getrennt oder gemeinsam angewendet werden können, er- wärmt werden. Beispielsweise kann dem System der Erhitzung durch Umlauf von heissem Wasser in der
Kammer 26 ein System zum Erhitzen des in den durch die am Rotor befestigte Membran begrenzten Raum eingespritzten Aerosols oder ein System zum Erhitzen des Gases zugeordnet sein, welches zur Bildung des
Aerosols eingeführt wird.
ImFalle der Erhitzung des Aerosols, welches in den durch die am Rotor befestigte Membran begrenz- tenRaum eingeführt wird, kann eine regelbare Erhitzung durch eine aus Quarz bestehende Infrarotröhre 59 erhalten werden (Fig. 1 und 4), welche einen ausreichenden elektrischen Widerstand von beispielsweise
500 Watt enthält, dessen beide Drähte durch das gleiche Ende der Quarzröhre austreten, deren anderes
Ende geschlossen ist. Diese Quarzröhre 59 ist ungefähr in der Achse des Rotors angeordnet und an jedem
Ende in einer Glasmuffe 60 abgestützt. Die Glasmuffen sind selbst gegen Erhitzung durch Manschetten aus weichem Isolierstoff 61 geschützt, welche die Enden der Quarzröhre 59 umgeben.
Der zusammenge- presste Endteil jeder der Glasmuffen, welche die Quarzröhre 59 verlängern, ist auf der einen Seite in der durch die Querwand 31 geschlossenen Bohrung des hohlen Wellenstumpfes 30 des Rotors und auf der an- dern Seite in dem Stopfbuchsenrohr 40 unterhalb des Endes der Düse 69 angeordnet. Die beiden Drähte des elektrischen Widerstandes der Quarzröhre 59, welche voneinander isoliert und durch ein durch das
Rohr 40 hindurchgehendes dichtes Kunststoffrohr abgedeckt sind, sind durch den Flansch 48 hindurchge- führt und treten zum Anschliessen zur Aussenseite durch einen kleinen Metallstutzen 62 aus, der mit dem Flansch 48 verbunden ist. Die Infrarotröhre 59 erhitzt das Aerosol und über dieses die Membran 63, die ihrerseits das Blut erwärmt, welches über sie fliesst.
Die Temperatur des Blutes wird automatisch durch den Temperaturregler 25 üblicher Art geregelt, welcher in das im Behälter 22 befindliche Blut eintaucht und welcher den den Widerstand der Quarzröhre 59 speisenden Stromkreis öffnet oder schliesst.
Die Membran 63, die von den Stangen 35 und den Stirnwänden 29 und 34 des Rotors abgestützt und dicht in die Rillen 32 durch'die Schnüre 33 (Fig. 1 und 9) geklemmt ist, besteht im wesentlichen aus einem Zylinder aus widerstandsfähigem, vielfädigen, engmaschigen Gewebe aus natürlichen Textilfäden oder Kunstfäden, beispielsweise aus einem Polyamidgewebe, dessen Maschen durch Kalandern der beiden Seiten enger gemacht worden sind. Die die Membran bildenden Fäden 64 (Fig. 8) sind durch Eintauchen in ein Bad oder durch Auftragen mittels eines Pinsels oder einer Spritzpistole oder durch irgendein anderes Verfahren mit einem Silikonfilm 65 überzogen, der an dem gewählten Gewebe gut haftet und sich nicht hydratisiert. Die Silikonmasse wird zum Gebrauch ausreichend mit Äther verdünnt.
Die auf diese Weise gebildete Membran, welche durch den Rotor abgestützt ist, bläht sich durch den Druck des in den durch sie begrenzten Raum eingeblasenen Sauerstoffes auf, wobei ihre äussere Oberfläche glatt und nicht durch Wasser benetzbar ist. Jedoch ist diese Membran noch mehr oder weniger stark mikroporös. Wenn der Sauerstoff in gasförmigem Zustand unter Druck durch die Membran hindurchgeht, tritt er in das die Membran abdeckende Blut und kann die Bildung von Blutschaum hervorrufen.
Wenn dagegen der Sauerstoff in der Flüssigkeitsschicht 66 aufgelöst wird, welche die Innenfläche der Membran überzieht und welche durch die Kondensation des aus Sauerstoff und einer wässerigen Flüssigkeit (Wasser oder Salzlösung) gebildeten Aerosols 67 entsteht, tritt der in der Flüssigkeitsschicht 66 aufgelöste Sauerstoff gemäss dem Pfeil (Fig. 8) durch die Membran 63 hindurch, welche die Flüssigkeitsschicht von dem die Membran abdeckenden Blut 6 8 trennt. Das Blut, das sich infolge der Zufuhr von Luft durch die Öffnung 14 des Gehäuses auf Atmosphärendruck befindet, sättigt sich alsbald mit Sauerstoff, wobei seine Farbe von schwärzlichem Rot in helles gelbliches Rot umschlägt.
