DE1938008B2 - Platten-membran-stapel fuer plattendialysatoren - Google Patents

Description

I 938 008

dialysatoren nicht erfüllbar ist, gibt es keine prak- während die Membranen 3 übBeheiweise ans einer tisvh verwendbaren Dialysatoren der gattungs- ZeHglasfoBe gefertigt shhL Die Platten I besitzen gemäßen Art. eine profiBerte Obeisäte 7, dmch die Leitungen zur

Man ist deshalb anch schon dazu übergegangen, Führung der DiatyseSSssigkeiten gebildet werden, die Dialysatorplatten in Form eines Diapositiv- 5 Die Rückseite 8 der Platten 1 ist glatt ausgebildet. Rahmens mit einem Stützgitter aufzubauen, über die Die Membranen 3 sind gleich breit wie die Platten 1 als Membranhalter die Membran gespannt und seit- ausgeführt und bedecken deren gesamtr Oberseite 7. lieh derart befestigt wird, daß sie in eine Nut ein- Sie sind jedoch Snger als die Platten 1 und stirngelegt und dort durch Warmverformung des Kamst- seilig um deren Enden 2 herumgeführt, so daß sie Stoffmaterials der Dialysatorplatte eingedichtet wird. io randseing auch noch auf der Rückseite 8 der Plat-Ein solcher Dialysator erfordert jedoch auch ein ten I anfliegen.

verzweigtes Kanalsystem innerhalb de» Dialysator- Je eine Platte 1 und eine Membran 3 sind zu einer

platten, um die Dialyseflüssigkeiten an die richtigen Einheit zusammengefaßt, von denen eine Vielzahl Stellen zu bringen. zn einem Platten-Membran-Stapel zusammengefügt

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, 15 werden. Dabei werden die Platten 1 derart deckungseinen Platten-Membran-Stapel für einen Platten- gleich aufemandergestapelt, daß ieweils die Vorderdialysator zu schaffen, bei dem die Verbindung der seilen 7 und die Rückseiten 8 der Platten 1 uamittel-Membranen und Platten ohne eine Werkstoifpaarfmg bar aufeinanderiiegen. Hierdurch grenzen die dk vorgenommen ist. wobei eine einwandfreie Abdicl· Vorderseiten 7 der Platten 1 überdeckenden Memtung der innerhalb dieses Stapels verlaufenden «> brauen 3 unmittelbar aneinander an, und die um die Dialyseflüssigkeitsbahnen gegeneinander unabhängig Plattenenden 2 herumgelegten Membranenden 4 vom Material der jeweils verwendeten Membranen liegen ebenfalls deckungsgleich übereinander und erreicht ist. werden zwischen den Plattenrückseiten 8 einge-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem klemmt. Zur einfacheren Montage können die Memgattungsgemäßen Platten-Membran-Stapel dadurch as branen 3 mit Klebstoff an die Platten 1 angeheftet gelöst, daß die Membranenden um die Plattenenden werden.

herumgelegt und ihre Enden jeweils zwischen den Die Zeichnung gibt irit Rücksicht auf eine klare

Rückseiten benachbarter Platten dichtend ein- Darstellung die Größenverhältnisse zwischen Meingeklemmt sind. branen und Platten nicht richtig wieder. Das Ver-

Der außerordentliche Vorteil dieses ertmdungs- 30 hältnis der Membrandicke zur Plattendicke beträgt gemäßen Platten-Membran-Stapels hegt in seiner etwa 1:100, es ist deshalb nicht unbedingt erfordergeringen Bauhöhe, die bestimmend für die Gesamt- lieh, daß die Membransnden 4 in besondere Aushöhe eines Plattendialysators ist. Die Einführung sparungen auf den Plattenrückseiten 8 eingelegt des empfindlichen Dialysats — z. B. des mensch- werden. Wichtig ist, daß die Membranenden 4 fest liehen Blutes — ■ eweils zwischen die Membranen 35 zwischen den Rückseiten 8 eingeklemmt sind, was kann ohne besondere Anschlußstücke über dem durch ein Aufquellen der Membranen 3 beim BeMembran-Stapel vorgelagerte Hohlräume in den Di- feuchten noch begünstigt wird,
alysatorwanduugen erfolgen. Das Blut wird jeweils zwischen zwei Membranen 3

Dazu ist von besonderem Vorteil, wenn die geführt. Diese wölben sich hierbei in die Profilierung Plattenenden auf den profilierten Vorderseiten an- 40 de- Plattenvorderseiten 7 ein, was durch Unterdruck geschrägt sind und keilförmige, sich nach außen der in der Profilierung unmittelbar geführten Spülhin öffnende Vorräume bilden. lösung vorteilhaft begünstigt werden kann. Das Blut

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der wird über Vorräume 10 an den Plattenstirnseiten 6 Zeichnung an einem bevorzugten Ausführungs- zwischen die Membranen 3 eingeleitet, dies verbeispiel noch nährr erläutert. Dies betrifft einen 45 anschaulicht Fig. 2.

