DE1064199B

DE1064199B - Artificial kidney

Info

Publication number: DE1064199B
Application number: DEW21065A
Authority: DE
Inventors: Dr Bruno Watschinger; Dr Wilhelm Jakob Kolff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-05-04
Filing date: 1957-04-27
Publication date: 1959-08-27

Description

Künstliche Niere Die Erfindung betrifft eine künstliche Niere nach dem Prinzip der Dialyse des Blutes in semipermeablen Schläuchen.Artificial kidney The invention relates to an artificial kidney the principle of dialysis of the blood in semipermeable tubes.

Künstliche Nieren sind in Krankenhäusern verwendete Apparaturen, die zur Reinigung des menschlichen Blutes von giftigen Stoffwechselsubstanzen dienen, wenn die menschlichen Nieren ihre Ausscheidungsfunktion einstellen. Alle künstlichen Nieren arbeiten nach dem Prinzip der Dialyse. Das menschliche Blut zirkuliert in geeigneten Gelluloseschläuchen, durch deren feine Poren die toxischen Stoffwechselprodukte in eine die Schläuche umgebende Spülflüssigkeit von bestimmter Salzkonzentration übertreten. Die in der Zeiteinheit dialysierte Menge von gesundheitsschädigenden Stoffen wächst mit der Länge der Dialysierschläuche, welche das Blut durchfließen muß. Artificial kidneys are devices used in hospitals, which are used to clean the human blood from toxic metabolic substances, when the human kidneys cease to function properly. All artificial Kidneys work on the principle of dialysis. The human blood circulates in suitable cellulose tubes, through whose fine pores the toxic metabolic products into a rinsing liquid of a certain salt concentration surrounding the hoses trespass. The amount of harmful substances dialyzed in the unit of time Substances grow with the length of the dialysis tubes that flow through the blood got to.

Diese meterlangen Celluloseschläuche bilden bei den bisher bekanntgewordenen künstlichen Nieren eines der technischen Hauptprobleme. Sie werden um große, ortsfest montierte, horizontale oder vertikale Trommeln von etwa 80 cm Durchmesser und 180 cm Länge aufgewickelt. Diese sind aus schwerem Stahl gefertigt, sind mit den nötigen Zusatzgeräten unhandlich und erreichen etwa die Größe eines massiven Tisches. Die Herstellungs- bzw. Anschaffungskosten derartiger künstlicher Nieren sind beträchtlich. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten künstlichen Nieren ist es, daß sie vor ihrer jeweiligen Anwendung immer erst mit den Celluloseschläuchen versehen und nach der Verwendung ebenfalls in langwieriger Arbeit wieder gereinigt werden müssen. In der Handhabung sind sie also äußerst umständlich und benötigen hierfür geschultes Personal.These meter-long cellulose tubes form the previously known ones artificial kidneys one of the main technical problems. They are going to be large, stationary mounted, horizontal or vertical drums about 80 cm in diameter and 180 cm in length. These are made of heavy steel, come with the necessary Additional devices are unwieldy and are about the size of a massive table. the The manufacturing or acquisition costs of such artificial kidneys are considerable. Another major disadvantage of the known artificial kidneys is that Always attach the cellulose tubes to them before using them and can also be cleaned in a tedious process after use have to. They are therefore extremely cumbersome to use and need to do so trained personnel.

So ist beispielsweise eine künstliche Niere bekanntgeworden, die aus einer spiraligen, flüssigkeitsundurchlässigen Kammerwand gebildet wird, welche am Boden und am Deckel fest verankert ist. In dieser spiraligen Hohlkammer liegt ein halbdurchlässiger Celluloseschlauch, der durch ein Metallgitter mehr oder weniger gestützt werden soll. Da dieses Metallgitter den Celluloseschlauch leicht beschädigen kann, sind zum Schutze des Schlauches gegebenenfalls noch perforierte Schichten vorgesehen. Die Dialysierflüssigkeit muß dabei durch die Spiralkammer längs der Außenseite des Schlauches hindurchströmen. Bei einer derartigen Einrichtung benötigt man einen außerordentlich langen Dialysierweg, wodurch die Vorrichtung sehr groß und unhandlich wird. For example, an artificial kidney has become known that is formed from a spiral, liquid-impermeable chamber wall, which is firmly anchored to the bottom and to the lid. In this spiral hollow chamber lies a semi-permeable cellulose tube that is more or less covered by a metal mesh should be supported. Because this metal grid can easily damage the cellulose tube perforated layers may be used to protect the hose intended. The dialysis fluid must pass through the spiral chamber along the Flow through the outside of the hose. Needed in such a facility an extremely long dialysis path, which makes the device very large and becomes unwieldy.