Dabei kann das Verhältnis der Sättigung mit Sauerstoff 99 oder 100 % erreichen, ohne dass sich Schaum bildet, ebenso wie bei dem Vorgang, der sich beim Durchgang durch die Membran der lebenden Lunge abspielt.
Die so hergestellte künstliche Membran lässt die Flüssigkeit 66 nicht unmittelbar hindurchtreten und ebenso geht das Blut nicht durch die Membran hindurch. Die Flüssigkeit, welche in dem Rotor umläuft und welche durch den Auslass 55 entfernt wird, gestattet in entsprechender Weise die aktive Oberfläche der Membran zu erhöhen, um beispielsweise ihre Arbeitsfläche auf 50m2 oder mehr je Minute zu bringen und 5 1 venöses Blut je Minute mit Sauerstoff zu sättigen, ohne dass die Blutkörperchen beschädigt werden.
Das Blut nimmt somit einen allgemeinen Verlauf, wie er in Fig. 9 durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist. Das Blut tritt in die Vorrichtung durch das Rohr 18 des Behälters 17 mit konstantem Niveau ein, fliesst'unter Schwerkraft durch die Rinne 20, geht durch die Löcher in der Rinne hindurch und fällt auf die Membran 63, die durch die beiden Schnüre 33 auf dem Rotor befestigt ist und mit einer vorzugsweise konstanten Geschwindigkeit umläuft, welche durch den Widerstand 4 geregelt wird. An der Ober-
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fläche der Membran wird das Blut, welches sich auf Atmosphärendruck befindet, mit Sauerstoff gesättigt und genau auf die gewünschte Temperatur, z. B. 370 C, erwärmt.
Das in dieser Weise mit Sauerstoff versetzte und erwärmte Blut fliesst nahezu vollständig in die durch den unteren Teil 8 des Gehäuses ge- bildete Wanne längs der Linie grösster Steigung und dann durch den Sammelkanal 21 in den Behälter 22, wo es beispielsweise eine bestimmte Höhe erreicht, welche durch Einregeln der Vorrichtung konstant ge- halten werden kann. Der Durchgang des Blutes durch den Kanal 21 erleichtert die Regelung des Strom- kreises, indem dadurch das Gleichbleiben der Höhe des Blutes in dem Behälter 22 überwacht wird, so dass das Blut sich nicht in dem grossen Hohlraum ansammelt, welcher von der Wanne des Teiles 8 gebildet wird, was eintreten könnte, wenn der Kanal nicht vorhanden wäre. Ferner fliesst das Blut durch den Kanal 21 ohne Wirbelung und ohne die Bildung von Luftblasen.
Die verhältnismässig sehr geringe Blutmenge, wel- che durch die obere grosse Öffnung des Behälters 22 unmittelbar in diesen eintritt, ändert die Bedingungen des Prinzips praktisch nicht. Das mit Sauerstoff versetzte und erwärmte Blut, welches sich in dem Behälter
22 sammelt, tritt dann durch die Leitung 23 für die Zwecke seiner Anwendung aus.
Der oben beschriebene, aus Kunststoff bestehende Aufbau kann beispielsweise durch antiseptische
Mittel oder durch einen ozonisierten Sauerstoffstrom, der in die verschiedenen Teile der Vorrichtung während einer ausreichenden Zeitdauer in der Grössenordnung von einer oder mehreren Stunden hindurchgeführt wird, oder durch irgendein anderes Mittel sterilisiert werden. Die Vorrichtung, welche bakteriologische Schutzeinrichtungen aufweist, die von dem mit gekämmter Baumwolle 19a gefüllten Luftfilter 19 und durch zweckentsprechende Packungen aus gekämmter Baumwolle gebildet werden, die in dem Luft- einlass 14 und in den freien Teilen der Durchtrittsöffnung 15 für die Rinne 20 und der Lager 12 und 13 angeordnet sind, bleibt steril und die Sauerstoffversorgung, die Erwärmung oder die Reinigung des Blutes erfolgen aseptisch.
Die gleiche Vorrichtung kann anderseits auch zur selektiven Reinigung von Blut dienen, beispielsweise in dem Fall, in welchem das Blut einen Überschuss an Harnstoff oder anderen Substanzen enthält, die zum grössten Teil aus dem Umlauf entfernt werden sollen. Es handelt sich dabei um eine zweite allgemeine Anwendung der gleichen Vorrichtung.
