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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner eine externe Funktionseinrichtung
gemäß Anspruch
28 sowie eine Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 32.
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Verschiedene
Behandlungsvorrichtungen, wie beispielsweise solche der Medizintechnik,
weisen Einrichtungen auf, in welchen Fluide behandelt oder vorübergehend
gespeichert werden sollen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, eine weitere zu diesem Zweck geeignete
Einrichtung anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Bei allen folgenden Ausführungen
ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein/haben” synonym
zu „ist/hat
vorzugsweise” zu
verstehen.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
weist wenigstens eine Fluidaufnahmekammer, die zum Aufnehmen wenigstens
eines ersten medizinischen Fluids geeignet und ausgelegt ist, auf.
Sie weist ferner wenigstens eine hydrophobe Filtereinrichtung auf
zum Zuführen
eines zweiten gasförmigen
Fluids in ein Inneres der Fluidaufnahmekammer.
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Der
Begriff „Fluidaufnahmekammer”, wie er
hierin verwendet wird, bezeichnet eine Kammer oder einen Behälter, welche/r
ein Inneres oder einen Innenraum aufweist, der zum vollständigen oder
teilweise Befüllen
mit Fluiden und Aufnehmen derselben geeignet und bestimmungsgemäß vorgesehen
ist.
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Ein „erstes
Fluid” im
Sinne der vorliegenden Erfindung schließt jede medizinische Flüssigkeit
und/oder jedes medizinische Gas sowie beliebige Kombinationen ein,
welche(s) zum Einbringen in eine erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung angedacht
bzw. vorgesehen ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten
Fluid um Blut.
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Der
Begriff „erstes
Fluid” wird
deshalb gleichbedeutend mit dem Begriff „medizinisches Fluid” verwendet.
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Ein „zweites
Fluid” ist
ein gasförmiges
Fluid, vorzugsweise Luft.
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Der
Begriff „Filtereinrichtung” oder „hydrophobe
Filtereinrichtung”,
wie er hierin gleichbedeutend verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung,
welche dazu ausgelegt und vorgesehen ist, eine Filterwirkung auf Fluide,
welche durch die Fluidaufnahmekammer hindurchzuführen sind, auszuüben. Alternativ
bezeichnet eine Filtereinrichtung i. S. d. Erfindung eine Membran
ohne Filterwirkung.
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Die
Filterwirkung kann z. B. eine Reinigung der der Fluidaufnahmekammer
zuzuführenden
Fluide, insbesondere zum Beispiel das Zurückhalten von Feststoffen, Kleinstlebewesen,
wie Viren oder Bakterien, und dergleichen umfassen.
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Die
Filtereinrichtung ist erfindungsgemäß derart angeordnet, dass ein
Normalenvektor auf die Filteroberfläche der hydrophoben Filtereinrichtung
nicht parallel zu einem Normalenvektor auf die Ebene des Fluidpegels
bzw. des Fluidspiegels des in der Fluidaufnahmekammer vorhandenen
ersten Fluids verläuft.
Die beiden Normalenvektoren liegen, anders ausgedrückt, nicht
in einer Ebene.
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Der
Begriff „Normalenvektor”, wie er
hierin in Bezug auf die Filteroberfläche verwendet wird, bezeichnet
einen Normalenvektor zu einem beliebigen Oberflächenabschnitt der Filtereinrichtung.
Der Normalenvektor auf die Filteroberfläche kann eine Senkrechte zu
einer Haupterstreckungsebene der Filtereinrichtung, besonders bevorzugt
eine Senkrechte zu einer Oberfläche
eines Hauptabschnitts der Filtereinrichtung, ganz besonders bevorzugt
eine Senkrechte zu einem mittleren Abschnitt der Filtereinrichtung
oder eine Senkrechte zu einem filternden Abschnitt der Filtereinrichtung
oder der nicht-filternden
Membran sein. Ein solcher Normalenvektor auf die Filteroberfläche kann
ein senkrechtes Lot oder eine Senkrechte auf einen der zuvor genannten Abschnitte
darstellen.
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Der
Begriff „Normalenvektor
auf die Ebene des Fluidspiegels”,
wie er hierin verwendet wird, bezeichnet – in Anlehnung an die vorstehend
angegebene Definition für
den Normalenvektor auf die Filteroberfläche – einen Normalenvektor zu einem beliebigen Abschnitt
bzw. Bereich der Ebene des Fluidspiegels.
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Der
Begriff „Fluidspiegel” bezieht
sich erfindungsgemäß auf einen
Fluidspiegel oder – pegel
(diese beiden Begriffe werden nachfolgend synonym zueinander verwendet)
eines in der Fluidaufnahmekammer vorhandenen ersten Fluids.
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Der
Fluidspiegel ist dabei auf ein Inneres der Fluidaufnahmekammer begrenzt.
Er setzt sich nicht in Bereichen außerhalb der Fluidaufnahmekammer
fort. Unter dem Fluidspiegel ist vorzugsweise nicht die gesamte
Ebene durch den Fluidspiegel, sondern nur der von Wänden oder
anderen Strukturen begrenzte Bereich dieser Ebene im Inneren der
Fluidaufnahmekammer zu verstehen.
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Der
Fluidspiegel ist bevorzugt auf eine Kontaktfläche oder einen Kontaktabschnitt
des ersten Fluids mit einem zweiten Fluid, welches ebenfalls im
Inneren der Fluidaufnahmekammer vorliegt, beschränkt. Er hat bevorzugter Weise
keine weitere Ausdehnung hierüber
hinaus. Der Fluidspiegel liegt somit bevorzugt allein innerhalb
der Fluidaufnahmekammer vor.
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Bei
Schwapp- und/oder Strömungsbewegungen,
beispielsweise Rotations- und/oder Wellenbewegungen der in der Fluidaufnahmekammer
befindlichen Fluide kann es schwierig sein, einen Fluidspiegel oder
eine Senkrechte hierauf zu bestimmen. Daher wird unter einem Fluidspiegel
erfindungsgemäß bevorzugt
ein unter Berücksichtigung
aller Schwapp- und/oder Strömungsbewegungen
der in der Fluidaufnahmekammer befindlichen Fluide gemittelter Durchschnittspegel
oder -spiegel verstanden.
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Der
Fluidspiegel kann vorzugsweise in einem Strömungs–Ruhezustand des Fluids bestimmt
werden. Es ist unerheblich, ob ein solcher Ruhezustand im Gebrauch
der Einrichtung erreicht wird. Es genügt für die vorliegenden Zwecke,
einen solchen anzunehmen oder zu approximieren.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand
der Unteransprüche.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
steht der Normalenvektor auf die Filteroberfläche im Wesentlichen senkrecht
zum Normalenvektor auf die Ebene des Fluidspiegels.
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Der
Begriff „im
Wesentlichen senkrecht”,
wie er hierin verwendet wird, umfasst Abweichungen von der Rechtwinkeligkeit,
die z. B. daher rühren,
dass die externe Funktionseinrichtung – zum Beispiel eine Blutbehandlungskassette – welche
die erfindungsgemäße Einrichtung
aufweist, im Gebrauch eine geringe Neigung, z. B. bis zu +/–15°, aufweist,
während
bei einer solchen Neigung der Filtereinrichtung der Fluid- oder Flüssigkeitspegel
in der externen Funktionseinrichtung trotzdem horizontal bleibt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hat ein Normalenvektor auf die Filteroberfläche keinen
Schnittpunkt mit einem Fluidspiegel – wie oben definiert – des in
der Fluidaufnahmekammer vorhandenen ersten Fluids.
