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Vorrichtung zur extrakorporalen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Oxygenierung von Blut
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur extrakorporalen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Oxygenierung von Blut unter Verwendung eines aus einem schräggestellten zylindrischen Behälter bestehenden Blutbehandlungsgefässes.
Es ist bekannt, menschliches und tierisches Blut extrakorporal mit Sauerstoff anzureichern. In sogenannten Herz-Lungen-Maschinen wird diese Oxygenation kontinuierlich, bei der sogenannten hämatogenen Oxydationstherapie wird diese Oxygenation diskontinuierlich durchgeführt.
Beiden Verfahren sind überaus komplizierte Vorrichtungen aus zahlreichen Bestandteilen gemeinsam, welche nur durch ein jeweiliges Auseinandernehmen gereinigt werden können und welche vor einem abermaligen Gebrauch umständlich sterilisiert werden müssen. Das Prinzip einer Herz-Lungen-Maschine für eine kontinuierliche extrakorporale Oxygenierung besteht in einem zusammengesetzten System von Platten, Netzen, Wellblechen od. ähnl. Gebilden, über welche das Blut unter gleichzeitiger Einwirkung von Sauerstoff geleitet wird.
Bei der sogenannten hämatogenen Oxydationstherapie wird einer diskontinuierlichen extrakorporalen Oxygenierung das Blut durch eine Durchgreifen von Sauerstoff mit diesem angereichert, wobei in einem Falle ein Aufschäumen des Blutes vorausgesetzt wird und in einem andern Falle ein Aufschäumen des Blutes vermieden wird. So wurde z. B. ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem das Blut ohne wesentliche Schaumbildung bei einer erhöhten Temperatur bis auf etwa 450C oxygeniert bzw. ozonisiert wird. Hingegen fordert ein anderes bekanntes Verfahren ausdrücklich eine Oxygenierung des Blutes unter beträchtlicher Schaumbildung.
Allen hier erwähnten Fällen liegt die Grundkonzeption eines überaus komplizierten, aus mehreren Teilen und Schichten bestehenden vertikalen Blutbehandlungsgefässes zugrunde,
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mit dem zu behandelnden Blut aufgefüllt ist. und in welches gleichfalls senkrecht durch einÜberleitung des gebildeten Blutschaumes in ein nachgeordnetes Sammelgefäss verursacht, wobei der Blutschaum vor dem Einleiten in das Sammelgefäss dicht an einem gleichfalls in das eigentliche Behandlungsgefäss hereinragenden Ultraviolettstrahler vorbeigeführt wird, wobei dieser UV-Strahler meistens als ein Quecksilber-Niederdruckbrenner ausgebildet wird.
In jedem der vorbenannten Fälle wird auf eine senkrechte Anordnung der Apparatur, auf ein Hineinragen der Sauerstoffzuleitungsrohre und der UV-Strahler in den eigentlichen Blutbehandlungsraum Wert gelegt. Die hier verwendeten Behandlungsgefässe sind überaus kompliziert, aufwendig und nur unter schwierigsten Bedingungen zu reinigen, sterilisieren und handhaben, wobei ausserdem eine ständige Bruchgefahr der komplizierten und bruchempfindlichen Bestandteile der Apparatur besteht.
Auch die an sich bekannte Herstellung eines überaus komplizierten Blutbehandlungsgefässes aus Kunststoff, jedoch unter den sonst bereits erwähnten Verfahrensbedingungen und in der bekannten senkrechten Anordnung. ist infolge der überaus komplizierten Form des Behandlungsgefässes nur äusserst schwierig herstellbar und bringt gegenüber dem bekannten Behandlungsgefäss aus Glas keine nennenswerten Vorteile, es sei denn, es wird auf die Unzerbrechlichkeit eines solchen Gefässes Wert gelegt.
Abgesehen von den rein konstruktiven Schwierigkeiten bergen jedoch die vorgenannten Verfahren
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einige ernste verfahrenstechnische Nachteil in sich, die darin zu sehen sind, dass das zur Behandlung vorgesehene venöse Blut zunächst in einem Sammelgefäss gesammelt werden muss, wodurch schon eine
Verzögerung in dem bekanntlich sehr rasch abzuwickelnden Prozess eintritt. Erst dann wird der Sauerstoff durch ein senkrecht in das im Sammelgefäss befindliche Blut hereinragende Einleitungsrohr geführt. Da- bei hat der Sauerstoff nicht nur den Gegendruck der Flüssigkeitssäule des durchströmten Blutes zu über- winden, sondern er muss das aufgeschäumte Blut ausserdem noch nach oben und in ein anderes Sammel- gefäss für das behandelte Blut leiten.
