DE102018217584B4

DE102018217584B4 - Extrakorporaler Oxygenator mit integriertem Entlüftungssystem

Info

Publication number: DE102018217584B4
Application number: DE102018217584.5A
Authority: DE
Inventors: Stephen Koellhoffer; Eisuke Sasaki
Original assignee: Terumo Cardiovascular Systems Corp
Current assignee: Terumo Cardiovascular Systems Corp
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: CN109793956A; FR3072293A1; DE102018217584A1; GB2568813B; JP2019072489A; GB2568813A

Abstract

Blutoxygenatorgerät, umfassend:einen Bluteinlass (242) und einen Blutauslass (244), einen Blutströmungsweg, der sich vom Bluteinlass zum Blutauslass erstreckt;einen Gasaustauschabschnitt (228), der den Blutströmungsweg entlang angeordnet ist;einen Wärmeaustauschabschnitt (226), der den Blutströmungsweg entlang vor dem Gasaustauschabschnitt (228) angeordnet ist;eine oder mehrere poröse Hohlfasern (232), die den Blutströmungsweg entlang vor dem Wärmeaustauschabschnitt (226) angeordnet ist bzw. sind,wobei Poren der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) gelangt; undein Strömungsverteilungselement (225), das den Blutströmungsweg entlang vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern (232) angeordnet ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 16. Oktober 2017 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung 62/572,754 . Die Offenbarung der früheren Anmeldung wird als Bestandteil der Offenbarung dieser Anmeldung betrachtet (und ist durch Bezugnahme darin aufgenommen).
HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Dieses Dokument betrifft Vorrichtungen, die während chirurgischer Eingriffe zur Behandlung von Herzerkrankungen eingesetzt werden. Dieses Dokument betrifft beispielsweise extrakorporale Wärmetauscher- und Oxygenierungsvorrichtungen, die bei Operationen am offenen Herzen unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine eingesetzt werden können, damit chirurgische Eingriffe wie Koronararterien-Bypass-Operationen ermöglicht werden. Einige extrakorporale Wärmetauscher- und Oxygenierungsvorrichtungen, die in diesem Dokument beschrieben sind, weisen eine integrierte Entlüftungsstruktur auf.
2. Hintergrund
Hohlfaseroxygenatoren werden innerhalb des extrakorporalen Kreislaufs verwendet, damit die Anforderungen an den Gasaustausch bei einem Patienten während Operationen mit Herz-Lungen-Maschine erfüllt werden. Blut vom Patienten wird entweder per Schwerkraft abgeleitet oder es kommt VAVD (vakuumassistierte venöse Drainage) zum Einsatz, damit die notwendige Durchflussmenge zum Aufrechterhalten eines ausreichenden Volumens in einem Reservoir erhalten wird. Eine Pumpe (z.B. eine Peristaltikpumpe oder eine Zentrifugalpumpe, gekoppelt mit einem Magnettreiber) wird in der Hauptleitung des Kreislaufs zum Pumpen von Blut aus dem Reservoir, durch den Oxygenator und schließlich zurück zum Patienten verwendet.
Vor dem Beginn des Einsatzes der Herz-Lungen-Maschine wird eine kristalloide Priminglösung durch den extrakorporalen Kreislauf gepumpt, damit die Luft aus dem Inneren der Bestandteile des Kreislaufs heraus verdrängt wird. In einigen Fällen lässt sich eine gewisse Luftmenge in dem Oxygenator während des Primingvorgangs möglicherweise schlecht ableiten.
KURZDARSTELLUNG
Dieses Dokument beschreibt Vorrichtungen, die während chirurgischer Eingriffe zur Behandlung von Herzerkrankungen eingesetzt werden. Dieses Dokument beschreibt beispielsweise extrakorporale Wärmetauscher- und Oxygenierungsvorrichtungen, die bei Operationen am offenen Herzen unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine eingesetzt werden können, damit chirurgische Eingriffe wie Koronararterien-Bypass-Operationen ermöglicht werden. Einige vorliegend beschriebenen extrakorporale Wärmetauscher- und Oxygenierungsvorrichtungen können eine integrierte Entlüftungsstruktur aufweisen.
Gemäß einem Aspekt ist diese Offenbarung auf ein Blutoxygenatorgerät gerichtet, das einen Bluteinlass und einen Blutauslass aufweist. Ein Blutströmungsweg erstreckt sich vom Bluteinlass zum Blutauslass. Das Blutoxygenatorgerät weist auch einen Gasaustauschabschnitt auf, der den Blutströmungsweg entlang angeordnet ist; einen Wärmeaustauschabschnitt, der den Blutströmungsweg entlang vor dem Gausaustauschabschnitt angeordnet ist; und eine oder mehrere poröse Hohlfasern, die den Blutströmungsweg entlang vor dem Wärmeaustauschabschnitt angeordnet sind.
Ein derartiges Blutoxygenatorgerät kann gegebenenfalls ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern kann mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung stehen. Das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern kann mit einer Vakuumquelle in Verbindung stehen. Der Blutoxygenator kann auch ein Strömungsverteilungselement aufweisen, das den Blutströmungsweg entlang vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können um das Strömungsverteilungselement herum in einem kreuz und quer verlaufenden spiralförmigen Muster gewickelt sein. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können um das Strömungsverteilungselement herum in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sein. Poren von der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern können Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern gelangt.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist diese Offenbarung auf ein Blutoxygenatorgerät gerichtet, das Folgendes aufweist: (i) ein Gehäuse, das eine Bluteinlassöffnung und eine Blutauslassöffnung definiert; (ii) einen Wärmetauscher, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Wärmetauscher einen Innenraum definiert; (iii) einen Membranoxygenatorabschnitt, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Oxygenatorabschnitt konzentrisch um den Wärmetauscher herum angeordnet ist; und (iv) eine oder mehrere poröse Hohlfasern, die in dem Innenraum angeordnet sind.
Ein derartiges Blutoxygenatorgerät kann gegebenenfalls ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Der Blutoxygenator kann auch ein Strömungsverteilungselement aufweisen, das in dem Innenraum angeordnet ist. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt sein. Das Strömungsverteilungselement kann so ausgelegt sein, dass es eine im Wesentlichen gleichmäßige radiale Strömungsverteilung von in den Wärmetauscher strömendem Blut ermöglicht. Das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern kann mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung stehen. Das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern kann mit einer Vakuumquelle in Verbindung stehen. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können in einem kreuz und quer verlaufenden Muster angeordnet sein. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist diese Offenbarung auf ein Verfahren zum Auslegen eines Blutoxygenatorgeräts gerichtet. Das Verfahren umfasst: Anordnen eines Membranoxygenators in einem Gehäuse, das Folgendes definiert: (i) einen Bluteinlass, (ii) einen Blutauslass und (iii) einen Blutströmungsweg, der sich vom Bluteinlass zum Blutauslass erstreckt; Anordnen eines Wärmetauschers entlang dem Blutströmungsweg vor dem Membranoxygenator; und Anordnen von einer oder mehreren porösen Hohlfasern entlang dem Blutströmungsweg vor dem Wärmetauscher.
Ein derartiges Verfahren kann gegebenenfalls ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können derart angeordnet werden, dass das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht. Das Verfahren kann auch ein Auslegen des Oxygenatorgeräts zwecks Verbinden der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einer Vakuumquelle umfassen. Das Verfahren kann auch ein Anordnen eines Strömungsverteilungselements entlang dem Blutströmungsweg vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern umfassen. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt sein. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können um das Strömungsverteilungselement herum in einem kreuz und quer verlaufenden spiralförmigen Muster gewickelt sein. Zumindest einige kreuz und quer verlaufende poröse Hohlfasern können über Kontakt dazwischen miteinander fluidverbunden sein. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern können um das Strömungsverteilungselement herum in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sein. Poren von der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern können Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern gelangt.
Besondere Ausführungsformen des in diesem Dokument beschriebenen Gegenstands können so ausgeführt sein, dass einer oder mehrere der folgenden Vorteile erzielt werden. In einigen Ausführungsformen können Patienten unter Verwendung der vorliegend dargelegten Vorrichtungen und Verfahren bei geringerer Möglichkeit unerwünschter Wirkungen am offenen Herzen operiert werden. Unter Verwendung einiger vorliegend beschriebener Ausführungsformen wird ein Patient beispielsweise weniger wahrscheinlich an Luftembolien aus dem extrakorporalen Kreislauf leiden. Die Gefahr eines Sauerstoffmangels (z.B. Schlaganfall oder andere Arten von Gewebeischämie) kann somit verringert werden. Zusätzlich kann in einigen Fällen die Zeit, die Klinikpersonal mit dem Priming des extrakorporalen Kreislaufs verbringt, damit sichergestellt ist, dass Luft in ausreichendem Maße aus dem Kreislauf entfernt ist, verkürzt werden. Dementsprechend ist ein weniger kostspieliger chirurgischer Eingriff möglich und die Gefahren von Fehlern des Klinikpersonals können verringert werden. Darüber hinaus kann sich durch die Verwendung einiger vorliegend beschriebener Ausführungsformen ein vereinfachter extrakorporaler Kreislauf im Vergleich zu herkömmlichen extrakorporalen Kreisläufen verwenden lassen, die zusätzliche Entlüftungsvorrichtungen nutzen. Die vorliegend beschriebene Entlüftungsstruktur ermöglicht ferner den Einsatz einer Low-Prime-Oxygenatorvorrichtung. Eine derartige Low-Prime-Vorrichtung kann im Vergleich zu herkömmlichen extrakorporalen Kreisläufen zu einer schlechteren Verdünnung des Bluts des Patienten führen. Aufgrund einer geringeren Hämodilution ist es weniger wahrscheinlich, dass der Hämatokrit des Patienten unter einen kritischen Wert fällt, und es ist daher weniger wahrscheinlich, dass der Patient eine Bluttransfusion benötigt.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann in dem Fachgebiet, in das diese Erfindung gehört, verstanden wird. Zur Anwendung der Erfindung können zwar Verfahren und Materialien verwendet werden, die den vorliegend beschriebenen ähneln oder entsprechen, jedoch sind im vorliegenden Dokument geeignete Verfahren und Materialien beschrieben. Sämtliche Veröffentlichungen, Patentanmeldungen, Patente und andere Bezugsdokumente, die vorliegend erwähnt sind, sind vollständig durch Bezugnahme aufgenommen. Bei Widersprüchen ist die vorliegende Beschreibung einschließlich der Definitionen maßgebend. Die Materialien, Verfahren und Beispiele sind zudem lediglich veranschaulichend und sollen nicht einschränkend sein.
Die Einzelheiten von einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen und der vorliegenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine vereinfachte Darstellung, gemäß einigen vorliegend dargelegten Ausführungsformen, eines Patienten, der am offenen Herzen operiert wird, bei gleichzeitiger Unterstützung unter Verwendung eines extrakorporalen Kreislaufs.
2 ist eine vereinfachte Abbildung eines extrakorporalen Oxygenators (und integrierten Wärmetauschers) gemäß einigen vorliegend dargelegten Ausführungsformen.
3 zeigt vereinfacht ein Priming-Verfahren für den extrakorporalen Oxygenator von 2.
4 ist eine vereinfachte Abbildung eines extrakorporalen Oxygenators (und integrierten Wärmetauschers) gemäß einigen vorliegend dargelegten Ausführungsformen, der eine integrierte Entlüftungsstruktur aufweist.
5 zeigt vereinfacht ein Priming-Verfahren für den extrakorporalen Oxygenator von 4.
6 ist eine aufgeschnittene perspektivische Explosionsdarstellung eines extrakorporalen Oxygenators (und integrierten Wärmetauschers).
7 ist eine aufgeschnittene perspektivische Explosionsdarstellung eines extrakorporalen Oxygenators (und integrierten Wärmetauschers) gemäß einigen vorliegend dargelegten Ausführungsformen, der eine integrierte Entlüftungsstruktur aufweist.
8 ist ein Foto eines Endabschnitts eines extrakorporalen Oxygenators (und integrierten Wärmetauschers) gemäß einigen vorliegend dargelegten Ausführungsformen, der eine integrierte Entlüftungsstruktur aufweist.

Gleiche Bezugszeichen stellen im gesamten Dokument entsprechende Teile dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Dieses Dokument beschreibt Vorrichtungen, die während chirurgischer Eingriffe zur Behandlung von Herzerkrankungen eingesetzt werden. Dieses Dokument beschreibt beispielsweise extrakorporale Wärmetauscher- und Oxygenierungsvorrichtungen, die bei Operationen am offenen Herzen unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine eingesetzt werden können, damit chirurgische Eingriffe wie Koronararterien-Bypass-Operationen ermöglicht werden. Einige vorliegend beschriebene extrakorporale Wärmetauscher- und Oxygenierungsvorrichtungen können eine integrierte Entlüftungsstruktur aufweisen.