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In
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist die Einrichtung wenigstens eine Fluidzuführungskammer zum Zuführen des
zweiten Fluids auf.
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Der
Begriff „Fluidzuführungskammer”, wie er
hierin verwendet wird, bezeichnet eine Kammer oder einen Behälter, welche/r
ein Inneres oder einen Innenraum aufweist, der zum Aufnehmen eines
zweiten Fluids und Zuführen
desselben in die Fluidaufnahmekammer geeignet und bestimmt ist.
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Die
Fluidzuführungskammer
kann in Form einer Spritzgusskammer hergestellt sein. Die Fluidzuführungskammer
kann eine Einmal-Fluidzuführungskammer
sein.
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Die
Fluidzuführungskammer
kann in wenigstens einem Abschnitt derselben mit der Fluidaufnahmekammer
verbunden sein.
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Sie
kann stoffschlüssig
mit der Fluidaufnahmekammer verbunden oder in diese integriert sein.
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Die
Fluidzuführungskammer
kann beispielsweise während
der Herstellung der Fluidaufnahmekammer ausgestaltet werden.
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Die
Fluidzuführungskammer
kann durch wenigstens eine Abgrenzung oder eine Teilwand von der
Fluidaufnahmekammer abgetrennt sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Filtereinrichtung in einem Inneren
der Fluidzuführungskammer
angeordnet.
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Die
Fluidzuführungskammer
und die Fluidaufnahmekammer stehen bevorzugt lediglich über die
Filtereinrichtung miteinander in Fluidkommunikation. Bevorzugt wird
dabei das zweite Fluid aus der Fluidzuführungskammer durch die Filtereinrichtung
in die Fluidaufnahmekammer eingebracht bzw. dieser zugeführt.
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Ganz
besonders bevorzugt ist die Filtereinrichtung derart ausgestaltet
und vorgesehen, dass ein in der Fluidaufnahmekammer befindliches
erstes Fluid nicht durch die Filtereinrichtung in die Fluidzuführungskammer
gelangen kann.
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Das
der Fluidaufnahmekammer zuzuführende
zweite Fluid kann hierzu die Filtereinrichtung durchtreten oder
durchströmen.
Vorzugsweise wird es in der bzw. durch die Filtereinrichtung vorteilhaft
von unerwünschten
Feststoffen, unerwünschten
Fluiden, Bakterien und dergleichen gereinigt. Auf diese Weise kann vorteilhaft
verhindert werden, dass unerwünschte
Stoffe aus einem Äußeren der
Einrichtung in die Fluidaufnahmekammer eingebracht oder verschleppt
werden. Auch eine Ausbreitung derselben ausgehend von der Fluidaufnahmekammer
kann vorteilhaft vermieden werden.
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Das
zweite Fluid kann über
einen Fluidkonnektor, welcher mit der Fluidzuführungskammer verbindbar oder
verbunden ist, in die Fluidzuführungskammer
eingebracht, eingeströmt,
eingeleitet oder dergleichen werden.
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Der
Fluidkonnektor kann ein hülsenförmiges Gebilde
sein. Er kann aus einem Stück
mit einer Wandung bzw. Seitenwand der Fluidzuführungskammer hergestellt sein.
Er kann auf bzw. an einer Außenseite
der Wandung oder Seitenwand der Fluidzuführungskammer vorgesehen sein.
Er kann innerhalb eines Bereichs der in der Fluidzuführungskammer
angeordneten Filtereinrichtung vorgesehen sein. Er kann direkt mit
der Filtereinrichtung verbunden bzw. an diese angeschlossen sein.
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Der
Fluidkonnektor kann über
eine oder mehrere Verbindungsbohrungen mit einer Innenseite der Wandung
oder Seitenwand der Fluidzuführungskammer
verbunden sein.
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In
jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann die Fluidaufnahmekammer beispielsweise in Form einer Spritzgusskammer
hergestellt sein.
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Die
Fluidaufnahmekammer kann eine Einmal-Fluidaufnahmekammer sein.
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Die
Fluidaufnahmekammer kann eine Fluidverbindung zu einem Äußeren der
Kammer aufweisen. Sie kann zwei oder mehr Fluidverbindungen zum Äußeren der
Kammer aufweisen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Filtereinrichtung wenigstens eine Filtermembran auf.
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Eine „Filtermembran” ist vorzugsweise
dazu ausgelegt und vorgesehen unerwünschte Fremdstoffe und dergleichen
aus dem der Fluidaufnahmekammer zuzuführenden zweiten Fluid herauszufiltern.
Eine Filterfunktion ist jedoch erfindungsgemäß keine zwingend erforderliche
Eigenschaft der Membran. Die Filtermembran weist übliche,
für eine
Membran bekannte Eigenschaften auf.
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Die
Fluidaufnahmekammer ist mittels der Filtermembran bevorzugt vom
Fluidkonnektor der Fluidzuführungskammer
und/oder von einem Äußeren der
Einrichtung entkoppelt.
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Die
Filtermembran kann eine beliebige geeignete Form aufweisen. Sie
kann beispielsweise rund, eckig, insbesondere rechteckig, elliptisch
und dergleichen ausgestaltet sein.
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Die
Filtermembran kann aus einem Filtermembranband ausgeschnitten und/oder
gegebenenfalls auf eine bestimmte Form zugeschnitten werden oder
sein.
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Die
Filtermembran kann eine Einmal-Filtermembran sein.
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Die
Filtermembran kann eine hydrophobe Membran sein. Die Filtermembran
kann an wenigstens einer Seite hydrophob sein.
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Die
Filtermembran kann aus zwei Schichten bestehen, nämlich erstens
der eigentlichen Membran, die zumeist aus einem schwer schweißbaren und
schwer klebbaren Werkstoff besteht, wie z. B. PTFE (Polytetrafluorethylen),
und zweitens einer Schicht, die eine Drainage- und/oder Stützfunktion
hat und zumeist aus Gewebe und/oder Vlies besteht, das schweißbar und/oder
klebbar ist. Die Filtermembran kann alternativ neben den zuvor genannten
Schichten weitere Schichten oder Bestandteile aufweisen.
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Die
Filtermembran kann eine Sterilmembran sein.
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Die
Filtermembran kann aus einem nicht oder nur schwierig verklebbaren
und/oder einem nicht oder nur schwierig verschweißbaren Werkstoff
bestehen oder einen solchen aufweisen.
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Die
Filtermembran kann stoffschlüssig
(z. B. durch Schweißen
und/oder Kleben) und/oder kraftschlüssig (z. B. durch Verpressen
mit einem O-Ring) und/oder formschlüssig mit der Fluidzuführungskammer
verbunden oder integriert sein.
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Die
Filtermembran kann während
der Verwendung der Einrichtung, wie beispielsweise der Dauer einer Behandlung,
wechselnden Drücken
aus Richtung der Fluidaufnahmekammer (ausströmendes Gas, anstehende Flüssigkeit)
und/oder aus Richtung einer Behandlungsvorrichtung (einströmendes Gas,
anstehende Störfallflüssigkeit
und/oder aus Kondensation entstehende unerwünschte Flüssigkeit) ausgesetzt sein.
Zum Schutz der Filtermembran im flächigen Nutzbereich und/oder
an den Stellen ihrer Abdichtung (in der Regel Verschweißung) z.
B. an Wandungen der Fluidzuführungskammer
vor Verformung durch diese Druckdifferenzen, welche zu einem Strukturschaden
oder einem Riss in der Membran führen
könnte,
kann es von Vorteil sein, die Filtermembran mechanisch abzustützen.
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Zum
Erzielen einer solchen mechanischen Abstützung kann eine Stützstruktur
eingesetzt werden. Diese ist derart ausgestaltet, dass die Stützflächen die
Filtermembran nicht unzulässig
gegen den gewünschten
Fluiddurchtritt durch die Filtermembran, z. B. einen Nutzgasdurchtritt,
abdichten.
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Die
Filtereinrichtung kann symmetrisch oder asymmetrisch aufgebaut sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Filtereinrichtung auf bzw. an
wenigstens einer Seite oder beiden Seiten eine Stützstruktur
auf.
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Eine
erste und eine zweite Stützstruktur
können
auf beiden Seiten der Filtermembran vorgesehen sein. Sie können getrennt
von dieser vorliegen. Eine dritte Stützstruktur kann auf der Membranschicht
angeordnet sein. Sie kann vorzugsweise als Vlies, Gewebe oder dergleichen
ausgestaltet sein.
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Die
erste Stützstruktur
ist vorzugsweise im Inneren des Gehäuses des Fluidkonnektors vorgesehen. Sie
kann eine Drainagestruktur aufweisen. Die erste Stützstruktur
kann eine Drainagewirkung vermitteln.
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Die
erste Stützstruktur
kann kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit der Fluidzuführungskammer
verbunden sein. Bevorzugt ist die erste Stützstruktur in einem äußeren umlaufenden
Bereich kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit der Fluidzuführungskammer
verbunden.
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Da
die Filtermembran in der Regel aus einem nicht oder schlecht verklebbaren
und/oder einem nicht oder schlecht verschweißbaren Werkstoff besteht, kann
die dem Inneren der Fluidzuführungskammer
zugewandte Stützstruktur
in wenigstens einem äußeren Bereich,
bevorzugt einem äußeren, umlaufenden
Bereich, derselben mit der Fluidzuführungskammer verbunden sein.
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Bevorzugter
Weise ist die erste Stützstruktur
stoffschlüssig
mit der Fluidzuführungskammer
verbunden, beispielsweise verschweißt, z. B. mittels Thermoschweißen. Die
erste Stützstruktur
kann thermisch mit der Fluidzuführungskammer
bzw. einem Verbindungsbereich derselben verschweißt sein.
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Zu
diesem Zweck ist die erste Stützstruktur – bevorzugt
in einem äußeren Bereich
derselben – aus einem
höher schmelzenden
Werkstoff als der Verbindungsbereich der Fluidzuführungskammer
hergestellt.
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Beim
Verschweißen
der ersten Stützstruktur
mit der Fluidzuführungskammer
bzw. einem Verbindungsbereich derselben kann der durch Erwärmen verflüssigte Werkstoff
der Fluidzuführungskammer
in eine poröse Struktur
der Stützstruktur
eindringen. Der flüssige
Werkstoff kann bis zur Filtermembran eindringen. Auf diese Weise
kann vorteilhaft eine unlösbare
Verbindung zwischen der Fluidzuführungskammer,
der ersten Stützstruktur
und der Filtermembran gebildet werden. Gleichzeitig kann die Filtermembran
besonders seitlich vorteilhaft abgedichtet werden.
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Die
zweite Stützstruktur
ist vorzugsweise ein dünnwandiges
Spritzgussteil. Sie weist bevorzugt auf der der Membranschicht zugewandten
Seite oder beiden eine Drainagestruktur auf.
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Die
erste und/oder zweite Stützstruktur
können
mittels Spritzguss hergestellt sein.
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Beispielsweise
kann die erste Stützstruktur
in eine spritzgusstechnisch erzeugte Wandung der Fluidzuführungskammer
integriert sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Filtermembran an oder auf der dem Inneren der Fluidzuführungskammer
abgewandten Seite der Filtermembran eine zweite Stützstruktur
auf.
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Die
zweite Stützstruktur
kann im Wesentlichen parallel zu der Filtermembran angeordnet sein.
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Die
zweite Stützstruktur
kann kraftfrei an der Filtermembran anliegend und/oder mit geringem
Spiel an der dem Inneren der Fluidzuführungskammer abgewandten Seite
der Filtermembran vorgesehen sein.
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Die
zweite Stützstruktur
kann aus dem gleichen Werkstoff wie die Fluidzuführungskammer hergestellt sein.
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Die
zweite Stützstruktur
kann ein separates Element bilden bzw. als solches hergestellt sein.
Beispielsweise kann die zweite Stützstruktur als dünnwandiges
Spritzgussbauteil gefertigt sein.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform überdeckt
die zweite Stützstruktur
die Filtermembran im Wesentlichen vollständig.
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Die
vom Inneren der Fluidzuführungskammer
abgewandte zweite Stützstruktur
kann in ihrer Fläche und/oder
Berandung nach Außen
durch eine Ringzone oder einen Ringbereich ohne Drainagewirkung
abgeschlossen sein.
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Die
Begriffe „Ringzone” oder „Ringbereich” bezeichnen
einen äußeren Bereich
oder äußeren Rand bzw.
Außenrand
der zweiten Stützstruktur.
Der Wortteil „Ring-” soll die
Erfindung dabei jedoch nicht auf eine kreisförmige Ausgestaltung der Zone
oder des Bereichs einschränken.
Vielmehr soll er einen umlaufenden Bereich oder eine umlaufende
Zone beschreiben, welche jedoch auch in jeder beliebigen anderen
geeigneten Form ausgestaltet sein kann, beispielsweise in Form eines
Rechtecks, einer Ellipse und dergleichen.
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Eine
Außenberandung
dieser Ringzone oder dieses Ringbereichs kann im Wesentlichen den
Außenabmessungen
der Filtermembran entsprechen.
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Eine
Innenberandung dieser Ringzone oder dieses Ringbereichs kann im
Wesentlichen dem nach der Befestigung der Filtermembran an der Ringzone
oder dem Ringbereich verbleibenden filterwirksamen Filtermembranareal
entsprechen.
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Die
Filtermembran kann gasdicht mit der zweiten Stützstruktur verbunden sein.
Sie kann mit einem Wandungsmaterial der Ringzone oder des Ringbereichs
verbunden sein. Beispielsweise kann die Filtermembran in einem äußeren, bevorzugt
umlaufenden, Bereich derselben mit der zweiten Stützstruktur
bzw. einem äußeren Ringbereich
derselben verbunden sein.
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Die
Filtermembran kann stoffschlüssig
mit dem Wandungsmaterial verbunden sein. Sie kann beispielsweise
mit dem Wandungsmaterial verklebt oder verschweißt sein.
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Die
Filtermembran kann entsprechend sowohl mit der ersten Stützstruktur
als auch mit der zweiten Stützstruktur
verbunden oder integriert sein.
