CH615596A5

CH615596A5 -

Info

Publication number: CH615596A5
Application number: CH187177A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Riede
Original assignee: Gambro Ag
Priority date: 1976-02-16
Filing date: 1977-02-15
Publication date: 1980-02-15
Also published as: FR2340758A1; SE7601673L; AU2186977A; GB1540693A; US4080295A; CA1064832A; JPS5299977A; IT1076316B; FR2340758B1; NL7700993A; BE851426A; SE396887B; AU505661B2; DE2705691A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Diffusion von Stoffen zwischen zwei Fluida via semipermeable Membranen, die in einem Stapel von mindestens zwei Paar solcher Membranen angebracht sind, wobei ein erstes Fluid zwischen den Membranen in diesen Paaren und ein zweites Fluid ausserhalb der gleichen Membranen geleitet werden soll und ausserdem die Membranen in den erwähnten Paaren so angebracht sind, dass sie zwischen sich ein Netzwerk von Kanälen für das erste Fluid bilden, indem sie punktweise miteinander verbunden sind.

Bei ähnlichen bereits bekannten Konstruktionen für den gleichen Zweck hat man die erwähnten Netzwerke von Kanälen zwischen den paarweise angeordneten Membranen dadurch erstellt, indem die Membranen innerhalb definierter Bereiche oder längs bestimmter Linien punktweise zusammengeklemmt wurden. Hierbei hat man für diesen Zweck meistens relativ komplizierte Stützplatten mit einer Menge Erhöhungen und dazwischen angeordneten Kanälen benutzt. Beispiele solcher Konstruktionen werden zum Beispiel in den schwedischen Patenten 218 441 und 314 167 gebracht.

Bei einer späteren Konstruktion, die Gegenstand der schwedischen Patentanmeldung 74.05033-7 ist, wird ein ähnliches Netzwerk von Kanälen statt dessen durch Klebung, Wärmeversiegelung oder dergleichen in einem Muster von Punkten, Linien und/oder kleineren Feldern zustande gebracht. Dies ermöglichte, dass die Stützplatten vereinfacht werden und als einfache Rahmen geformt werden konnten, deren Herstellung weniger Präzision als die vorstehend erwähnten, komplizierten Stützplatten erforderte.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Zustandebringung einer weiteren Vereinfachung, wodurch der Bedarf an Stützplatten und/oder Rahmen ganz eliminiert werden kann. Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch zustandegebracht, dass einander benachbarte Membranen von verschiedenen, nebeneinanderliegenden Membranenpaaren längs ihren Peripherien miteinander verbunden sind, um zwischen sich einen geschlossenen Raum für das zweite Fluid zu bilden, wobei dieser geschlossene Raum mit dem Zu-und Ablauf für dieses Fluid verbunden ist. Der erwähnte Zu-und Ablauf für das zweite Fluid weist zweckmässig Löcher auf, die in benachbarten Membranen angeordnet sind, wobei die Membranen in jedem Membranenpaar auch längs einer geschlossenen Verbindung um die Peripherie dieser Löcher herum miteinander verbunden sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass das zweite erwähnte Fluid nicht zwischen die Membranen im jeweiligen Membranenpaare eindringt und sich mit dem dort vorhandenen ersten Fluid vermischt.

Für das erwähnte erste Fluid können Zu- und Ablauf als Löcher, die in benachbarten Membranen angebracht sind, angeordnet sein, wobei benachbarte Membranen von verschiedenen, nebeneinanderliegenden Membranenpaaren auch längs einer geschlossenen Verbindung rund um die Peripherie dieser Löcher herum miteinander verbunden sind. Hierdurch wird also verhindert, dass das erwähnte erste Fluid in die geschlossenen Räume ausserhalb der jeweiligen Membranenpaare eindringt, die für das zweite Fluid vorgesehen sind.

Die erwähnten geschlossenen Verbindungen um die jeweiligen Löcher herum werden zweckmässig durch Klebung oder Wärmeversiegelung hergestellt, können aber auch auf andere Weise gebildet werden, beispielsweise mittels einer Art Klemmvorrichtung.

Vorzugsweise werden mehrere Membranen als balgähnliche Konstruktion miteinander verbunden angeordnet. Hierbei können die oberste und unterste Membrane dieser balgähnlichen Konstruktion an dem äusseren Gehäuse befestigt sein, wodurch die Konstruktion, auch wenn eines der erwähnten Fluida einem Unterdruck ausgesetzt wird, aufgespannt gehalten bleibt.

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Der Raum zwischen der balgartigen Konstruktion und dem Aussengehäuse kann auch mit einem Füllmittel angefüllt sein, wodurch es weiterhin erleichtert wird, die Konstruktion aufgespannt beizubehalten, wobei sie gleichzeitig eventuelle Leckagen dichten kann.

