CS224274B1 - Homodialyzátor se zlepšenými charakteristikami toku krve - Google Patents

Description

Vynález se týká hemodialyzátoru pro jednorázové použití s lamelovitě uspořádanými plochými membránami a textilními sílovými opěrnými elementy.

Jednorázově použitelné hemodialyzátory jsou nezbytnými technickými prostředky pro léčení chronického selhání ledvin u pacientů docházejících periodicky k provádění této terapie do dialyzačních středisek, nebo kteří na zařízení nazývaném umělá ledvina provádějí tuto terapii v domácím prostředí. Léčebného účinku se dosahuje očištěním krte protékající hemodialyzátorem, přičemž škodlivé uremické metebolity přestupují z krevní plazmy přes membránu do dialyzačního prostoru, a to bu5 fyzikálním procesem dialýzy, tj. difúzním membránovým transportním dějem.

Hemodialyzátorům pro jedno použití jev klinické praxi ve světě všeobecně dávána přednost před dialyzačními zařízeními pro opakované použití, protože prakticky zabraňují infekčnímu přenosu nákaz, zvláště šíření hepatitidy Β. V posledních letech se hlavní směry konstrukčního řešení takových jednorázových pomůcek soustředily na cívkové dialyzátory, deskové dialyzátory s lisovanými deskami pro oporu membrán a kapilární dialyzátory, v nichž membrána tvoří svazek dutých vláken.

Pokrokem v konstrukci deskových, lamelárních dialyzátorů, bylo použití textilních sílových materiálů jako opěrných elementů ploché membrány. Tento fakt se podařilo využít ve variantách s jednoduchou listovou membránou, se zdvojenými listy membrán a též s tenkostěnnými membránovými hadicemi.

Účinnost odstraňování uremických metabolitů, zejména močoviny, kreatinu, kyseliny močové, derivátů quanidinu, nízko-a středněmolekulárních bílkovinných fragmentů, též hroma224274 dících se iontů 0 vody, z krve pacienta závisí významnou měrou na hydrodynamice toku krve při styku s membránou. Rovněž podmínky toku dialyzačního roztoku podél opačného povrchu membrány ovlivňují účinnost postupu metabolitů membránou.

Při dosavadním uspořádání hemodielyzátoru vytvářejí textilní sílovité opěrné elementy v lamelách hemodialyzátorů mezi plochami listů membrány systém paralelně probíhajících kanálků, kterými protéká krev. Průřez krevních kanálků není pravidelný, těžně se v krajích průřezu zúžuje na tloušlku pod 10 /tm. V takové konstrukci hemodialyzátorů dochází ke zpomalení až stagnaci toku krve v podélně probíhajících zúžených profilech jednotlivých kanálků, což snižuje účinnost membránového transportního děje, může být místem vzniku a zadržování mikrotrombů a konečně též zvyšuje tlak potřebný pro dosažení daného průtočného množství krve.

Podélně paralelní krevní kanálky rovněž nepřipouštějí vzájemné promíchávání krve při odstraňování uremických metabolitů, a tak může docházet k nepravidelnému účinku při terapii selhání ledvin.

Shora uvedené nedostatky odstraňuje hemodislyzátor, jehož podstata spočívá v tom, že směr průběhu osnovních vláken a útkových vláken v sousedících vrstvách opěrných textilních elementů svírá navzájem úhel 5 až 85° s výhodou úhel 5 sž 50°. Průměr osnovních vláken a/nebo útkových vláken textilního sílového opěrného elementu i vzdálenosti mezi jednotlivými osnovními vlákny a útkovými vlákny jsou v poměru nedělitelném malými celými čísly, přičemž průměry vláken a, nití vytvářejících osnovu a útek tkaniny, leží v rozmezí 0,05 až 2 mm, s výhodou 0,15 až 0,65 mm.

Výhody hemodialyzátorů podle vynálezu spočívají v tom, že opakující se struktura textilního sílovitého opěrného elementu s vyšší harmonickou variací nebo s porušenou plošnou symetrií navtlačuje mezilehlá membrány do dutin sousedních lamel, jako je tomu u dosavadních lamelárních systémů s paralelními vysoce uspořádanými sílovými opěrnými elementy. Nemohou tedy vznikat paralelně probíhající kanálky a rovněž se tak zruší nepravidelný průřez krevních kanálků mezi membránami. Přitom membrány sousedních lamel se dotýkají v podstatně menším počtu dotykových bodů, které mají tvar zaoblených vrcholků.

