DE102010005135A1

DE102010005135A1 - Device for material- or energy exchange between two mediums, particularly between blood and gas or gas mixture in body of patient, has chamber, in which bunch of material- or energy permeable hollow fibers is arranged

Info

Publication number: DE102010005135A1
Application number: DE102010005135A
Authority: DE
Inventors: Ali Kashefi
Original assignee: Kashefi Ali Dr-Ing 52074
Current assignee: Kashefi Ali Dr-Ing 52074
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-07-21

Abstract

The device has a chamber (1), in which a bunch of material- or energy permeable hollow fiber is arranged transverse to flow direction of the medium. The chamber is formed as elastic sleeve in an area which surrounds the bunch completely. A rigid housing is arranged around the elastic sleeve, where the housing inner wall contacts the sleeve in the direction if the hollow fiber extension. A hollow space opens in a fluid connection through the housing wall, where the hollow space is formed in another area between the sleeve and the housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Stoff- und/oder Energieaustausch zwischen zwei Medien, insbesondere zwischen Blut und einem Gas/Gasgemisch, mit einer von dem ersten Medium, insbesondere von Blut durchströmten Kammer, in der quer, insbesondere senkrecht zur Durchströmungsrichtung des ersten Mediums ein Bündel von stoff- und/oder energiepermeablen Hohlfasern angeordnet ist, die von dem zweiten Medium durchströmbar und vom ersten Medium umströmbar sind.The invention relates to a device for the mass and / or energy exchange between two media, in particular between blood and a gas / gas mixture, with a through-flow of the first medium, in particular of blood chamber, in the transverse, in particular perpendicular to the flow direction of the first medium a bundle of material- and / or energy-permeable hollow fibers is arranged, which can be flowed through by the second medium and the first medium can flow around.

Derartige Vorrichtungen können eingesetzt werden, um allgemein zwischen einem ersten und einem zweiten Medium einen Stoff- und/oder Energieaustausch zu bewirken. Dabei sind die Hohlfasern in der genannten Kammer derart angeordnet und gegenüber der Kammer gedichtet, dass das erste Medium durch die Kammer fließen kann, ohne direkt mit dem zweiten Medium in Kontakt treten zu können, welches durch die Hohlfasern strömt. Der Stoff- und/oder Energieaustausch zwischen den beiden Medien findet demnach durch die permeablen Hohlfasern statt.Such devices can be used to generally effect a mass and / or energy exchange between a first and a second medium. In this case, the hollow fibers are arranged in the said chamber and sealed relative to the chamber, that the first medium can flow through the chamber, without being able to come into direct contact with the second medium, which flows through the hollow fibers. The material and / or energy exchange between the two media thus takes place through the permeable hollow fibers.

Dabei ist es im Stand der Technik bekannt, dass z. B. das Hohlfaserbündel mit seiner Längserstreckung in einem Hohlprofil einliegen kann, welches die Kammer ausbildet, wobei an den axialen Enden der Kammer Anschlüsse vorgesehen sind, die jeweils mit der Vielzahl der axialen Öffnungen der Hohlfasern am jeweiligen axialen Bündelende in Fluidverbindung stehen.It is known in the art that z. B. the hollow fiber bundle can einliegen with its longitudinal extent in a hollow profile, which forms the chamber, wherein at the axial ends of the chamber connections are provided which are each in fluid communication with the plurality of axial openings of the hollow fibers at the respective axial end of the bundle.

In einer bevorzugten Anwendung können solche Vorrichtungen beispielsweise in der Medizintechnik eingesetzt werden, beispielsweise bei der Blutreinigung, wie z. B. der Dialyse, der Bluttrennung oder auch als künstliche Lungen, somit als sogenannte Oxygenatoren.In a preferred application, such devices can be used for example in medical technology, for example in the blood purification, such. As dialysis, blood separation or as artificial lungs, thus as so-called oxygenators.

Bei dieser Anwendung kann das Blut als das erste Medium betrachtet werden sowie Sauerstoff als das zweite Medium, welches durch die einzelnen Hohlfasern des vorgenannten Bündels geleitet wird. Mit CO₂ angereichertes Blut kann sodann durch die Kammer geleitet werden, wodurch sich durch die unterschiedlichen Partialdrücke von Sauerstoff und CO₂ auf den beiden Seiten der stoff- und/oder energiepermeablen Hohlfasern des Bündels ein Stoffaustausch derart ergibt, dass CO₂ aus dem Blut entfernt und das Blut mit Sauerstoff aus den Hohlfasern angereichert wird. Die Hohlfasern sind bei dieser Anwendung somit CO₂- und O₂-permeabel. Eine solche Vorrichtung kann als künstliche Lunge arbeiten und demnach die Lungenfunktion eines Patienten teilweise oder auch vollständig übernehmen. In anderen, insbesondere anderen medizinischen Anwendungen können die Hohlfasern auch für andere Stoffe permeabel ausgebildet sein.In this application, the blood may be considered as the first medium and oxygen as the second medium which is passed through the individual hollow fibers of the aforementioned bundle. Blood enriched with CO ₂ can then be passed through the chamber, which results in a mass transfer due to the different partial pressures of oxygen and CO ₂ on the two sides of the material- and / or energy-permeable hollow fibers of the bundle such that CO _{2 is} removed from the blood and the blood is enriched with oxygen from the hollow fibers. The hollow fibers are thus CO ₂ - and O ₂ -permeabel in this application. Such a device can work as an artificial lung and thus take over the lung function of a patient partially or completely. In other, in particular other medical applications, the hollow fibers may also be permeable to other substances.

Um das erste Medium durch die Kammer zu pumpen, werden in üblicher Weise zu einer solchen Vorrichtung externe Pumpen benötigt. Dies bedeutet in dem Anwendungsbereich der Medizin, insbesondere bei Oxygenatoren, auf welchem die vorliegende Erfindung jedoch ausdrücklich nicht beschränkt ist, dass zusätzlich zu den bislang im Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen eine externe Pumpe vorgesehen sein muss, mit der Blut aus dem Körper eines Patienten abgepumpt, durch die Vorrichtung gepumpt und sodann in den Körper des Patienten zurückgeleitet wird. Dabei kann es sich bei dem Patienten sowohl um einen menschlichen als auch einen tierischen Patienten handeln.In order to pump the first medium through the chamber, external pumps are required in the usual way to such a device. This means in the field of application of medicine, in particular in oxygenators, on which the present invention is expressly not limited, however, that in addition to the generic devices hitherto known in the prior art, an external pump must be provided, with the blood from the body of a patient pumped out, pumped through the device and then returned to the body of the patient. In this case, the patient can be both a human and an animal patient.

