DE10200473B4

DE10200473B4 - Lineare Blutpumpe

Info

Publication number: DE10200473B4
Application number: DE10200473A
Authority: DE
Inventors: Marius Grossmann
Original assignee: Grossmann Marius Dr
Current assignee: Grossmann Marius Dr
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: DE10200473A1

Abstract

Lineare Blutpumpe, mit
einem von Blut durchströmten Rohr (1) mit einer Innenwandung, wobei das Blut die Innenwandung des Rohrs (1) benetzt,
einem in dem Rohr (1) angeordneten Rückschlagventil,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil in einem Bereich eines konstanten Durchmessers des Rohrs (1) und relativ zu diesem hin- und hergehend beweglich angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine lineare Blutpumpe mit einem von Blut durchströmten Rohr mit einer Innenwandung, wobei das Blut die Innenwandung des Rohrs benetzt, einem in dem Rohr angeordneten ersten Rückschlagventil und einem zweiten Rückschlagventil, wobei das erste und das zweite Rückschlagventil relativ zueinander hin und her bewegbar angeordnet sind.
Zur Behandlung einer Herzschwäche oder zur Durchführung eines extrakorporalen Blutkreislaufs (z.B. Herz-Lungen Maschine, Dialyse etc.) werden verschiedene Pumpentypen eingesetzt. In der Vergangenheit haben sich vor allem das Roller- und Membranpumpenprinzip als günstig erwiesen. Die Nachteile aller bekannten Blutpumpen bestehen in einer mechanischen Schädigung der zellulären und plasmatischen Bestandteile des Blutes, sowie der Entstehung von Blutgerinnseln, die dann in den Körper gelangen und Schaden verursachen können. Um diese Nachteile zu minimieren werden biokompatible Materialien verwendet und möglichst günstige Strömungsprofile konstruiert.

Eine Pumpe der eingangs beschriebenen Art ist aus der US 5,147,281 bekannt. Die Pumpe besitzt einen beweglichen ersten Rohrabschnitt, in dem ein erstes Rückschlagventil fest angeordnet ist. Weiterhin ist ein feststehender zweiter Rohrabschnitt vorgesehen, in dem ein zweites Rückschlagventil angeordnet ist. Zwischen den beiden Rohrabschnitten ist ein flexibler Verbindungsschlauch nach Art einer Faltenbalgs vorgesehen, der die Bewegung des beweglichen Rohrabschnitts mitsamt des erstes Rückschlagventil relativ zu dem feststehenden Rohrabschnitt ermöglicht.

Weiterhin ist aus der US 4,334,180 eine Blutpumpe mit einem flexiblen Faltenbalg bekannt.

Eine Vorrichtung zum Fördern von Blut ist aus der DE 34 28 828 C2 bekannt. Die Vorrichtung weist eine Pumpe und eine separate Pumpkammer mit zwei elastischen Membranen auf, welche die Pumpkammer in einen äußeren Teil und einen inneren Teil unterteilen. Die Pumpkammer ist in ihrem äußeren Teil mit einer Arbeitsflüssigkeit und im inneren Teil mit Blut befällt. Wenn Arbeitsflüssigkeit in den äußeren Teil der Pumpkammer gepumpt wird, wird Blut aus dem inneren Teil der Pumpkammer verdrängt. Die Pumpe zum Pumpen der Arbeitsflüssigkeit in den äußeren Teil der Pumpkammer kann als Kolbenpumpe ausgebildet sein.

Aus "Mechanical effects on rates of hemolysis"; Toro Nakahara und Fumitake Yoshida; Journal of Biomedical Materials Research, Vol. 20, 363-374 (1986) ist es bekannt, dass bei Vorrichtungen, in denen das Blut nicht durch dünne Kanäle oder Kapillare fließt, die Beanspruchung des Bluts durch turbulente Strömungen in dem Blut selbst ("bulk blood") von größerer Bedeutung für die Hämolyserate ist als die im Bereich der Kontaktfläche zwischen Blut und Festkörper einwirkenden Scherkräfte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Blutpumpe mit einem besonders günstigen Strömungsprofil anzugeben. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an. Der Einsatz der Pumpe ist in vielen Bereichen vorstellbar, z. B. als permanentes Herzunterstützungssystem oder als Blutpumpe in allen Bereichen der extrakorporalen Zirkulation, in denen eine geringe Blutschädigung und Embolierate Voraussetzung ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 zeigt eine Seitenansicht der einer Ausführungsform der neuen Pumpe.

2 zeigt eine Querschnittsansicht der Pumpe gemäß 1.