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Die
zweite Stützstruktur
kann ein dünnwandiges
Spritzgussteil bzw. -element sein, welches mittels Verschweißen und/oder
Verkleben mit der Filtermembran und/oder dem Gehäuse der Filtereinrichtung verbindbar
ist.
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Ein
wenigstens drei Stützstrukturen
aufweisendes Konstrukt der erfindungsgemäßen Einrichtung kann beispielhaft
wie folgt gebildet werden: Auf die Filtermembran wird die dritte
Stützschicht
aufgebracht. Die dritte Stützschicht,
z. B. ein schweißbares
Vlies, wird bei der Montage auf der Seite des Vlieses auf die erste
Stützstruktur
gelegt. Die dritte Stützschicht
wird am Umfang der Filtermembranschicht, d. h. vorzugsweise in dem Bereich,
welcher außerhalb
der ersten Stützstruktur
liegt, umlaufend dicht mit der ersten Stützstruktur verschweißt und/oder
verklebt. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Dichtfunktion zwischen
der dritten Stützstruktur
und der ersten Stützstruktur
erreicht werden.
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Die
zweite Stützstruktur,
z. B. ein dünnwandiges
Spritzgussteil, wird wie ein Deckel mit ihrer Stützstruktur auf die an der ersten
Stützstruktur
angeschweißte
Filtermembran gelegt. Sie wird in einer äußeren Ringzone außerhalb
der Filtermembranschicht mit dem Gehäuse (Spritzgussgehäuse) des
Fluidkonnektors verschweißt
und/oder verklebt.
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Die
zweite Stützstruktur
stellt vorteilhaft eine Haltefunktion der Filtermembran bereit.
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Die
erste und/oder zweite Stützstruktur(en)
können
derart ausgestaltet sein, dass nach Anordnen der Stützstruktur(en)
noch unabgestützt
frei zugängliche
Flächenanteile
der Filtermembran eine jeweils hinreichend kleine Ausdehnung bis
zu den benachbarten mechanischen Abstützungen oder Stützstrukturen
aufweisen.
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Der
maximal zulässige
Fluiddruck des zweiten Fluids auf die freien Filtermembranflächen erzeugt
damit bevorzugt keine unzulässig
hohe Spannung (beispielsweise bedingt durch Ausbeulung der Filtermembran) mehr.
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Beispielsweise
können
einzelne oder alle Stützstrukturen,
wie beispielsweise Drainagestrukturen, eine Breite von etwa 0,5
bis 2 mm aufweisen.
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Der
außenseitig
angeordnete Fluidkonnektor kann über
Bohrungen, Aussparungen oder Öffnungen mit
der außenseitigen
Drainage- oder Stützstruktur,
d. h. der ersten Stützstruktur,
für die
Filtermembran in Verbindung stehen.
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Die
zwischen der ersten und der zweiten Stützstruktur angeordnete Filtermembran
kann im Wesentlichen bis auf ein gebrauchsbestimmt erforderliches
Maß mechanisch
belastbar sein.
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Die
Ebene, in welcher eine derartige Membranverbindung, d. h. eine Verbindung
zwischen der Filtermembran und den beiden Stützstrukturen, angeordnet ist,
kann im Wesentlichen der Ebene entsprechen, in welcher erhabene
Bereiche der Drainagestruktur angeordnet sind.
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Je
nach Verbindungsverfahren und/oder Dicke der Filtermembran kann
ein Höhenversatz
zwischen erhabenen Bereichen der Drainagestruktur und der außenseitigen
Ebene der Filtermembran sinnvoll sein. Ein solcher Höhenversatz
kann dazu dienen, die außenseitige
Ebene der Filtermembran kraftfrei und/oder mit leichtem Spiel auf
den erhabenen Drainagestrukturen aufliegen zu lassen.
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Die
erhabenen Drainagestrukturen können
so klein wie möglich
angeordnet sein.
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Das
zweite Fluid kann vorzugsweise nur beschränkt durch die Filtermembranbereiche
strömen,
welche durch Anlage an die erhabenen Drainagestrukturen in Kontakt
und/oder in Verpressung mit diesen gelangen.
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Die
Größe und/oder
Anzahl der Verbindungsbohrungen zum Fluidkonnektor und/oder die
Anordnung, Anzahl, Breite und/oder Tiefe der vertieften Drainagestrukturen
können
derart sein, dass ein möglicher
durch diese Strömungswege
verursachter Druckabfall des zweiten Fluids ein vernachlässigbarer
oder hinnehmbarer Bruchteil des Gesamtdruckabfalls beim Durchströmen der
Filtereinrichtung ist.
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Die
Breite der vertieften Drainagestrukturen und/oder die Durchmesser
der Verbindungsbohrungen zum Fluidkonnektor können hinreichend klein ausgelegt
sein derart, dass die bei maximal möglichen Druckdifferenzen auf
die Filtermembran wirkenden Zugkräfte (welche beispielsweise
zu einer Ausbeulung in die vertieften Strukturen führen) deutlich
unterhalb der zulässigen
Zugkräfte
bevorzugt sowohl innerhalb der Filtermembran als auch an den in
der Regel empfindlicheren Zonen am Übergang zur Ringbefestigung
(zum Beispiel Schweißnaht)
liegen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weisen die erste und die zweite Stützstruktur eine zu einer Hauptebene
der Membran spiegelbildlich identische oder im Wesentlichen identische
Drainagestruktur auf.
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Bevorzugt
liegen sich die vertieften und/oder die erhabenen Drainagestrukturen
deckungsgleich oder im Wesentlichen deckungsgleich gegenüber.
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Bevorzugt
sind die vertieften Drainagestrukturen auf der einen Filtermembranseite
schmäler
bzw. die erhabenen Drainagestrukturen auf dieser Filtermembranseite
breiter ausgeführt
als die Drainagestrukturen auf der anderen Filtermembranseite. Dies
kann eine größere laterale
Einbautoleranz erlauben. Die Teilungsabstände und/oder Anordnungen der
Strukturen können
jedoch auf beiden Seiten bevorzugt identisch ausgeführt sein.
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Auf
diese Weise kann sich bei Ausnutzung der lateralen Einbautoleranzen
ein sehr konstantes Eigenschaftsprofil hinsichtlich Merkmalen wie
Fluiddurchtrittswiderstand und Grad der mechanischen Abstützung ergeben.
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Die
Gesamtstärke
der Struktur der zweiten Stützstruktur
kann sich aus der Tiefe der Drainagestruktur und/oder der minimal
möglichen
Wandstärke
des Materials der zweiten Stützstruktur
ergeben oder die Summe hieraus sein. Dadurch kann vorteilhafter
Weise die zweite Stützstruktur
wenig Bauraum benötigen
und/oder günstiger
hergestellt werden.
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Ein
weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass an die zweite Stützstruktur
keine besonderen Anforderungen an Präzision und Steifigkeit bestehen.
Zudem kann es vorteilhaft möglich
sein, die zweite Stützstruktur an
der Fluidzuführungskammer
einzig nach Kostengesichtspunkten und/oder möglichst geringem Aufwand zu befestigen.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, kann die zweite
Stützstruktur
beispielsweise mittels einer Steck- oder Nietbefestigung oder dem
Prinzip der Bolzenhalterung mit der Fluidzuführungskammer verbunden sein.