Dadurch wird ein nicht zu vernachlässigender Druck auf die beson- ders druckempfindlichen Erythrozyten ausgeübt, was deren Zerfall zur Folge haben kann. Ein weiterer
Druck auf die im Schaumgebilde noch viel mehr druckempfindlichen Erythrozyten wird bei deren dich- ter und enger Umleitung um den gleichfalls in den Behandlungsraum hineinragenden UV-Brenner ausge- übt, wobei sogar in einem Falle eine zwangsläufig dichte Umleitung eine gewollte Verengung des Be- handlungsgefässes durchgeführt wird.
Wohl ist auch eine Vorrichtung mit einem schräg stehenden, um seine Längsachse drehbaren und aus einem perforierten, spiralförmig gewundenem Blatt z. B. aus Kunststoff bestehenden Behälter bekannte- worden, bei welchem das Blut vom oberen zum unteren Ende geführt wird, während Sauerstoff seitlich etwa in der Mitte eines den Behälter umgebenden Gehäuses eingeleitet und im Bereiche des genannten oberen Endes des Behälters abgeführt wird. Auch diese Vorrichtung konnte die geschilderten Nachteile der bekannten Geräte nicht restlos beseitigen.
Die Erfindung sieht nun eine Vorrichtung vor, welche die vorerwähnten Nachteile zum grössten Teil ausschaltet. Die gestellte Aufgabe war, eine Vorrichtung zu finden, welche im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen denkbar einfach in der Konstruktion sein sollte, eine raschestmögliche Durchleitung des zu behandelnden Blutes und eine geringstmögliche Stauung oder Druckausübung auf die Erythro- zyten des behandelten Blutes gewährleisten sollte und darüber hinaus die Blutbehandlung in einem möglichst gleichmässigen an die Körpertemperatur angeglichenen Milieu durchführen sollte.
Ausserdem sollten die bekannten Nachteile eines überaus komplizierten, schwer zu reinigenden und noch schwieriger zu sterilisierenden Apparates vermieden werden..
Die gestellte Aufgabe wurde in der Erfindung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss am oberen Teil des Behälters eine trichterförmig erweiterte Einmündungsöffnung des oberen Endes eines aussen parallel zum Behälter angeordneten Einleitungsrohres angesetzt ist, wobei durch das untere Ende des Einleitungsrohres, verschlossen durch beispielsweise einen Gummipfropfen, gleichzeitig das zu behandelnde Blut und der Sauerstoff oder Ozon einleitbar ist.
Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt ist. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht und Fig. 2 einen axialen Schnitt der Vorrichtung.
Die Anordnung, welche um einen Winkel IX von 450 zur Senkrechten oder Waagrechten schräg gelegen ist, weist einen eigentlichen Blutbehandlungsbehälter l auf, bestehend aus einem zylindrischen Teil mit etwa 100 mm Durchmesser und mit zirka 150 mm zylindrischer Höhe sowie mit zwei gewölbten Böden.
Das etwa 10 mm Durchmesser aufweisende, zirka 150 mm lange Blutzuführungsrohr 2 - Steigrohr - ist dicht am Mantel des Blutbehandlungsgefässes 1 parallel zu diesen angeordnet und mündet von aussen in den oberen Teil des zylindrischen Mantels des Gefässes 1 mit einer auf etwa 40-50 mm erweiterten konischen Mündung ein. Das Blutbehandlungsgefäss 1, dessen Achse unter 450 zur Senkrechten verläuft mit den Steigrohr 2, können in einem einzigen Vorgang - Blasverfahren usw. - aus einem für UV-Strahlen durchlässigen Kunststoff aus Quarzsand oder anderem für UV-Strahlen durchlässigem Material hergestellt werden. Das Steigrohr ist mit einem Verschluss 3 versehen. Der Entlüftungsstutzen 4 wird vorinbetriebnahme abgeschnitten.