Dialysator mit einem erfindungsgemäßen Platten- Fig. 3 zeigt den inneren Aufbau des Platten-

Membran-Stapel für die Blutwäsche, der sowohl Membran-Stapels. Man erkennt, daß der Vorraum nach dem Gleichstrom- wie nach dem Gegenstrom- 10 durch eine angeschrägte Kante 9 zwischen den prinzip arbeiten kann. Die Zeichnungen zeigen in — Stirnseiten 6 und den Vorderseiten 7 der Platten 1

F i g. 1 einen Teil des Platten-Membran-Stapels, 50 gebildet wird. Die angeschrägte Kante 9 verläuft in

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aas dem gleicher Breite wie die Profilierung, die durch Rillen Platten-Membran-Stapel, 11 in den Plattenvorderseiten 7 gebildet ist. Die

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Rillen 11 sind vorzugsweise trapezförmig gestaltet Platten-Membran-Stapel, teilweise aufgebrochen, und parallel zueinander angeordnet. Sie laufen auf

Fig. 4 eine Außenansicht des neuen Piattendialy- 55 beiden Seiten der Platten 1 in den Torraum 10 aus. sators. Sie stehen mit diesem jedoch nicht in unmittelbarer

Fig. 5 einen Schnitt durch die Längsseitenwan- Verbindung, da der Vorraum 10 allseitig von Memdung sowie die angrenzenden Platten und Mem- branen 3 begrenzt ist. Parallel zu den Rillen 11 ist branen des neuen Dialysators, an beiden Seiten der Platten 1 je eine Dichtschulter

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch den Dialy- 60 12 vorgesehen, über die eine Abdichtung der Flüssator, sigkeitsbahnen zu den Längsseiten des Dialysators

Fig. 7 einen Ausschnitt eines Vertikalschnittes hin erfolgt,
durch den Dialysator. Außerdem stützen sich zwei unmittelbar benach-

Man erkennt in Fig. 1 am Beispiel von vier über- barte Platten 1 über die Dichtschultem 12 ab, vor einander angeordneten Platten 1 mit den dazu- 65 allem dann, wenn die Rillen 11 benachbarter Platten gehörigen Membranen 3 den Aufbau des Platten- gegeneinander versetzt sind. Daher stehen die zwi-Membran-Stapels eines erfindnngsgemäßen Platten- sehen den Rillen befindlichen Kuppen zweier aufdialvsators. Die Platten 1 bestehen aus Kunststoff, einanderliegender Platten 1 nicht aufeinander auf.

Dies hat den Vorteil, daß der Strömungsweg zwi- der Unterseite des Plattendialysators in Betrieb gesehen den Membranen 3 nicht in eine Vielzahl von nommen werden, einander diagonal zugeordnet, da-Einzelkanälen unterteilt wird, sondern die Bildung mit alle durch den Plattendialysator hindurchtreteneines breiten, abgewellten Blutfilms ermöglicht. Dies den Stromfäden der durch die Buchsen 16 einwirkt sich vorteilhaft auf eine laminare Blutströmung 5 geleiteten bzw. abgeleiteten Spüllösungen gleich lang aus. sind. Wenn der Durchsatz der Waschlösung erhöht

