DE1491676C - Dialysiergerat fur biologische Flus sigkeiten - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung geht aus von Dialysier- semipermeablen Schlauch geleitet und die Waschgeräten für biologische Flüssigkeiten, die zur Unter- flüssigkeit von unten her durch den Behälter gepumpt Stützung oder als Ersatz für Nieren, Placenta oder wird, wodurch diese durch die Maschen des Gitterbeüebige andere Organe verwendet werden können, netzes mit der Schlauchoberfläche in Kontakt steht, aus welchen unphysiologische Mengen an normalen 5 während bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die oder anormalen Stoffwechselprodukten und/oder Waschflüssigkeit durch den Schlauch, und zwar vor-Gasen in molekulardispers gelöster Form durch Di- teilhaft unter vermindertem Druck oder oszillierenalyse entfernt werden sollen. Die erfindungsgemäßen dem Druck geleitet und das Blut von oben her über Dialysiergeräte können beispielsweise auch bei Fällen die Rillen gleichmäßig über die Membranen, d.h. von innersekretorischen, Nieren- oder Leberfunk- io über die Außenseiten des Schlauches, zwischen den tionsstörungen oder bei Einnahme von toxischen Schlauchwindungen verteilt wird. Die Strömungs-Produkten oder zur Aufnahme von biologisch aktiven richtung des Blutes verläuft parallel zur Achse des Stolfen wie Nahrungsmitteln oder Medikamenten in zylindrischen Kernes, s. Pfeilrichtung in Fig. 1. einer Körperflüssigkeit oder zur Ausscheidung von Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Giften oder Stoffwechselprodukten aus derselben 15 Vorrichtung gemäß der deutschen Auslegeschrift sind eingesetzt werden. die Strömungswege zwischen Blut und Dialysier-Aufgabe der Erfindung ist es, eine. Dialysiervor- flüssigkeit vertauscht, woraus sich für die erfindungsrichtung zu schaffen, die beispielsweise als künstliche gemäße Vorrichtung eine kürzere Verweilzeit des Niere verwendet werden kann, deren Größe im Ver- Blutes infolge der geringeren erforderlichen Menge gleich zu ähnlichen bekannten Vorrichtungen relativ 20 zwischen den, Schlauchwindungen ergibt, da ein derklein ist. Eine solche Vorrichtung erfordert nur eine artig dünner Blutfilm erheblich rascher dialysiert geringe Blutfüllung und führt zu einer besseren werden kann als eine durch einen Schlauch fließende Dialyse des Blutes, wodurch die Gefahr einer Gas- Blutmenge, auch wenn dieser abgeplattet ist. embolie oder anderer Embolieerscheinungen, selbst In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines beim Auftreten einer undichten Stelle, vermieden 25 erfindungsgemäßen Dialysiergerätes dargestellt, wird. Außerdem ermöglicht eine solche künstliche Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine künstliche Niere eine hypobare Dialyse des Blutes, da der Stoff- Nierenmembran;

austausch unter negativem oder vermindertem Druck Fig. 2 zeigt Einzelteile von Fig. 1, und die