Ebenso kann die zweite Stützstruktur
mit der Fluidzuführungskammer
mittels punktförmigem
Anschweißen
und/oder Einklipsen in geeignete geometrische Ausgestaltungen einer
Seitenwand oder Wandung der Fluidzuführungskammer verbunden sein.
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Die
Drainagestrukturen der zweiten Stützstruktur können sich
in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
von den außenseitigen
Drainagestrukturen u. a. oder allein darin unterscheiden, dass erstere
nach außen
hin nicht an den Membrangrenzen enden, sondern radial nach außen bis
an die Bauteilberandung durchgeführt
sind. Damit können
ein- und/oder ausströmende
Fluide ungehindert in den verbleibenden Ringraum zwischen dem zweiten
Stützgitter
und einer oberer Berandung bzw. einen oberen Rand der Fluidzuführungskammer
dringen. Die Fluide können
vorteilhaft großlumig
mit der Fluidaufnahmekammer in Verbindung stehen.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Fluidaufnahmekammer eine erste
Bauhöhe
auf, und die Fluidzuführungskammer
weist eine zweite Bauhöhe
auf, welche von der ersten Bauhöhe
verschiedene ist.
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Auch
oder zusätzlich
dazu kann die Fluidzuführungskammer
während
der Verwendung der Einrichtung oberhalb der Fluidaufnahmekammer
(„oben”) angeordnet
sein. „Oberhalb” kann sich
auf ein als durch den Erdmittelpunkt verlaufend gedachtes Bezugssystem
beziehen.
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In
einer derartigen Anordnung der Fluidaufnahmekammer und der Fluidzuführungskammer
ist die Einrichtung bevorzugt in gestufter Tiefe ausgeführt. Die
während
der Verwendung der Einrichtung unterhalb der Fluidzuführungskammer
(„unten”) angeordnete
tiefe Fluidaufnahmekammer kann im Gebrauch als Reservoir und/oder
Behandlungsraum für
die darin befindlichen Fluide genutzt werden.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
kann in Kassettenbauform ausgestaltet sein. Sie kann beispielsweise
Teil einer externen Funktionseinrichtung sein. Die Einrichtung kann
beispielsweise stoffschlüssig
in die externe Funktionseinrichtung integriert sein.
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Die
externe Funktionseinrichtung kann an wenigstens einer Seite mit
einem Abdeckungselement versehen sein.
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Ein „Abdeckungselement” kann beispielsweise
eine Membran, eine Folie und dergleichen sein. Beispielhafte Ausführungen
für geeignete
Abdeckungselemente sowie deren Ausgestaltung und Anordnung an der
externen Funktionseinrichtung können
beispielsweise der von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung beim
DPMA am 10. März
2009 eingereichten Anmeldung 10 2009 012 632.5 (Vertreterakte FM19A25)
mit dem Titel „Abdichtungseinrichtung
zum Abdichten eines Volumens einer medizinischen Behandlungsanordnung
gegen ein weiteres Volumen sowie Anordnung und Verfahren” entnommen
werden, auf deren diesbezügliche
Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Besonders
bevorzugt ist die Filtereinrichtung parallel oder im Wesentlichen
parallel zum Abdeckungselement der externen Funktionseinrichtung
angeordnet.
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Die
externe Funktionseinrichtung kann zum Behandeln des ersten Fluids
geeignet und vorgesehen sein.
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Eine
solche Behandlung kann beispielsweise erfolgen, indem das Volumen
und/oder der Druck des ersten Fluids in der Fluidaufnahmekammer
durch Befüllen,
Entleeren und/oder Druckbeaufschlagung variiert werden. Dazu kann
beispielsweise das erste Fluid in der Fluidaufnahmekammer von einem
Volumen des zweiten Fluids überlagert
sein. Das zweite Fluid kann beispielsweise die zuvor genannten Funktionen über eine Konnektion
zu einer Behandlungsvorrichtung, welche entsprechende Aktoren und/oder
Steuer- oder Regeleinrichtungen aufweisen kann, auf die Flüssigkeit übertragen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das zweite Fluid ein Gas. Weiter
bevorzugt kann das erste Fluid eine Flüssigkeit, wie beispielsweise
Blut, sein.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
ist zum Einsatz in bzw. an bzw. mit einer Behandlungsvorrichtung, wie
einer medizinischen Behandlungsvorrichtung, einer Vorrichtung aus
der Labortechnik, einer Vorrichtung der Nahrungsmittel- und/oder
Arzneimittelherstellung geeignet. Zum Einbringen bzw. Einleiten
oder Einführen in
die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung
geeignete Fluide können
daher sowohl medizinische Flüssigkeiten
wie Blut, Substituat (z. B. Kochsalzlösung), Wirkstoffzubereitungen,
wie Lösungen,
Suspensionen, Emulsionen, Trägergase
für Wirkstoffe,
Reinigungsflüssigkeiten
oder -gase, Desinfektionsflüssigkeiten
oder -gase, Sterilisationsflüssigkeiten
oder -gase, Getränkeflüssigkeiten
und dergleichen einschließen.
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Wenn
die Filtermembran als Sterilmembran vorgesehen ist, kann die erfindungsgemäße Einrichtung insbesondere
zur Sterilluftversorgung der Fluidaufnahmekammer eingesetzt werden.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auch durch eine externe Funktionseinrichtung gemäß Anspruch 28
gelöst.
Alle Vorteile der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung
lassen sich auch mit der erfindungsgemäßen externen Funktionseinrichtung
erreichen.
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Eine
erfindungsgemäße externe
Funktionseinrichtung weist eine erfindungsgemäße Einrichtung auf.
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Die
erfindungsgemäße externe
Funktionseinrichtung kann zur Verwendung in einem Behandlungsverfahren
angedacht sein. Behandlungsverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung
schließen
medizinische oder medizintechnische Behandlungsverfahren, Behandlungsverfahren
der Labortechnik, der Nahrungs- oder Arzneimittelherstellung und
dergleichen ein.
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Eine
solche externe Funktionseinrichtung kann eine Einmalkomponente oder
ein Einmalartikel sein, welcher beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial
gefertigt ist.
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Die
externe Funktionseinrichtung kann aus mittels einem Spritzgussverfahren
hergestellt sein.
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Die
externe Funktionseinrichtung kann nach oben hin offen sein.
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Die
externe Funktionseinrichtung kann über Flüssigkeits- und/oder Gasanschlüsse, über halboffene Kanäle und/oder
Kammern und/oder über
Strukturen zur Ankopplung an Aktoren und/oder Sensoren verfügen. Derartige
Aktoren und/oder Sensoren können
zur Durchführung
von bevorzugt nicht-invasiven und/oder steril entkoppelten Funktionen
an den Flüssigkeiten
in der Kassette dienen. Eine oder mehrere Abdeckungselemente, wie
beispielsweise Membranen, insbesondere preisgünstige Folien, können für den Abschluss
und/oder die Abdichtung der Kanäle
und Kammern sorgen.
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In
einer weiter bevorzugte Ausführungsform
ist die Filtereinrichtung der Einrichtung parallel zu einem Abdeckungselement
der Einrichtung zum Verschließen
eines Inneren der Fluidaufnahmekammer gegenüber einem Äußeren angeordnet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die erfindungsgemäße externe
Funktionseinrichtung als Blutkassette ausgestaltet.