Durch den externen Einsatz von Pumpen ergibt sich das Problem, dass ein erheblicher Teil des gepumpten Blutvolumens von der Pumpe eingenommen wird, da diese für den Betrieb der Vorrichtung vollständig mit Blut gefüllt sein muss. Daher sind gattungsgemäße Vorrichtungen gerade für den Einsatz bei Babys bzw. Frühgeborenen oder auch sehr kleinen Tieren kaum oder nur bedingt einsetzbar, da das Blutvolumen in diesen Fällen teilweise unter 100 Millilitern liegt, das Volumen von Pumpen jedoch üblicherweise in dieser Größenordnung oder sogar größer ist, so dass die Notwendigkeit besteht, bei der Behandlung von Babys oder Frühgeborenen bzw. kleinen Tieren zusätzliches Blutplasma oder Plasmaersatz einzusetzen, was zu einer starken Belastung des Organismus führen kann.The external use of pumps has the problem that a significant portion of the pumped blood volume is taken by the pump, since this must be completely filled with blood for the operation of the device. Therefore, generic devices are barely or only partially usable for use in babies or premature babies or even very small animals, since the blood volume in these cases is sometimes less than 100 milliliters, but the volume of pumps is usually of this magnitude or even greater, so there is a need to use additional blood plasma or plasma substitutes in the treatment of babies or premature babies or small animals, which can lead to a heavy burden on the organism.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei dem mit möglichst geringem Volumen des ersten Medium, insbesondere möglichst geringem Blutvolumen eine ausreichende Pumpfunktion bereitgestellt werden kann, insbesondere um eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei Babys und Frühgeborenen zu einer Anwendung bringen zu können. Weiterhin soll durch eine derart kleinbauende Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden, dass diese auch in den Körper eines Patienten implantierbar ist.It is therefore the object of the invention to provide a device of the aforementioned generic type, in which as small a volume of the first medium, in particular the smallest possible blood volume sufficient pumping function can be provided, in particular to a device according to the invention in babies and premature babies to an application to be able to bring. Furthermore, it should be achieved by such a small-sized embodiment of a device according to the invention that it is also implantable in the body of a patient.

Hier ist ergänzend darauf hinzuweisen, dass immer dann, wenn beispielhaft Blut als erstes Medium und Sauerstoff als zweites Medium bei der Beschreibung einer Ausführung der Vorrichtung genannt ist, die beschriebene Ausführung als offenbart gilt für jedes beliebige erste und zweite Medium.It should additionally be pointed out here that whenever, for example, blood is mentioned as the first medium and oxygen as the second medium in the description of an embodiment of the device, the described embodiment is deemed to be disclosed for any first and second medium.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kammer zumindest in einem Bereich, der das Bündel von Hohlfasern vollständig umgibt, insbesondere in einer oder mehreren axial hintereinander liegenden Ebenen senkrecht zur Hohlfasererstreckung vollständig umgibt, als elastische Hülle ausgebildet ist, wobei um die elastische Hülle ein starres Gehäuse angeordnet ist, dessen Gehäuseinnenwand die Hülle in Richtung der Hohlfasererstreckung in mehreren ersten Bereichen kontaktiert und zu dessen Gehäuseinnenwand die Hülle in Richtung der Hohlfasererstreckung in mehreren zweiten Bereichen kontaktfrei, insbesondere beabstandet ist, wobei wenigstens einer der in den zweiten Bereichen zwischen Hülle und Gehäuse ausgebildeten Hohlräume durch die Gehäusewandung hindurch in einen Fluidanschluss mündet.According to the invention this object is achieved in that the chamber at least in a region which completely surrounds the bundle of hollow fibers, in particular in one or more axially successive planes perpendicular to Hollow fiber extension completely surrounds, is formed as an elastic shell, wherein the elastic shell a rigid housing is arranged, the housing inner wall contacts the shell in the direction of hollow fiber extension in several first areas and the housing inner wall, the shell in the direction of hollow fiber extension in several second areas contact-free, is spaced apart in particular, wherein at least one of the cavities formed in the second regions between the shell and the housing through the housing wall opens into a fluid port.

Der wesentliche Kerngedanke der Erfindung besteht hier darin, dass das interne Volumen der Kammer, welches hier durch die elastische Hülle umgrenzt ist, aufgrund der Elastizität der Hülle vergrößert und verringert werden kann. Dabei ist das minimale Volumen der Kammer dann erreicht, wenn die elastische Hülle aufgrund ihrer Elastizität, insbesondere einer eigenständigen Rückstellung vollständig an dem Faserbündel anliegt. Das innere Volumen der durch die Hülle umgrenzten Kammer kann jedoch dadurch vergrößert werden, dass die elastische Hülle von dem Hohlfaserbündel abgehoben wird.The essential core idea of the invention here is that the internal volume of the chamber, which is here bounded by the elastic sheath, can be increased and reduced due to the elasticity of the sheath. In this case, the minimum volume of the chamber is reached when the elastic sheath rests completely on the fiber bundle due to their elasticity, in particular an independent provision. However, the internal volume of the chamber bounded by the shell can be increased by lifting the elastic shell from the hollow fiber bundle.

Dies kann gemäß der Erfindung nun dadurch erfolgen, dass sich zwischen der Hülle und dem Gehäuse, insbesondere dessen innerer Gehäusewandung in den vorgenannten zweiten Bereichen jeweils ein Hohlraum ergibt, der durch die Gehäusewandung hindurch in einen Fluidanschluss mündet, so dass durch diesen Fluidanschluss der Hohlraum mit einem Unterdruck gegenüber dem Innendruck in der Kammer bzw. innerhalb der elastischen Hülle versehen werden kann, so dass sich durch diesen Unterdruck in dem Hohlraum die elastische Hülle in den Hohlraum aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit hin verlagert wird und hierdurch das innere Kammervolumen vergrößert wird. Durch die Vergrößerung des Kammervolumens wird demnach das erste Medium in die Kammer hineingesaugt. Hierbei kann es sich wie vorgenannt in einer bevorzugten Anwendung bei dem ersten Medium um Blut eines Patienten handeln.This can be done according to the invention now characterized in that between the shell and the housing, in particular the inner housing wall in the aforementioned second areas each result in a cavity which opens through the housing wall into a fluid port, so that through this fluid port of the cavity with a negative pressure relative to the internal pressure in the chamber or within the elastic sheath can be provided, so that is displaced by this negative pressure in the cavity, the elastic sheath in the cavity due to their elastic deformability out, and thereby the inner chamber volume is increased. By enlarging the chamber volume, therefore, the first medium is sucked into the chamber. As mentioned above, in a preferred application, the first medium may be blood of a patient.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich also maßgeblich dadurch, dass keinerlei Blut des Patienten benötigt wird, um zum Zweck der Pumpfunktion eine extern zum Blutkreislauf angeordnete Pumpe zunächst zu füllen, um deren Funktion zu gewährleisten.The advantage of the device according to the invention thus results essentially from the fact that no blood of the patient is needed to fill for the purpose of pumping a pump arranged externally to the blood circulation initially to ensure their function.

Das minimale Blutvolumen der Vorrichtung ist gegeben durch dasjenige Volumen, welches erreicht wird, wenn die elastische Hülle vollständig am Faserbündel anliegt, wohingegen das maximale Blutvolumen der Vorrichtung gegeben ist, wenn durch Unterdruckbeaufschlagung die elastische Hülle vollständig im Bereich des wenigstens einen zweiten Bereichs, der mit Unterdruck beaufschlagt ist, an die Gehäuseinnenwandung herangezogen wurde.The minimum blood volume of the device is given by that volume, which is achieved when the elastic sheath completely on the fiber bundle, whereas the maximum blood volume of the device is given if by negative pressure, the elastic sheath completely in the region of at least a second area, with Negative pressure is applied, was used on the Gehäuseinnenwandung.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass nicht nur in einem der zweiten Bereiche, sondern in mehreren der zweiten Bereiche die jeweils ausgebildeten Hohlräume durch die Gehäusewandung hindurch mit einem Fluidanschluss in Verbindung stehen, so dass in mehreren der insgesamt ausgebildeten zweiten Bereiche eine Unterdruckbeaufschlagung und damit eine Unterstützung der Pumpfunktion erzielt werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn für einen Anwender die Möglichkeit besteht, bei Vorhandensein von mehreren Fluidanschlüssen die Menge des gepumpten Volumens variieren zu können, nämlich dadurch, ob von den mehreren zur Verfügung stehenden Hohlräumen einer, zwei oder mehrere gleichzeitig mit Unterdruck beaufschlagt werden. So kann das maximal gepumpte Volumen variiert werden zwischen dem ein- und n-fachen Volumen eines jeden Hohlraums in einem zweiten Bereich, wenn insgesamt n Hohlräume eines zweiten Bereichs mit einem Fluidanschluss zur Unterdruckbeaufschlagung vorgesehen sind an der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass jeder Hohlraum gleiches Volumen hat.It can be provided that not only in one of the second regions, but in several of the second regions each formed cavities through the housing through with a fluid connection in connection, so that in several of the total formed second regions a negative pressure and thus a Support the pumping function can be achieved. In particular, it is advantageous if it is possible for a user to be able to vary the amount of the pumped volume in the presence of a plurality of fluid connections, namely by whether one or two or more of the plurality of available cavities are simultaneously subjected to negative pressure. Thus, the maximum pumped volume can be varied between the one and n times the volume of each cavity in a second area, if a total of n cavities of a second area are provided with a fluid connection for negative pressure on the device according to the invention. It may preferably be provided that each cavity has the same volume.

