CS255055B1 - Device with optimized support of membrane intented for substances exchange between two flowing liquids - Google Patents
Device with optimized support of membrane intented for substances exchange between two flowing liquids Download PDFInfo
- Publication number
- CS255055B1 CS255055B1 CS857580A CS758085A CS255055B1 CS 255055 B1 CS255055 B1 CS 255055B1 CS 857580 A CS857580 A CS 857580A CS 758085 A CS758085 A CS 758085A CS 255055 B1 CS255055 B1 CS 255055B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- dialysate
- inlet
- outlet
- blood
- diameter
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 55
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 55
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 54
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims 2
- 239000004588 polyurethane sealant Substances 0.000 claims 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001631 haemodialysis Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 210000001601 blood-air barrier Anatomy 0.000 description 3
- 230000000322 hemodialysis Effects 0.000 description 3
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 208000009304 Acute Kidney Injury Diseases 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 208000033626 Renal failure acute Diseases 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 229940127573 compound 38 Drugs 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000385 dialysis solution Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000004 hemodialysis solution Substances 0.000 description 1
- 231100000566 intoxication Toxicity 0.000 description 1
- 230000035987 intoxication Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- PIDFDZJZLOTZTM-KHVQSSSXSA-N ombitasvir Chemical compound COC(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NC1=CC=C([C@H]2N([C@@H](CC2)C=2C=CC(NC(=O)[C@H]3N(CCC3)C(=O)[C@@H](NC(=O)OC)C(C)C)=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C(C)(C)C)C=C1 PIDFDZJZLOTZTM-KHVQSSSXSA-N 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
- B01D61/28—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
- B01D63/087—Single membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/14—Specific spacers
- B01D2313/146—Specific spacers on the permeate side
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Vynález se týká zařízení s optimalizovanou opěrkou membrány, určené к výměně látek mezi dvěma proudícími kapalinami, z nichž jedna je například krev a druhá dialyzát, užitelné především při hemodialýze a dále dialýze, filtraci, ultrafiltraci i sdílení tepla.
Jedním ze způsobu léčení akutní nebo chronické ledvinové nedostatečnosti, intoxikace, popřípadě dalších onemocnění je hemodialýza. Léčebný proces spočívá v odstranění toxických látek nebo produktů metabolismu z krve pacienta dialýzou krve v hemodialyzátoru. Hemodialyzátor je zařízení skládající se ze dvou prostorů, krevního a dialyzátového, které jsou vzájemně odděleny dialyzační membránou, přes níž dochází к difúznímu přechodu uremických látek z krve pacienta do dialyzátu. Existuje několik základních konstrukčních uspořádání hemodialyzátorů.
Jsou to
1. Kapilární dialyzátory
2. Deskové dialyzátory s plochou membránou
3. Deskové dialyzátory s hadicovou membránou
V kapilárních hemodialyzátorech dochází к transportu látek stěnou kapilární membrány. Svazek kapilár je samonosným a proto v tomto technickém uspořádání není nutná opěrka membrány.
Deskové dialyzátory s plochou membránou jsou uspořádány tak, že vhodným poskládáním membránových opěrek a ploché membrány jsou vytvořeny dva odlišné prostory, vzhledem к okolí a mezi sebou utěsněny těsnící hmotou nebo stlačením, jimž proudí obě pracovní kapaliny (v případě hemodialýzy krev a dialyzační roztok). Takové uspořádání je známo z patentu USA 4.404 100.
Deskové dialyzátory s hadicovou membránou jsou tvořeny soustavou na sebe položených hadicových membrán, do nichž je vložena opěrka membrány a které jsou na konci slepeny. Tento dialyzátorový svazek je upraven a vložen do pouzdra dialyzátoru. Zatmelením jsou vytvořeny pracovní prostory dialyzátoru, přičemž jedna z pracovních kapalin (např. dialyzát) protéká vnitřní stranou membránové hadice a druhá z pracovních kapalin (např. krev) protéká vnější stranou. Takovéto uspořádání je známo z patentu NSR 3.045 495. Oba poslední typy dialyzátorů se shodují v tom, že jejich vlastnosti podstatně závisí na celkovém geometrickém uspořádání a zvláště na geometrickém uspořádání membránové opěrky.