Der Ablaufstutzen 5 dient der Abnahme des behandelten und im Unterteil des Blutbehandlungsgefässes angesammelten Blutes mittels einer Injektionsspritze. Durch den Verschluss 3 kann die Vorrichtung verschlossen werden und steril geliefert werden.
Aussen um den zylindrischen Teil des Blutbehandlungsgefässes sind mehrere stabförmige UV-Strahler so muldenförmig, u. zw. gleichfalls in einer Schrägstellung von 450, angeordnet, dass der Blutbehandlungsbehälter auf diese aufgelegt werden kann.
Das zu behandelnde venöse Blut, u. zw. entweder Eigenblut oder Depotblut, wird nun in die untete freie, beispielsweise durch einen Gummipfropfen verschlossene Mündung des Einleitungsrohres, beispielsweise durch das Durchstechen einer Injektionsnadel oder Kanüle, welche mit einer Schlauchverbindung an die Blutkonserve, Injektionsspritze usw.
verbunden ist, so eingeleitet, dass jeweils nur eine
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ganz kleine Menge von einigen wenigen Kubikzentimetern Blut in das Einleitungsrohr eingeleitet wird, wobei gleichzeitig Sauerstoff oder Ozon, beispielsweise durch eine zweite in den Gummipfropfen ein- gestochene Injektionsnadel, die auch als Dosiernadel ausgebildet sein kann, dermassen eingeleitet wird, dass die geringe im Einleitungsrohr befindliche Blutmenge sofort ausgeschäumt wird und ohne Stauung,
Einengung oder übermässigen Druck in das zylindrische Gefäss gleiten kann, wo es nach Bedarf einer
UV-Bestrahlung durch die aussen angeordneten UV-Strahler ausgesetzt werden kann. Aus dem zylindri- schen Gefäss kann das Blut sofort intravenös oder intramuskulär reinfundiert werden.
Das ganze Gefäss ist daher denkbar einfach, wobei durch die Schrägstellung von 450 der genannten
Anordnung ein rasches Überleiten des aufgeschäumten Blutes, bei minimalen Verweilzeiten im eigent- lichen Einleitungsrohr, in das zylindrische Behandlung-un gleichzeitig Sammelgefäss gewährleistet wird.
Das Blutbehandlungsgefäss ist in der Konstruktion so einfach und daher aus einem für UV-Strahlen durchlässigen Kunststoff so billig herzustellen, dass es möglich ist, bei nur einmaliger Verwendung dieses Gefässes auf eine Reinigung und Sterilisierung nach der Verwendung zu verzichten und ein neues Behandlungsgefäss zu verwenden, dessen Kosten auf jeden Fall geringer sind, als die bisher erforderlichen Reinigungs-und Sterilisationskosten, abgesehen davon, dass ein entsprechender Behandlungsapparat durch dieses Prinzip praktisch ununterbrochen einsatzbereit ist. Aus dem zylindrischen Behandlungsbzw. Sammelbehälter kann das Blut bei einer diskontinuierlichen Oxygenierung mittels Injektionsspritze direkt aus diesem abgezogen und dann intravenös oder intramuskulär reinfundiert werden.
Bei einer kon- tinuierlichen Oxygenierung ist die Zwischenschaltung eines geeigneten Filters und eine Pumpe, beispielsweise nach dem Prinzip einer Bakey'schen Pumpe, erforderlich.
Es empfiehlt sich, als zusätzliche Sterilisierungsmaschine vor der eigentlichen Behandlung, das Blutbehandlungsgefäss mit Ozon durchströmen zu lassen. Dies kann einfach dadurch bewerkstelligt werden, dass neben den stabförmigen muldenförmig angeordneten UV-Strahlern Quarzglasröhrchen angeordnet werden, durch welche der ohnehin für die Apparatur erforderliche und vorhandene Sauerstoff vor der eigentlichen Blutbehandlung durchgeleitet wird.
Eine weitere Massnahme, welche ausser einer äusserst raschen Durchführung der Oxygenation ohne unnötige Verweilzeiten des Blutes in der Apparatur noch als zweckmässig festgestellt werden konnte, ist eine Klimatisierung der genannten Behandlungsanordnung auf die jeweilige Körpertemperatur. Dadurch wird gewährleistet, dass das zu behandelnde Blut keinen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird, sondern dass die Oxygenierung unter möglichst gleichbleibenden und gleichmässigen Bedingungen stattfindet.