Die Erfindung betrifft nun eine künstliche Niere, bei der die geschilderten Nachteile vermieden sind. The invention now relates to an artificial kidney in which the described Disadvantages are avoided.

Sie unterscheidet sich von den bisher verwendeten Bauarten vor allem durch ihre Gebrauchsfertigkeit; dabei weist sie eine handliche Form auf, benötigt nur einen geringen Raum, ist äußerst einfach zu hand- haben und auf sehr wirtschaftliche Weise herzustellen. Die neue künstliche Niere, die in bekannter Weise mit halbdurchlässigen, spiralförmig um einen Kern gewundenen Schläuchen zum Durchleiten des Blutes, welche von der Dialysierflüssigkeit umgeben sind, ausgerüstet ist, weist erfindungsgemäß das besondere Kennzeichen auf, daß die Schläuche zwischen gitterförmig ausgebildeten Kunststoffbahnen liegen und zu einer Spule zusammengewickelt sind, wobei die Dialysierflüssigkeit die Schläuche allseitig, vorzugsweise in Richtung der Wickelachse, umspült. Die Kunststoffbahnen, zwischen welchen der semipermeable Schlauch liegt, bestehen nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen od. dgI. An ihren Längsrändern tragen die die Schläuche umgebenden Kunststoffbahnen vorteilhaft Abstandshalter aus gitterförmigem Kunststoffgeflecht, welche durch Schweißen, Heften, Kleben, Nähen od. dgl. an ihren Längsseiten miteinander verbunden sind.It mainly differs from the previously used designs by their usability; at the same time, it has a handy shape, required only a small space, is extremely easy to handle have and on very economic Way to manufacture. The new artificial kidney, which in a known way with semipermeable, tubes wound in a spiral around a core for the passage of blood, which are surrounded by the dialysis fluid, has according to the invention the special feature that the hoses between lattice-shaped Plastic webs lie and are wound together to form a coil, with the dialysis fluid the hoses were washed around on all sides, preferably in the direction of the winding axis. the Plastic sheets, between which the semipermeable tube is located, exist after a further embodiment of the invention expediently made of polyvinyl chloride, polyethylene or dgI. The plastic strips surrounding the hoses carry on their longitudinal edges advantageous spacers made of lattice-shaped plastic mesh, which are welded, Stapling, gluing, sewing or the like. Are connected to one another on their long sides.

Weitere Einzelheiten einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor, in welcher eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht ist. Es zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung des zylindrischen Hohlkerns und die Art, wie ein durch ein fiüssigkeitsdurchlässiges Material in Form gitterartig geflochtener Kunststoffbahnen geschützter semipermeabler Schlauch um diesen Kern gewickelt wird, Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer gebrauchsfertigen künstlichen Niere nach der Erfindung und Fig. 3 in vergrößertem Maßstab die Ansicht eines von Kunststoffbahnen und Distanzhaltern eingeschlossenen Celluloseschlauches. Further details of an advantageous embodiment of the invention emerge from the following description in connection with the drawing, in which illustrates an example embodiment of the subject matter of the invention is. 1 shows a diagrammatic representation of the cylindrical hollow core and the way in which a liquid-permeable material has a grid-like shape braided plastic sheets protected semi-permeable hose around this core is wrapped, Fig. 2 is a schematic sectional view of a ready-to-use artificial kidney according to the invention and FIG. 3 shows the view on an enlarged scale a cellulose tube enclosed by plastic sheets and spacers.

In den Figuren der Zeichnung bezeichnet 1 einen Schlauch aus semipermeablem Material, der ein Celluloseschlauch sein möge. Dieser liegt zwischen zwei gitterartig geflochtenen dünnen Kunststoffbahnen 2, die beispielsweise aus mit Polyvinylchlorid überzogenem Glasfasergitter bestehen können. An den Längsrändern dieser Bahnen laufen zwischen ihnen und mit ihnen beidseitig durch Nähte, Schweißpunkte, Kleben, Heften od. dgl. fest und faltenlos verbundene schmalere Streifen 4 aus gleichem Material, die als Distanzhalter fungieren. Der von den Kunststoffbahnen2 und den Streifen 4 ummantelte Schlauch 1 ist spulenförmig um einen hohlen zylindrischen Kern 3 gewickelt, der zusammen mit dem Schlauchwickel in einem gleichfalls zylindrischen Behälter 7 eingesetzt ist und diesen praktisch vollständig ausfüllt (Fig. 2). Der Behälter 7 weist an der Unterseite eine öffnung 9 mit Anschlußstück auf, an welches ein Schlauch angeschlossen werden kann, durch den während der Dialyse das Salzbad in den Behälter 7 gepumpt wird. Jedes Ende des Dialysierschlauches 1 trägt ein Ubergangsstück aus Glas oder Kunststoff, das ohne Bildung von toten Räumen den Übertritt des vom Patienten kommenden Blutes aus einem runden Anschluß schlauch 8 in den flach liegenden Celluloseschlauch 1 und von diesem wieder in einen runden, den Rückfluß zum Patienten bildenden Anschußschlauch 8 ermöglicht. Diese Übergangsstücke sind durch geeignete, über sie gestülpte Gummihütchen 5 geschützt. Der das Blut vom Patienten wegführende Anschluß schlauch 8 ist an der Innenseite des Hohlkerns 3 und durch eine Öffnung 6 im Mantel desselben geführt und dann am Übergangsstück des Anfangsteiles des Dialysierschlauches 1 befestigt, wodurch verhindert ist, daß der Anschlußschlauch durch die Spulenwicklung an der Außenseite des zylindrischen Kerns komprimiert wird. In the figures of the drawing, 1 denotes a tube made of semipermeable Material that may be a cellulose tube. This lies between two grid-like braided thin plastic sheets 2, made for example with polyvinyl chloride coated fiberglass grating can exist. Run along the longitudinal edges of these tracks between them and with them on both sides by seams, spot welds, gluing, stapling or the like. Firmly and crease-free connected narrower strips 4 made of the same material, which act as spacers. The one from the plastic sheets2 and the strips 4 jacketed hose 1 is wound in a coil shape around a hollow cylindrical core 3, together with the hose roll in a likewise cylindrical container 7 is used and this fills this practically completely (Fig. 2). The container 7 has on the underside an opening 9 with a connecting piece, to which a hose can be connected, through which the salt bath in the container during dialysis 7 is pumped. Each end of the dialysis tube 1 carries a transition piece Glass or plastic that allows the patient to cross over without creating dead spaces coming blood from a round connection tube 8 into the flat cellulose tube 1 and from this again into a round connecting tube that forms the return flow to the patient 8 allows. These transition pieces are made by suitable rubber hats placed over them 5 protected. The connection hose 8 leading away from the patient is connected to the Inside of the hollow core 3 and passed through an opening 6 in the jacket thereof and then attached to the transition piece of the initial part of the dialysis tube 1, which prevents the connection hose through the coil winding on the Outside of the cylindrical core is compressed.