Mechanické vlastnosti membrány společně s geometrií membránové opěrky a celkovým geometrickým uspořádáním pouzdra rozhodují o vlastnostech dialyzátoru. Současné používané deskové dialyzátory mají opěrku membrány vyrobenu odstřiknutím z plastu, z tkané nebo netkané textilie. Ty z nich, které mají membránovou opěrku vyrobenou z tkané nebo netkané textilie, mají v současnosti značně rozdílné parametry, z nichž mnohé, zvláště vylučování bublinek vzduchu v okách tkaného nebo netkaného materiálu, nepříznivé tlakové ztráty, značné zastínění plochy membrány, to je neúčinná plocha na jejím styku s membránovou opěrkou, negativně ovlivňují bezpečnou, pohotovou a účinnou léčbu pacienta.
Účelem vynálezu je konstrukce takového zařízení, které optimální volbou geometrického uspořádání zajištuje, aby současně byly výše zmíněné negativní vlivy minimální. Přitom optimalizace spočívá v tom, že je nalezeno takové geometrické uspořádání pouzdra a membránové opěrky při daných mechanických parametrech membrány, že je současně minimální usazování vzduchu v okách tkané opěrky membrány, jsou minimální tlakové ztráty v prostorech protékaných oběma pracovními kapalinami a je zabezpečeno nejlepší rozvedení obou funkčních kapalin po ploše membrány, a tím i maximální účinnost.
Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení s optimalizovanou opěrkou membrány, určené к výměně látek mezi dvěma proudícími kapalinami, z nichž jedna je nejčastěji krev a druhá dialyzát, jehož podstata spočívá v tom, že dialyzátové polopouzdro je opatřeno vstupní dialyzátovou komůrkou a výstupní dialyzátovou komůrkou, jejichž šířka je 10 až 20 mm a vzdálenost středů těchto komůrek je 180 až 210 mm, zatímco vzájemné vzdálenosti a velikosti vstupní krevní komůrky na krevním polopouzdru i vstupní dialyzátové komůrky na dialyzátovém polopouzdru jsou stejné, přičemž membrána je anizotropní a v mokrém stavu má následující g g hodnoty parametrů, ve směru hlavní osy pružnosti Youngův modul pružnosti 1,6.10 až 1,9.10 Pa 7 7 a srážlivost Youngův modul pružnosti 1,2.10 až 1,6.10 Pa a roztažnost 5 až 6%, přitom tkaná membránová opěrka má vlákna osnovy orientována rovnoběžně se směrem kolmým na hlavní 8 8 osu, jež má Youngův modul pružnosti membrány 1,6.10 až 1,9.10 Pa a vzdálenost (t^) středů vláken až 1,9.10 útku v rozmezí průměrů (d^) 0,001 až 1 mm a splňuje vztah = Aidů + Bldú kde ťú dú A1 tíl přičemž je vzdálenost vláken útků v mm je průměr vláken útků v mm (2,26 až 2,68) (-0,53 až -0,41) mm'1 celková plocha použité membrány je 1,4 až 1,5 m opěrek je 75 až 85. Dále se vyznačující tím, že zvoleném průměru (d^) vláken útku splňuje vztah a počet použitých membránových průměr (dQ) vláken osnovy v závilosti na v rozmezí průměru (d^) útku 0,001 až 1 mm kde do dú A2 b2 do = A2dú + B2dú je průměr vláken je průměr vláken (0,45 až 0,69) (-0,074 až 0,15) osnovy útku v v mm mm
-1 mm
Dále к průměru se vyznačující tím, že vzdálenost (tQ) středů vláken osnov splňuje ve vztahu (d^) útku v rozmezí průměrů (d^) útku 0,001 až 1 mm vztah ťo - A3dú + B3dú kde fco d.