Kurz vor dem Auslaufen der Rillen 11 in die Vor- werden soll und auch zum Zweck einer gleichräume 10 ist an beiden betreffenden Enden jeder Di- mäßigen Druckverteilung im Spüllösungssystem, insalysatorplatte 1 ein Querkaual 13 eingeformt, der zur besondere, wenn die Waschflüssigkeit mit UnterZuleitung der Spüllösung dient, die unmittelbar in io druck durch den Dialysator hindurchgesaugt wird, den Rillen 11 geführt wird und mit allen Rillen 11 können auch je zwei Buchsen 16 an diagonal gegendaher verbunden ist. Seitlich wechseln die Quer- überliegenden Kanten des Stapels betrieben werden, kanäle 13 unmittelbar vor den Dichtschultern 12 Die Deckplatten 15 besitzen ferner Rippen 17, die von der Plattenvorderseite auf die Plattenrückseite zur Versteifung angebracht sind,
und münden dort in senkrechte Kanäle 14. Die 15 Die Längsseiten des neuen Plattendialysators sind Membranen 3 sind auf den Rückseiten 8 der Plat- mit Vergußmasse 22 vergossen. Hierzu sind die Platten 1 bis über die Kanäle 14 hinweg nach innen ge- ten 1 auf ihren Längsseiten 21 derart angeschrägt, führt, so daß durch diese Dichtung von den Kanälen daß sie zu den Membranen 3 hin etwas zurück-14 aus keine Flüssigkeit zwischen die Plattenrück- springen. Daher stehen die Membranen 3 auf den Seiten 8 eindringen kann. Da alle Platten 1 fluchtend 20 Längsseiten des Dialysators ein wenig nach außen übereinanderliegen, werden durch diese senkrechten hervor. Die Vergußmasse 22 umschließt daher die Kanäle 14 an jeder Ecke des Platten-Membran- überstehenden Enden der Membranen 3, wie beson-Stapels senkrecht durch diesen hindurchtretende Ka- ders F i g. 5 eindeutig veranschaulicht. Die Vergußnäle gebildet, indem die Membranen beispielsweise masse 22 sichert somit einen festen Verbund aller nach der Montage mit einem Werkzeug durchstoßen 25 Bestandteile des Dialysators, indem sie die Platten 1, werden. die Membranen 3, die Deckplatten 15 und die An-

Bei dieser Ausführungsform erfüllen die Rillen 11 schlußplatten 18 miteinander verbindet und zudes Plattendialysators eine Doppenunktion. Sie lei- sammenhält. Ferner können durch Verschweißen ten einmal unmittelbar die Spüllösung, die in den oder Verkleben die Deckplatten 15 und die Andurch die Membranen 3 abgedeckten Rillen geführt 30 schlußplatten 18 miteinander fest verbunden werden, wird. Gleichzeitig bilden sie aber auch den Strö- F i g. 6 veranschaulicht, wie durch Ausnehmungen

mungsweg für das Blut zwischen den Membranen 3, 20 in den Anschlußplatten 18 die dem Plattenindem sich diese unter dem Druck des Blutes in die Membran-Stapel vorgelagerten Kanäle 5 gebildet Rillen 11 hineinwölben, so daß bei diesem Aus- sind. Die Anschlußstutzen 19 führen in die Kanäle 5; führungsbeispiel das Blut und die Spüllösung parallel 35 diese können von der Mündung der Anschlußstutzen zueinander geführt werden, was im Gleich- oder 19 aus einen sich verjüngenden Querschnitt haben, Gegenstrom möglich ist. um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der

Die Abdichtung zwischen den Rillenräumen und Stromfäden zu erreichen. Grundsätzlich würde auch den Membranzwischenräumen erfolgt im wesent- eine etwa halbkreisförmige Ausnehmung 20, die liehen durch Anpressung der Membranenden 4 auf 40 vom Stutzen 19 ausgehend in senkrechter Richtung die Rückseiten 8 der Platten 1. Die Spüllösung hat alle Vorräume 10 des Plattenstapels miteinander verdurch die völlige Abdeckung der abgeschrägten Kan- bindet, ausreichend sein. Die beiden Anschlußten 9 und der Stirnseiten 6 der Platten 1 keine Mög- stutzen 19 an den stirnseitigen Anschlußplatten 18 lichkeit, in die Blutbahnen des Dialysators ein- sind ebenfalls gegeneinander diagonal so versetzt, zudringen. Andererseits ist es dem Blut nicht mög- 45 daß alle Stromfäden des durch die Anschlußstutzen lieh, sich in die Fuge zwischen den Membranenden 4 19 hindurchtretenden Blutes, bzw. für den Fall, daß hineinzupressen. der Dialysator nicht als künstliche Niere verwendet

Fig. 4 läßt einen Dialysator erkennen, der mit wird, der entsprechenden Dialyseflüssigkeit, vom dem vorstehend beschriebenen Platten-Membran- einen Anschlußstutzen 19 zum anderen weitgehend Stapel ausgerüstet ist. Der Platten-Membran-Stapel 50 gleich lang sind. Die in Fig. 6 dargestellten Rillen ist ober- und unterseitig mit je einer Deckplatte 15 11 sind selbstverständlich nicht maßstabgetreu abgeschlossen und ist an seinen beiden Stirnseiten wiedergegeben, sondern mit Rücksicht auf eine mit je einer Anschlußplatte 18 abgedeckt. Die Deck- klare Darstellung vergrößert dargestellt
platten 15 sind mit eckseitigen Anschlußbuchsen 16 F i g. 7 zeigt im Schnittbild des Dialysators, wie

versehen, die mit den senkrechten Kanälen 14 im 55 sich die Vorräume 10 keilförmig gegen die Kanäle 5 Plattenstapel fluchten. Üblicherweise werden auf der öffnen. Damit ist ein leichtes, ungehindertes Ein-Obeiseite und auf der Unterseite des Stapels nur je strömen des Blutes zwischen die Membranen 3 eine Anschlußbuchse 16 gebraucht, so daß die möglich. Die Querschnitte der Kanäle 5 und dei übrigen Anschlußbuchsen in den Deckplatten 15 Vorräume 10 können so gering gehalten werden, daß verschlossen werden. Dies kann mit Stopfen erfolgen, 60 sie keinen nennenswerten Einfluß auf das Blutfülldie sich dicht in die Buchsen 16 einfügen lassen. Um volumen des Plattendialysators haben. Die Quereinen senkrechten Kanal 14 nach der Montage kanäle 13 werden natürlich in der Praxis so weit wie durchgehend zu verbinden, müssen die Membranen 3, möglich zu den Stirnseiten der Platten 1 hin andie ursprünglich noch nicht mit entsprechenden geordnet, um auf einem möglichst langen Weg die Löchern versehen sind, durchstoßen werden. Dies 65 Membranen 3 mit Waschflüssigkeit zu bespülen,
kann, wie bereits ausgeführt, mittels eines geeigneten Der Aufbau des neuen Plattendiaivsators is1

Werkzeuges erfolgen. Zweckmäßigerweise sind die äußerst einfach. Er besteht im wesentlichen aus drei beiden Buchsen 16, die auf der Oberseite und auf Grundelementen, nämlich den Platten-Membran-

α, den Deckplatten und den Anschluß-Das Zusammenfügen dieser Teile ist sehr insbesondere da die neue Anordnung der nen eine wirksame Abdichtung der Dialyse-

ermöglicht. Hierdurch ist die Möglichkeit einer sehr billigen Massenfertigung solcher Plattendialysatoren gegeben, wodurch insbesondere bei Verwendung als künstliche Niere dieses Gerät gleichzeitig in die

itsbahnen mit sehr einfachen Hilfsmitteln 5 Hände vieler Patienten gegeben werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

luerulus-Kapularen. Hierbei findet nach den Gesetzen der Osmose und Diffusion ein Stoffaustausch zwi- Patentansprüche: sehen dem einerseits auf die Membran aufgebrachten Blutfilm und einer auf der anderen Seite der Mem-5 bran vorbeiströmenden Spüllösung statt. Diesem

1. Platten-Membran-Stapel für Plattendialy- Einsatz des Plattendialysators als künstliche Niere satoren mit deckungsgleich aufeinandergeschich- kommt immer größere Bedeutung zu, weshalb im teten, flüssigkeitsleitenden Platten, die für die folgenden auf einen Blutdialysator besonderer Bezug Flüssigkeitsführung mit einem zwischen rand- genommen wird.

liehen, einander gegenüberliegenden Dichtschul- i» Bei künstlichen Nieren kommt es im wesentlichen tem angeordneten Profil versehene, von jeweils darauf an, einerseits das Blutfüllvolumen so gering einer Membran überdeckte Vorderseiten und wie möglich zu halten, um zusätzliche Aggregate wie glatte Rückseiten haben, wobei die Vorderseiten Pumpen, Heizvorrichtungen od. dgl. einzusparen und die Rückseiten benachbarter Platten an- und Blutverluste weitgehend zu vermeiden, und aneinanderliegett, dadurch gekennzeich- 15 dererseits die Strömungswege innerhalb des Dialynet, daß die Membranen (3) um die Platten- sators so zu gestalten, daß eine möglichst laminare enden (2) herumgelegt und ihre Enden (4) jeweils Blutströmung und möglichst kurze Blutwege erreicht zwischen den Rückseiten (8) benachbarten Plat- werden, um eine Blutschädigung zu vermeiden,
ten (1) dichtend eingeklemmt sind. Besondere Schwierigkeiten bereitet es, die Dialyse-

2. Platten-Membran-Slapel nach Anspruch 1, 20 fiüssigkeitsbahnen eines Plattendialysators gegendadurch gekennzeichnet, daß die Plattenenden einander abzudichten. Dies beruht nicht zuletzt dar-(2) auf den profilierten Vorderseiten (7) ange- auf, daß vor allem bei Blutdialysatoren als Material schrägt sind und keilförmig sich nach außen hin für die Membranen Zellglas verwendet wird, das öffnende Vorräume (10) bilden. sich infolge Aufweichens nicht wasserfest mit den

3. Platten-Membran-Stapel nach Anspruch 1 25 Dialysatorplatten verkleben, verschweißen oder auf oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits ähnliche Weise verbinden läßt. Bei bekannten Blutdie von den Membranen (3) überdeckten Vorder- dialysatoren einfacherer Bauart wird das Blut über Seiten (7) und andererseits die von den Membran- ein verzweigtes Kanalsystem in Rillen der Dialysatorenden (4) am Rande bedeckten Rückseiten (8) platten eingeleitet, die jeweils durch Membranen abder Platten (1) unmittelbar aufeinanderliegen. 30 gedeckt sind. In den Rillen der benachbarten Platte

fließt dabei die Spüllösung, so daß ein Stoffaustausch zwischen Blut- und Spüllösung nur über die einseitige Berührungsfläche mit den Membranen erfolgen kann, während das Blut auf einer sehr viel

35 größeren Oberfläche in Fremdberührung mit den inaktiven Dialysatorplatten steht. Der Wirkungsgrad solcher Dialysatoren ist bezogen auf das Blutfüllvolumen sehr gering, und außerdem ist der Widerstand für das Blut in den verzweigten Bahnen groß.

Die Erfindung betrifft einen Platten-Membran- 40 Es wird daher bei Blutdialysatoren angestrebt, das Stapel für Plattendialysatoren mit deckungsgleich Blut als dünnen Film jeweils zwischen zwei Memaufeinandergeschichteten, flüssigkeitsleitenden Plat- branen strömen zu lassen, so daß wesentlich verten, die für die Flüssigkeitsführung mit einem zwi- größerte Berührungsflächen für den Stoffaustausch sehen randlichen, einander gegenüberliegenden zur Verfügung stehen. Bei solchen Dialysatoren be-Dichtschultern angeordneten Profil versehene, von 45 steht jedoch noch eine viel größere Schwierigkeit, jeweils einer Membran überdeckte Vorderseiten und den Blutraum zwischen den Membranen abzudichten, glatte Rückseiten haben, wobei die Vorderseiten Dies ist insbesondere an den Stellen der Fall, wo das und die Rückseiten benachbarter Platten aneinander- Blut zwischen die Membranen eintritt, die jeweils Hegen. wieder zwischen zwei Dialysatorplatten angeordnet

Die mit derartigen Platten-Membran-Stapeln ver- 50 sind.

sehenen Dialysatoren haben ein weites Anwendungs- Bei derartigen bekannten Dialysatoren werden

gebiet. Sie werden zur Trennung von Flüssigkeiten deshalb in den Blutraum jeweils zwischen zwei begelöster Stoffe eingesetzt, insbesondere zur Trennung nachbarten Platten besondere Anschluß- und Vervon Kolloiden von darin befindlichen molekular- teilerstücke eingedichtet. Dazu besitzen die Platten dispersen Stoffen mit kleinerem Teilchendurch- 55 Aussparungen, in die die Anschluß- und Verteilermesser. In abgewandelten Ausführungen können stücke formschlüssig eingelegt werden können. Diese diese Plattendialysatoren auch für den Stoffaustausch Anordnung bringt vor allem den Nachteil, daß zwischen Flüssigkeiten und Gasen, z. B. als künst- solche Dialysatoren eine große Bauhöhe haben und liehe Lungen, als Gastauscher — beispielsweise in außerdem der Zusammenbau infolge Einlegens der Form künstlicher Kiemen — oder auch als Wärme- 60 einzelnen Anschluß- und Verteilerstücke langwierige tauscher zwischen zwei strömungsfähigen Medien, je Arbeitsgänge erfordert.

nach Wahl der Membranen, die die miteinander in Bei weiterhin bekannten Ausführungen erfolgt die

Stoffaustausch oder Wärmeaustausch tretenden Me- Verbindung zwischen den Dialysatorplatten und dien voneinander trennen, eingesetzt werden. -membranen stets durch eine sogenannte Werkstoff-

Ein besonderes Anwendungsgebiet für Platten- 65 paarung, wobei aus den erwähnten Gründen darauf dialysatoren ist die extrakorporale Hämodialyse. zu achten ist, daß die Klebe- und Schweißstellen bei Hierbei übernimmt eine semipermeable Membran Zellglasmembranen keiner Wasserberührung ausdie Aufgabe des physiologischen Filters der GIo- gesetzt werden dürfen. Da diese Bedingung bei Blut-