Bezogen auf 1 kann ein Patient 10 unter Verwendung eines beispielhaften extrakorporalen Blutkreislaufs 100 ärztlich behandelt werden. In diesem veranschaulichenden Beispiel wird der Patient 10 am offenen Herzen unter Verwendung des extrakorporalen Blutkreislaufs 100 operiert. Der Kreislauf 100 ist mit dem Patienten 10 am Herz 12 des Patienten verbunden. Blut von dem Patienten 10 wird am Herzen 12 des Patienten aus dem Patienten 10 entnommen; das Blut wird durch den Kreislauf 100 geführt und das Blut wird anschließend zum Herz 12 des Patienten zurückgeführt.
Der beispielhafte extrakorporale Blutkreislauf 100 weist zumindest einen venösen Schlauch 110, ein Blutreservoir 120, eine Pumpe 130, einen Oxygenator 140, einen Arterienfilter 150 und einen arteriellen Schlauch 160 auf. Der venöse Schlauch 110 hat physischen Kontakt zum Herzen 12 und ist mit der venösen Seite des Kreislaufsystems des Patienten 10 fluidverbunden. Der venöse Schlauch 110 ist auch mit einem Einlass zum Reservoir 120 fluidverbunden. Ein Auslass aus dem Reservoir 120 ist über Schlauchmaterial mit einem Einlass der Pumpe 130 verbunden. Der Auslass der Pumpe 130 ist mit Schlauchmaterial mit einem Einlass des Oxygenators 140 verbunden. Der Auslass des Oxygenators 140 ist über Schlauchmaterial mit einem Einlass des Arterienfilters 150 verbunden. Ein Auslass des Arterienfilters 150 (der optional ist) ist mit dem arteriellen Schlauch 160 verbunden. Der arterielle Schlauch 160 hat physischen Kontakt zum Herzen 12 und ist mit der arteriellen Seite des Kreislaufsystems des Patienten 10 fluidverbunden.
Knapp ausgedrückt, arbeitet der extrakorporale Blutkreislauf 100 durch Entnahme von venösem Blut aus dem Patienten 10 über den venösen Schlauch 110. Blut aus dem venösen Schlauch 110 wird in dem Reservoir 120 gesammelt. Zumindest eine gewisse Menge Blut soll während des medizinischen Eingriffs ständig in dem Reservoir 120 bleiben. Blut aus dem Reservoir 120 wird mit der Pumpe 130 aus dem Reservoir 120 gesaugt. Der von der Pumpe 130 erzeugte Druck bewegt das Blut durch den Oxygenator 140 vorwärts. In dem Oxygenator 140 wird das venöse Blut mit Sauerstoff angereichert. In einigen Fällen kann zudem die Temperatur des Bluts unter Verwendung eines Wärmetauschers, der in dem Oxygenator 140 aufgenommen ist, gezielt erhöht oder gesenkt werden. Das sauerstoffreiche arterielle Blut verlässt den Oxygenator 140, strömt durch den Arterienfilter 150 und wird über den arteriellen Schlauch 160 in das Herz 12 des Patienten geleitet.
Ein Fachmann erkennt, dass der extrakorporale Blutkreislauf 100 vor Gebrauch anfangs Luft enthält, die verdrängt werden muss, bevor der Kreislauf 100 an den Patienten 10 angeschlossen werden kann. Zur Verdrängung der Luft innerhalb des Kreislaufs 100 wird eine Priminglösung in den Kreislauf 100 geleitet. Dieser Vorgang wird als Priming des Kreislaufs 100 bezeichnet.
Bezogen auf 2 ist ein beispielhafter Oxygenator mit einem integrierten Wärmetauscher 200 (oder einfach „Oxygenator 200“) vereinfacht abgebildet. Der Oxygenator 200 weist ein Gehäuse 202 auf. Das Gehäuse 202 definiert eine Einlassöffnung 203i und eine Auslassöffnung 203o. Ein Blutströmungsweg erstreckt sich von der Einlassöffnung 203i zur Auslassöffnung 203o.
Ein Wärmetauscher 206 ist den Blutströmungsweg entlang angeordnet. Wenn Blut (oder Priminglösung) durch die Einlassöffnung 203i in das Gehäuse 202 gelangt, fließt das Blut im Allgemeinen radial in Richtung des Wärmetauschers 206 und fließt weiter radial in den Wärmetauscher 206 hinein. Temperiertes Wasser wird ebenfalls durch den Wärmetauscher 206 geleitet, von einer Einlassöffnung 207i zu einer Auslassöffnung 207o (oder in entgegengesetzter Richtung). Während der Wärmetauscher 206 eine Wärmeübertragung zwischen dem temperierten Wasser und dem Blut ermöglicht, trennt die Wand bzw. trennen die Wände des Wärmetauschers 206 das temperierte Wasser physikalisch in der für einen Wärmetauscher typischen Art und Weise von dem Blut (damit eine Vermischung verhindert wird). Der Wärmetauscher 206 kann aus Metall- oder Polymerwerkstoffen aufgebaut sein. In einigen Ausführungsformen ist der Wärmetauscher 206 aus mehreren kleinen Röhren aufgebaut. Ein Innenraum 204 ist durch den Wärmetauscher 206 definiert. Hineinströmendes Blut fließt durch den Innenraum 204, bevor es den Wärmetauscher 206 erreicht.
In einigen Ausführungsformen ist ein Strömungsverteilungselement 205 in dem Innenraum 204 angeordnet. Das Strömungsverteilungselement 205 ist so ausgelegt, dass es eine im Wesentlichen gleichmäßige radiale Strömungsverteilung von Blut ermöglicht, wenn es in den Innenraum 204 strömt und in den Wärmetauscher 206 hinüberströmt.
Ein Oxygenatorabschnitt 208 (der auch als „Gasaustauschabschnitt“ bezeichnet werden kann) ist in dem Gehäuse 202 entlang dem Blutströmungsweg nach dem Wärmetauscher 206 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der Oxygenatorabschnitt 208 konzentrisch um den Wärmetauscher 206 herum derart angeordnet, dass radial durch den Wärmetauscher 206 fließendes Blut weiter radial durch den Oxygenatorabschnitt 208 fließen kann. Gase werden ebenfalls durch den Oxygenatorabschnitt 208 geleitet, von einer Einlassöffnung 209i zu einer Auslassöffnung 209o. Der Oxygenatorabschnitt 208 kann aus Hohlfasern (Membranen) aufgebaut sein, die einen Gastransport (z.B. Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid) zwischen den Gasen und dem Blut zulassen und gleichzeitig eine direkte Vermischung des Gases und des Bluts verhindern.