u A3 B3 je vzdálenost vláken osnov v mm je průměr vláken útku v mm (1,47 až 2,12) (-0,53 až -0,71) mm“1 dvojitá osnovní vlákna, přičemž vzdálenost kde dQ je průměr osnovy a pro vzdálenost mm vztah se vyznačující tím, že osnova obsahuje O + do' platí v rozmezí průměrů útků 0,001 až 1 ťo = A3dú + B3dú
Dále sudých nebo lichých osnovních vláken je t( t osnov kde ťo dú A3 B3 je vzdálenost vláken osnov v mm je průměr vláken (1,47 až 2,12) (-0,71 až -0,53) útku v mm
-1 mm
Dále se vyznačující tím, že je roven (3,0 až 3,1).
poměr průměru (dQ) vláken osnovy ku jejich vzdálnosti (t^) v oblasti vstupu nebo výstupu dialyzátu nebo vstupu nebo opěrka opatřena útkovými vlákny o větším průměru (d^) než
Dále se vyznačující tím, že výstupu krve je tkaná membránová je průměr (d^) útkových vláken funkční části.
Dále se vyznačující tím, že v oblasti vstupu nebo výstupu dialyzátu nebo vstupu nebo výstupu krve je tkaná membránová opěrka opatřena útkovými vlákny o menším průměru (d^) než je průměr (d^) útkových vláken funkční části.
Dále se vyznačující tím, že v oblasti vstupu nebo výstupu dialyzátu nebo vstupu nebo výstupu krve je tkaná membránová opěrka opatřena útkovými vlákny, kde vzdálenost (t^) mezi nimi je větší než vzdálenost (t^) mezi útkovými vlákny funkční části. Dále se vyznačující tím, že v oblasti vstupu nebo výstupu dialyzátu nebo vstupu nebo výstupu krve je tkaná membránová opěrka opatřena útkovými vlákny, kde vzdálenost (t^) mezi nimi je menší než vzdálenost (t^) mezi útkovými vlákny funkční části. Dále se vyznačující tím, že v oblasti vstupu nebo výstupu dialyzátu nebo vstupu nebo výstupu krve tkaná membránová opěrka obsahuje rozlisovaná útková vlákna.
Nový a vyšší účinek zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že matematickou optimalizací geometrických parametrů, významných pro funkci hemodialyzátoru se určí nej lepší možné uspořádání jednotlivých prvků hemodialyzátoru tak, že hemodialyzátor má minimální možnou tlakovou ztrátu na dialyzátové straně, která je podstatně menší než u hemodialyzátoru firmy Hemoclear, chráněného patentovým spisem USA č. 4.404 100. Současně je zabezpečen takový tvar kanálků, jimiž teče dialyzát, že uvolněné bublinky plynů se nemohou zachycovat v okách membránové opěrky. Tato dvě zlepšení umožňují efektivní využití hemodialyzátoru i na dialyzačních monitorech s horším stupněm odvzdušnění dialyzátu, což je podstatnou výhodou geometrického uspořádání dle vynálezu.
Nalezením optimálního vztahu pro uspořádání šířoviny, umožňujícím nejlepší možný rozvod kapalin po ploše membrány, umožňuje technologickým postupem vhodným pro automatizaci (tedy i ekonomicky výhodným) přiblížit se parametrům dialyzátorů s hadicovou membránou, u nichž však je obtížná automatizace výroby a jsou tudíž ekonomicky nákladnější, viz patent NSR č. 3.037 506.