Diese Klimatisierung kann beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, dass über einen Thermostaten mit beliebig einstellbarer Temperatur der Behandlungsraum um das Blutbehandlungsgefäss auf konstant 36 - 370C gehalten wird, was beispielsweise durch einen Infrarotstrahler oder eine beliebige andere Heizvorrichtung bewerkstelligt werden kann.
Schliesslich hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die eigentliche Blutbehandlung, die Oxy- genierung, sei es kontinuierlich oder diskontinuierlich, in einem ionisierten Raum durchzuführen. Für die Durchführung dieses Verfahrens eignet sich beispielsweise besonders gut ein schwaches künstlich radioaktives Isotop, welches ausserhalb des Blutbehandlungsgefässes so angeordnet wird, dass die von dem Radioisotopemittierte ionisierende Strahlung durch die Wand des Blutbehandlungsgefässes in den eigentlichen Behandlungsraum dringen kann. Die Stärke des Radioisotops wird dabei zweckmässigerweise so gewählt, dass die emittierte Strahlung von verhältnismässig kurzer Reichweite ist und sie beim Durchdringen der Wand und des Blutbehandlungsraumes bereits nahezu vollständig absorbiert wird.
Da es sich naturgemäss um sehr schwache radioaktive Präparate handelt, besteht auch keinerlei Gefahr bei der Handhabung und Bedienung der Vorrichtung.
Die Strahlungsquelle kann aussen in der Behandlungsvorrichtung so angeordnet werden, dass eine Ionisierung des Behandlungsraumes und des Blutes erfolgen kann, beispielsweise durch eine Lagerung der Strahlungsquellen zwischen den UV-Strahlern. Durch eine Ionisierung des Behandlungsraumes und des Blutes wird die Sauerstoffutilisationsfähigkeit des Blutes erheblich gesteigert, wodurch auch die Verweilzeit des Blutes im Behandlungsraum beträchtlich abgekürzt werden kann.
Infolge der sehr kurzen Verweilzeit des Blutes im Behandlungsraum, infolge der grösstmöglichen Verhinderung von Stauungen und infolge der ganz einfachen Ausführung des Blutbehandlungsraumes ohne komplizierte, gekrümmte Wandlungen usw. kann in den meisten Fällen bei der Blutoxygenierung auf die Zugabe von Anticoagulentien wie Heparin, Natrium Citrat usw. verzichtet werden, zumal die Blutoxygenierung in einem klimatisierten, an die Körpertemperatur angepassten Raum stattfindet, Bei grösseren
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Oxgenierungen, Transfusionen von Depotblut usw. empfiehlt es sich jedoch, ein geeignetes Mittel zur Verhinderung der Blutgerinnung zu verwenden.
In diesem Fall empfiehlt es sich, das Anticoagulans und alle andern etwa in Frage kommenden Medikamente wie Vitamine, Spurenelemente usw. gleichzeitig mit dem Blut in das Einleitungsrohr einzuleiten, was einfach durch das Durchstechen einer Infektionsna- del durch den Gummipfropfen am unteren Ende des Einleitungsrohres bewerkstelligt werden kann.
Die gesamte Anordnung ist besonders dadurch vorteilhaft, dass in das Gefäss zur Blutbehandlung weder ein Sauerstoffeinleitungsrohr noch ein UV-Strahler hereinragt, sondern dass das Blutbehandlungsgefäss in der denkbar einfachsten Art ohne Krümmungen, Verengungen oder sonstige Unregelmässigkeiten usw. ausgebildet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur extrakorporalen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Oxygenierung von Blut unter Verwendung eines aus einem schräggestellten zylindrischen Behälter bestehenden Blutbehandlungsgefässes, dadurch gekennzeichnet, dass an am oberen Teil des Behälters eine trichterförmig erweitere Einmündungsöffnung des oberen Endes eines aussen parallel zum Behälter angeordneten Einleitungsrohres angesetzt ist, wobei auch das untere Ende des Einleitungsrohres, verschlossen durch beispielsweise einen Gummipfropfen, gleichzeitig das zu behandelnde Blut und der Sauerstoff oder Ozon einleitbar ist.