In einigen Ausführungsformen sind die Enden der einzelnen röhrenförmigen Elemente des Wärmetauschers 206 und/oder des Oxygenatorabschnitts 208 unter Verwendung eines Vergussmaterials 210 physikalisch miteinander verbunden. Das Vergussmaterial 210 kann in einigen Fällen Urethan sein. Nachdem das Vergussmaterial 210 (in einem fließfähigen Zustand) auf die Enden der einzelnen röhrenförmigen Elemente des Wärmetauschers 206 und/oder des Oxygenatorabschnitts 208 aufgetragen ist, wird das Vergussmaterial 210 verfestigen gelassen. Im festen Zustand wird das Vergussmaterial 210 (das die Enden der einzelnen röhrenförmigen Elemente des Wärmetauschers 206 und/oder des Oxygenatorabschnitts 208 umhüllt) abgeschnitten. Damit werden Öffnungen ins Innere der einzelnen röhrenförmigen Elemente des Wärmetauschers 206 und/oder des Oxygenatorabschnitts 208 freigelegt. Diese Öffnungen lassen das temperierte Wasser ins Innere der röhrenförmigen Elemente des Wärmetauschers 206 fließen und die Gase ins Innere der röhrenförmigen Elemente des Oxygenatorabschnitts 208 strömen.
Nachdem das Blut durch den Oxygcnatorabschnitt 208 (und in einigen Ausführungsformen ein optionales Filtermedium) geflossen ist, fließt es weiter radial nach außen, bis es auf die Wand des Gehäuses 202 trifft. Anschließend fließt das Blut aus der Auslassöffnung 203o. Ein Entlüftungsanschluss 211 kann ebenfalls enthalten sein. Der Entlüftungsanschluss 211 kann beispielsweise dafür verwendet werden, Luft aus dem Gehäuse 202 herausströmen zu lassen, während eine Flüssigkeit (z.B. eine Priminglösung oder Blut) in das Gehäuse 202 fließt. Anschließend kann der Entlüftungsanschluss 211 geschlossen werden.
3 veranschaulicht ein Priming-Verfahren für den Oxygenator 200. Eine Priminglösung wird durch die Einlassöffnung 203i in das Gehäuse 202 gepumpt. Die Priminglösung fließt in den Innenraum 204, wo sie möglicherweise auf das Strömungsverteilungselement 205 prallt. Anschließend fließt die Priminglösung im Allgemeinen radial in den Wärmetauscher 206. Aus dem Wärmetauscher 206 fließt die Priminglösung im Allgemeinen radial in den Oxygenatorabschnitt 208. Nachdem sie durch den Oxygenatorabschnitt 208 geströmt ist, füllt die Priminglösung den verbleibenden Platz in dem Gehäuse 202 und strömt dann durch die Auslassöffnung 203o aus dem Oxygenator 200.
Beim Fließen der Priminglösung in der zuvor beschriebenen Art und Weise wird Luft in dem Gehäuse 202 durch die Priminglösung verdrängt. Zumindest ein Teil der verdrängten Luft kann das Gehäuse durch den Entlüftungsanschluss 211 verlassen. Mit beginnendem Austreten der Priminglösung aus dem Entlüftungsanschluss 211 kann der Entlüftungsanschluss 211 geschlossen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann das Klinikpcrsonal berechtigterweise davon ausgehen, dass die meiste Luft, die sich zuvor in dem Gehäuse 202 befand, eliminiert worden ist. Dennoch können weiterhin einige kleine Luftbläschen oder -einschlüsse im Gehäuse 202 vorhanden sein.
In einigen Fällen können kleine Luftbläschen 212 zumindest anfangs eher in der Nähe des Eingangs zum Wärmetauscher 206 bleiben. Wenn die Priminglösung weiter fließen gelassen wird, können nach einer Weile schließlich die meisten oder alle kleinen Luftbläschen 212 aus dem Gehäuse 202 fließen. In einigen Fällen können jedoch einige der kleinen Luftbläschen 212 übrigbleiben oder das Klinikpersonal zieht es möglicherweise vor, nicht ausreichend lange zu primen, dass sämtliche kleinen Luftbläschen 212 aus dem Gehäuse 202 gelangen.
Bezogen auf 4 ist ein beispielhafter Oxygenator mit einem integrierten Wärmetauscher 220 (oder einfach „Oxygenator 220“) vereinfacht abgebildet. Der Oxygenator 220 weist ein Gehäuse 222 auf. Das Gehäuse 222 definiert eine Einlassöffnung 223i und eine Auslassöffnung 223o. Ein Blutströmungsweg erstreckt sich von der Einlassöffnung 223i zur Auslassöffnung 223o.
Ein Wärmetauscher 226 ist den Blutströmungsweg entlang angeordnet. Wenn Blut (oder Priminglösung) durch die Einlassöffnung 223i in das Gehäuse 222 gelangt, fließt das Blut im Allgemeinen radial in Richtung des Wärmetauschers 226 und fließt weiter radial in den Wärmetauscher 226. Temperiertes Wasser wird ebenfalls durch den Wärmetauscher 226 geleitet, von einer Einlassöffnung 227i zu einer Auslassöffnung 227o. Der Wärmetauscher 226 ermöglicht zwar eine Wärmeübertragung zwischen dem temperierten Wasser und dem Blut, jedoch trennt die Wand bzw. trennen die Wände des Wärmetauschers 226 das temperierte Wasser physikalisch in der für einen Wärmetauscher typischen Art und Weise von dem Blut (damit eine Vermischung verhindert wird). Der Wärmetauscher 226 kann aus Metall- und/oder Polymerwerkstoffen aufgebaut sein. In einigen Ausführungsformen ist der Wärmetauscher 226 aus mehreren kleinen Röhren aufgebaut. Ein Innenraum 224 ist durch den Wärmetauscher 226 definiert. Hineinströmendes Blut fließt durch den Innenraum 224, bevor es den Wärmetauscher 226 erreicht.
In einigen Ausführungsformen, beispielsweise der abgebildeten Ausführungsform, ist ein Strömungsverteilungselement 225 in dem Innenraum 224 angeordnet. Das Strömungsverteilungselement 225 ist so ausgelegt, dass es eine im Wesentlichen gleichmäßige radiale Strömungsverteilung von Blut ermöglicht, wenn es in den Innenraum 224 strömt und in den Wärmetauscher 226 hinüberströmt.