Die spulenartige Aufwicklung des durch die Kunststoffbahnen 2 und die Distanzhalter 4 geschützten Dialysierschlauches 1 ermöglicht es, auf kleinstem Raum einen verhältnismäßig langen Schlauch unterzubringen, wobei gewährleistet ist, daß das den flach liegenden Schlauch zwangläufig in einer dünnen Schicht durchfließende Blut in größtmöglichstem Kontakt mit der Schlauchfläche bleibt, wie auch umgekehrt die Spülflüssigkeit zufolge der Maschen des Gitternetzes der Schlauchummantelung in ausreichendem Maße Gelegenheit zur Berührung mit der gesamten Oberfläche des Celluloseschlauches hat. Durch geeignete Wahl der Stärke und Zahl der Distanzhalter 4 läßt sich die Dicke des den Dialvsierschlauch durchfließenden Blutfilms genau festlegen und gleichzeitig auch der Widerstand genau regeln, welcher der Strömung des Blutes in der Spule entgegenwirkt und deren Leitung mit beeinflußt. Dadurch, daß die Distanzhalter ebenfalls aus gitterartigem Kunststoffgeflecht bestehen, und durch die Verbindung von Kunststoffbahnen und Distanzhaltern mit Hilfe von Nähten, Schweißpunkten od. dgl. ist die Flüssigkeitsdurchlässigkeit auch dieses Teiles der künstlichen Niere, d. h. auch in der Richtung der Wickelachse gewährleistet. The coil-like winding of the by the plastic webs 2 and the spacer 4 protected dialysis tube 1 makes it possible to use the smallest Space to accommodate a relatively long hose, ensuring that that the tube that is lying flat inevitably flows through a thin layer Blood remains in the greatest possible contact with the tube surface, and vice versa the rinsing liquid according to the mesh of the grid of the hose sheathing sufficient opportunity to come into contact with the entire surface of the Cellulose tube. By suitable choice of the strength and number of spacers 4 shows the thickness of the blood film flowing through the dialvsierschlauch exactly and at the same time precisely regulate the resistance, which of the flow of the blood in the coil counteracts and influences its conduction. Through this, that the spacers are also made of lattice-like plastic mesh, and by connecting plastic sheets and spacers with the help of seams, Welding spots or the like is the liquid permeability of this part of the artificial kidney, d. H. also guaranteed in the direction of the winding axis.

Es hat sich gezeigt, daß eine optimale Funktion der künstlichen Niere erhalten wird, wenn der zwischen drahtgitterartig geflochtenen Kunststoffbahnen flach liegende Dialysierschlauch etwa 10 m lang ist, einen Durchmesser von etwa 4,5 cm besitzt und bei einem Außendurchmesser des Hohlkerns von etwa 10 cm in der Ummantelung so flach gehalten wird, daß die Dicke der Blutschicht, also die Stärke der zwischen den Kunststoffbahnen 2 liegenden seitlichen, als Distanzhalter dienenden Streifen 4 insgesamt etwa 1,2 mm beträgt. Die Ummantelung des Celluloseschlauches kann aus jedem Material bestehen, welches eine ausreichende Flüssigkeitsdurchlässigkeit gewährleistet. Drahtgitterartig geflochtene Kunststoffbahnen der beschriebenen und dargestellten Art bewähren sich jedoch in dieser Hinsicht wegen der verhältnismäßig weiten Maschen am besten und haben auch eine ausreichende Kompaktheit, so daß sich der aus Schlauch und Ummantelung bestehende Streifen gut um den Kern 3 wickeln läßt. It has been shown that the artificial kidney functions optimally is obtained when the plastic sheets braided like a wire mesh flat lying dialysis tube is about 10 m long, a diameter of about 4.5 cm and with an outer diameter of the hollow core of about 10 cm in the casing is kept so flat that the thickness of the blood layer, i.e. the thickness of the between the plastic webs 2 lying lateral strips serving as spacers 4 is about 1.2 mm in total. The casing of the cellulose tube can be made of consist of any material that ensures sufficient liquid permeability. Wire mesh-like braided plastic sheets of the described and illustrated However, species prove themselves in this respect because of the relatively wide meshes best and also have sufficient compactness so that the hose can be made out and sheathing allows existing strips to be wrapped around the core 3 well.

In dem dargestellten Beispiel ist die künstliche Niere mit einem Dialysierschlauch ausgerüstet. Es ist aber ebenso möglich, auch zwei parallel nebeneinander-bzw. - in der Höhe des Kerns 3 gesehen - übereinanderlaufende Schläuche vorzusehen, die entweder je durch eine eigene Ummantelung geschützt sein oder aber gemeinsam, in geringem Abstand voneinander zwischen zwei Kunststoffbahnen liegen können. Es dürfen aber nicht etwa zwei Schläuche direkt übereinandergewickelt werden, da in diesem Fall zufolge der Berührung ihrer Oberflächen ein Teil der Dialysierfläche für die Dialyse ausscheiden würde. In the example shown, the artificial kidney is with a Dialysis tube equipped. But it is also possible to have two parallel side by side or. - Seen at the level of the core 3 - to provide superimposed tubes that either be protected by a separate sheathing or together, in can be a small distance from each other between two plastic sheets. It may but do not wrap around two tubes directly on top of each other, because in this one Part of the dialysis area for the case, according to the touch of their surfaces Dialysis would pass.