Zur Zu- bzw. Ableitung der jeweiligen Fluida kann das äussere Gehäuse mit Anschlussstutzen zum Zu- und Ablauf dieser Fluida ausgestattet sein. Die äussersten Membranen der balgähnlichen Konstruktion sind hierbei zweckmässig längs einer geschlossenen Linie um die Peripherie der nach innen gewendeten Mündung des jeweiligen Stutzens herum dichtend mit dem Gehäuse verbunden. Eventuell können diese äusseren Membranen hierbei an ihrer ganzen Fläche mit einer Kopf- bzw. Bodenplatte dieses Aussengehäuses verbunden sein.

Praktisch hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Membranen zweier nebeneinanderliegender Membranenpaare längs einer Aussenkontur miteinander zu verbinden, die ganz innerhalb der Aussenkontur liegt, längs welcher benachbarte Membranenpaare miteinander verbunden sind.

Die Erfindung ist vorzugsweise zum Gebrauch in Zusammenhang mit der Dialyse von Blut vorgesehen. Das erwähnte erste Fluid ist in diesem Falle Blut, während das zweite Fluid eine Salzlösung ist, durch die Gifte und andere unerwünschte Stoffe aus dem Blut entfernt werden. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die Konstruktion auch anderen Zwecken dienen kann, zum Beispiel der Sauerstoffanreicherung von Blut, wobei das erste Fluid Blut und das zweite Fluid oder Sauerstoff ist. Mit Fluid sind also sowohl Flüssigkeiten als auch Gase gemeint.

Nachstehend wird als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsart der erfindungsgemässen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Diese Ausführungsart ist zur Reinigung von Blut bestimmt, d. h. zur Blutdialyse, und wird daher in Verbindung mit einer solchen Verwendung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Aussengehäuse der Vorrichtung von der Seite gesehen,

Fig. 2 das gleiche Aussengehäuse, von oben gesehen,

Fig. 3 das eine Ende der Vorrichtung, teilweise im Schnitt, wobei der Schnitt längs der Linie III—III in Fig. 4 erfolgt ist,

Fig. 4 in gleicher Weise einen Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 3, und

Fig. 5 ein Detail des Schnittes in Fig. 3 in vergrössertem Massstabe.

Die als Beispiel dargestellte Dialysevorrichtung enthält ein Aussengehäuse, das insgesamt mit 1 bezeichnet ist und ein Oberteil 2 sowie ein Unterteil 3 umfasst. Hierbei hat das Oberteil 2 einen Zulaufstutzen 4 für das Blut und einen Ablaufstutzen 5 für die Reinigungsflüssigkeit. In gleicher Weise weist das Unterteil 3 einen Ablaufstutzen 6 für das Blut und einen Zulaufstutzen 7 für die Reinigungsflüssigkeit auf. Die Konstruktion dieser Stutzen ist am besten aus Fig. 3 ersicht-

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lieh, woraus hervorgeht, dass die Stutzen mit Einsätzen 8 bzw. 9 versehen sind, die teils der Erleichterung des Anschlusses von Schläuchen für Blut bzw. Reinigungsflüssigkeit dienen und teils mit der äusseren Membrane in einer balgartigen Konstruktion von paarweise angeordneten Membranen verbunden sind. Diese Konstruktion wird in Fig. 5 in vergrössertem Massstabe gezeigt, wobei die äusserste Membrane mit at und die folgenden mit a2, a3, a4, a5 usw. bezeichnet sind. Hierbei ist die äusserste Membrane ax am Einsatz 8 innerhalb eines ringförmigen, mit b, bezeichneten Bereiches befestigt. In gleicher Weise ist sie am Einsatz 9 innerhalb eines ringförmigen, mit ca benannten Bereiches befestigt. Die Membranen aj und a2 sind im Punktmuster miteinander verbunden, wie ein Vergleich der Fig. 4 und 5 am besten zeigt. Die Punkte sind hierbei mit d bezeichnet. Ferner sind die Membranen eines jeden solchen Membranenpaares ai, a2; a3, a4; a5, a6 usw. längs einer geschlossenen, sowohl in Fig. 4 als auch Fig. 5 mit e bezeichneten Linie miteinander verbunden. Benachbarte Membranen von nebeneinanderliegenden Membranenpaaren, beispielsweise die Membranen a2, a3 oder die Membranen a*, a5 sind dagegen längs ringförmigen Zonen b miteinander verbunden, wobei die äussere Membrane ai am Einsatz 8 befestigt ist. Ferner sind die letztgenannten Membranen längs einer geschlossenen Linie um die Peripherie herum miteinander verbunden. Diese Linie ist in den Fig. 4 und 5 mit f bezeichnet. Durch die vorstehend beschriebene Konstruktion werden Zuleitungen 10 für das Blut und 11 für die Reinigungsflüssigkeit gebildet. Das Blut wird dann den Kanälen 12 zwischen den paarweise angeordneten Membranen zugeleitet, während die Reinigungsflüssigkeit in die geschlossenen Räume 13 zwischen den jeweiligen Membranenpaaren geleitet wird. Weil die äusserste Membrane aa bzw. die entsprechende Membrane am Boden des Membranenpaketes am Kopfteil bzw. Boden des Gehäuses 1 befestigt ist, wird die ganze balgähnliche Konstruktion, auch wenn eine der Flüssigkeiten einem Unterdruck ausgesetzt werden sollte, ausgespannt gehalten. Dieser Zustand kann dadurch erleichtert werden, indem der Raum 14 zwischen dem Gehäuse 1 und den Membranen mit einem Füllmittel ausgefüllt wird. Dieses Füllmittel kann dann auch benutzt werden, um eine zusätzliche Dichtung der ganzen Konstruktion zu bewirken. Schliesslich sind mit c bezeichnete ringförmige Zonen vorhanden, längs welchen die Membranen des jeweiligen Membranenpaares unter Bildung eines geschlossenen Kanals 11 für die Reinigungsflüssigkeit miteinander verbunden sind.