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Eine
derartige Blutkassette ist beispielsweise in der von der Anmelderin
der vorliegenden Erfindung in der beim DPMA am 23. April 2009 eingereichten
Anmeldung 10 2009 018 664.6 (Vertreterakte FM19A27) mit dem Titel „Externe
Funktionseinrichtung, Blutbehandlungsvorrichtung zum Aufnehmen einer
erfindungsgemäßen externen
Funktionseinrichtung, sowie Verfahren” sowie der am 10. Juni 2009
mit gleichem Titel eingereichten Patentanmeldung (G09/046; 11FM19A27DE)
beschrieben, auf deren diesbezüglichen
Offenbarungen hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Die
externe Funktionseinrichtung kann zur Verwendung in oder an einer
Behandlungsvorrichtung vorgesehen sein.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird daher gleichermaßen
durch eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung
gemäß Anspruch
32 gelöst.
Alle Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung
lassen sich auch mit der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung
erreichen.
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Die
erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung
kann eine erfindungsgemäße Einrichtung
und/oder eine erfindungsgemäße externe
Funktionseinrichtung aufweisen.
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Die
Behandlungsvorrichtung kann in einem Behandlungsverfahren, wie es
vorstehend angegeben ist, eingesetzt werden.
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Beispielsweise
kann die Behandlungsvorrichtung eine Blutbehandlungsvorrichtung,
wie eine Dialysiervorrichtung, zum Durchführen einer Dialysebehandlung,
wie einer Hämodialyse,
Hämofiltration,
Hämodiafiltration
und dergleichen, sein.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
kann in vorteilhafter Weise zur Sterilluftversorgung einer Fluidaufnahmekammer
eingesetzt werden.
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Die
Behandlungsvorrichtung kann wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung
zum Aufnehmen wenigstens einer Blutbehandlungskassette geeignet
und vorgesehen sein, die wenigstens eine erfindungsgemäße Einrichtung
aufweist.
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Anders
als bei herkömmlichen
Anordnungen zur Sterilluftversorgung von externen Funktionseinrichtungen,
bei welchen die hydrophoben Sterilmembranen am höchsten Punkt der Fluidaufnahmekammer
und im Wesentlichen parallel zur freien Fluidoberfläche angeordnet
sind, kann die erfindungsgemäß vorgesehene
Filtermembran bevorzugt geodätisch
oberhalb der normal maximal mit Fluiden gefüllten Fluidaufnahmekammer angeordnet
sein. Im störungsfreien
Betrieb kann die Fluidzuführungskammer
daher vorteilhaft nur mit dem zweiten Fluid, zum Beispiel Gas, und
mit geringen Mengen des ersten Fluids, z. B. einer Flüssigkeit
wie Blut, in Kontakt kommen.
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Da
die erfindungsgemäß eingesetzten
Filtermembranen als empfindliche und schwer überprüfbare Elemente in der Regel
mit jedem Behandlungseinsatz ausgewechselt werden sollten, kann
die Filtermembran vorteilhaft Bestandteil der Einmal-Funktionseinrichtung
sein. Derartige Filtermembranen können ferner weiter vorteilhaft zugleich
gemeinsam mit der Einmal-Funktionseinrichtung sterilisiert werden
und/oder das Einmalteilsystem bei Lagerung und/oder während der
Konnektion mit der Behandlungsvorrichtung steril verschlossen halten.
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Hydrophobe
Filtermembranen können
ferner vorteilhaft dafür
sorgen, dass bei Fehlsteuerungen die in der Fluidaufnahme-kammer
vorhandenen, zu behandelnden Fluide nicht in die Behandlungsvorrichtung
gelangen können.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
kann vorteilhaft die in für
Behandlungsvorrichtungen, insbesondere Blutbehandlungsvorrichtungen,
oftmals vorgesehenen Einmal-Funktionseinrichtungen
vorhandenen räumlichen
und/oder funktionalen Anordnungen zur Unterbringung, zur Verpressung,
zum Toleranzausgleich, zur Kraftbegrenzung, zur Halterung, zur Ausrichtung
und/oder zur Handhabung parallel zu anderen Funktionseinheiten der
Gesamtanordnung nutzen.
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Aus
den unterschiedlichen geometrischen Umgebungsbedingungen herkömmlicher
Anordnungen kann mit der Anordnung der Fluidzuführungskammer und der Fluidaufnahmekammer
der erfindungsgemäßen Einrichtung
durch räumliche
Enge im Umfeld der Filtermembran vorteilhaft ein flächenspezifisch
höherer
Gasdruckverlust an den Drainage- oder Stützstrukturen ergeben. Auf diese
Weise kann es vorteilhaft möglich
sein, bei gleichem Druckverlust, preisgünstigere und kleiner bauende
Filtermembranen einzusetzen, was aufgrund der Rechteckform häufig zugleich
den Bauraum effektiver zu nutzen vermag.
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Die
Gaskonnektion zwischen Behandlungsvorrichtung und externer Funktionseinrichtung
kann daneben vorteilhaft in im Wesentlichen gleicher Bewegungs- und Verpressungsrichtung
wie der Einbau und die Verpressung der gesamten externen Funktionseinrichtung
zwischen einer türseitigen
Anpressstruktur der Behandlungsvorrichtung und einer korpusseitigen
Anpressstruktur der Behandlungsvorrichtung erfolgen. Damit können durch
Bewegung und/oder Kraft der Verpressungseinrichtungen oder Anpressstrukturen
der Behandlungsvorrichtung ökonomisch
beide genannten Funktionen parallel genutzt werden. Ein separater
Handlingsvorgang zur Gaskonnektion der externen Funktionseinrichtung
kann vorteilhaft entfallen. Durch starre und gleich gerichtete Parallelität der Verpressungs-
und der Konnektionsvorgänge
können
vorteilhaft ferner enge Toleranzanforderungen zwischen der externen
Funktionseinrichtung und der Behandlungsvorrichtung und zwischen
einzelnen Komponenten der Behandlungsvorrichtung entfallen, welche
nötig wären, wenn
die Gaskonnektion über
eine separate Bewegungs- und Verpressungseinrichtung in anderer
räumlicher
Richtung als die allgemeine Verpressung der externen Funktionseinrichtung
realisiert würde.
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Die
erfindungsgemäße vorgesehene
Gaskonnektoranordnung kann in vorteilhafter Weise zugleich platzsparend,
preiswert, funktionssicher, robust sowie anwenderfreundlich ausgelegt
sein.
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Da
mit der vorliegenden Erfindung die Anzahl an Funktionsgruppen reduziert
werden kann, kann es auf vorteilhafte Weise möglich sein, Kosten u. a. bei
Herstellung, Lagerung, Logistik und Montage einzusparen. Ferner
kann mit der vorliegenden Erfindung eine Reduktion von Genauigkeitsansprüchen zwischen
den einzelnen Funktionsgruppen erreicht werden, was weiter vorteilhaft
zur Kostensenkung beitragen kann.
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Die
Handhabung der Einmal-Funktionseinrichtungen beim Auf- und Abrüsten derselben
kann mit der vorliegenden Einrichtung vorteilhaft erleichtert und
sicherer werden.