Krev protékající takto vytvořenou štěrbinou mezi membránami přijímá tvar filmu o podstatné rovnoměrnější tloušlce vrstvy s hydrodynamickými vlastnostmi, tak zvaného štěrbinového či deskového toku. Potřebný tlak pro dosažení jmenovitého průtoku krve a také nebezpečí stagnace a tvorby mikrotrombů jsou výrazně nižší. Při podrobnějším rozpracování nelezeného efektu je možno dospět k zvláště výhodným směrům vzájemného pootočení základních vláken, osnovních či útkových mezi sousedními lamelárními membránovými elementy, jež vytvářejí kombinace neparalelních kanálků a ploché štěrbiny mezi membránami pro usměrnění krevního toku a zlepšení účinnosti hemodialyzátorů.

Nalezené zlepšení charekteristik toku krve 8 účinnosti odstraňování uremických metabolitů se rovněž projeví při kombinaci obou vlivů, to jest při kombinaci lamelárních membránových elementů na bázi textilních sílovitých opěrných elementů membrány s rozdílnými průměry vláken s rozdílnými otvory v síti, s lamelárními membránovými elementy, v nichž směr osnovních vláken a/nefco nití textilního sílovitého opěrného elementu membrány je pootočen oproti podélnému směru textilního sílovitého opěrného elementu o vhodný úhel. Textilní sílovité opěrné elementy vhodné pro daný účel jsou vytvořeny tkaním monofilních vláken nebo polyfilních nití, to jest-nití složených z mnoha vláken, přičemž tato vlákna nebo nitě mají průměr 0,05 až 2,0 mm s výhodou 0,15 až 0,65 mm.

Vytvořená sil se pak skládá z vláken nebo nití osnovních a útkových v systému běžně známých textilních vazeb, přičemž jako zvlášl vhodné se ukázaly vazby plátnová, keprová a kordové, vytvářející mezivláknové otvory se vzdálenostmi mezi vlákny nebo nitěmi v mezích 0,04 až 2,0 mm.

Příklady provedení hemodialyzátoru podle vynálezu jsou znázorněny na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je podélný řez sestavou hemodialyzátoru s klikatě skládanou membránou a opěrným textilním elementem, na obr. 2 je příčný řez tímto hemodialyzátorem, na obr. 3 je část lamelárního membránového modulu, na obr. 4 je schematicky znázorněno opakování úhlu a 1, který svírají osnovní vlákna a úhlu β 1 , které svírají vlákna útková s podélnou osou membránového svazku, resp. podélným okrajem textilního sílovitého opěrného elementu, a to ve vrstvách lichých, podobně pak úhly a 2 a β2 svírají s podélnou osou membránového svazku vlákna osnovní, resp. útková, ve vrstvách sudých, na obr. 5 je další příklad hemodialyzátoru s membránou tvaru ploché hadice a opěrným elementem v řezu, na obr. 6 je jeho lamelární membránový modul a na obr. 7 je schematicky znázorněno složení textilních sílovitýeh opěrných elementů s rozdílnými úhly sklonu osnovních vláken.

Hemodialyzátor podle vynálezu sestává například z lamelárního modulu 2 ^s vrstvenou strukturou, jež tvoří klikatě skládaný textilní opěrný element X tvaru pásu o tlouštce 1 5 až 17 A® opatřený z obou stran polopropustnou membránou 6., vyrobenou z derivátů celulózy. Přitom textilní šitovitý element X je tvořen monofilními oanovními vlákny 8, o průměru 0,33 /^m a monofilními útkovými vlákny X o průměru 0,41 /jm, tkanými kaprovou vazbou s opakujícími se vzdálenostmi 0,26 až 0,57 mm mezi vlákny 8, přičemž směr průběhu osnovních vláken 8 v první a taktéž ve třetí, páté, sedmé atd. vrstvě svírá s podélným okrajem textilního sítovitého opěrného elementu X úhel at o velikosti -12 až -15° a směr průběhu vláken 2 útkových a v této vrstvě, jakož i v ostáních lichých vrstvách, svírá s podélným okrajem úhel β 1, ležící v mezích +75 až +78°.

Směr průběhu osnovních vláken 8 v sousední druhé vrstvě svírá úhel ar 2 o velikosti +12 až +15° a směr průběhu vláken útkových χ je v této druhé vrstvě a ve všech vrstvách sudých pod úhlem β2 102 až 105°.

Lamelární modul 2 je po svých obvodových plochách utěsněn polymemím adhezivem X mimo vstupní a výstupní štěrbiny v koncích lsnel a upevněn tmelením v pouzdře 1. z plastů, které je opatřeno dvěma náústky £ pro vstup a výstup krve a dvěma náúetky ji pro vstup a výstup dialyzátu. Stejného účinku podle vynálezu lza dosáhnout u hemodialyzátoru, jehož lamelární modul X je složen z polopropustné membrány £ tvaru hadice proložené textilním sílovým opěrným elementem χ.

Lamelární hemodialyzátory složené ze srovnatelných materiálů membrány a síloviny s rozměrovými charakteristikami, tloušlka membrány, průměr vláken, rozměry ok a tak dále vykazují parametry toku krve a účinnosti odstraňování metabolitů, jak je uvedeno v tab 1.

Tabulkal

Typ lamelárního elementu	Odpor při průtoku 200 ml/min krve hemodialyzátorem (Torr)	Clearance (ze standard, podmínek)
močovina (ml/min)	kye. močová (ml/min)
Se štěrbinovým lamelárním elementem podle shora uvedeného popisu	150 až 180	160	45
S paralelním uspořádáním kanálků, analogickým s komerčními· typy	200 až 250	145	45

Poznámka: Standardní podmínky při stanovení clearance:

průtok krve 200 ml/min průtok dialyzačního roztoku 500 ml/min

Při provozu hemodialyzátoru podle vynálezu se nejdříve neplní a propláchne krevní komora izotonickým roztokem chloridu sodného, a aby se zajistilo její dokonalá odvzduíniní nechá se tento roztok protékat hemodialyzátorem rychlostí přibližné 300 ml/min. Přitom se připojí k jednomu z náústků dielyzační roztok a hemodialyzátor se otočí o 180°, aby se dialyzátová komora zaplnila dialyzačním roztokem a dokonale se odvzduénlla. Po naplnění dialyzátorové komory se sníží podtlak na - 6,65 kPa, a tím se krevní komora stejnoměrně ' otevře, čímž se zajistí optimální průtok krevní komorou. Přitom transmembránový tlak je zapotřebí držet minimálně na hodnotě +9,33 kPa na straně krevní, a - 6,65 kPa na straně dialyzótové, aby se zajistilo stejnoměrné proudění tenkého krevního filmu po celé ploše krevní komory.

Hemodialyzétor podle vynálezu lze použít k léčení insuficience ledvin hemodialýzou, hemofiltrací, k okysličování jako oxygenátor, dále jako výměník tepla podle použitých typů polopropustných membrán.

Claims (3)

1. Hemodialyzétor se zlepšenými charakteristikami toku krve, sestávající z pouzdra, v němž jsou uloženy ploché polopropustné membrány s proloženými textilními sílovými opěrnými elementy, vyznačující se tím, že směr průběhu osnovních vláken (8) i útkových vláken (9) v sousedících vrstvách opěrných textilních elementů (7) svírá navzájem úhel 5 až 85® s výhodou úhel 5 až 50°.

2. Hemodialyzátor podle bodu 1, vyznačující se tím, že průměr osnovních vláken (8) a/nebo útkových vláken (9) textilního sílového opěrného elementu (7) i vzdálenosti mezi jednotlivými osnovními vlákny (8) a útkovými vlákny (9) jsou v poměru nedělitelném malými celými čísly, přičemž průměry vláken a nití, vytvářejících osnovu a útek tkaniny, leží v rozmezí 0,05 až 2 mm, s výhodou 0,15 až 0,65 mm.

3 výkresy