In diesem Falle kann die Drehgeschwindigkeit der Membran genügend verlangsamt werden, damit die Berührung zwischen der Membran und dem Blut verlängert wird. Die Vorrichtung wird derart angewendet, dass das Blut sich in der von dem Teil 8 des Gehäuses gebildeten Wanne ausreichend sammelt, beispielsweise dadurch, dass die Eintrittsöffnung des Kanals 21 verengt wird, so dass die Membran bei ihrer Drehung mit ihrer ganzen Oberfläche in das in dieser Wanne gesammelte Blut eintaucht. Schliesslich ist das in den Rotor eingespritze Aerosol aus destilliertem Wasser und Sauerstoff oder einfach aus destilliertem Wasser und Pressluft zusammengesetzt. Das Blut wird beispielsweise durch Umlaufenlassen von heissem Wasser in dem Umlaufmantel 26 und erforderlichenfalls durch die Infrarotröhre 59 erwärmt.
Es kann aber auch durch Umlaufenlassen von kaltem Wasser in dem Umlaufmantel 26 gekühlt werden. Unter derartigen Bedingungen arbeitet die Membran in einer andern Weise als derjenigen, die oben mit Bezug auf das Versetzendes Blutes mit Sauerstoff beschrieben worden ist. Im Überschuss vorhandene kristalloide Substanzen, wie z. B. Harnstoff, können durch die Membran aus dem Blut ausgezogen werden, welches sich auf ihrer äusseren Oberfläche ausbreitet. Diese Substanzen sammeln sich in dem destillierten Wasser, welches auf der Innenfläche der Membran eine Flüssigkeitsschicht bildet, die durch die Kondensation des aus Wasser und Luft bestehenden Aerosols gebildet wird.
Das Wasser, welches durch den Auslass 55 entfernt wird, enthält dann kristalloide Substanzen, selektive Auszüge des Blutes und insbesondere Harnstoff, während die grossen Moleküle des Blutes nicht durch die Membran hindurchgehen. Man kann auf diese Weise eine selektive und kontinuierliche Reinigung des Blutes unter einfachen Bedingungen und bei grosser Abgabemenge wirksam herbeiführen.
Die Herstellung der Membran, der Zusammenbau, die Sterilisierung, die Verwendung, die Auseinandernahme und die Säuberung des ganzen Aufbaues der Vorrichtung gemäss der Erfindung lassen sich sehr leicht durchführen. Die Vorrichtung nimmt wenig Raum ein und ist leicht zu transportieren. Das Blut wird gut mit Sauerstoff versetzt, nach Belieben erwärmt oder gekühlt und bleibt immer auf Atmosphärendruck.
Es sei bemerkt, dass auch andere Ausführungsformen des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips als diejenige, die als Beispiel beschrieben wurde, angewendet werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können Membranen benutzt werden, die von Trägern aus verschiedenen Materialien gebildet sind, welche mit Überzügen verschiedener Art bedeckt sind. Es können auch als Membranen dünne Folien aus natürlichem oder synthetischem Material, wie Folien aus Polyamiden, Polyäthylen, Polystyrol, Äthylcellulose oder Folien aus irgendeinem andern Material verwendet werden,
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wobei diese Folien mit einem Träger aus Textilstoff oder anderem Material verwendet oder zwischen zwei
Trägern, einer auf der Innenseite und der andere auf der Aussenseite der Folie, angeordnet oder ohne je- den Träger benutzt werden.
Man kann auch in den von der Membran begrenzten Raum durch getrennte Öffnungen hindurch einer- seits die wässerige Lösung und anderseits das unter Druck stehende Gas einführen.
Die zu behandelnde Flüssigkeit kann auch statt auf der Aussenseite der Membran an ihrer Innenseite verteilt werden, wobei dann der unter Gasdruck stehende Raum durch die äussere Seite der Membran und die Wandung eines dichten Gehäuses begrenzt wird. Allgemein kann der unter Druck stehende Raum von einem Hohlraum gebildet werden, der wenigstens teilweise durch eine bewegliche oder unbewegliche Membran begrenzt wird, unabhängig von der Form und der Anordnung der Membran.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere von Blut, durch eine Membran hindurch, gekennzeichnet durch einen Raum mit mikroporöser Wandung, eine Einrichtung zum Einführen von Gas unter Druck in den Raum, eine Öffnung zum Einführen einer wässerigen Flüssigkeit in den Raum, eine Einrichtung zum Zuführen der zu behandelnden Flüssigkeit auf die äussere Wandung des Raumes, eine Einrichtung zum Abziehen von wässerigen Flüssigkeiten aus dem Raum und eine im Innern des Raumes angeordnete Einrichtung zum Abziehen von Gas, welche den Druck in dem Raum regelt.