Dalšími variantami optimalizované tkané membránové opěrky je také možné dosáhnout tvaru kanálků krevního prostoru analogického kapilárním dialyzátorům, a tímto způsobem se přiblížit jejich výhodám při zachování ekonomické nenáročnosti, vyplývající z použití ploché membrány, která je v současné době levnější než kapilární membrána. V některých případech je možná i snadnější technologická zpracovatelnost výrobku neŽ v případech použití kapilární membrány. Ovšem z hlediska pouze funkčních parametrů nelze dosáhnout stejných vlastností kapilárních a deskových dialyzátorů.
Podstata vynálezu bude v dalším objasněna na neomezujících příkladech jeho provedení, které jsou popsány pomocí připojených výkresů, na nichž je znázorněno: na obr. 1 je schematicky znázorněna jedna funkční vrstva hemodialyzátoru, na obr. 2 je znázorněna jedna z možných variant membránové opěrky, na obr. 3 je znázorněno půdorysné schéma zařízení, na obrázku 4 je znázorněno v řezu, na obr. 5 je nakreslen částečný řez s odkrytým krevním bokem a na obr. 6 je nakreslena opěrka membrány použitá v hemodialyzátoru, který je jedním z příkladů využití vynálezu.
Na obr. 1 je znázorněna jedna funkční vrstva hemodialyzátoru. Funkční vrstva, to je jedna membránová opěrka na obou stranách pokrytá membránou, je rozdělena na pět částí, a to: oblast vstupu dialyzátu 1., oblast vstupu krve 2/ funkční část 2, oblast výstupu dialyzátu 5,a oblast výstupu krve 2· Dialyzát vstupuje do oblasti vstupu dialyzátu 2 ve směru šipky 6, je v této rozveden, tak že ve funkční části hemodialyzátu 2 proudí rovnoběžně s jeho delší hranou, to je ve směru označením šipkou 2·
Dialyzát vytékající z funkční části 2 3e shromaždován v oblasti výstupu dialyzátu 5t odkud je odváděn ve směru šipky 2· Podobně krev vstupuje do oblasti vstupu 2 ve směru šipky 9 a je rozvedena tak, že se ve funkční části 2 pohybuje rovnoběžně s delší hranou hemodialyzátoru, to je ve směru Šipky 10 a v opačné orientaci ke směru toku dialyzátu; Krev po průchodu funkční částí 2 3e shromáždována v oblasti výstupu krve 4, odkud odtéká ve směru Šipky 21· Funkční oblast má délku 2# šířka oblasti vstupu dialyzátu a krve je z.
Zařízení, které je předmětem vynálezu, je řešením následujících požadavků:
1. Tlaková ztráta v dialyzátovém prostoru funkční oblasti je minimální.
2. Tlaková ztráta v krevním prostoru funkční oblasti je minimální.
3. Tlaková ztráta v oblastech vstupu a výstupu dialyzátu ve směru toku vstupující kapaliny je rovna tlakové ztrátě ve funkční oblasti pro dialyzát, čímž je zajištěno rozvedení dialyzátu.
4. Průhyb membrány při pracovních podmínkách na vláknech membránové opěrky, ležících kolmo na delší rozměr dialyzátoru, je roven 0,9 až 1,1 poloměru těchto vláken. V tomto rozmezí jsou vznikajícím bublinky nestabilní a zároveň je minimální zastínění membrány na vláknech membránové opěrky.
5. Geometrické uspořádání vstupů a výstupů na krevní a dialyzátové straně je symetrické, čímž je zabezpečena optimalizace krevní strany pouhou optimalizací strany dialyzátové .
6. Membránové opěrky jsou vyrobeny z tkaniny, vytvořené propletením tří vláken,? osnovního 12, útkového 13 a vazného 14, viz obr. 2.
Tyto požadavky řeší předmět vynálezu pro plochou anizotropní membránu, jejíž Youngův
8 modul pružnosti ve směru hlavní osy pružnosti je 1,6.10 až 1,9.10 Pa a jejíž Youngův
7 modul pružnosti ve směru vedlejší osy pružnosti je 1,2.10 až 1,6.10 Pa, přičemž obě hodnoty jsou měřeny ve vlhkém stavu membrány, a která se ve směru hlavní osy pružnosti sráží o 0,9 až 1,1% a ve směru vedlejší osy pružnosti bobtná o 5 až 6 % a ve směru rovnoběžném se směrem jejího tažení se sráží o 1 %.