Dabei wird es als bevorzugt angesehen, wenn die ersten und zweiten Bereiche in gleichmäßiger Winkelteilung das Bündel umgeben. Die Ausführung ist insoweit bevorzugt, als dass durch eine gleichmäßige Winkelteilung eine symmetrische Formgestaltung des Gehäuses verwendet werden kann, die technisch ohne großen Aufwand konstruiert werden kann. Hierbei kann jeweils ein ersten Bereich zwischen zwei zweiten Bereichen sowie in gleicher Weise ein zweiter Bereich zwischen zwei ersten Bereichen liegen. Über den Umfang können die ersten und zweiten Bereiche somit abwechselnd angeordnet sein.In this case, it is considered preferable if the first and second regions surround the bundle in a uniform angle division. The embodiment is preferred insofar as that a symmetrical shape design of the housing can be used by a uniform angle division, which can be constructed technically without much effort. Here, in each case a first region between two second regions and in the same way a second region between two first regions lie. The first and second regions can thus be arranged alternately over the circumference.

Für eine solche bevorzugte Ausbildung kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das Bündel der Hohlfasern zusammen mit der umgebenden Hülle senkrecht zur Hohlfasererstreckung einen im Wesentlichen kreisförmigen Außenquerschnitt aufweist.For such a preferred embodiment, it may be provided, for example, that the bundle of hollow fibers together with the surrounding sheath has a substantially circular outer cross section perpendicular to the hollow fiber extension.

In einer ersten möglichen Ausführung kann das umgebende Gehäuse an diesen Querschnitt angepasst sein und dabei in der inneren Gehäusewand, bevorzugt in gleichmäßiger Winkelteilung mehrere Ausnehmungen bzw. Rücksprünge aufweisen, so dass in diesen Bereichen die Hülle nicht an der inneren Gehäusewand anliegt. Solche Rücksprünge oder Ausnehmung können dabei eine Längserstreckung in Richtung der Hohlfasererstreckung aufweisen. Durch jeden dieser rückspringenden oder ausgenommenen Bereiche wird ein Hohlraum umgrenzt, der in Richtung zum Bündel durch die Hülle begrenzt ist und in den ein Fluidanschluß durch die Gehäusewandung hindurch münden kann, insbesondere um den Hohlraum mit Unterdruck und/oder Überdruck zu beaufschlagen und so die elastische Hülle in den Hohlraum hinein zu verlagern, insbesondere hinein zu saugen.In a first possible embodiment, the surrounding housing may be adapted to this cross-section and may have a plurality of recesses or recesses in the inner housing wall, preferably in a uniform angular pitch, so that in these areas the shell does not bear against the inner housing wall. Such recesses or recesses may have a longitudinal extent in the direction of the hollow fiber extension. Through each of these recessed or recessed areas a cavity is bounded, which is limited in the direction of the bundle through the shell and in the fluid connection through the housing wall can lead through, in particular to pressurize the cavity with negative pressure and / or pressure and so to move the elastic sheath into the cavity, in particular to suck into it.

In einer weiteren Ausführung kann das Gehäuse einen im Wesentlichen mehreckigen freien Innenquerschnitt aufweist, wobei zwischen den Eckbereichen der Gehäuseinnenwand und der Hülle in Richtung der Hohlfasererstreckung zweite Bereiche ausgebildet sind. Dabei wird von einem mehreckigen Querschnitt des Gehäuses im Innenbereich im Sinne der Erfindung auch dann gesprochen, wenn die Eckbereiche beispielsweise gerundet ausgeführt sind, somit also der mehreckige Querschnitt nicht im eigentlichen mathematischen Sinne als mehreckig zu verstehen ist. Wesentlich ist es hier, dass sich zwischen den Eckbereichen bei einer mehreckigen Querschnittsform ebene Flächenbereiche der Gehäuseinnenwand ergeben, die in den Eckbereichen ineinander übergehen.In a further embodiment, the housing may have a substantially polygonal free inner cross section, wherein second regions are formed between the corner regions of the housing inner wall and the shell in the direction of the hollow fiber extension. It is also spoken of a polygonal cross-section of the housing in the interior within the meaning of the invention, if the corner regions are executed rounded, so therefore the polygonal cross-section is not to be understood in the actual mathematical sense as polygonal. It is essential here that, in the case of a polygonal cross-sectional shape, flat surface areas of the inner wall of the housing result between the corner areas, which merge into one another in the corner areas.

In bevorzugter Ausgestaltung der Vorrichtung kann es bei allen möglichen Gehäusevarianten vorgesehen sein, dass in zwei gegenüberliegenden zweiten Bereichen in dem Gehäuse Ausnehmungen/Durchbrüche vorgesehen sind, durch welche an die Hülle angeformte Anschlüsse zur Zu- und Abfuhr des ersten Mediums durch diese Gehäusewandung hindurchgeführt sind. Beispielsweise kann an die Hülle, die aus einem elastischen Material gebildet ist, wie z. B. Silikon, Latex oder sonstiges blutverträgliches Material, einstückig jeweils für den Zu- und Abfluss ein Schlauchstück angeformt sein, wobei diese beiden Schlauchstücke an der Hülle einander gegenüberliegend angeordnet sind, so dass sicher gestellt ist, dass das zu- bzw. abgeführte Blut diametral durch den Innenquerschnitt der Hülle in Richtung quer, bevorzugt senkrecht zur Fasererstreckung an den Hohlfasern vorbeigeführt wird.In a preferred embodiment of the device, it may be provided in all possible housing variants that recesses / openings are provided in two opposite second areas in the housing through which integrally formed on the shell connections for supply and removal of the first medium are passed through this housing. For example, to the shell, which is formed of an elastic material, such. As silicone, latex or other blood-compatible material, integrally formed in each case for the inflow and outflow of a piece of tubing, these two pieces of tubing are arranged opposite each other on the shell, so as to ensure that the inflowing or discharged blood diametrically is guided by the inner cross section of the shell in the direction transverse, preferably perpendicular to the fiber extension of the hollow fibers.