Das gezeigte Punktmuster kann durch eine Reihe anderer Muster ersetzt werden, von denen in der erwähnten schwedischen Patentanmeldung 74.05033-7 einige Beispiele gezeigt werden. Im Ausdruck Punktmuster sind hierbei verschiedenartige Linienmuster inbegriffen, beispielsweise derartige, wie sie in der erwähnten Patentanmeldung gezeigt sind. Dies ist dadurch motiviert, dass auch eine Linie sozusagen aus einer Zahl von Punkten zusammengesetzt ist.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Vorrichtung zur Diffusion von Stoffen zwischen zwei Fluida via semipermeable Membranen (al5 a2, a3,...), die in einem Stapel von mindestens zwei Paar (a1? a2; a3, a4) solcher Membranen angebracht sind, wobei ein erstes Fluid zwischen den Membranen in diesen Paaren und ein zweites Fluid zwischen den Membranen in diesen Paaren und ein zweites Fluid ausserhalb der gleichen Membranen geleitet werden soll und ausserdem die Membranen in den erwähnten Paaren so angebracht sind, dass sie zwischen sich ein Netzwerk von Kanälen (12) für das erste Fluid bilden, indem sie punktweise miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass einander benachbarte Membranen (a2, a3) von verschiedenen nebeneinanderliegenden Membranenpaaren (al5 a2; a3, a4) längs ihrer Peripherien (f) miteinander verbunden sind, um zwischen sich einen geschlossenen Raum (13) für das zweite Fluid zu bilden, wobei dieser geschlossene Raum mit dem Zu- und Ablauf (5, 7) für dieses Fluid verbunden ist.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Zu- und Ablauf (5, 7) für das zweite Fluid Löcher (11) aufweist, die in einander benachbarten Membranen aufeinander ausgerichtet angeordnet sind, wobei die Membranen jedes Membranpaares {&x, a2; a3, a^ ...) längs eines ungelochten Abschnitts (c; Cj) am Rand des gelochten Abschnitts miteinander vereint sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zu- und der Ablauf (4, 6) für das erwähnte erste Fluid Löcher (10) aufweisen, die in benachbarten Membranen aufeinander ausgerichtet angebracht sind, wobei benachbarte Membranen (a2, a3; a4, as) von verschiedenen nebeneinanderliegenden Membranenpaaren (aj, a2; a3, a4; a5, a6) auch längs eines ungelochten Abschnitts (b) um die Peripherie des gelochten Abschnitts (10) herum miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Membranenpaare (ai, a2; a3, a4;...) als balgartige Konstruktion miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste (ai) und unterste (an) Membrane der balgähnlichen Konstruktion in einem Gehäuse (1) befestigt sind, wodurch die Konstruktion, auch wenn eines der erwähnten Fluida einem Unterdruck ausgesetzt wird, aufgespannt gehalten werden kann.

6. Vorrichtung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) Anschlussstutzen (4, 5, 6, 7) für den Zu- bzw. Ablauf des jeweiligen Fluids aufweist, wobei die äussersten Membranen (ai bzw. an) der balgähnlichen Konstruktion längs einer geschlossenen Linie (bi oder Cj) um die Peripherie der nach innen gewendeten Mündung des jeweiligen Stutzens herum dichtend mit dem Gehäuse (1) verbunden sind.

7. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen zweier nebeneinanderliegender Membranenpaare (ai, a2; a3, a4) innerhalb (ai, a2) des jeweiligen Membranenpaares längs eines Bereiches (e) miteinander verbunden sind, der sich ganz innerhalb einer Aussen-kontur (f) befindet, längs welcher benachbarte Membranen (a2, a3) verschiedener Membranenpaare miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (14) zwischen der balgähnlichen Konstruktion und dem Gehäuse (1) mit einem Füllmaterial versehen ist, das die Beibehaltung der Ausspannung der Konstruktion erleichtert und das gleichzeitig eventuelle Leckagen dichten kann.