Ein Oxygenatorabschnitt 228 (der auch als „Gasaustauschabschnitt“ bezeichnet werden kann) ist in dem Gehäuse 222 entlang dem Blutströmungsweg nach dem Wärmetauscher 226 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der Oxygenatorabschnitt 228 konzentrisch um den Wärmetauscher 226 herum derart angeordnet, dass radial durch den Wärmetauscher 226 fließendes Blut weiter radial durch den Oxygenatorabschnitt 228 fließen kann. Gase werden ebenfalls durch den Oxygenatorabschnitt 228 geleitet, von einer Einlassöffnung 229i zu einer Auslassöffnung 229o. Der Oxygenatorabschnitt 228 kann aus Hohlfasern (Membranen) aufgebaut sein, die einen Gastransport (z.B. Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid) zwischen den Gasen und dem Blut zulassen und gleichzeitig eine direkte Vermischung des Gases und des Bluts verhindern.
Die Enden der einzelnen röhrenförmigen Elemente des Wärmetauschers 226 und/oder des Oxygenatorabschnitts 228 können unter Verwendung eines Vergussmaterials 230 physikalisch miteinander verbunden sein, wie zuvor bezogen auf den Oxygenator 200 beschrieben ist. Ein Entlüftungsanschluss 231 kann ebenfalls enthalten sein. In einigen Ausführungsformen ist auch ein optionales Arterienfiltermedium in dem Oxygenator 220 enthalten.
Der Oxygenator 220 weist zudem eine oder mehrere poröse Hohlfasern 232 auf. In der abgebildeten Ausführungsform ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern 232 in dem Innenraum 224 entlang dem Blutströmungsweg vor dem Wärmetauscher 226 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern 232 im Inneren des Wärmetauschers 226 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern 232 also mit dem physischen Material (z.B. Röhren usw.) des Wärmetauschers 226 durchsetzt. In besonderen Ausführungsformen ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern 232 sowohl innerhalb des Innenraums 224 entlang dem Blutströmungsweg vor dem Wärmetauscher 226 als auch im Inneren des Wärmetauschers 226 angeordnet.
In einigen Ausführungsformen ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern 232 aus Polypropylenfaser gefertigt. In besonderen Ausführungsformen kann der Durchmesser der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 232 ungefähr 170 µm oder ungefähr 300 µm betragen oder jede beliebige andere zweckmäßige Größe aufweisen. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 weisen Poren auf, die so bemessen sind, dass sie Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 232 einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 232 gelangt. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 können folglich dazu beitragen, Luft aus dem Innenraum 224 zu entfernen. Der hydrostatische Druck der Priminglösung (oder des Bluts) und der dynamische Druck (von dem Strömungsmoment) können jeweils für die treibende Kraft sorgen, damit die Luft in die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 gelangt.
Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 weisen freie Enden 232e auf, die offene Enden sind. In der abgebildeten Ausführungsform befinden sich die freien Enden 232e in einem im oder um den Blutoxygenator 220 herum befindlichen Umgebungsbereich. Das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 232 ist folglich mit dem im oder um das Blutoxygenatorgerät 220 herum befindlichen Umgebungsbereich fluidverbunden. In die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 einströmende Luft kann also aus den freien Enden 232e in den im oder um das Blutoxygenatorgerät 220 herum befindlichen Umgebungsbereich ausströmen. In einigen Ausführungsformen sind die freien Enden 232e so angeordnet, dass sie in denselben Raum entlüften wie der Oxygenatorabschnitt 228. In die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 einströmende Luft kann also aus den freien Enden 232e in denselben Raum ausströmen wie der Oxygenatorabschnitt 228 und aus der Gasauslassöffnung 229o aus dem Oxygenator 220 ausströmen.
In einigen Ausführungsformen sind die freien Enden 232e mit einer (nicht dargestellten) Vakuumquelle verbunden. Durch die Verwendung der Vakuumquelle kann sich folglich eine größere Druckdifferenz (treibende Kraft) ergeben, damit (im Vergleich zur einfachen Entlüftung der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 232 in die Umgebungsatmosphäre) die Entlüftung verstärkt ermöglicht wird.
In einigen Ausführungsformen kann die eine oder können die mehreren porösen Hohlfasern 232 unter (zumindest teilweiser) Verwendung des Vergussmaterials 230 physikalisch mit den anderen Abschnitten des Oxygenators 220 verbunden werden. In der abgebildeten Ausführungsform werden im Gegensatz zu dem Wärmetauscher 226 und dem Oxygenatorabschnitt 228 die Enden der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 232 nicht durch Abschneiden des Vergussmaterials 230 freigelegt (da die freien Enden 232e bereits zur Umgebungsatmosphäre hin offen sind). Alternativ oder zusätzlich werden in einigen Ausführungsformen Enden von einem oder mehreren Abschnitten (oder insgesamt) infolge eines Abschneidens oder einer anderen Entfernung eines Teils des Vergussmaterials 230 freigelegt.
5 veranschaulicht ein Priming-Verfahren für den Oxygenator 220. Eine Priminglösung wird durch die Einlassöffnung 223i in das Gehäuse 222 gepumpt. Die Priminglösung fließt in den Innenraum 224, wo sie möglicherweise auf das Strömungsverteilungselement 225 prallt. Anschließend fließt die Priminglösung im Allgemeinen radial in den Wärmetauscher 226. Aus dem Wärmetauscher 226 fließt die Priminglösung im Allgemeinen radial in den Oxygenatorabschnitt 228. Nachdem sie durch den Oxygenatorabschnitt 228 geströmt ist, füllt die Priminglösung den verbleibenden Platz in dem Gehäuse 222 und strömt dann durch die Auslassöffnung 223o aus dem Oxygenator 220.
Beim Fließen der Priminglösung in der zuvor beschriebenen Art und Weise wird Luft in dem Gehäuse 222 durch die Priminglösung verdrängt. Zumindest ein Teil der verdrängten Luft kann das Gehäuse durch den Entlüftungsanschluss 231 verlassen. Mit beginnendem Austreten der Priminglösung aus dem Entlüftungsanschluss 231 kann der Entlüftungsanschluss 231 geschlossen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann das Klinikpersonal berechtigterweise davon ausgehen, dass die meiste Luft, die sich zuvor in dem Gehäuse 222 befand, eliminiert worden ist. Dennoch können weiterhin einige kleine Luftbläschen oder -einschlüsse im Gehäuse 222 vorhanden sein.