Bei der Ausführung mit einem n-eckigen Innenquerschnitt des Gehäuses, welches die Hülle umgibt, können demnach diese Zu- und Abfuhranschlüsse für das erste Medium im Bereich von zwei gegenüberliegenden Ecken des Querschnittes angeordnet sei, so dass insgesamt (n – 2) zweite Bereiche zwischen Hülle und innerer Gehäusewandung verbleiben, an denen Hohlräume ausgebildet sind, insbesondere die jeweils durch das Gehäuse mit Anschlüssen zur Unterdruckbeaufschlagung versehen sein können.In the embodiment with an n-cornered inner cross section of the housing, which surrounds the shell, therefore, these supply and discharge ports for the first medium can be arranged in the region of two opposite corners of the cross section, so that a total of (n - 2) second areas between Case and inner housing wall remain on which cavities are formed, in particular, each of which may be provided by the housing with connections for negative pressure.

So können bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem n eckigen Innenquerschnitt des die Hülle umgebenden Gehäuses (n – 2) Abstufungen des mit einem Pumphub geförderten Volumens erzielt werden, wobei jede Volumenstufe demjenigen Volumen entspricht, welches in einem der zweiten Bereiche zwischen der Gehäusewand und der Hülle eingeschlossen ist.Thus, in a device according to the invention with a rectangular inner cross-section of the housing surrounding the shell (n-2), gradations of the volume delivered with a pump stroke can be achieved, each volume stage corresponding to that volume which is in one of the second regions between the housing wall and the shell is included.

So kann es in bevorzugter Ausführung bei n-eckiger Gehäuseausführung sowie auch Gehäusen mit mehreren Ausnehmungen/Rücksprüngen im zweiten Bereich vorgesehen sein, dass in zwei gegenüberliegenden, bevorzugt allen verbleibenden zweiten Bereichen, die zwischen Hülle und Gehäuse ausgebildeten Hohlräume durch die Gehäusewandung hindurch mit einem Fluidanschluss versehen sind und mit einem Unterdruck, z. B. durch eine externe Unterdruckpumpeinheit beaufschlagbar sind.Thus, it may be provided in a preferred embodiment with n-sided housing design as well as housings with a plurality of recesses / recesses in the second region that in two opposite, preferably all remaining second areas, the cavities formed between the shell and housing through the housing through with a fluid connection are provided and with a vacuum, z. B. can be acted upon by an external vacuum pump unit.

Die bevorzugte Ausführung kann dabei so gewählt sein, dass, insbesondere zwischen der Gehäuseinnenwandung und der Hülle, eine gerade Anzahl von zweiten Bereichen ausgebildet ist, insbesondere wofür der Innenquerschnitt des Gehäuses senkrecht zur Richtung der Hohlfasererstreckung mehreckig ist mit einer geraden Anzahl von Ecken. Hierdurch ergibt sich gerade eine Symmetrie um die Mittenachse in Richtung der Hohlfasererstreckung, bei der jeweils diametral einander gegenüberliegende zweite Bereiche existieren, von denen zwei gegenüberliegende Bereiche für die Zu- und Abfuhr des ersten Mediums verwendet werden können und die verbleibenden jeweils gegenüberliegenden Bereiche zur Unterdruckbeaufschlagung, um die gewünschte Pumpfunktion zu erzielen.The preferred embodiment may be chosen so that, in particular between the Gehäuseinnenwandung and the shell, an even number of second regions is formed, in particular for what the inner cross section of the housing perpendicular to the direction of the hollow fiber extension is polygonal with an even number of corners. This results in a symmetry about the central axis in the direction of the hollow fiber extension, in each case diametrically opposed second regions exist, of which two opposing regions for the supply and discharge of the first medium can be used and the remaining respective opposite regions for negative pressure, to achieve the desired pumping function.

Um sicherzustellen, dass in den ersten Bereichen die Hülle die Gehäuseinnenwand dicht kontaktiert und somit die Einzelvolumina in den jeweiligen zweiten Bereichen voneinander getrennt sind, kann es vorgesehen sein, dass in diesen ersten Bereichen die Hülle fest mit der Gehäuseinnenwand verbunden/verbindbar ist.In order to ensure that in the first areas the shell closely contacts the housing inner wall and thus the individual volumes in the respective second areas are separated from one another, it can be provided that in these first areas the shell is firmly connected / connectable to the housing inner wall.

Dies kann in einer bevorzugten Ausführung dadurch erzielt werden, dass in den ersten Bereichen sich auf der Hülle in Richtung der Hohlfasern erstreckende Vorsprünge angeordnet sind, die jeweils in einer sich in der Gehäuseinnenwand in Richtung der Hohlfasern erstreckende Nut insbesondere formschlüssig einliegen bzw. einlegbar sind. Durch den Formschluss zwischen Vorsprung und Nut entlang der Erstreckung in Richtung der Hohlfasern wird eine Dichtung zwischen der Außenseite der Hülle und der Innenseite der inneren Gehäusewandung erzielt, so dass zwischen einander angrenzenden zweiten Bereichen keinerlei Überströmen von Fluid möglich ist und somit jeder in einem zweiten Bereich gebildete Hohlraum zwischen Gehäuseinnenwand und Hülle separat und individuell mit Unterdruck beaufschlagbar ist.This can be achieved in a preferred embodiment in that in the first regions are on the sheath in the direction of the hollow fibers extending projections are arranged, each in particular in a housing inner wall in the direction of the hollow fibers extending groove in particular positively fit or can be inserted. By the positive connection between the projection and the groove along the extension in the direction of the hollow fibers, a seal between the outside of the shell and the inside of the inner housing wall is achieved, so that between adjacent second regions no overflow of fluid is possible and thus each in a second area formed cavity between the housing inner wall and shell can be acted upon separately and individually with negative pressure.

Für eine Montage kann es dabei vorgesehen sein, dass jeder der vorgenannten, sich in Hohlfaserrichtung erstreckenden Vorsprünge in Richtung der Hohlfasererstreckung in die Nut an der Gehäuseinnenwand eingeschoben wird, insbesondere bei einer Montage, bei welcher in axialer Richtung die Gesamtanordnung aus Bündel und Hülle in das starre Gehäuse geschoben wird.For an assembly, it can be provided that each of the aforementioned, in the hollow fiber direction extending projections in the direction of Hollow fiber extension is inserted into the groove on the housing inner wall, in particular in a mounting in which in the axial direction, the entire assembly of bundle and sheath is pushed into the rigid housing.

Dabei kann die Ausbildung der Nut derart sein, dass die Nutöffnung in Richtung zur Hülle eine geringere Breite aufweist als das Nutinnere, so dass ein entsprechend ausgebildeter Vorsprung auf der Hüllenaußenseite nahe an der Hüllenoberfläche eine geringere Breite aufweist als in einer weiteren Entfernung zur Hüllenoberfläche. Beispielsweise kann der Nutquerschnitt und der Vorsprungsquerschnitt senkrecht zur Erstreckung der Hohlfaserrichtung kreisförmig oder auch dreieckig ausgeführt sein, so dass ein in die entsprechende Nut eingeschobener Vorsprung in radialer Richtung sicher in der Nut gehalten ist und in dieser gedichtet einliegt.In this case, the formation of the groove may be such that the groove opening in the direction of the envelope has a smaller width than the groove interior, so that a correspondingly formed projection on the outside of the envelope close to the envelope surface has a smaller width than at a further distance to the envelope surface. For example, the groove cross-section and the protrusion cross-section may be circular or triangular perpendicular to the extension of the hollow fiber direction, so that a projection inserted into the corresponding groove is securely held in the groove in the radial direction and rests in a sealed manner.

In einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es ergänzend vorgesehen sein, dass das Bündel der Hohlfasern auf einen Kern gewickelt ist. Ein solcher Kern kann zum einen zur Stabilisierung des Hohlfaserbündels vorgesehen sein und zum anderen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hohl ausgebildet sein, wobei die äußere, zum Bündel weisende Kernwandung zumindest bereichsweise Durchbrüche zum hohlen Kerninneren aufweist, die von einer flexiblen Membran verschlossen/überdeckt sind und wobei das Kerninnere einen Fluidanschluss aufweist, insbesondere über den das Kerninnere in gleicher Weise mit Unterdruck beaufschlagbar ist, wie die einzelnen zuvor genannten Hohlräume in den jeweiligen zweiten Bereichen zwischen Hülle und Gehäuseinnenwand.In a further preferred development of the device according to the invention, it can additionally be provided that the bundle of hollow fibers is wound on a core. On the one hand, such a core can be provided for stabilizing the hollow fiber bundle and, on the other hand, can be hollow in a device according to the invention, wherein the outer core wall facing the bundle has, at least in some areas, apertures to the hollow core, which are closed / covered by a flexible membrane and where the inner core has a fluid connection, in particular via which the inner core is acted upon in the same way with negative pressure, as the individual aforementioned cavities in the respective second regions between the shell and housing inner wall.

Es besteht bei dieser Ausführung demnach ebenso die Möglichkeit, die Pumpfunktion durch eine Unterdruckbeaufschlagung und/oder Überdruckbeaufschlagung des Kerninneren zu unterstützen, wodurch eine Verlagerung der flexiblen Membran, die die Kerndurchbrüche verschließt, in das Innere des Kernes erfolgt, so dass hierdurch das effektive Volumen der Vorrichtung ebenso vergrößert wird.It is therefore also possible in this embodiment to support the pumping function by applying a negative pressure and / or pressurizing the core interior, whereby a displacement of the flexible membrane, which closes the core apertures, takes place into the interior of the core, thereby reducing the effective volume of the core Device is also increased.

Hierbei kann es vorgesehen sein, dass der Kern senkrecht zur Richtung der Hohlfasererstreckung einen mehreckigen Außenquerschnitt aufweist, wobei Durchbrüche in den planen Flächenbereichen zwischen den in Hohlfaserrichtung verlaufenden Kanten des Kerns angeordnet sind. Hierbei kann bevorzugt die Anzahl der Ecken des Kerns der Anzahl der Ecken des Gehäuses entsprechen.In this case, it can be provided that the core has a polygonal outer cross section perpendicular to the direction of the hollow fiber extension, whereby openings in the plane surface regions are arranged between the edges of the core extending in the hollow fiber direction. Here, the number of corners of the core may preferably correspond to the number of corners of the housing.

Bei einer solchen Ausführung eines hohlen Kerns kann unabhängig von dessen Außenquerschnitt, der gegebenenfalls auch rund ausgeführt sein kann, der Kern eine flexible elastische Hülle tragen, die die Durchbrüche des Kerns überdeckt. Eine solche Hülle kann z. B. durch einen Schlauch gebildet sein, der dicht auf der Kernoberfläche aufliegt.In such a design of a hollow core, regardless of its outer cross-section, which may optionally also be made round, the core can carry a flexible elastic sheath which covers the openings of the core. Such a shell may, for. B. be formed by a tube which rests tightly on the core surface.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:A preferred embodiment of the invention is described in the following figures. Show it:

1 eine Schnittansicht der Kammer zur Führung des ersten Mediums senkrecht zur Richtung der Hohlfaser 1 a sectional view of the chamber for guiding the first medium perpendicular to the direction of the hollow fiber

2 eine perspektivische Ansicht derselben Kammer 2 a perspective view of the same chamber

3 das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreckigem Innenquerschnitt 3 the housing of a device according to the invention with polygonal inner cross-section

4 eine Schnittansicht senkrecht zur Hohlfasererstreckung der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 a sectional view perpendicular to the hollow fiber extension of the entire device according to the invention

5 eine perspektivische Ansicht der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung 5 a perspective view of the entire device according to the invention

6 eine Schnittansicht senkrecht zur Hohlfasererstreckung mit einem zusätzlich hohl ausgebildeten Kernbereich zur Unterstützung der Pumpfunktion 6 a sectional view perpendicular to the hollow fiber extension with an additionally hollow core region to support the pumping function

7 Die Dehnung der Hülle innerhalb eines zweiten Bereiches 7 The elongation of the shell within a second range

8 den durch Ansteuerung erzielbaren zeitlichen Verlauf der Dehnung 8th the attainable by controlling the time course of the strain

Die 1 und 2 zeigen in zwei verschiedenen Ansichten die Kammer 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welcher ein Bündel von Hohlfasern angeordnet ist, welches in den 1 und 2 nicht separat dargestellt ist.The 1 and 2 show the chamber in two different views 1 a device according to the invention, in which a bundle of hollow fibers is arranged, which in the 1 and 2 not shown separately.

Bezogen auf die 1 befindet sich das Bündel der Hohlfasern im inneren Bereich 2 der Kammer 1, wobei bezogen auf diese 1 die Erstreckung der Hohlfasern senkrecht zur Papierebene erfolgt.Related to the 1 the bundle of hollow fibers is located in the inner area 2 the chamber 1 , with respect to these 1 the extension of the hollow fibers takes place perpendicular to the plane of the paper.

Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 weist die Kammer 1 eine im Wesentlichen zylindrische Form auf mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt senkrecht zur Hohlfasererstreckung. Die Kammer 1 ist hier gegebenenfalls bis auf die axialen Endbereiche 1a und 1b durch eine sich zwischen diesen axialen Endbereichen erstreckende elastische Hülle 3 ausgebildet, die aufgrund ihrer Elastizität und damit ihrer Tendenz, sich maximal zusammenzuziehen, außen an dem aufgenommenen Hohlfaserbündel anliegt. Diese Hülle 3 umgibt das Bündel in radialer Richtung vollständig. Die axialen Enden 1a und 1b können zu einem späteren Zeitpunkt an der Hülle 3 angebracht, z. B. gedichtet angeformt werden, z. B. stoffschlüssig, beispielsweise nachdem die Hülle 3 mit dem innenliegenden Bündel in ein Gehäuse eingesetzt wurde.With reference to the 1 and 2 shows the chamber 1 a substantially cylindrical shape with a substantially circular cross section perpendicular to the hollow fiber extension. The chamber 1 is here if necessary except for the axial end regions 1a and 1b by an elastic sheath extending between these axial end regions 3 formed, which rests externally on the received hollow fiber bundle due to their elasticity and thus their tendency to contract to the maximum. This shell 3 completely surrounds the bundle in the radial direction. The axial ends 1a and 1b can at a later time Time on the shell 3 attached, z. B. be formed sealed, z. B. cohesively, for example after the shell 3 was inserted with the inner bundle in a housing.

Die axialen Enden des Hohlfaserbündels, welches in den 1 und 2 nicht dargestellt ist, enden gedichtet in der Querschnittsebene der beiden axialen Endbereiche 1a und 1b der Kammer 1, so dass durch diese axialen Endbereiche 1a und 1b die einzelnen Hohlfasern mit einem Fluid beaufschlagt werden können, welches sodann in der Richtung der Erstreckung der Hohlfasern durch diese hindurchgeleitet wird.The axial ends of the hollow fiber bundle, which in the 1 and 2 not shown, sealed ends in the cross-sectional plane of the two axial end portions 1a and 1b the chamber 1 so that through these axial end portions 1a and 1b The individual hollow fibers can be acted upon with a fluid, which is then passed therethrough in the direction of the extension of the hollow fibers.

Erkennbar ist hier weiterhin, dass an die elastische Hülle 3 in einer Richtung senkrecht zur Hohlfasererstreckung Anschlüsse 4 für die Zu- und Abführung des ersten Mediums vorgesehen sind. Hier können diese Anschlüsse 4 beispielsweise als Schlauchanschlüsse ausgebildet sein, die einstückig an die flexible Hülle 3 angeformt sind. Demnach können die Anschlüsse 4 aus dem gleichen elastischen Material gebildet sein, wie die Hülle 3 selbst.Visible here is still that to the elastic shell 3 in a direction perpendicular to the hollow fiber extension connections 4 are provided for the supply and discharge of the first medium. Here are these connections 4 For example, be designed as hose connections, which are integral to the flexible shell 3 are formed. Accordingly, the connections 4 be formed of the same elastic material as the shell 3 even.

Bezugnehmend auf die 1 und 2 ist somit erkennbar, dass in einer Richtung senkrecht zur Hohlfasererstreckung das erste Medium durch die hier dargestellte Kammer 1 hindurchgeführt werden kann. Innerhalb wenigstens eines der Anschlüsse 4, insbesondere im Bereich nahe der Hülle 3, kann zur Definition einer Fließrichtung beispielsweise ein Einwegeventil vorgesehen sein. Der flexible Übergangsbereich 4a zwischen einem Anschluss 4 und der Hülle 3 kann als kollapsibles Reservoir dienen.Referring to the 1 and 2 is thus seen that in a direction perpendicular to the hollow fiber extension, the first medium through the chamber shown here 1 can be passed. Within at least one of the connections 4 , especially in the area near the shell 3 , For example, a one-way valve may be provided to define a flow direction. The flexible transition area 4a between a connection 4 and the shell 3 can serve as a collapsible reservoir.

Es ist hier weiterhin in den 1 und 2 dargestellt, dass auf der Oberfläche der Hülle 3 in einer Richtung parallel zur Hohlfasererstreckung mehrere Vorsprünge 5 vorgesehen sind, die im vorliegenden Fall mit einer gleichmäßigen Winkelteilung die Hülle 3 umgeben. Die Vorsprünge 5 erstrecken sich in bevorzugter Ausführung über die gesamte axiale Länge zwischen den Endbereichen 1a und 1b.It is still here in the 1 and 2 shown on the surface of the shell 3 in a direction parallel to the hollow fiber extension several projections 5 are provided, which in the present case with a uniform angle division the shell 3 surround. The projections 5 extend in a preferred embodiment over the entire axial length between the end regions 1a and 1b ,

Die 3 zeigt in alleiniger Darstellung das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches dazu dient, die Kammer 1 aus der elastischen Hülle 3 mit dem darin angeordneten Hohlfaserbündel, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, in ihrem Inneren aufzunehmen. Dabei können die Anschlüsse 4 zum Zuführen und Abführen des ersten Mediums durch Ausnehmungen 7 des Gehäuses 6 geführt werden, die einander diametral gegenüberliegen.The 3 shows in a sole representation of the housing of a device according to the invention, which serves to the chamber 1 from the elastic shell 3 with the arranged therein hollow fiber bundle, as in the 1 and 2 is shown to take in their interior. The connections can be 4 for feeding and discharging the first medium through recesses 7 of the housing 6 be guided, which are diametrically opposed to each other.

Die Kammer 1, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, kann hier in Richtung der Hohlfasererstreckung in den inneren, im Querschnitt mehreckigen Aufnahmebereich des Gehäuses 6 eingeschoben werden, wobei es vorgesehen ist, dass die Vorsprünge 5 in die Nuten 8 in der Innenwandung des Gehäuses 6 eingeschoben werden. Hierfür haben die Nute 8 und die Vorsprünge 5 zueinander korrespondierende Querschnitte senkrecht zur Hohlfasererstreckung.The chamber 1 as they are in the 1 and 2 is shown here, in the direction of the hollow fiber extension in the inner, in cross-section polygonal receiving area of the housing 6 be inserted, it being provided that the projections 5 into the grooves 8th in the inner wall of the housing 6 be inserted. For this have the groove 8th and the projections 5 mutually corresponding cross sections perpendicular to the hollow fiber extension.

Bezogen auf die 4 ergibt sich eine Gesamtanordnung, bei welcher erkennbar ist, dass in ersten Bereichen 9 die Hülle 3 gedichtet an der im Querschnitt hier sechseckigen Gehäuseinnenwandung anliegt, wobei hier die Dichtung zwischen Hülle und Gehäuseinnenwand durch die formschlüssige Verbindung zwischen den Vorsprüngen 5 und den Nuten 8 erzielt wird.Related to the 4 results in an overall arrangement in which it can be seen that in the first areas 9 the case 3 sealed to the hexagonal in cross-section here Gehäuseinnenwandung rests, in which case the seal between the shell and housing inner wall by the positive connection between the projections 5 and the grooves 8th is achieved.

Zwischen den ersten Bereichen 9 sind in ebenso gleichmäßiger Winkelteilung zweite Bereiche 10 gebildet, in denen die an den Hohlfasern anliegende elastische Hülle 3 zur Gehäuseinnenwandung beabstandet ist, so dass sich zwischen dem kreisförmigen Außenquerschnitt der Hülle und dem n-eckigen, hier sechseckigen Innenquerschnitt des Gehäuses 6, in diesen zweiten Bereichen 10 Hohlräume ergeben. Die einzelnen, in den zweiten Bereichen 10 ausgebildeten Hohlräume sind hierbei voneinander durch die formschlüssige dichte Verbindung von Vorsprung 5 und Nut 8 gedichtet voneinander getrennt.Between the first areas 9 are in equally uniform angular division second areas 10 formed in which the voltage applied to the hollow fibers elastic sheath 3 is spaced from the housing inner wall, so that between the circular outer cross-section of the shell and the n-angular, here hexagonal inner cross section of the housing 6 in these second areas 10 Cavities arise. The individual, in the second areas 10 trained cavities are in this case from each other by the positive tight connection of projection 5 and groove 8th sealed from each other.

Hierbei zeigt die 4, dass in zwei gegenüberliegenden zweiten Bereichen die gegenüberliegenden Ausnehmungen 7 des Gehäuses 6 angeordnet sind, durch welches die Anschlüsse 4 für die Zu- und Abfuhr des ersten Mediums geführt sind.This shows the 4 in that in two opposite second regions the opposite recesses 7 of the housing 6 are arranged, through which the connections 4 for the supply and removal of the first medium are performed.

In allen verbleibenden zweiten Bereichen 10 münden die in diesen zweiten Bereichen 10 gebildeten Hohlräume in Fluidanschlüsse 11, durch welche jeder der einzelnen Hohlräume individuell oder auch mehrere gemeinsam und gleichzeitig mit Unterdruck und/oder Überdruck beaufschlagt werden können, wodurch die Möglichkeit besteht, die Hülle 3, die das Hohlfaserbündel umgibt, in dem jeweils mit Unterdruck beaufschlagten zweiten Bereich 10 in die Richtung der Gehäuseinnenwand zu verlagern und dadurch das innere Volumen der Kammer 1 zu vergrößern. Durch eine solche Vergrößerung wird Blut durch den Einlassanschluss 4 in die Kammer hineingesaugt, wobei durch wenigstens ein Einwegeventil im Ein- bzw. Auslass 4 sichergestellt wird, dass eine Blutförderung in eine vorgegebene definierte Richtung erfolgt.In all remaining second areas 10 that lead to those second areas 10 formed cavities in fluid connections 11 by which each of the individual cavities individually or even several can be acted upon simultaneously and simultaneously with negative pressure and / or pressure, whereby the possibility exists, the envelope 3 , which surrounds the hollow fiber bundle, in each case acted upon by negative pressure second region 10 to shift in the direction of the housing inner wall and thereby the internal volume of the chamber 1 to enlarge. By such enlargement, blood will pass through the inlet port 4 sucked into the chamber, wherein at least by a one-way valve in the inlet and outlet 4 it is ensured that a blood delivery takes place in a predetermined defined direction.