Der Hohlkern, um welchen der Celluloseschlauch oder die Celluloseschläuche gewickelt sind, kann unter Umständen auch einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt haben, sofern vermieden ist, daß schärfere Ecken bzw. Kanten vorhanden sind, durch welche die Blutzirkulation durch die Schläuche gehemmt oder das Blut traumatisch geschädigt werden könnte. Selbstverständlich muß dann der die Spule aufnehmende Behälter in seiner Querschnittsform der Form des Kerns angepaßt sein. The hollow core around which the cellulose tube or tubes are wound, may also have a cross-section deviating from the circular shape if it is avoided that there are sharper corners or edges which obstructed the blood circulation through the tubes or the blood traumatically could be harmed. Of course, the one who receives the coil must then Container be adapted in its cross-sectional shape to the shape of the core.

Der aus Dialysierschlauch und Ummantelung bestehende Streifen soll mit gleichmäßigem Zug um den hohlen Kern 3 herumgewickelt herden. Die fertiggewickelte und mit den Anschlußschläuchen versehene Spule wird in den genau angepaßten Behälter 7 eingesetzt und dieser mittels eines (nicht gezeigten) Deckels hermetisch verschlossen. Die künstliche Niere läßt sich so unbeschränkt lange aufbewahren und ist jederzeit gebrauchsfertig. The strip consisting of dialysis tubing and sheath is intended flock wrapped around the hollow core 3 with even tension. The finished wrapped and the coil provided with the connecting hoses is placed in the precisely fitted container 7 is used and this is hermetically sealed by means of a lid (not shown). The artificial kidney can be stored indefinitely and is always there ready to use.

Zur Benutzung der künstlichen Niere wird der Behälterdeckel entfernt und dann der Zu- und Abflußschlauch 8 an das Kreislaufsystem des Patienten und ferner der Schlauch für das Salzbad an das Anschlußstück 9 angeschlossen. Die Handhabung der gebrauchsfertigen künstlichen Niere nach der Erfindung ist demnach denkbar einfach, da jegliche komplizierenden und zeitraubenden Vorbereitungen entfallen. To use the artificial kidney, the container lid is removed and then the inlet and outlet hose 8 to the patient's circulatory system and further the hose for the salt bath is connected to the connector 9. The handling the ready-to-use artificial kidney according to the invention is therefore very simple, since there is no need for any complicated and time-consuming preparations.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Artificial kidney with semi-permeable, spiral-shaped Tubing wound around a core for the passage of blood from the dialysis fluid are surrounded, characterized in that the formed between the grid-shaped Plastic sheeting (2) lying hoses (1) are wound together to form a coil and the dialysis fluid the tubes on all sides, preferably in the direction of the Winding axis, washed around.

2. Artificial kidney according to claim 1, characterized in that the plastic sheets (2) made of polyvinyl chloride, polyethylene, surrounding the hoses (1) or the like exist.

3. Artificial kidney according to Claims 1 and 2, characterized in that that the plastic sheets surrounding the hoses have spacers at their longitudinal edges (4) made of lattice-like plastic mesh, which can be welded, stapled, Gluing, sewing or the like. Are connected to one another on their long sides.

4. Artificial kidney according to Claims 1 to 3, characterized in that that the dialysis Sieriquid containing container (7) with inflow (9) for the Dialysis fluid is provided.

5. Artificial kidney according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the length of the cellulose tubes (1) about 10 m, their longitudinal diameter about 4.5 cm and the thickness of the spacers (4) together is about 1.2 mm, while the hollow cylindrical core (3) has an outside diameter of about 10 cm.

References considered: U.S. Patent No. 2,650 709