. durchgeführt werden kann. F i g. 3 und 4 zeigen vergrößerte Querschnitte des

Bei einem Dialysiergerät für biologische Flüssig- 30 flachen Schlauches 11 aus Fig. 1. ketten mit einem um einen Kern gewickelten flachen Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine künstliche Nieren-Schlauch, bei welchem der so gebildete Schlauch- membran, die aus einem zentralen Kern 10 in Form winkel in einen Behälter mit Anschlußstücken für einer Spule oder Spindel aus geeignetem Material, eine durchzuleitende Flüssigkeit eingesetzt ist, wobei z. B. einem klaren Polyacrylharz (Lucite) besteht, die Dicke des Schlauchinnenraumes größer ist als 35 Dieser Kern kann auch aus Metall, Organopolyder Abstand benachbarter Außenwände des Schlauch- siloxanelastomeren oder einem beliebigen anderen wickeis, wird die angeführte Aufgabe erfindungs- Material bestehen. Selbstverständlich müssen alle gemäß dadurch gelöst, daß im Schlauchinnenraum verwendeten Materialien für die Dialysiergeräte Abstandshalter zwischen den Schlauchinnenwänden physiologisch unbedenklich sein, gegenüber Blut und eingelegt sind und der Kern mit Vorrichtungen zum 40 anderen Körperflüssigkeiten inert und sterilisiert sein. Ein- und Austreten und zum Verteilen der zu di- I_n der Zeichnung enthält der Kern10 in der Mitte alysiercnden Flüssigkeit über den Schlauch zwischen einen Hohlraum 20. Selbstverständlich kann der Kern den Schlauchwindungen ausgerüstet ist. 10 auch fest, d. h. ohne Hohlraum ausgebildet sein. In der deutschen Auslegeschrift 1064 199 wird Bei Vorhandensein eines Hohlraumes 20 muß dieser zwar bereits eine künstliche Niere beschrieben, die 45 durch Stopfen 21 aus gleichem oder verschiedenem in bekannter Weise mit halbdurchlässig, spiral- Material wie der Kern verschlossen werden, damit föniiig um einen Kern gewundenen Schläuchen zum kein Blut in den Hohlraum eindringen kann. An den Durchleiten des Blutes, welche von der Dialysier- Enden von Kern 10 sind Rillen oder Kanäle 16 einlliissigkeit umgeben sind, ausgerüstet ist und die das gelassen, die zur Verteilung des Blutes über den Kennzeichen aufweist, daß die Schläuche zwischen 50 Schlauch H zwischen den Schlauchwindungen diegitterförmig ausgebildeten Kunststoffbahnen liegen neu, nachdem dieses in die künstliche Niere einge- und zu einer Spule zusammengewickelt sind, wobei treten ist. Außerdem führen sie das Blut aus dem die Dialysierflüssigkeit die Schläuche allseitig, vor- Dialysiergerät in den Körper zurück nach dessen zugsweise in Richtung der Wickelachse, umspült. An Durchlauf durch die künstliche Niere, d. h. nach der ihren Längsräiulern tragen die die Schläuche um- 55 Dialyse. Die Rillen 16 sind am besten in Fig. 2 zu gebenden Kunststoffbahnen vorteilhaft Abstands- sehen. Die Anzahl dieser Rillen kann beliebig sein, halter aus gittcrförmigein Kunststolfgeflecht. z. B. 4, 5, 6, 8 oder mehr.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet Wie aus den Fig. I und 2 ersichtlich, ist der sich in ihrem Aufbau von der in der genannten Aus- Sehlauch Il um den Kern 10 gewickelt. Die Verlegeschrift beschriebenen, bei welcher zwischen die 60 wendung eines Schlauches von etwa 12 cm Breite ein/eliiuii Wickluiigslageii, also außerhalb des Schlau- und etwa 8,25 m Länge ergibt eine Dialysieroberches, ein nelz- oder gitterartiger Abstandshalter ge- fläche von etwa 2 m-. Ein derartiger Schlauch kann legt ist, dadurch, daß das Abstandsstück sich im etwa zwanzigmal um den Kern gewickelt werden. Inneren des Schlauches aus semipermeable!« Material Der Schlauch 11 ist aus dem Abstandshalter 13 und befindet, der um den Kern gewickelt ist. f>5 dem Membrnnpaar 14 zusammengesetzt und enthält Der llauptunterschied in der Wirkungsweise be- mindestens ein Hiiitrittsrohr 18 und ein Austrittsrohr .teilt juloch darin, daß bei der Vorrichtung gemäß 19 für die Dialysierllüssigkcit eingepaßt. Der Abtler deutschen Aiislegeschrift das Blut durch den slaiidshalter 13 kann aus beliebigem Material be-

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stehen, das die Einhaltung des gewünschten Abstands gewährleistet und der Flüssigkeit noch "ein gründliches Fließen ermöglicht. Beispiele für geeignete Materialien für den Abstandhalter sind Metall, Glasfasern, Polyäthylen, Cellulose, Organopolysiloxanelastomere und Polyvinylchlorid. Der Abstandshalter ist vorzugsweise als Sieb ausgebildet und für künstliche Nierenmembranen vorteilhaft als Polyäthylensieb von 0,38 bis 0,51 cm Dicke.

Die Membran 14 kann aus beliebigem flüssigkeitsdurchlässigem Material angefertigt werden, z. B. aus Organopolysiloxanelastomeren, Cellophan, regenerierter Cellulose, Polyäthylen oder Latex, wobei die Membran aus diesen Materialien direkt, d. h. ohne Träger oder zusammen mit einem Träger, hergestellt werden kann. Für künstliche Nierenmembranen ist die Anfertigung der Membran 14 aus Glashaut besonders vorteilhaft. Ferner kann die Membran dehnbar oder nicht dehnbar sein. Bei Einsatz des Dialysiergerätes unter oszillierendem negativem Druck ist es vorteilhaft, wenn die" Membran 14 dehnbar ist. Die Eingangsöffnung 18 und die Ausgangsöffnung 19 kann aus beliebigem geeignetem Material hergestellt werden, z. B. in Form von Röhren aus Organopolysiloxanelastomeren.