Die In den 1 und 2 dargestellte Pumpe besteht aus einem Rohr (1) möglichst aus einem biokompatiblen Material (z.B. Polyuretan). Es ist ca. 30 mm im Durchmesser und etwa 20 cm lang. An einem Ende ist eine mechanische Herzklappe (2) fest verankert. Sie besteht aus zwei Klappensegeln (11), die an einer gemeinsamen Achse im grössten Klappendurchmesser frei in eine Richtung beweglich aufgehängt sind. Eine zweite Herzklappe (3) gleicher Bauart ist fest mit einem umlaufenden Metallring (4) versehen. Der äußere Durchmesser ist so gewählt, dass er sich in der Längsachse verschieben lässt, das Klappengebilde aber nicht verkanten kann. Diese zweite Klappe ist somit in der Längsachse beweglich. Beide Klappen funktionieren als Rückschlagventil und sind gleichsinnig, der Pumprichtung entsprechend, ausgerichtet. Als Antrieb der Pumpe fungieren zwei außen liegende Magnete (5), die auf einer Schiene (6) ebenfalls in der Längsachse verschiebbar angebracht sind. Sie werden parallel durch ein Gestänge (7) hin und her bewegt. Der Antrieb erfolgt durch einen Elektromotor, der das Gestänge mittels einer Exzenterscheibe (8) bewegt.
Das Blut wird durch einen fest mit dem Pumpenrohr verbundenen Schlauch (9), dessen freies Ende z.B. in der linken Vorkammer des Herzens liegt, der Pumpe zugeführt. Auf der anderen Seite wird auf dieselbe Weise das Blut z.B. in eine große Körperarterie zurückgeführt (10). Damit fließt das Blut nicht mehr durch die linke Herzkammer, so dass diese entlastet ist.
Beschreibung eines Pumpzyklus
Während des Pumpvorganges bewegt sich die bewegliche Klappe (3) auf die feststehende Klappe zu. Dabei ist die sich bewegende Klappe (3) geschlossen, die feststehende Klappe (2) geöffnet. Es wird somit Blut aktiv in Pumprichtung bewegt. Wenn sich die Bewegungsrichtung am oberen Totpunkt der beweglichen Klappe (3) ändert, kommt es durch Druckänderung zum Verschließen der feststehenden Klappe (2), während sich die Bewegliche (3) öffnet. Damit kann Blut in die Pumpkammer nachfließen. Am unteren Totpunkt kommt es wiederum durch sich ändernde Druckverhältnisse zu einem Verschließen der beweglichen Klappe (3) und die feststehende Klappe (2) öffnet sich bei einem weiteren Pumpvorgang.
Der Vorteil dieses Pumpsystems besteht in einem nahezu laminaren Flussprofil. Eventuelle Ablagerungen an den inneren Rohrwandungen werden durch die kolbenartigen Bewegungen der beweglichen Klappe (3) in einem sehr frühen Stadium mobilisiert und sind wahrscheinlich so klein, dass im Organismus durch sie kein Schaden entstehen kann. Durch eine ebenfalls mögliche Konstruktion, bei dem beide Klappen bewegt werden, könnte dieser Vorteil weiter ausgebaut werden.
Der Antrieb kann nicht nur mechanisch durch einen sich bewegenden Magneten erfolgen, sondern auch durch hintereinandergeschaltete Elektromagnete, die entsprechend an und ausgeschaltet werden. Ebenfalls eine außenliegende Spule, die anstelle des Metallringes (4) einen Magnetring in einem elektromagnetischen Feld bewegt, ist vorstellbar.
Die Form der Pumpe kann z. B. durch ein U-förmiges Rohr beeinflusst werden. Hier können sich zwei Klappen in den geraden Anteilen des Rohres gleich- oder gegensinnig hin und her bewegen. Durch die reduzierte Länge des Mechanismus kann eine Implantation in einen Organismus möglich werden.

Claims

Lineare Blutpumpe, mit einem von Blut durchströmten Rohr (1) mit einer Innenwandung, wobei das Blut die Innenwandung des Rohrs (1) benetzt, einem in dem Rohr (1) angeordneten Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil in einem Bereich eines konstanten Durchmessers des Rohrs (1) und relativ zu diesem hin- und hergehend beweglich angeordnet ist.
Blutpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Rückschlagventil vorgesehen ist, und dass das erste Rückschlagventil relativ zu dem zweiten Rückschlagventil hin- und hergehend beweglich angeordnet ist.
Blutpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rückschlagventil feststehend angeordnet ist.
Blutpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rückschlagventil hin- und hergehend beweglich angeordnet ist.
Blutpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) U-förmig mit zwei geraden Abschnitten ausgebildet ist, und dass das erste Rückschlagventil in dem ersten geraden Abschnitt und das zweite Rückschlagventil in dem zweiten geraden Abschnitt angeordnet ist.
Blutpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blutpumpe zur Implantation in einen Organismus ausgebildet ist.
Blutpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Rückschlagventil als Herzklappen (2, 3) ausgebildet sind und dass mindestens eine der Herzklappen (3) einen umlaufenden Metallring (4) mit einem äußeren Durchmesser aufweist, der so gewählt ist, dass sich die Herzklappe (3) in Längsrichtung des Rohrs (1) verschieben lässt, ohne in dem Rohr (1) zu verkanten.
Blutpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetantrieb vorgesehen ist, der mittels eines Magnetfelds mindestens eines der Rückschlagventile hin und her bewegt.
Blutpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile aus biologischen oder mechanischen nichtmagnetischen Herzklappenprothesen gebildet werden, die einen Magneten oder ein magnetisierbares Metallgebilde enthalten.
Blutpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetantrieb entweder mechanisch oder induktiv ausgebildet ist.