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Durch
den Wegfall hoher Steifigkeits-, Präzisions-, Material- und/oder
Herstellprozessanforderungen bei der Herstellung der Komponenten
der externen Funktionseinrichtung wie Fluidkonnektor, Stützstrukturen, Drainagestrukturen,
Membranen, Filtermembranen und Membranbefestigungen und/oder -abdichtungen
können
sich in vorteilhafter Weise deutliche Senkungen bei den Herstellkosten
der externen Funktionseinrichtungen bei gleichzeitiger Steigerung
der Zuverlässigkeit
in der Funktion ergeben.
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Insbesondere
die konsequent kraftgeregelte und/oder spielfreie Ankopplung der
Filtermembran an ihre beidseitigen Drainage- oder Stützstrukturen
kann ein besonders wertvolles Merkmal der erfindungsgemäßen Anordnung
darstellen. Die Filtermembran kann deutlich belastbarer und funktionssicherer
sein, als herkömmliche
Anordnungen.
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Während aus
Festigkeitsgründen
der umgebenden Stützkonstruktion
in herkömmlichen
Systemen die Filtermembran in der Regel rund ausgeführt werden
muss und mit geringer lateraler Toleranz in die Gehäuseumgebung
eingepasst werden muss, kann die Filtermembran in der erfindungsgemäßen Einrichtung
verschnittfrei als Rechteck aus einem Filtermembranband hergestellt
werden und unter großzügiger lateraler
Toleranz auf die Wandung der Fluidzuführungskammer aufgeschweißt, aufgeklebt
oder aufgepresst werden.
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Im
Gegensatz zu vielen herkömmlichen
Anordnungen externer Funktionseinrichtungen können die Anbringung und Abstützung der
zweiten Drainage- bzw. Stützstruktur
erfindungsgemäß befriedigend
gelöst werden.
Die zweite Stützstruktur
kann in vorteilhafter Weise präzise,
ausreichend steif und ausreichend druckkraftübertragend und dabei drainagefähig vor
der Filtermembranfläche
angebracht werden.
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Da
bei der zweiten Stützstruktur
erfindungsgemäß bewusst
auf Präzision
und Steifigkeit verzichtet werden kann, können vorteilhaft weiter Kosten
eingespart werden.
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Im
Gegensatz zu Schweißverbindungen
zwischen gleichartigen oder beidseitig aufschmelzenden Verbindungspartnern,
bei denen sich zwar der gleiche Dichteffekt zwischen den Stützstrukturen
und der Filtermembran ergeben würde,
aber mit einer geringeren mechanischen Belastbarkeit der Verbindung
einhergehen, kann erfindungsgemäß durch
Auswählen
eines niederschmelzenden Materials für die Fluidzuführungskammer eine
dichte und zugleich mechanisch gut belastbare Verbindung erreicht
werden. Auf diese Weise kann vorteilhaft vermieden werden, dass
die erste Stützschicht
durch das Aufschmelzen und Verpressen dünner wird. Ferner können vorteilhaft
Materialfehler und/oder ungünstige
Querschnittssprünge
an den Übergängen zu
den nicht aufgeschmolzenen Bereichen der Filtermembran vermieden
werden.
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Weiterhin
ist mit der erfindungsgemäß vorgesehenen
zweiten Stützstruktur
eine gute Zugänglichkeit der
Filtermembran aus seitlicher Richtung, in der Ebene der Filtermembran,
möglich.
Dies kann insbesondere bei ungewollter Benetzung der Filtermembran
mit Flüssigkeit
von Vorteil sein.
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Durch
die höhere
Drainagefähigkeit
zum Inneren der Fluidaufnahmekammer hin können sich vorteilhaft wichtige
Sicherheitsvorteile ergeben: Bei herkömmlichen Filtermembrananordnungen
mit zur Flüssigkeitsoberfläche parallelen
Filtermembranen kann es bei unzulässiger vollständiger Flutung
bis an die Filtermembran zu einem Druckstoß kommen, welcher sowohl zur
Filtermembranzerstörung
wie auch zur Zerstörung oder
Irritation weiterer Komponenten der externen Funktionseinrichtung
und/oder der Behandlungsvorrichtung führen kann. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
kann jedoch ein unzulässig
weiter steigender Pegel kontinuierlich die Filtermembranfläche überstreichen,
so dass sich der Durchflussdruck sanft ansteigend und stoßfrei erhöhen kann.
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Daneben
kann die erfindungsgemäß vorgesehene
Anordnung der Filtereinrichtung vorteilhaft einer mehrfachen gefahrlosen
Wiederholbarkeit des Fehlerfalls einer vollständigen Flutung der Fluidaufnahmekammer
Stand halten, da die Flüssigkeit
in der vorliegenden Erfindung in der Lage ist, unter Schwerkrafteinfluss selbsttätig wieder
von der Filtermembran in die FLuidaufnahmekammer abzulaufen.
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Ferner
kann es vorteilhaft möglich
sein, diese Erscheinung sogar durch eine entsprechende Auswertung
dazu zu nutzen, einen Fehlerfall zu erkennen und sinnvolle Gegenmaßnahmen
einzuleiten.
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Auf
diese Weise kann es vorteilhaft möglich sein, einen Abbruch des
Behandlungsverfahrens aufgrund von Steuerungsfehlern der Behandlungsvorrichtung
zu vermeiden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Sterilluftversorgung von Einmalteilanordnungen behebt die Nachteile
der aktuellen Systeme auf einfache und dabei kostenreduzierende
Weise und bringt darüber
hinaus weitere Vorteile für
die Systemumgebung aus Behandlungsvorrichtung und externer Funktionseinrichtung
mit sich.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
ist vorteilhaft zur Anwendung in allen fluidischen Gesamtanordnungen
aus Komponenten der Behandlungsvorrichtung und fluidführenden
Komponenten der externen Funktionseinrichtung geeignet, welche über die
geschilderten Verpressungseinrichtungen verfügen.
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Die
Bauart der verwendbaren Anordnungen der externen Funktionseinrichtung
ist in vorteilhafter Weise nicht nur auf Kassettenbauarten beschränkt, die
aus Hartteilkassetten mit Folienabdeckungen bestehen. Auch Einzelbehälteranordnungen,
welche bisher nicht als Kassettenkonstruktionen gedacht werden,
können im
Sinne der erfindungsgemäßen Einrichtung
umgestaltet werden, so dass das wichtige Merkmal sicher funktionierender
steriler Hydrophobmembranen wirtschaftlich zu erreichen ist. In
einem solchen Fall können
das Abdeckungselement, wie eine Folie, beispielsweise durch nachgiebig
gestaltete Spritzgusselemente ersetzt werden.
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Durch
geeignete Verpressung der erfindungsgemäßen Einrichtung als Teil einer
externen Funktionseinrichtung mit einer Behandlungsvorrichtung können ferner
vorteilhaft auf einfache und kostengünstige Weise sowohl eine gute
Abstützung
wie auch eine optimale Ausrichtung der Filtereinrichtung erreicht
werden (Geradebiegen der externen Funktionseinrichtung und der Stützstrukturen).