In der abgebildeten Ausführungsform weist der Oxygenator 220 die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 auf. Wenn also weiterhin einige kleine Luftbläschen oder -einschlüsse im Gehäuse 222 vorhanden sind, gelangt die Luft eher in die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232. Nach dem Einströmen in die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 strömt die Luft aus der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern 232 über die freien Enden 232e und in den im oder um das Blutoxygenatorgerät 220 herum befindlichen Umgebungsbereich. Auf diese Weise beschleunigt die eine oder beschleunigen die mehreren porösen Hohlfasern 232 die Entlüftung innerhalb des Oxygenators 220 während des Priming-Verfahrens. Zudem können, wenn Luft in das Blut eingetragen ist oder wird, das während des medizinischen Eingriffs zirkuliert, bei dem der Oxygenator 220 verwendet wird, die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 232 dazu dienen, zum Austragen dieser Luft beizutragen.
Bezogen auf 6 ist ein beispielhafter Oxygenator 240 (einschließlich eines integrierten Wärmetauschers) in einer aufgeschnittenen perspektivischen Explosionsdarstellung dargestellt. Der Oxygenator 240 weist einen Bluteinlass 242 auf, der von einer Endwand 243 aus verläuft, und einen Blutauslass 244, der von einem umlaufenden Gehäuse 245 aus verläuft. Wenn das Blut zwischen dem Bluteinlass 242 und dem Blutauslass 244 fließt, strömt das Blut durch einen Wärmetauscher 248 und ein Oxygenator-Faserbündel 250. In einigen Ausführungsformen kann auch ein oder können mehrere Filterelemente in dem Blutströmungsweg innerhalb des Oxygenatormoduls 240 enthalten sein. Der Wärmetauscher 248 definiert den Innenraum 241.
In einigen Ausführungsformen kann ein optionales Strömungsverteilungselement 249 in dem Oxygenatormodul 240 enthalten sein. Das Strömungsverteilungselement 249 kann eine gewünschte Strömungsverteilung (in einigen Ausführungsformen z.B. eine im Wesentlichen gleichmäßige radiale Strömungsverteilung) des Blutes ermöglichen, wenn das Blut aus dem Innenraum 241 zum Wärmetauscher 248 strömt.
Der Oxygenator 240 weist auch einen ersten Wasseranschluss 246a und einen zweiten Wasseranschluss 246b auf. Die Wasseranschlüsse 246a und 246b ermöglichen das Hineinströmen und Hinausströmen von Wasser zum Kühlen oder Erwärmen des Bluts über den Wärmetauscher 248. Der Oxygenator 240 weist auch einen (nicht dargestellten) Gaseinlass und einen Gasauslass 252 auf. Der Gaseinlass und -auslass 252 ermöglichen das Hineinströmen und Hinausströmen von sauerstoffreichem Gas zum Oxygenieren des Bluts über das Oxygenatorfaserbündel 250. Der Oxygenator 240 weist zwei Endabdeckungen 247a und 247b auf, die dazu beitragen, die Teile des Oxygenatormoduls 240 konstruktiv zusammenzuhalten und die ringförmige Verteiler für das Wasser und das sauerstoffreiche Gas definieren. Der Oxygenator 240 weist auch andere Teile wie einen Entlüftungsanschluss 254 und weitere unterschiedliche Teile und Merkmale auf, die einem Fachmann bekannt sind.
In der abgebildeten Ausführungsform weist der Oxygenator 240 auch ein optionales Strömungsverteilungselement 260 (das auch als „Wärmetauscherkörper“ bezeichnet werden kann) auf, das in dem Innenraum 241 angeordnet ist. Das Strömungsverteilungselement 260 kann dementsprechend ermöglichen, dass in den Innenraum 241 hineinfließendes Blut anschließend in einem im Wesentlichen gleichmäßigen radialen Strömungsmuster fließt. Das Strömungsverteilungselement 260 kann eine Kegelstumpfform aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist das Strömungsverteilungselement 260 eine oder mehrere Rippen 262 auf. Die Rippen 262 können auf der Außenfläche der anderen Abschnitte des Strömungsverteilungselements 260 geformt und ausgerichtet sein, ermöglichen, dass in den Innenraum 241 fließendes Blut im Wesentlichen den Innenraum 241 füllt, bevor es anschließend in einem im Wesentlichen gleichmäßigen radialen Strömungsmuster fließt.
Bezogen auf 7 weist der Oxygenator 240 in einigen Ausführungsformen zudem eine oder mehrere poröse Hohlfasern 270 auf. Die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 270 können innerhalb des Oxygenators 240 bezogen auf andere Abschnitte des Oxygenators 240 wie zuvor in Bezug auf den Oxygenator 220 beschrieben angeordnet sein.
In der abgebildeten Ausführungsform sind die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 270 um das SLrömungsverteilungselemenL 260 herum gewickelt. In der abgebildeten Ausführungsform ist die eine oder sind die mehreren porösen Hohlfasern 270 insbesondere in einem kreuz und quer verlaufenden Muster um das Strömungsverteilungselement 260 herum gewickelt. Ein derartiges kreuz und quer verlaufendes Muster kann ein spiralförmiges Muster sein. In einigen Ausführungsformen kann die Wickeldichte der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 270 an den Endabschnitten des Strömungsverteilungselements 260 im Vergleich zu der Wickeldichte der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 270 von den Endabschnitten aus nach innen höher sein. Jedes beliebige zweckmäßige Wickelmuster (z.B. Steigung, Winkel, Anzahl von Windungen, Abstand zwischen Windungen und Ähnliches) kann eingesetzt werden. Es kann jede beliebige Anzahl von Filamenten (einzelne Hohlfasern) verwendet werden. Beispielsweise können in einigen Fällen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Filament, zwei Filamente, vier Filamente, acht Filamente, sechzehn Filamente, zweiunddreißig Filamente (oder jede beliebige andere Anzahl von Filamenten) verwendet werden (und in einem gewünschten Muster gewickelt sein).