Dále jsou kladeny požadavky, aby šířka vstupů do dialyzátového prostoru byla 10 až 20 mm, délka funkční oblasti byla 180 až 210 mm, počet použitých membránových opěrek byl až 85 a celková plocha dialyzátoru 1,4 až 1,5 m . Řešení je provedené při pracovních podmínkách pro celkový výrobek: průtok ktevní stranou 200 ml/min., průtok dialyzátovou stranou 500 ml/min. a pracovní tlak 40 kPa.
Na obr. 2 je schematicky znázorněno geometrické uspořádání membránové opěrky, pro niž byla provedena optimalizace.
Na obr. 3 je znázorněno půdorysné schéma zařízení dle vynálezu.
Zařízení podle vynálezu je tvořeno pouzdrem 20, které je dvoudílné a sestává se z dialyzátového polopouzdra 21, jehož integrální součástí je nátrubek 22 pro vstup dialyzátu se vstupní dialyzátovou komůrkou 23 vymezující šířku vstupního prostoru do oblasti vstupu a výstupu dialyzátu na 10 až 20 mm a výstupní dialyzátovou komůrkou 24 vzdálenou 180 až 210 mm od vstupní a vymezující šířku výstupního prostoru oblasti výstupu dialyzátu na 10 až 20 mm, zakončenou výstupním nátrubkem 25, a krevního polopouzdra 26, jehož integrální součástí je nátrubek 27 pro vstup krve se vstupní krevní komůrkou 28 a nátrubek 29 pro výstup krve a výstupní krevní komůrkou 30.
Nátrubky 27 a 29 a vstupní komůrka 18 a výstupní komůrka 30 jsou umístěny symetricky к dialyzátovým nátrubkům 25,a 23, čímž je automaticky splněna optimálnost uspořádání krevních prostor při optimálním uspořádání dialyzátového prostoru.
Na obr. 4 je zobrazen průřez zařízením dle vynálezu. V pouzdru 20 je uspořádán dialyzátový svazek 31 tvořený akordeonovitě poskládanou membránou 32, mezi jejíž vrstvy jsou nasunuty tkané membránové opěrky 33. Celý svazek 31 je na obou koncích opatřen klínovou deskou 37i
Na obr. 5 je znázorněn částěčný řez s odkrytým krevním bokem, z něhož je zřejmé, že svazek 31 spolu s klínovými deskami 37 je vložen do pouzdra 20 a podél svého obvodu v místech, kde se dotýká pouzdra 20, utěsněn pomocí tmelící polyuretanové hmoty 38.
Na obr. 6 je zobrazena membránová opěrka použitá v tomto zařízení. Je tvořena trojicí vzájemně protkávaných vláken, z nichž osnovní vlákno 34 má průměr 170 /um a jeho dostává je 16 dvojvláken na jeden centimetr, útkové vlákno 35 má průměr 250 /um a jeho dostává je 15 dvojvláken na jeden centimetr a vazné vlákno 36 má průměr 50 /um.
Funkce zařízení podle vynálezu v tomto příkladu je následující: přepažením vnitřního pouzdra 20 akordeonovitě poskládanou permeabilní membránou 32 s proloženými optimalizovanými membránovými opěrkami 33 se uvnitř zařízení vytvoří dva prostory oddělené membránou 32, kterými protékají krev a dialyzát.
Krev vstupuje do zařízení náústkem 27, na nějž se připojí příslušný set z dialyzačního monitoru. Krev po vstupu do dialyzátoru nejprve rovnoměrně zaplní vstupní krevní komůrku 28, z níž odtéká po celé výšce svazku do jednotlivých oblastí vstupu krve 12, kde je rozvedena do funkčních částí. Protože při funkci zařízení jako dialyzátoru je v dialyzátorovém prostoru podtlak, proudí krev vzniklými kanálky do oblasti výstupu 4^, odkud je odváděna do výstupní krevní komůrky 30.