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
kann in vorteilhafter Weise eine eigene Funktionalität des Toleranzausgleichs
und der Kraftbegrenzung aufweisen. Hierfür können in vorteilhafter Weise
mindestens fünf
Möglichkeiten
auf einfache Weise parallel zu Verfügung gestellt werden: Ein federnd
ausgeführter
maschinenseitiger Fluidkonnektor (in der Regel ein Gummistopfen,
welcher zur Abdichtung dienen kann), eine wie eine gewölbte Federscheibe
nachgiebiger und longitudinal wie kardanisch federnd und an die
Behandlungsvorrichtung sich ausrichtend wirksamer flacher Boden
der Fluidzuführungskammer
(in Verbindung mit dem im Wesentlichen mittig aufgebrachten Fluidkonnektor
und winkelnachgiebiger Konnektion zur Behandlungsvorrichtung, eine
gegebenenfalls auch in Anpressrichtung federnd nachgiebige Gestaltung
der Stützstrukturen
(etwa durch Wellenform oder durch Noppen, welche toleranzausgleichend
und federnd in eine Gummimatte der Behandlungsvorrichtung eindringen
können),
durch eine lokal unter der zweiten Stützstruktur gesondert nachgiebig
gestaltete Gummimatte (etwa mit Prismen oder Noppen) oder durch
eine nachgiebige oder federnde Struktur in der korpusseitigen Struktur
der Behandlungsvorrichtung (zum Beispiel Federn oder Noppen).
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügte
Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung bezeichnen identische Bezugszeichen
gleiche oder identische Elemente. Es zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung;
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2 einen
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung; und
-
3 einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Einrichtung
aus 2 in Vergrößerung im
Längsschnitt.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Einrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Einrichtung 100 weist eine Fluidaufnahmekammer 1 sowie
eine Fluidzuführungskammer 3 auf.
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In
der Fluidaufnahmekammer 1 befindet sich ein erstes Fluid 5,
welches bis zu einem maximalen Fluidspiegel 7 in die Fluidaufnahmekammer 1 eingefüllt ist.
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Die
Fluidzuführungskammer 3 weist
eine Filtereinrichtung auf, von welcher in 1 eine Filtermembran 9 sowie
eine erste Stützstruktur 11 gezeigt
sind. Die erste Stützstruktur 11 weist
eine Drainagestruktur 13 auf. Die erste Stützstruktur 11 ist über Befestigungseinrichtungen 15,
beispielsweise Nietverbindungen, mit der Fluidzuführungskammer 3 verbunden.
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Ein
Fluidkonnektor 17 ist mit ersten Stützstruktur 11 der
Filtereinrichtung verbunden.
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Durch
den Fluidkonnektor 17 wird ein zweites Fluid 19 in
die Fluidaufnahmekammer 1 eingebracht. Das zweite Fluid
kann zum Behandeln des ersten Fluids 5, beispielsweise
durch Aufbringen eines Drucks, verwendet werden.
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Wie
in der vorliegenden 1 gezeigt, stellt die Fluidaufnahmekammer 1 einen
unteren Bereich 21 und die Fluidzuführungskammer 3 einen
oberen Bereich 23 dar.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Einrichtung
im Querschnitt. Die Einrichtung 100 ist hier als Teil einer
externen Funktionseinrichtung 20 dargestellt, welche mit
einer Behandlungsvorrichtung 300 verpresst ist.
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Der
untere Bereich 21 der Einrichtung 100 bildet den
tieferen Bereich, also die Fluidaufnahmekammer 1. Der obere
Bereich 23 bildet den flacheren Bereich, also die FLuidzuführungskammer 3.
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Wie
in 2 mit dem Doppelpfeil gezeigt ist, wird ein zweites
Fluid 19 durch einen Fluidkonnektor 17 in die
Fluidzuführungskammer 3 eingebracht.
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Die
Fluidzuführungskammer 3 weist,
wie in 2 gezeigt ist, eine erste Stützstruktur 11 auf,
welche mittels einer dichten Verbindung 25, beispielsweise
einer Schweiß-
oder Klebverbindung, an der Fluidzuführungskammer 3 befestigt
ist.
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Auf
der ersten Stützstruktur 11 ist
die Filtermembran 9 angeordnet, auf welcher wiederum die
zweite Stützstruktur 27 vorgesehen
ist.
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Die
externe Funktionseinrichtung 200 ist an einer Seite mit
einem Abdeckungselement 29, beispielsweise einer Folie,
abgedeckt.
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Über eine
Gummimatte 31, welche zum Übertragen von Kraft und/oder
Bewegungen durch Sensoren oder Aktoren der Behandlungsvorrichtung 300 auf
die externe Funktionseinrichtung 200 bzw. Kammern und/oder
Kanäle
derselben dienen kann, wird die externe Funktionseinrichtung 200 mit
der Behandlungsvorrichtung 300 verpresst.
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Die
Gummimatte 31 kann eine gezielte Nachgiebigkeitsstruktur 33 aufweisen.
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Zu
Einbringen oder Entfernen der im Inneren der Fluidaufnahmekammer 1 befindlichen
Fluide kann die Fluidaufnahmekammer 1 an ihrer Unterseite
mit einem Fluidanschluss 35 versehen sein.
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3 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt
bzw. Abschnitt der erfindungsgemäßen Einrichtung 100 aus 2,
genauer gesagt, die Filtereinrichtung im Längsschnitt.
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Im
Vergleich zur Darstellung der 2 wurde
die Filtereinrichtung um 90° gekippt,
so dass der Fluidkonnektor 17 für das zweite Fluid in der Darstellung
der 3 nach oben gerichtet ist.
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Die
Filtermembran 9, welche exemplarisch eine Membranschicht
und eine (nicht dargestellte) dritte Stützschicht in Form eines Gewebes
aufweist, ist zwischen der ersten Stützstruktur 11 und
der zweiten Stützstruktur 27 angeordnet.
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Zur
detaillierten Beschreibung der einzelnen Komponenten wird auf die
obigen Ausführungen
verwiesen.
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Zum
Herstellen der dichten Verbindung zwischen der ersten Stützstruktur
11 und
der Filtermembran
9, ist eine erste Ringzone bzw. ein erster
Ringbereich
37 vorgesehen. Zum Herstellen der Verbindung
zwischen der Filtermembran
9 und der zweiten Stützstruktur
ist eine zweite Ringzone bzw. ein zweiter Ringbereich
39 vorgesehen. Bezugszeichenliste
| Bezugszeichen | Beschreibung |
| 100 | Einrichtung |
| 200 | Externe
Funktionseinrichtung |
| 300 | Behandlungsvorrichtung |
| 1 | Fluidaufnahmekammer |
| 3 | Fluidzuführungskammer |
| 5 | Erstes
Fluid |
| 7 | Fluidspiegel |
| 9 | Filtermembran |
| 11 | Erste
Stützstruktur |
| 13 | Drainagestruktur |
| 15 | Befestigungseinrichtung |
| 17 | Fluidkonnektor
für das
zweite Fluid |
| 19 | Zweites
Fluid |
| 21 | Unterer
Bereich |
| 23 | Oberer
Bereich |
| 25 | Dichte
Verbindung |
| 27 | Zweite
Stützstruktur |
| 29 | Abdeckungselement |
| 31 | Gummimatte |
| 33 | Struktur
gezielter Nachgiebigkeit |
| 35 | Fluidanschluss
für das
erste Fluid |
| 37 | erster
Ringbereich |
| 39 | zweiter
Ringbereich |