Wenn ein kreuz und quer verlaufendes Muster verwendet wird (wie z.B. beispielhaft in 7 dargestellt ist, ohne darauf beschränkt zu sein), kann vorteilhafterweise in einigen Fällen eine Querverbindung zwischen Filamenten der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 270 geschaffen werden. Die Schnittstellen mikroporöser Fasern können also eine Gasverbindungsbrücke erzeugen, die es ermöglichen kann, dass Gas (z.B. Luft) nicht nur entlang der Längsrichtung der Faser, sondern auch der radialen Richtung (zwischen benachbarten Fasern) transportiert wird. Diese Verbindung kann zum Entlüften der einen oder mehreren porösen Hohlfascrn 270 aus dem Blutwcg hin zur Atmosphäre sehr nützlich sein. Ohne dass sämtliche Fasern aus dem Oxygenator 240 hinaus entlüften müssen, kann eine geringere Anzahl der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 270 zum Abgeben eingeschlossener Luft verwendet werden. Diese Eigenschaft kann in einigen Fällen auch bei der Herstellbarkeit hilfreich sein.
In einigen Ausführungsformen können die eine oder mehreren porösen Hohlfasern 270 in einem sich nicht kreuzenden Muster innerhalb des Oxygenators 240 angeordnet sein. In einigen derartigen Ausführungsformen können die Längsachsen der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 270 parallel zur mittigen Längsachse des Oxygenators 240 verlaufen. In einigen derartigen Ausführungsformen können die Längsachsen der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 270 unter einem anderen Winkel als null (z.B. zwischen ungefähr 0° und 10° oder zwischen ungefähr 5° und 15° oder zwischen ungefähr 10° und 20° oder zwischen ungefähr 15° und 25° oder zwischen ungefähr 20° und 30° und so weiter) bezogen auf die mittige Längsachse des Oxygenators 240 ausgerichtet sein. In einigen Ausführungsformen kann die eine oder können die mehreren porösen Hohlfasern 270 eine Matte aus Hohlfasern sein. Es kann eine oder können mehrere Schichten einer derartigen Matte aus Hohlfasern verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann die eine oder können die mehreren porösen Hohlfasern 270 zu Gastransportzwecken wie der Oxygenierung von Blut und/oder der Entfernung von Kohlendioxid aus Blut verwendet werden, ohne darauf beschränkt zu sein.
8 ist ein Foto eines Endabschnitts eines extrakorporalen Oxygenators 300 (und integrierten Wärmetauschers) gemäß einigen vorliegend dargelegten Ausführungsformen, der eine integrierte Entlüftungsstruktur aufweist. Die Endabdeckung des Oxygenators 300 ist auf dem Foto nicht enthalten, damit die folgenden Bauteile des Oxygenators 300 besser erkennbar sind.
Der Oxygenator 300 weist einen Oxygenatorabschnitt 310, einen Wärmetauscher 320, ein Strömungsverteilungselement 330 und eine oder mehrere poröse Hohlfasern 340 auf. In der abgebildeten Ausführungsform sind in einem Ende des Strömungsverteilungselements 330 Aussparungen 332 enthalten. In einigen Ausführungsformen werden die Aussparungen 332 nach dem Vergießverfahren derart erzeugt (z.B. maschinell hergestellt), dass dadurch offene Enden der einen oder mehreren porösen Hohlfasern 340 erzeugt werden, damit Luft aus der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern 340 an die Umgebung abgeführt wird.
Diese Beschreibung enthält zwar viele konkrete Ausführungsdetails, jedoch sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs jeder beliebigen Erfindung oder des Beanspruchbaren ausgelegt werden, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für besondere Ausführungsformen besonderer Erfindungen kennzeichnend sein können. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben sind, können auch in einer einzelnen Ausführungsform kombiniert umgesetzt werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Teilkombination umgesetzt werden. Darüber hinaus können zwar Merkmale im vorliegenden Dokument als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben sein und sogar anfangs derart beansprucht sein, jedoch kann ein oder können mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination entfernt werden und die beanspruchte Kombination kann auf eine Teilkombination oder Abänderung einer Teilkombination gerichtet sein.
Ebenso sind zwar in den Zeichnungen Abläufe in einer bestimmten Reihenfolge abgebildet, jedoch sollte dies nicht so verstanden werden, dass derartige Abläufe in der bestimmten dargestellten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Abfolge durchgeführt werden oder dass alle veranschaulichten Abläufe durchgeführt werden müssen, damit gewünschte Ergebnisse erzielt werden. Unter bestimmten Umständen können Multitasking- und Parallelverarbeitung von Vorteil sein. Die Trennung verschiedener Systemmodule und -komponenten in den im vorliegenden Dokument beschriebenen Ausführungsformen sollte darüber hinaus nicht so verstanden werden, dass diese Trennung in sämtlichen Ausführungsformen erforderlich ist, und es sollte sich verstehen, dass die beschriebenen Programmbestandteile und Systeme im Allgemeinen in ein einziges Produkt integriert oder als mehrere Produkte gebündelt werden können.
Es sind besondere Ausführungsformen des Gegenstands beschrieben worden. Weitere Ausführungsformen sind Bestandteil des Umfangs der folgenden Ansprüche. Die in den Ansprüchen benannten Vorgänge können beispielsweise in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden und dennoch erwünschte Ergebnisse erzielen. Als ein Beispiel erfordern die in den beigefügten Figuren abgebildeten Verfahren nicht unbedingt die konkrete dargestellte Reihenfolge oder aufeinanderfolgende Abfolge zum Erzielen gewünschter Ergebnisse. In bestimmten Ausführungen können Multitasking- und Parallelverarbeitung von Vorteil sein.
Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung ist zwar in den angehängten Ansprüchen definiert, jedoch sollte es sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung auch (alternativ) den folgenden Ausführungsformen entsprechend definiert werden kann:

1. Blutoxygenatorgerät, umfassend:
- einen Bluteinlass und einen Blutauslass, einen Blutströmungsweg, der sich vom Bluteinlass zum Blutauslass erstreckt;
- einen Gasaustauschabschnitt, der den Blutströmungsweg entlang angeordnet ist;
- einen Wärmeaustauschabschnitt, der den Blutströmungsweg entlang vor dem Gasaustauschabschnitt angeordnet ist; und
- eine oder mehrere poröse Hohlfasern, die den Blutströmungsweg entlang vor dem Wärmeaustauschabschnitt angeordnet ist bzw. sind.
2. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 1, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht.
3. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 1, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht.
4. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 1, ferner umfassend ein Strömungsverteilungselement, das den Blutströmungsweg entlang vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern angeordnet ist.
5. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 4, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt sind.
6. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 5, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern in einem kreuz und quer verlaufenden spiralförmigen Muster um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt sind.
7. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 4, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sind.
8. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 1, wobei Poren der einen oder mehreren porösen Hohlfasem Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern gelangt.
9. Blutoxygenatorgerät, umfassend:
- ein Gehäuse, das eine Bluteinlassöffnung und eine Blutauslassöffnung definiert;
- einen Wärmetauscher, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Wärmetauscher einen Innenraum definiert;
- einen Membranoxygenatorabschnitt, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Oxygenatorabschnitt konzentrisch um den Wärmetauscher herum angeordnet ist; und
- eine oder mehrere poröse Hohlfasern, die in dem Innenraum angeordnet sind.
10. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 9, ferner umfassend ein Strömungsverteilungselement, das in dem Innenraum angeordnet ist.
11. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 10, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt sind.
12. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 11, wobei das Strömungsverteilungselement so ausgelegt ist, dass es eine im Wesentlichen gleichmäßige radiale Strömungsverteilung von in den Wärmetauscher strömendem Blut ermöglicht.
13. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 9, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht.
14. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 9, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht.
15. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 9, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern in einem kreuz und quer verlaufenden Muster angeordnet sind.
16. Blutoxygenatorgerät nach Ausführungsform 9, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sind.
17. Verfahren zum Auslegen eines Blutoxygenatorgeräts, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- Anordnen eines Membranoxygenators in einem Gehäuse, das Folgendes definiert: (i) einen Bluteinlass, (ii) einen Blutauslass und (iii) einen Blutströmungsweg, der sich vom Bluteinlass zum Blutauslass erstreckt;
- Anordnen eines Wärmetauschers entlang dem Blutströmungsweg vor dem Membranoxygenator; und
- Anordnen von einer oder mehreren porösen Hohlfasern entlang dem Blutströmungsweg vor dem Wärmetauscher.
18. Verfahren nach Ausführungsform 17, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern derart angeordnet werden, dass das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht.
19. Verfahren nach Ausführungsform 17, ferner umfassend ein Verbinden der einen oder mehreren porösen Hohlfasern mit einer Vakuumquelle.
20. Verfahren nach Ausführungsform 17, ferner ein Anordnen eines Strömungsverteilungselements entlang dem Blutströmungsweg vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern.
21. Verfahren nach Ausführungsform 20, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum gewickelt werden.
22. Verfahren nach Ausführungsform 21, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum in einem kreuz und quer verlaufenden spiralförmigen Muster gewickelt werden.
23. Verfahren nach Ausführungsform 21, wobei zumindest einige kreuz und quer verlaufende poröse IIohlfasern über Kontakt dazwischen miteinander fluidverbunden sind.
24. Verfahren nach Ausführungsform 20, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern um das Strömungsverteilungselement herum in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet werden.
25. Verfahren nach Ausführungsform 17, wobei Poren der einen oder mehreren porösen Hohlfasern Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern gelangt.

Claims

Blutoxygenatorgerät, umfassend: einen Bluteinlass (242) und einen Blutauslass (244), einen Blutströmungsweg, der sich vom Bluteinlass zum Blutauslass erstreckt; einen Gasaustauschabschnitt (228), der den Blutströmungsweg entlang angeordnet ist; einen Wärmeaustauschabschnitt (226), der den Blutströmungsweg entlang vor dem Gasaustauschabschnitt (228) angeordnet ist; eine oder mehrere poröse Hohlfasern (232), die den Blutströmungsweg entlang vor dem Wärmeaustauschabschnitt (226) angeordnet ist bzw. sind, wobei Poren der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) gelangt; und ein Strömungsverteilungselement (225), das den Blutströmungsweg entlang vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern (232) angeordnet ist.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 1, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 1, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) um das Strömungsverteilungselement (225) herum gewickelt sind, gegebenenfalls wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) in einem kreuz und quer verlaufenden spiralförmigen Muster um das Strömungsverteilungselement (225) herum gewickelt sind.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 4, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) um das Strömungsverteilungselement (225) herum in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sind.
Blutoxygenatorgerät, umfassend: ein Gehäuse (222), das eine Bluteinlassöffnung und eine Blutauslassöffnung definiert; einen Wärmetauscher (226), der in dem Gehäuse (222) angeordnet ist, wobei der Wärmetauscher (226) einen Innenraum (224) definiert; einen Membranoxygenatorabschnitt (228), der in dem Gehäuse (22angeordnet ist, wobei der Oxygenatorabschnitt (228) konzentrisch um den Wärmetauscher (226) herum angeordnet ist; eine oder mehrere poröse Hohlfasern (232), die in dem Innenraum (224) angeordnet sind, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) Poren aufweisen, die so bemessen sind, dass sie Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) gelangt; und ein Strömungsverteilungselement (225), das in dem Innenraum (224) angeordnet ist.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 6, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) um das Strömungsverteilungselement (225) herum gewickelt sind, gegebenenfalls wobei das Strömungsverteilungselement (225) so ausgelegt ist, dass es eine im Wesentlichen gleichmäßige radiale Strömungsverteilung von in den Wärmetauscher (226) strömendem Blut ermöglicht.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 6, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 6, wobei das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht.
Blutoxygenatorgerät nach Anspruch 6, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) in einem kreuz und quer verlaufenden Muster angeordnet sind, oder wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) in einem sich nicht kreuzenden Muster angeordnet sind.
Verfahren zum Auslegen eines Blutoxygenatorgeräts, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anordnen eines Membranoxygenators in einem Gehäuse, das Folgendes definiert: (i) einen Bluteinlass, (ii) einen Blutauslass und (iii) einen Blutströmungsweg, der sich vom Bluteinlass zum Blutauslass erstreckt; Anordnen eines Wärmetauschers entlang dem Blutströmungsweg vor dem Membranoxygenator; Anordnen von einer oder mehreren porösen Hohlfasern entlang dem Blutströmungsweg vor dem Wärmetauscher, wobei Poren der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) Luft ins Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern einströmen lassen und gleichzeitig Flüssigkeit daran hindern, dass sie in das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) gelangt; und Anordnen eines Blutströmungsverteilungselements (225) entlang dem Blutströmungsweg vor der einen oder den mehreren porösen Hohlfasern (232).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) derart angeordnet werden, dass das Innere der einen oder mehreren porösen Hohlfasern (232) mit einem im oder um das Blutoxygenatorgerät herum befindlichen Umgebungsbereich in Verbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die eine oder mehreren porösen Hohlfasern (232) um das Strömungsverteilungselement (225) herum gewickelt werden.