Wird die Unterdruckbeaufschlagung abgestellt oder sogar eine Überdruckbeaufschlagung vorgenommen, so stellt sich die Hülle 3 wieder in ihre Ausgangslage zurück und liegt an dem Faserbündel außen an, wodurch das innere Volumen der Kammer 3 verkleinert und das erste Medium durch einen der Anschlüsse 4 aus der Kammer herausgepresst wird.If the vacuum is turned off or even made an overpressurization, so does the shell 3 back to its original position and is located on the fiber bundle on the outside, whereby the inner volume of the chamber 3 downsized and the first medium through one of the connectors 4 is pressed out of the chamber.

Die hier dargestellten Fluidanschlüsse 11 können in dafür vorgesehenen Ausnehmungen in dem Gehäuse 6 angeordnet sein, beispielsweise können diese gedichtet in diese Ausnehmungen 12 eingeschraubt sein. The fluid connections shown here 11 can in designated recesses in the housing 6 be arranged, for example, they can be sealed in these recesses 12 be screwed.

Eine perspektivische Ansicht der 4 ist in der 5 dargestellt, wobei erkennbar ist, dass an das Gehäuse 6 zu beiden axialen Seiten Kappen 6a und 6b befestigt sind, über welche die Beaufschlagung des in dem Gehäuse 6 angeordneten Hohlfaserbündels mit dem zweiten Medium erfolgen kann. Die diesbezüglichen Fluidanschlüsse sind in der 5 nicht dargestellt.A perspective view of the 4 is in the 5 shown, wherein it can be seen that to the housing 6 to both axial sides caps 6a and 6b are fixed, via which the admission of the in the housing 6 arranged hollow fiber bundle can be done with the second medium. The relevant fluid connections are in the 5 not shown.

Ersichtlich ergibt sich hier der weitere Vorteil, dass die Kammer 1 und damit das Faserbündel mit der umgebenden elastischen Hülle 3 aus dem Gehäuse 6 nach einer Benutzung entfernt und eine neue Kammer 1 eingesetzt werden kann. Demnach kann ein großer Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder verwendet werden, wobei nur der das erste Medium führende Teil aus hygienischen Gründen, insbesondere bei der Anwendung der Vorrichtung, im medizinischen Bereich ausgetauscht werden kann.Obviously here is the further advantage that the chamber 1 and thus the fiber bundle with the surrounding elastic sheath 3 out of the case 6 removed after use and a new chamber 1 can be used. Accordingly, a large part of a device according to the invention can be reused, wherein only the part carrying the first medium can be replaced in the medical field for reasons of hygiene, in particular when the device is used.

Die 6 zeigt im Wesentlichen einen zur 4 entsprechenden Querschnitt unter weiterer Andeutung des Faserbündels, wobei dieses Faserbündel im vorliegenden Fall auf einen inneren Kern 13 aufgewickelt ist, der in dieser jedoch nicht beschränkenden Ausführungsform ebenfalls n-eckig (n = 6) ausgeführt ist. Die zwischen den einzelnen äußeren Eckbereichen des Kerns gegebenen ebenen Flächenbereiche weisen Durchbrüche 14 auf, die von einer elastischen Membran 15 verschlossen bzw. überdeckt sind.The 6 essentially shows one to 4 corresponding cross section with further intimation of the fiber bundle, said fiber bundle in the present case to an inner core 13 is wound, which is also executed in this non-limiting embodiment also n-square (n = 6). The given between the individual outer corner regions of the core planar surface areas have breakthroughs 14 on top of an elastic membrane 15 closed or covered.

In einer Ausführung kann sich diese Membran 15 als Hülle bzw. als Schlauch über die gesamte axiale Länge des Kerns 13 erstrecken und befindet sich demnach zwischen Kern 13 und Faserbündel. Der innere hohle Bereich des Kerns 13 kann durch einen hier nicht separat dargestellten Anschluss ebenfalls mit Unterdruck und/oder Überdruck beaufschlagt werden, wodurch eine Membran 15, wie hier dargestellt, in den inneren hohlen Bereich des Kerns 13 verlagert werden kann und in gleicher Weise das Kammervolumen vergrößert wie eine Unterdruckbeaufschlagung über die Anschlüsse 11.In one embodiment, this membrane can 15 as a sheath or hose over the entire axial length of the core 13 extend and is therefore located between the core 13 and fiber bundles. The inner hollow area of the core 13 can be acted upon by a not shown separately port also with negative pressure and / or pressure, creating a membrane 15 as shown here, in the inner hollow area of the core 13 can be displaced and in the same way increases the chamber volume as a negative pressure on the connections 11 ,

Die Ausgestaltung eines hohlen Kerns mit Durchbrüchen, die von einer elastischen Membran oder Hülle verschlossen sind, kann demnach in gleicher Weise zur Unterstützung der Pumpfunktion verwendet werden wie die Unterdruckbeaufschlagung über die Anschlüsse 11, so dass durch eine entsprechende Auswahl der Anzahl von Anschlüssen, die für die Unterdruckbeaufschlagung verwendet werden, das in einem Hub gepumpte Volumen bestimmt werden kann. Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, eine phasenverschobene Unterdruckansteuerung der einzelnen Anschlüsse vorzunehmen und so nacheinander ein vordefiniertes Blutvolumen durch zeitlich nacheinander erfolgende Unterdruckansteuerung der Anschlüsse 11 bzw. des inneren Kerns vorzunehmen.The design of a hollow core with openings, which are closed by an elastic membrane or sheath, can therefore be used in the same way to support the pumping function as the negative pressure via the terminals 11 so that by appropriate selection of the number of ports used for negative pressure, the volume pumped in one stroke can be determined. In addition, it may be provided to carry out a phase-shifted negative pressure control of the individual connections and thus successively a predefined blood volume by consecutive negative pressure control of the connections 11 or the inner core.

Die 7 zeigt in Verbindung mit der 8 die Möglichkeiten, den zeitlichen Verlauf der Auslenkung L der Hülle 3 am Ort der zweiten Bereiche 10 auf eine Gehäuseecke/-kante zu variabel zu steuern. Der zeitliche Verlauf in der Ausdehnung L der Hülle 3 an diesem Ort in die Richtung der Anschlüsse 11 ist ein wichtiger Parameter zur Erzeugung der Strömung des ersten Mediums, hier insbesondere von Blut im Volumen der Kammer 1 und beeinflusst damit wesentlich, insbesondere bei einer Anwendung als Oxygenator den Stofftransfer zwischen den beiden Medien, hier insbesondere vom Gas zum Blut.The 7 shows in conjunction with the 8th the possibilities, the time course of the deflection L of the shell 3 at the location of the second areas 10 on a housing corner / edge to variably control. The time course in the extension L of the shell 3 at this location in the direction of the connections 11 is an important parameter for generating the flow of the first medium, here in particular blood in the volume of the chamber 1 and thus significantly influences, in particular when used as an oxygenator, the substance transfer between the two media, in particular from the gas to the blood.

Hier kann es vorgesehen sein, so wie es die 8 zeigt, dass die Zeit zum Saugen und somit zur Erzeugung des Unterdrucks im Hohlraum am Bereich 10 verschieden eingestellt wird gegenüber der Zeit zum Drücken bzw. um den Unterdruck zu verringern, um die Rückstellung der Membran 3 und die Anlage derselben an den Hohlfasern zu bewirken. Der zeitliche Verlauf der Membranauslenkung und damit die Volumenänderung kann dabei sowohl beim Saugen oder Drücken linear eingestellt sein, wie es die 8 anhand der gestrichelten Linien zeigt, ebenso wie mit einem hier im Wesentlichen sägezahnförmigen Verlauf mit unterschiedlichen, wahlweise einstellbaren Flankensteilheiten. Diese verschiedenen Einstellungen können insbesondere dadurch vorgenommen werden, dass die Applikation des Unterdrucks/Überdrucks über die Anschlüsse 11 bzw. auch den inneren Anschluss bei dem Vorsehen eines hohlen Kerns variiert wird. Es lässt sich somit gezielt Einfluss nehmen auf die Art und den zeitlichen Verlauf der Strömung des ersten Mediums, hier insbesondere von Blut.Here it can be provided, just like the 8th shows that the time to suck and thus to create the vacuum in the cavity at the area 10 is set different from the time for pressing or to reduce the negative pressure to the return of the membrane 3 and to cause the plant of the same to the hollow fibers. The temporal course of the diaphragm deflection and thus the volume change can be adjusted linearly both when sucking or pressing, as it 8th shows with the dashed lines, as well as with a substantially sawtooth-shaped course with different, optionally adjustable edge steepnesses. These different settings can be made in particular by the application of the negative pressure / overpressure via the connections 11 or the inner terminal in the provision of a hollow core is varied. Thus, it is possible to influence specifically the type and the temporal course of the flow of the first medium, here in particular of blood.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der hier dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der, dass diese besonders kleinbauend ausgeführt werden kann und ein geringes Füllvolumen aufweisen kann, welches auch für die Anwendung bei Babys und Frühgeborenen oder kleinen Tieren ermöglicht. Beispielsweise kann das Füllvolumen kleiner 100 Milliliter, bevorzugt kleiner 50 Milliliter, besonders bevorzugt kleiner 30 Milliliter gewählt sein, insbesondere um bei Babys und Frühgeborenen eine extrakorporale Lungenunterstützung zu bieten.Another significant advantage of the device according to the invention shown here is that it can be made particularly compact and can have a low filling volume, which also allows for use in babies and premature babies or small animals. For example, the filling volume may be less than 100 milliliters, preferably less than 50 milliliters, particularly preferably less than 30 milliliters, in particular in order to provide extracorporeal lung support in babies and premature babies.

Insbesondere bezogen auf die 1 und 2 kann es hier vorgesehen sein, dass für die Hohlfasern und/oder die Hülle 3 Silikon als Material verwendet wird. Hier kann es vorgesehen sein, die Hülle, die Anschlüsse 4 sowie die in axialer Richtung liegenden Anschlüsse bzw. Abdichtungen zum Hohlfaserbündel aus einem Guss herzustellen. Es kann vorgesehen sein, Deckel 6a und Boden 6b des Gehäusekörpers 6 gedichtet über die axialen Enden 1a und 1b der inneren Kammer 1 zu ziehen, so dass auch ein untereinander Verkleben der einzelnen Komponenten entbehrlich wird und dies die Möglichkeit zur Wiederverwendung der äußeren Gehäusekomponenten erschließt.In particular, based on the 1 and 2 It may be provided here that for the hollow fibers and / or the shell 3 Silicone is used as the material. Here it can be provided, the shell, the connections 4 as well as the connections or seals lying in the axial direction to produce the hollow fiber bundle in one piece. It can be provided lid 6a and soil 6b of the housing body 6 sealed over the axial ends 1a and 1b the inner chamber 1 to pull, so that even bonding together of the individual components is unnecessary and this opens up the possibility of reuse of the outer housing components.

Claims

Device for the mass and / or energy exchange between two media, in particular between blood and a gas / gas mixture, with a chamber through which the first medium, in particular blood, flows ( 1 ), in which transversely to the flow direction of the first medium, a bundle of material and / or energy permeable hollow fibers is arranged, which can be flowed through by the second medium and the first medium, characterized in that the chamber ( 1 ) at least in an area which completely surrounds the bundle, as an elastic envelope ( 3 ) is formed, wherein the elastic sheath ( 3 ) a rigid housing ( 6 ) is arranged, the housing inner wall of the shell ( 3 ) in several first areas ( 9 ) contacted in the direction of the hollow fiber extension and to the housing inner wall, the shell ( 3 ) in several second areas ( 10 ) in the direction of the hollow fiber extension without contact, in particular spaced, wherein at least one of the in the second areas ( 10 ) between shell ( 3 ) and housing ( 6 ) formed cavities through the housing wall into a fluid connection ( 11 ) opens.

Device according to claim 1, characterized in that the first and second regions ( 9 . 10 ) surround the bundle in a uniform angle division.

Device according to claim 2, characterized in that the bundle with the envelope ( 3 ) has a substantially circular outer cross section and the surrounding housing ( 6 ) is adapted to this cross section, in particular the same shape, and in the inner housing wall, preferably in a uniform angular pitch, a plurality of recesses or recesses, the second areas ( 10 ) train.

Device according to claim 2, characterized in that the bundle with the envelope ( 3 ) has a substantially circular outer cross section and the housing ( 6 ) has a substantially polygonal inner cross section, wherein between the corner regions of the housing inner wall and the shell in the direction of the hollow fiber extension second regions are formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in two opposite second regions ( 10 ) to the shell ( 3 ) molded connections ( 4 ) for the supply and removal of the first medium through recesses ( 7 ) in the housing ( 6 ) are passed through the housing wall, in particular wherein in at least one of the terminals ( 4 ) A one-way valve is arranged.

Apparatus according to claim 5, characterized in that in two opposite, preferably all remaining second areas ( 10 ) between shell ( 3 ) and housing ( 6 ) formed cavities through the housing wall into a fluid connection ( 11 ), in particular, which can be acted upon by negative pressure and / or overpressure.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the housing inner wall and the casing ( 3 ) an even number of second areas ( 10 ), in particular the inner cross-section of the housing perpendicular to the direction of the hollow fiber extension is polygonal with an even number of corners.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the first areas ( 9 ) on the envelope ( 3 ) in the direction of the hollow fibers extending projections ( 5 ) are arranged, each in a in the housing inner wall in the direction of the hollow fibers extending groove ( 8th ) einliegen in particular form-fitting manner.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bundle of hollow fibers on a core ( 13 ) is wound.

Device according to claim 9, characterized in that the core ( 13 ) is hollow, wherein the outer facing the bundle core wall at least partially breakthroughs ( 14 ) to the hollow core interior, which is defined by a flexible membrane ( 15 ) are closed / covered and wherein the interior of the core has a fluid connection, in particular via which the interior of the core with negative pressure and / or pressure can be acted upon.

Device according to claim 9 or 10, characterized in that the core ( 13 ) has a polygonal outer cross section perpendicular to the direction of the hollow fiber extension, wherein openings ( 14 ) in the plane surface areas between the hollow-fiber-running edges of the core ( 13 ), in particular where the core ( 13 ) in cross-section has a same number of corners to the housing.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the core is a flexible elastic sheath ( 15 ) wearing.