-Wie bereits erwähnt, ist aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, daß der Schlauch 11 um den Kern 10 gewunden ist, was zweckmäßig so durchgeführt wird, daß die Oberfläche des Schlauches 11 im wesent- · liehen frei von Falten ist, damit Blutstauungen beim Durchfließen der Schlauchwindungen vermieden werden. Die Schlauchwindungen sollen ziemlich eng sein, sie dürfen jedoch nicht so dicht aneinanderliegen, daß die Blutpassage dadurch beeinträchtigt wird. Je dünner der zwischen den Schlauchwindungen passierende Blutfilm ist, um so besser ist die Dialyseleistung. Die Anzahl der Schlauchwindungen kann beliebig sein, muß jedoch größer als 1 sein. Wenn der Schlauch 11 um den Kern 10 gewickelt ist, wird der Behälter in Form eines Mantels 12 aus geeignetem Material, z. B. Organopolysiloxanelastomeren, so am Kern 10 befestigt, daß Kern und Schlauchwickel zusammengehalten werden und Schlauch 11 verschlossen wird.

, In Betrieb wird das Blut des Patienten mittels geeigneter Vorrichtungen, z. B. einer Röhre 15 aus Organopolysiloxanelastomeren, in die künstliche Nierenmembran geleitet. Nach dem Eintritt des Blutes in die Röhre wird dieses mit Hilfe der Rillen

16 über den Schlauch 11 rund um den Kern 10 verteilt. Von hier fließt das Blut über die benachbarten Außenwände des Schlauches 11 nach unten bis zum Boden der Niere, von wo aus es mit Hilfe anderer Rillen 16 aus der Niere heraus- und über eine Röhre

17 aus Organopolysiloxanelastomeren in den Patienten zuriickgeleitet wird.

Die Dialyse des Blutes wird in der Niere wie folgt durchgeführt: Wenn das Blut über die benachbarten Außenwände und zwischen den Windungen des Schlauches 11 nach unten fließt, wird die Dialyseflüssigkeit in und durch den Schlauch Il über die Rühre 18 durch Saugwirkung angezogen und dann konstant oder oszillierend über die Röhre 19 abgeführt. Während das Dialysat den Schlauch Il durchfließt, dilfundieren die störenden Stolfwechselprodiikto aus dem Blut durch die Membran 14 in den Schlauch 11 und werden über das Austrittsrohr 19 zusammen mit überschüssigem Dialysat abgeführt.

Das Blut kann durch die Niere entweder auf Grund seiner eigenen Schwerkraft fließen oder mittels einer geeigneten Pumpvorrichtung, wie einer Sigmamotor- oder De-Bakey-Pumpe, durchgeleitet werden. Wie bereits erwähnt, kann die Membran 14 dehnbar sein. Die Fi g. 3 und 4 zeigen jeweils ein Paar benachbarte Windungen von Schlauch 11. Fig. 3 zeigt den Schlauch 11 mit dehnbarer Membran 14 ohne negativen Druck mittels Saugwirkung aus Röhre 19, während F i g. 4 dasselbe, jedoch unter negativer Druckanwendung, zeigt, hierbei wird die Membran gedehnt und dünner, wodurch ein Ansteigen der Diffusionsleistung der störenden Stoffwechselprodukte durch die Membran erfolgt und kein Absinken, was bei Anwendung von negativem Druck eher erwartet werden sollte.