Z ní je dováděna zpět do těla pacienta. Dialyzát vstupuje do dialyzátoru vstupním náústkem 22 a vystupuje z dialyzátoru výstupním náústkem 25, který je umístěn na opačném konci dialyzátoru protilehle krevnímu náústku 27. Dialyzát po zaplnění vstupní komůrky 23 vstupuje do jednotlivých oblastí vstupu dialyzátu 2* kde j® rozveden do funkční olasti ,3* 2 níž vytéká do oblasti výstupu dialyzátu 5, a odtud do výstupní komůrky 24 pro dialyzát. Tímto způsobem je zajištěno, že krev a dialyzát omývají opačné strany permeabilní membrány 32 a v důsledku gradientu koncentrace dochází к přechodu látek z krve do dialyzátu. Zachováním rozměrů pouzdra 20 vzdálenosti vláken a ostatních parametrů zmíněných v popise návrhu je zajištěno, že funkce dialyzátoru je optimální.
Jinou možností je využití zařízení dle vynálezu jako výměníku tepla. V tomto případě je uspořádání zcela analogické jako v předešlém příkladě pouze s tím rozdílem, že je použita nepropustná membrána s analogickými mechanickými vlastnostmi a s vysokou tepelnou vodivostí. Na základě návrhu je dané uspořádání optimální vzhledem к výše zmíněným parametrům, to je minimální tvorba bublinek, minimální tlakové ztráty a maximální účinnost.
Další obměnou zařízení dle vynálezu je zahušťovací zařízení pro enzymy. V tomto případě je uspořádání zcela analogické jako v příkladě hemodialyzátoru s tím rozdílem, že je použita ultrafiltrační membrána s mechanickými vlastnostmi analogickými membráně použité v příkladě hemodialyzátoru, přes jejíž plochu je díky gradientu tlaku odstraňována voda z pracovního roztoku, čímž dochází к jeho zahušťování. Na základě návrhu je dané uspořádání optimální vzhledem к výše zmíněným parametrům.
Optimalizační postup byl zpracován na počítači a umožňuje tvořit další varianty pro jiné uspořádání síta, vstupů a výstupů a vlastností membrány.
Claims (10)
- PŘEDMĚT VYNALEZU1. Zařízení s optimalizovanou opěrkou membrány, pro výměnu látek mezi dvěma proudícími kapalinami, z nichž jedna je krev a druhá dialyzát, tvořené pouzdrem, ve kterém je uzavřen dialyzátorový svazek sestávající z klínových desek, akordeonovitě poskládané membrány a tkaných membránových opěrek z plastů, jež jsou tvořeny osnovními a útkovými vlákny, které leží na sobě a jsou vzájemně spojeny obtáčecím vazným vláknem a tyto opěrky jsou nasunuty mezi jednotlivé vrstvy membrány a celý obvod membránového pásu je v místě styku s vnitřními plochami pouzdra zalit tmelící polyuretanovou hmotou, a spolu s membránou je vnitřní prostor pouzdra rozdělen na krevní a dialyzátovou část, přičemž pouzdro sestává z dialyzátové části jejíž integrální součástí je nátrubek pro vstup dialyzátu se vstupní dialyzátovou komůrkou a nátrubek pro výstup dialyzátu s výstupní dialyzátovou komůrkou a jednak z krevní části pouzdra jejíž integrální součástí je nátrubek pro vstup krve se vstupní krevní komůrkou a nátrubek pro výstup krve s výstupní krevní komůrkou, vyznačující se tím, že dialyzátové polopouzdro (21) je opatřeno vstupní dialyzátovou komůrkou (23) a výstupní dialyzátovou komůrkou (24), jejichž šířka je 10 až 20 mm a vzdálenost středů těchto komůrek je 180 až 210 mm, zatímco vzájemné vzdálenosti a velikosti vstupní krevní komůrky (27) na krevním polopouzdru (20) i vstupní dialyzátové komůrky (23) na dialyzátovém polopouzdru (21) jsou stejné, přičemž membrána (32) je anizotropní a v mokrém stavu má následující hodnoty parametrů,8 8 ve směru halvní osy pružnosti Youngův modul pružnosti 1,6.10 až 1,9.10 Pa a srážlivost0,9 až 1,1 % a ve směru kolmém na hlavní osu pružnosti Youngův modul pružnosti 1,2.107 až 1,6.10 Pa a roztažnost 5 až 6 % přitom tkaná membránová opěrka (33) má vlákna (12) osnovy orientována rovnoběžně se směrem kolmým na hlavní osu, membrány (32) 1,6.108 až 1,9.108 Pa a vzdálenost (t^) průměru (d,) 0,001 až 1 mm splňuje vztah jenž má Youngův modul pružnosti středů vláken (13) útku v rozmezí
kde ťú je vzdálenost vláken útků v mm dú je průměr vláken útků v mm A1 (2,26 až 2,68) (-0,53 až -0,41) mm“1 přičemž celková plocha použité membrány je 1,4 až1,5 m2 a počet použitých membránových opěrek (33) je 75 až 85. - 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující na se tím,, že průměr (dQ) vláken (12) osnovy v závislosti na zvoleném průměru (d^) vláken (13) útku splňuje vztah v rozmezí průměru (d^) útku 0,001 až 1 mm do = л2ай + в2а2 kde dQ je průměr vláken osnovy vmm d^ je průměr vláken útku vmmA2 (0,45 až 0,69)B2 (-0,074 až 0,15)mm“
- 3. Zařízení podle bodů 1 a 2 osnov splňuje ve vztahu к průměru vyznačující se tím, že vzdálenost (tQ) středů vláken (12) (d^) útku v rozmezí průměrů (d^) útku 0,001 až 1 mm vztah kde t je vzdálenost vláken osnov v mm od^ je průměr vláken útku v mmA3 (1,47 až 2,12)B3 (-0,53 až -0,71)
- 4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že osnova obsahuje dvojitá osnovní vlákna (34), přičemž vzdálenost sudých nebo lichých osnovních vláken (34) je tQ + dQ kde dQ je průměr osnovy a pro vzdálenost osnov tQ platí v rozmezí průměrů útků 0,001 až 1 mm vztah kde je vzdálenost vláken osnov v mm je průměr vláken útku v mmА3 (1,47 až 2,12)В3 (-0,71 až -0,53) mm “1
- 5. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že poměr průměru (dQ) vláken (12) osnovy ku vzniku jejich vzdálenosti (t^) je roven (3,0 až 3,1).
- 6. Zařízení podle bodů 3 nebo 4 nebo 5, vyznačující se tím, Že v oblasti vstupu (1) nebo výstupu (5) dialyzátu nebo vstupu (2) nebo výstupu (4) krve je tkaná membránová opěrka (33) opatřena útkovými vlákpy (13) o větším průměru (d^) než je průměr (d^) útkových vláken (13) funkční části (3).
- 7. Zařízení podle bodů 3 nebo 4 nebo 5 vyznačující se tím, že v oblasti vstupu (1) nebo výstupu (5) dialyzátu nebo vstupu (2) nebo výstupu (4) krve je tkaná membránová opěrka (33) opatřena útkovými vlákny (13) o menším průměru (d^) než je průměr (d^) útkových vláken (13) funkční části (3).
- 8. Zařízení podle bodů 3 nebo 4 nebo 5 vyznačující se tím, že v oblasti vstupu (1) nebo výstupu (5) dialyzátu nebo vstupu (2) nebo výstupu (4) krve je tkaná membránová opěrka (33) opatřena útkovými vlákny (13), kde vzdálenost (t^) mezi nimi je větší než vzdálenost (t^) mezi útkovými vlákny (13) funkční části (3).
- 9. Zařízení podle bodů 3 nebo 4 nebo 5 vyznačující se tím, že v oblasti vstupu (1) nebo výstupu (5) dialyzátu nebo vstupu (2) nebo výstupu (4) krve je tkaná membránová opěrka (33) opatřena útkovými vlákny (13), kde vzdálenost (t^) mezi nimi je menší než vzdálenost (t^) mezi útkovými vlákny (13) funkční části (3).
- 10. Zařízení podle bodů 3 nebo 4 nebo 5, vyznačující se tím, že v oblasti vstupu (1) nebo výstupu (5) dialyzátu nebo vstupu (2) nebo výstupu (4) krve tkaná membránová opěrka (33) obsahuje rozlisovaná útková vlákna (13).6 výkresůOBR 1
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS857580A CS255055B1 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Device with optimized support of membrane intented for substances exchange between two flowing liquids |
DE19863620437 DE3620437A1 (de) | 1985-10-23 | 1986-06-18 | Einrichtung zum austausch von stoffen zwischen zwei fliessenden fluessigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS857580A CS255055B1 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Device with optimized support of membrane intented for substances exchange between two flowing liquids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS758085A1 CS758085A1 (en) | 1987-06-11 |
CS255055B1 true CS255055B1 (en) | 1988-02-15 |
Family
ID=5425240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS857580A CS255055B1 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Device with optimized support of membrane intented for substances exchange between two flowing liquids |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS255055B1 (cs) |
DE (1) | DE3620437A1 (cs) |
-
1985
- 1985-10-23 CS CS857580A patent/CS255055B1/cs unknown
-
1986
- 1986-06-18 DE DE19863620437 patent/DE3620437A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3620437A1 (de) | 1987-04-23 |
CS758085A1 (en) | 1987-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4183811A (en) | Membrane unit and device for cleansing blood | |
EP0345983B1 (en) | Fluid treatment apparatus | |
CA1117028A (en) | Membrane unit and apparatus for removing metabolite contaminants from blood | |
ES2458140T3 (es) | Dializador MECS | |
US5015388A (en) | Integrated device for the biospecific purification of a liquid containing cellular elements | |
US3608729A (en) | Disposable dialyser pack with adsorbent | |
US4038191A (en) | Manifold for ultra filtration machine | |
US4323455A (en) | Compact type fluid treatment apparatus | |
US4219422A (en) | Apparatus for mass transfer between fluids, provided with an interposed selectively permeable diaphragm unit | |
CA1163929A (en) | Mass transfer apparatus with collapsed semipermeable membrane | |
JPH062160B2 (ja) | 物質トランスファ−装置 | |
US3442388A (en) | Artificial kidney having a corrugated,convoluted membrane | |
US3464562A (en) | Dialyzing apparatus and method of making the same | |
EP0030938A1 (en) | Blood perfusion units | |
CS255055B1 (en) | Device with optimized support of membrane intented for substances exchange between two flowing liquids | |
US3488690A (en) | Artificial kidney membrane support means | |
JPH0614966B2 (ja) | 中空糸型流体処理用装置 | |
GB2062491A (en) | Device for the mass transfer between liquids | |
JP7033578B2 (ja) | 圧力検出器 | |
EP1002566A2 (en) | Filter for adsorbing heparin and/or endotoxins in plasma and/or blood | |
US20050000898A1 (en) | Bio-liquid treatment device | |
CN208864911U (zh) | 一种新型防感染的血液透析器 | |
CA1118367A (en) | Semipermeable membrane mass transfer apparatus having slotted support members | |
JP3244409B2 (ja) | 中空糸膜型透析濾過器 | |
CN222517420U (zh) | 一种血液透析器 |