Vorzugsweise wird ein oszillierender negativer Druck angewendet, da durch das abwechselnde Ausdehnen der Membran 14 eine Bewegung des Blutes zwischen den Schlauchwindungen bewirkt wird, wodurch die Dialyse gefördert wird. Der oszillierende negative Druck und der dadurch hervorgerufene Bewegungseffekt ist außerordentlich vorteilhaft, wenn kein Blut durch die Niere geleitet wird, da hierdurch das Blut in Bewegung gehalten wird und die Bildung von Gerinnseln und anderen problematischen Zuständen verhindert wird, die bei stagnierendem Blut auftreten können. In den F i g. 3 und 4 wird eine handelsübliche Membran 14 gezeigt, die aus einem Dacronsieb 22 besteht, auf welches eine Polysiloxanelastomerenschicht 23 im Tauchverfahren aufgebracht worden ist. Ferner ist aus F i g. 4 die Blutströmung 24 zwischen den Windungen von Schlauch 11 ersichtlich. Der Abstand benachbarter Außenwände des Schlauches 11 sollte so gering wie praktisch möglich sein, damit der Blutfilm, der über die Membran fließt, sehr dünn ist, denn bekanntlich sind Schädigungsmöglichkeiten für die Blutkomponenten um so geringer, je kürzer der Fließweg des Blutes ist. Der Durchmesser des Schlauchwickels 11 sollte vorzugsweise im Bereich zwischen 5 bis 15 cm liegen. Die durch die Niere geleitete Blutmenge wird natürlich vom Operateur bestimmt und hängt unter anderem auch von der Größe des Patienten ab.

Eine Niere von der oben beschriebenen Größe nimmt einen zylindrischen Raum von etwa 12X 12 cm ein. Bei Anwendung von negativem Druck in dem erfindungsgemäßen Dialysiergerät wird bei Auftreten einer undichten Stelle in der Membran oder in deren verschlossenen Kanten, Blut in den Dialyse-Netz-Raum eingesaugt, d.h. in den Schlauch 11, wo es entweder durch den hohen Fließwiderstaiid der Flüssigkeiten oder durch Gerinnung- zum Stillstand kommt. In keinem Fall sollte jedoch irgendeine Gefahr bestehen, daß das Dialysat jemals in den Blutstrom gelangt und eine Embolie hervorruft.

Die oben beschriebene Vorrichtung ist sehr wirksam, wenn sie als künstliche Niere eingesetzt wird Vorteilhaft fließt hierbei das Blut auf Grund seiner eigenen Schwerkraft durch die Niere. Die erfindungsgemäße künstliche Niere leistet annähernd das Doppelte der bisher bekannten Vorrichtungen, deren Wirkungsgrad bei etwa 25 bis 30¹Vu liegt. Wenn die Vorrichtung als Placenta benutzt wird, ist ihre Wirgungswci.su ähnlich, mit der Ausnahme der speziellen Flüssigkeit, die durch den Schlauch geleitet wird. Die für Niere und Placenta verwendbaren Flüssig-

keite.n sind bekannt, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt.

Die erfindungsgemäßen Dialysiergeräte können eine flache, quadratische, rechtwinklige oder kreisförmige Form haben. Die zylindrische Form, wie sie durch die Zeichnungen veranschaulicht wird, ist jedoch besonders vorteilhaft.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Dialysiergerät für biologische Flüssigkeiten, insbesondere künstliche Niere, mit einem um einen Kern gewickelten flachen Schlauch, bei welchem der so gebildete Schlauchwickel in einen Behälter mit Anschlußstücken für eine durchzu- · leitende Flüssigkeit eingesetzt ist, wobei die Dicke des Schlauchinnenraumes größer ist als der Abstand benachbarter Außenwände des Schlauchwickels, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlauchinnenraum Abstandshalter zwischen den Schlauchinnenwänden eingelegt sind und der Kern mit Vorrichtungen zum Ein- und Austreten und zum Verteilen der zu dialysierenden Flüssigkeit über den Schlauch zwischen den Schlauchwindungen ausgerüstet ist.

2. Dialysiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Schlauch aus Glashaut besteht, wobei im Inneren des Schlauches ein Polyäthylensieb als Abstandshalter eingelegt ist und der Schlauch mit mindestens einem Eintritts- und Austrittsrohr aus Organopolysiloxanelastomeren für die Dialyseflüssigkeit ausgerüstet ist.

3. Dialysiergerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern als zylindrische Spule oder Spindel ausgebildet ist, die mit einem Eintritts- und Austrittsrohr am oberen bzw. unteren Ende für die zu dialysierende Flüssigkeit ausgerüstet ist und an deren Enden Rillen oder Kanäle eingelassen sind, die zum Verteilen der zu dialysierenden Flüssigkeit dienen.

4. Dialysiergerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für'den Schlauchwickel aus Organopolysiloxanelastomeren besteht.

5. Dialysiergerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Schlauch aus dehnbarem Material besteht, das ein Durchleiten der Dialyseflüssigkeit unter negativem Druck ermöglicht.

6. Dialysiergerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Schlauch aus dehnbarem Material besteht, das ein Durchleiten der Dialyseflüssigkeit unter oszillierendem negativem Druck ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen