DE2116517A1 - Verbindungsglied zum Anschluß eines Schlauchs oder Rohrs an eine schlauchförmige Leitung, insbesondere zum Anschluß einer oder in Verbindung mit einer künstlichen Niere - Google Patents

Description

dr. W.Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-inc. G. Dannenberg . DR.V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P.WEINHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN CR. ISCHENH[IMI* STIAMI Sf

2. April 1971 ■ Serial No. 26

Baxter Laboratories, Inc.,

Morton Grove, 111. 60053 / U.S.A. .

Verbindungsglied' zum Anschluß eines Schläuche oder Rohrs an eine schlauchförmige Leitung, insbesondere zum Anschluß einer oder in Verbindung mit einer künstlichen Niere

Die Erfindung bezieht sich auf eine als künstliche Niere dienende Vorrichtung, nachstehend einfach als künstliche Niere bezeichnet, die eine in sich geschlossene Einheit bildet. Die Erfindung schafft ferner als unabhängige Einheit eine neue Vorrichtung, die dazu dient, den Druckgradienten durch eine halbdurchlassige Membrane hindurch einzustellen, um dadurch eine Ultrafiltrierung bei der Dialyse zu bewirken. Darüberhinaus bezieht sich die Erfindung auf eine eigenartige Fora eines Verbindungsstücks, das zum Anschluß des Bluteinlaß- und des Blutauslaßschlauches des Dialysators an die Membrane außerhalb des Körpers dient.

Der Bedarf an einer Dialysatoreinrichtung ist allgemein bekannt. Um diesem Bedürfnis nachzukommen, erforscht die ärzliche Wissenschaft ständig neue Formen von Geräten, die einen Fortschritt gegenüber den zur Zeit bestehenden Geräten darstellen. Aus diesem Grund vreiet, das Schrifttum zum Stand der Technik für künstliche Nieren eine Vielzahl untersqhied-

103844/1036

licher Ausführungsformen auf, die dazu geeignet sind, bis zu einem gewissen Grad zufriedenstellend arbeiten können. Im allgemeinen sind die bisherigen Vorrichtungen, die dem Stand äer Technik entsprechen, v/eil der Dialyse-Prozeß mit Sorgfalt und Präzision durchgeführt werden muß., verhältnismäßig kompliziert und kostspielig. Daher sind künstliche Hieren'für diejenigen, die aufgrund eines Yersagens der normalen Körperfunktionen auf eine Dialyse zur Erhaltung ihres Lebens angewiesen sind, nicht leicht beziehbar gewesen.

Obwohl sich die vorliegende· Erfindung nicht auf ein Dialyse-Verfahren an sich richtet, sondern vielmehr auf eine Vorrichtung, um dieses Verfahren durchzuführen, scheinen einige Erläuterungen zu diesem Etiema zum besseren Verständniri der Erfindung" angebracht.

Im allgemeinen wird die Dialyse so durchgeführt, daß biologische strömende Medien, in diesem Fall Blut, an einer halbdurchlässigen Membrane vorbei strömen, die eine physikalische Barriere zwischen .dem Blut und der dialysier enden Flüssigkeit oder Waschlösung darstellt, die auf der anderen Seite der Membrane fc strömt. In einer sich außerhalb des Körpeisbefindlichen Vorrichtung, wie sie vorstehend und nachstehend offenbart wird, findet ej.ne passive, physikalische Diffusion organischer und anorganischer Stoffe aufgrund einer.treibenden Kraft, z. B. eines. Konzentrationsgradienten statt, und zv/ar vermöge der strö-Medien, die sich auf je einer Seite der halbdurchlässigen Membrane befinden.

Die Dialyse kann durchgeführt werden, indem man eine Membrane in Form einer schlauchform!gen Hülle benutzt,- die aufgewickelt ist, v/i ο es bei einem Dialysator in Perm einer Spule äer PaI-I ist, oder die iOLach liegt, wie bei einem iSehicht-Dicilysator» Diese Membranc-nvorrichtungen werden im all^opt^inen entlang der ganaen Länge der Heia braue durch ein Abstandöiietn bzw.

109844/1096

Stützgitter abgestützt. Es ist die Aufgabe des Abstandsnetacß, benachbarte Lagen oder \/icklxui£ren der Membrane in Abotand voneinander su haiten,und es sorgt im allgemeinen, obwohl die Membrane abgestützt wird., dafür, daß der- Hauptteil der liembranenoberfläche nielit daran gehindert wird, mit dem Dialyre-Medium bzw. der Dialyseflüsßigkeit in Kontakt zu treten. Die Dialyse kann auch unter Anwendung von nicht gegenseitig abgeetutzen Membran en durchgerührt werden; indene et; bezieht sich die vorliegende Erfindung auf'eine Vorrichtung in der Bauart mit abgestützten Membranen und insbesondere auf einen Dialysator in Spuleilform.

Dialysetore Bei einer Aus.führungsform eines mach de?· Stand der Technik ist wenigstens ein einzelnes oder einstückiges langgestreckter.=! Stück der Membrane und des Stütsgitters um einen !fern gewiekelt, wobei das Gitter in jedem Radius zn beiden Seiten der hcmbrane angeordnet ist. Ein pneumatisches 1-iansehettenelement oder ähnlichen Anschluß glied dient dazu, die Y'icklung um den Kern zu. bewerkstelligen. Der "wickel wird dann in einem Spulenhalter oder Behälter angebracht, der einen Druckdeckel besitzt, wobei der Behälter bei der TJltrafiltrierung zur Durchführung der Diffusion des Wassers durcli die Membrane hindurch oder zum -Druckausgleich dient. Der Druckdeckel enthält Dichtungnelemente, durch die der Bluteinlaß·- und.der Blutauslaßschlauch hindurchgeführt werden. Der Einlaß- und der Auslaßschlauch sind ir it den I-Iembranencaden verbunden und stellen dadurch ein geschlossenes, eytrelcorp orales System her. Das Blut muß durch die Verrichtung fließen, und das Dialyse-Hedium wird in einem einzigen Durchgang oder innerhalb eines Umlaufsj^rstens mit Rückführung in den Spulenhalter und über die Membranen-Oberfläche des I-ienbranen- oder Blutabtcils gepumpt, um eine Diffusion o)\:-ίlecher und anor^mcher Sutctansen ouü den Blut heraus r,v. bewirken. Swar ist die Ultrafiltrierung eine Folge oder Tunkt ion vieler Die.lyGator-Eit^nschaften; Die konn

1096Α4/109Β

jedoch als durch den Druckgradienten durch die .Membrane " hindurch, durch die Fläche, des Dialysators und die Durchfluß-■--, geschwindigkeit bestimmt angesehen werden, wobei diese Faktoren für sich komplexe Faktoren und nicht Gegenstand der Erfindung sind. Somit kann man, sehr allgemein gesprochen, die Menge an durch die Membrane hindurehdiffudierenden Wassers dadurch einstellen, daß man den Druck innerhalb /der Dialysatorkaramer. ■ oder den Druck an der Dialysatseite der Membrane in dem Dialysator veränderlich nach Bedarf einstellt. Da das Blut auf W- der Blutseite der Membrane in einem Spulen-Dialysator einem Druck unterworfen ist, der größer ist, als derjenige auf der Dialysatseite der Membrane, vermindert eine Druckerhöhung auf der Dialysatseite, die eine Minderung des Druckgefälles bewirkt, die Wassermenge, die von. dem Plasma weggeführt wird wesentlich. Wie. angegeben, ist in an sich bekannter Weise ein Behälterdeckel für den Spulenhalter vorgesehen, der mit Vorrichtungen zur Veränderung des zum Ausfluß des Dialysats hin bestehenden

Λ7"Ο T** CJ tiT"l Ρ^ΎΛ 1" 'C* ~T* ··

Widerstandes, im. dadurch' -einen Dialysat-überdruck innerhalb des Behälters zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine künstliche Niere W in Form einer Spule, die innerhalb der in sich geschlossenen , Einheit einen Driickregler bzw. Über druckregler für die Diclyoat-

. und
kammer enthält; eine ITierenapule bei der eine besondex^e Form je eines Verbindungsglieds für die Verbindung-der Dialyse-Membrane mit dem" Bluteinlaß- und dem Bluta.uslaß schlauch " benutzt wird. In diesem Zusammenhang schafft die Erfindung eine künstliche Niere-in Form einer Spule verhältnismäßig ' einfacher Konstruktion, die deshalb weniger "kostspielig in der Herstellung ist und verhältnismäßig einfacher zu bedienen. Vermöge der in sich geschlossenen Bauweise macht es die Erfindung überflüssig, eine Stützkonstruktion zu verwenden, wie¹ sie bisher erforderlich war. Weiter schafft die Erfindung eine künstliehe Niere in Form einer Spule, die mit Sicherheit genau und mit hohem Wirkungsgrad arbeitet.

Somit ist die künstliche Spulen-Niere gemäß der Erfindung in der "Weise ausgebildet, daß das Blutabteil eine Blutbahn enthält, die in ihrem eigenen Traggerüst eine in sich geschlossene Einheit bildet. '

•V/ie nachstehend mehr im einzelnen besehrieben, weist, die erfindungsgemäße. Spulen-Hiere ein äußeres Gehiüise auf, das an seinem Ende durch eine Endplatte geschlossen ist, die einen mittigen Dialysat-Einlaßstutzen und ein Verbindungsglied zur Verbindung des Gehäuseinneren mit einer Quelle der

-Dialyse-Flüssigkeit bzw. des Dialyse-Mediums enthält. Der Durchflußraum für die Dialyse-Flüssigkeit wird von einem inneren Kern begrenzt, der in dem äußeren Gehäuse enthalten und zwischen dem Einlaßstutzen und dem offenen Ende abgestützt wird. Der innere Kern bildet eine Stützfläche, auf die die hüllenförmige Dialyse-Schlauchmembrane und ihr Stützgitter aufgewickelt ist. Die Enden der hüllenförmigeii Membrane sind mit je einem Verbindungsglied, das von dem inneren Kern bzw. dem äußeren Gehäuse getragen wird, verbunden. Diese Verbindungsglieder

bzw.,Füllösung . dienen dazu, die Betriebslösung (priming solution) und das zu dialysierende Blut in den Dialysator einzuführen bzw. aus diesem abzuziehen und den Dialysator an den Patienten für eine Infusion des dialysierten Blutes abzuschließen. Die Vorrichtung enthält ferner einen Verschluß für den dem Einlaßstutzen benachbarten inneren Kern..· Der Einlaßstutzen· 1st zweckmäßig so geformt, daß die Dialyse-Flüssigkeit zuerst'im wesentlichen in Richtung der inneren Wand des äußeren Gehäuses gleichmäßig verteilt wird. Durch die Verwendung eines gelochten Verteilers, der den Unterteil des inneren Kerns umgibt, entsteht eine gleichmäßige Verteilung der Dialyse-Flüssigkeit, die sich durch, den .ganzen Raum, in dem sich die Membrane befindet, nach oben ausbreitet. Der Verteiler bildet in der noch beschriebenen Aus führ uniform a.uch einen Träger für den Boden des' inneren Kerns. Der Verteiler verhindert ferner jede räumliche Verschiebung des Stützgitters. . · ■ '■-

109844/1090 r

Gemäß einem weiteren Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung . zur Veränderung des Drucks innerhalb der Dialysatorkaimaer und demzufolge eine Veränderung des Druckgefälles durch die Membrane hindurch in die in sich geschlossene Geräteeinheit eingebaut, um somit eine Ultrafiltrierung su bewirken. In diesem Zusamnenhang wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Paar gelochte Ringe benutzt,die eng nebeneinander angebracht sind und die Oberseite des inneren Kerns ungeben» Indem man die Ringe nebeneinander anbringt und dabei den einen Ring entsprechend zum anderen einstellt, ändert sich der " Widerstand zum Dialysat-Auslaß hin, und zwar aufgrund einer Veränderung der Größe der Teile des Auslaßes.

Ebenso wie der untere Verteiler bilden die Ringe gleichfalls eine obere Abstützung für den inneren Kern innerhalb des äußeren Gehäuses. Die oberen Ringe dienen auch dazu, jede räumliche Verschiebung des Stützgitters zu verhindern.

Gemäß einem weiteren Ziel der Erfindung ist sowohl das Verbindungsglied für den Blut-Einlaß zu der Vorrichtung als auch das Verbindungsglied für den Blut-Auslaß aus der Vorrichtung als elastischer Kunststoffkörper von länglicher Abmessung in ' einer Richtung ausgebildet. Jedes dieser Verbindungsglieder arbeitet mit je einem Haltestück von komplementärer, gleichartiger Form zusammen, das von der Wand des inneren Kerns bzw. des äußeren Gehäuses aufgenommen wird. Die besondere Größe und der spezielle Querschnitt des Körpers sollen die Aufnahme der·Flüssigkeit erleichtern, damit keine unerwünschte Ansamm-' lung von Flüssigkeit oder- ein Sich-falten der hüllenartigen Membrane eintritt. Dies trägt dazu bei,su vermeiden, daß sich das Blut an der Einströmstelle staut. Ein vorstehender elastischer Ring dient dazu, die Membrane zwischen dem Kunststoffkörper und dem Haltestück, das mit der Einheit verbunden ist, abzudichten. Die Vorderseite des Haltestüeks- besitzt eine 'Umrißform,die mit der Umrißform des inneren Kerns oder der-

1098 44/1096

jenigen des äußeren Gehäuses übereinstimmt.

Vorstehend wurden die wichtigeren Merkmale der Erfindung ziemlich ausführlich dargestellt, um die nachfolgende, detaillierte Beschreibung dieser Merkmale besser verständlich zu machen und damit der vorliegende Beitrag zur Weiterentwicklting der Technik besser beurteilt werden kann. Weitere Herkriele der Ausführung der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Ansprüchen*

Die beigefügten Zeichnungen zeigen eine bevorzugte, beispielsweise Ausführimgsform der Erfindung und οteilen einen Teil der Erfindung dar.
Es zeigen:

Fig. 1 teilweise.im.Schnitt eine Seitenansicht einer in sich geschlossenen künstlichen Mere in Spulenform, die von" einer Dialysat-Fördervorrichtung getragen \vird, wobei die künstliche Nieren-Spule in ein Behältersystem eingepaßt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine künstliche !Tiere in Spulenform, die gemäß Fig. 1 angeordnet ist,

Fig. 3 schematisch ein Schaubild des Stützgitters und des um einen Kern gewickelten Dialyse-Schlauches,

Fig.. 4 ein Schaubild der verschiedenen Teile der in sich geschlossenen künstlichen Ifieren-Spule in auseinandergezogener Darstellung, " ' . ·■

Fig. 5 schematisch ein Sehaubild des Dialyse-Schlauches und des Stütsgitters, ' *

Fig. 6 im Querschnitt eine Ansicht der Verbindungsglieder zum

1098-44/1086 '

Anschluß der Dialyse-Membrane an den Blu-teinlaß-

s chi auch- bzw. den Blutauslaßschlauch, '

Pig. 7 die Dial3^rse~i4embrane und die darin mittels des Stützgitters eingepreßten inneren Blutförderkanäle,

Pig. 8 eine Teilansieht des äußeren Gehäuses und seines Scharniers, und ■ ·

•Pig. 9 eine Teilansicht einer gegenüberliegenden Seite des äußeren Gehäuses, die eine Torrichtung zum Pesthaken von Gehätise ab schnitten aufweist.

Die verschiedenen-Bestandteile der erfindungsgemäßen künstlichen Niere in Porm einer Spule sind am besten in den schematischen, perspektivischen und auseinandergebogenen Darstellungsformen der Pig. 3 und 4 ersichtlich. Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Kierenspule besteht aus einem äußeren Gehätise 12 und einem inneren Kern 14, der durch das Gehäuse aufgenommen und abgestützt wird; das äußere Gehäuse bildet die in sich geschlossene Einheit. ■

Sowohl das äußere Gehäuse als auch der innere Kern sind in einer bevorzugten Ausführungsform zylindrisch ausgebildet, und der innere Kern hat einen Außendurchmess'er, der kleiner ist, als der Innendurchmesser des äußeren Gehäuses, wodurch ein ringförmiger Zwischenraum 16 gebildet wird (Pig. 1). Der Raum 16 kann auch einen regelmäßigen Querschnitt haben, der nicht rund ist-, aber, um sowohl den hüllenartigen Hembranenschlauch 18,, der das -Blutabteil bildet, als auch das Stützgitter 20 um den Korn 14 zu wickeln, ist ein kreisrunder Querschnitt zu bevorzugen.

109844/1

Der Zusammenbau der einzelnen Bestandteile innerhalb des äußeren Gehäuses 12 kann dadurch vereinfacht werden, daß man ein Scharnier 22-anbringt, das in Längsrichtung des" Gehäuses verlauft und es ermöglicht, die Gehäuseteile in eine Offenstellung zu schwenken. Eine Lippe 24, die in der Stoßkante jeder entgegengesetzten Gehäusewand ausgebildet ist, gev/ährleistet, daß das Gehäuse sicher durch eine im wesentlichen U-förniige Klemme 26 (Eig. 9) geschlossen wird.

Sowohl das äußere Gehäuse 12 als auch der innere Kern 14 sind an den Stirnenden offen. Deshalb sind "Verschlußglieder vorgesehen, um eines der Enden jeder Einheit zu verschließen. In diesem Zusammenhang ist eine Bodenverschlußplatte 28 vorgesehen, um das untere Ende (Die Richtungen beziehen sich auf die Arbeitsstellung der Einheit wie in Eig. 4) des äußeren Gehäuses zu verschließen. Ferner ist eine Ablenkplatte 30 vorgesehen, um das untere Ende des inneren Kerns 14 zu schließen. Die letztgenannte Platte, die in dem oberen Randbereich einen ringförmigen ausgeschnittenen Bereich aufweist, der eine Schulter 32 bildet, wird durch Reibung oder anderweitig innerhalb der mittleren · Öffnung des inneren Kerns aufgenommen, um den inneren Kern sii , seiner Unterseite zu schließen, während seine Oberseite nicht verschlossen ist. Jedoch kann die Oberseite auch dicht verschlossen werden, wenn dies erwünscht ist, wobei man jedoch Sorge tragen muß, einen nach außen gehenden Durchlaß für entweder den Bluteinlaß- oder den'Blutauslaßschlauch offenzulassen, wie es nachstehend beschrieben wird.

Die Verschlußplatte 20 wird innerhalb des äußeren Gehäuses mittels einer kreisförmigen Nut 34 abgestützt, die auf der Innenseite des Gehäuses ausgebildet ist. Beim Schließen wird diese Platte leicht von dieser Nut aufgenommen, da das Gehäuse aufgeklappt werden kann. Ein Stutzen oder eine Leitung 36- mit Außengewinde erstreckt sich durch die Plabte hindurch zu Zwecken

109844/1096

die weiter unten "erläutert werden.

Sin unterer gelochter Ring 38 und ein Paar gelochte Ringe 40 und 42 dienen unter anderem dazu, die Stabilität für den inneren Kern 14 zu schaffen und den Kern innerhalb des äußeren Gehäuses 12 ortsfest zu tragen. Der untere Ring und jeder der oberen Ringe werden von dem inneren Kern innerhalb der ringförmigen Ausschnitte 44 bzw. 46 aufgenommen. Zusammenarbeitende Hüten 48 und 50 sind in der inneren Wandung des ^ äußeren Gehäuses ausgebildet, und, um eine Halterung zu bilden, ' umspannt jeder der Ringe den„ringförmigen Raum 16. So begrenzen die Ringe wirksam sowohl den oberen wie auch den unteren Rand einer Kammer, die als Dialyse-Kammer angesehen werden kann.

V/ie schon allgemein beschrieben, ist ein langgestrecktes Stück des Dialyse-Schlauches 18 und des Stützgitters 20 innerhalb der Dialyse-Kammer aufgewickelt. Eines der Enden der Membrane ist mittels eines Terbindungsglieds 52 entweder an den Bluteinlaß- oder den BIutauslaßschlauch angeschlossen, Ein zweites Verbindungsglied 54 verbindet das andere Ende der Membrane mit dem anderen Schlauch. In den Figuren ist der Bluteinlaß schlauch 56 als mit dem Verbindungsglied 52 an dem ; ™ inneren Kern verbunden dargestellt, während der Blutauslaßschlauch 5β als mit dem Verbindungsglied 54 am äußeren Gehäuse 12 verbunden dargestellt ist-. Diese Ausführung, der Zeichnung dient einzig Illustrationszwecken, da das Einströmen und das Ausströmen des Blutes in bzw.' aus dem Blutabteil auch in ent-• gegengesetzter Richtung stattfinden könnte. "

Der Membran ens chi auch 18 und das Stützgitter 20 sind derart um den Kern gewickelt, daß die Membranenlagen abgestützt und sowohl voneinander als auch von dem inneren Kern und von den Gehäuseoberflächen in Abstand gehalten werden* Somit ist das langgestreckte Stück des Stützgitters größer als das langgestreckte Stück der Membrane, das eine Länge in der Größenordnung

109844/1096

von 200 cm "bis 500 cm haften kann. Die physikalischen Ausmaße werden von verschiedenen Faktoren bestimmt, z.B. von'der Dicke des Stützgitters und der Blutbahn sowie dem räumlichen Abstand zwischen"der äußeren Oberfläche der inneren Kerns und der inneren Oberfläche des äußeren Gehäuses. Der ganze Wickel (l-ig. 1) wird ortsfest sowohl von diesen Oberflächen .wie auch von den Hingen 38., 40 und 42· abgestützt.

Die Verbindungsglieder sind am besten in Pig. 6 zu sehen. Diese Glieder sind im wesentlichen einander gleich,und deshalb .befaßt sich die folgende Beschreibung nur mit dem Verbindungsglied 54.

Jedes der Verbindungsglieder besteht aus eim im wesentlichen elastischen Kunststoffkörper 60 und einem verhältnismäßig weniger flexibelen Be eher element. Der elastische KuiBtstoffkörper ist in einer Richtung langgestreckt ausgebildet und ist ferner mit einer Bohrung ausgestattet, die im wesentlichen zentral durch den Körper in einer Richtung verläuft, die senkrecht zur Achse der langgestreckten Seitenfläche verläuft. Der Blutauslaßschlauch 58 wird innerhalb der Bohrung zweckmäßig gehaltert, wie zum Beispiel dadurch, daß ma** die Bohrung an einem Ende unter Bildung einer Schulter 66 erweitert

-,diese .
una mit eine:

wirken laßt.

und mil; einem erweiterten Bund 68 am Schlauchende zusammen-

Diejenige Seitenfläche des Kunststoffkörpers, welche der Oberfläche der erweiterten Bohrung benachbart ist, bildet eine Vielzahl von Ruten bzw. Kanälen 70, die von der Bohrung zum . Umfang des Kunststoffkörpers gehen. Da die Membrane eine Breite hat, die größer sein kann und es auch im allgemeinen ist - als die Länge des Kunststoffkörpers bsv;. He.uptteils, dienen die Kanäle dazu, das Blut beim Einströmen in die Membrane von einem Rohr oder Schlauch, vorstehend und nachstehend der Einfachheit halber nur Schlauch

1098U/1096

2716517

•r

genannt, mit kleinem Durchmesser bis zu dem verhältnismäßig größeren Querschnitt der Membrane und durch den Eingang der Blutkanäle im wesentlichen gleichmäßig überzuleiten, die in der Membrane durch den Stützschirm ausgebildet werden. Dieser -Vorgang wird nachstehend .erläutert.-

In ähnlicherWeise dienen die Kanäle in dem Kunststoffkörper am Ausgang des Blutabteils dazu, die aus dem verhältnismäßig größeren Querschnitt der Membrane austretende Blutströmung in den Bluteinlaßschlauch 58 überzuleiten. '

Die Enden der Membrane werden im Bereich der Nuten 70 oder in Abstand von diesen über den zugehörigen Kunststoffkörper gezogen und an seiner Rückseite etwas zusammengebündelt. Es ist erwünscht", das 'Membranenende an die Rückseite dex Kunsts to ff körperoberfläche anzuheften bzw. anzukleben,'um dadurch eine-Verschiebung vor dem Anbringen des Körpers in das Becherelement 62 zu' vermeiden

Wie in den Figuren dargestellt, ist der Kunststoffkörper in das Becherelement eingepreßt. Indem man die innere Becherabmessung .so wählt* daß sie nahezu mit dem Kunststoffkörper Übereinstimmt, " und indem man den KunststöffkÖrper aus einem im wesentlichen elastischen Material, wie''z*.B* aus Silikon-Kautschuk, elastischem Kunststoff oder einem, gleichwertigen elastomeren Material ausbildet, wird erne äußerst dicht'/ Passung erreicht* Wenigstens ein 0~Ring 72, der von dem KunststöffkÖrper gehalten wird oder ein vorstehender Ring, der mit dem Körper aus einem Stück gebürdet ist, gewährleistet ₃ eine bessere Flüssigkeitsdichtung und verhindert ferner, daß sich die Membrane eventuell lose zieht.

Das Becherelement jedes Verbindungsgliedes wird in der Wandung des inneren Kerns bzw. des äußeren Gehäuses aufgenommen. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, ragt keines der Verbindungsglieder in die Diälysatofkämmer hinein, sondern sie erstrecken sich in dem inneren Kern und nach außen aus · dem äußeren Gehäuse.

1098U/1096

Deshalb müßte,- wenn der innere Kern auf der Oberseite geschlossen würde, dafür gesorgt werden, daß die Bluteinlaßleitung durch den Verschluß geleitet würde.

Jeder Becher ist mit einer Lippe 74 ausgebildet, die mit einer in der Wandung 12 und H befindlichen Schulter 76 zusammenarbeitet. Deshalb ruht jeder Becher auf einem Sitz, dessen Lage so. gewählt ist, daß die äußere Becher-Oberfläche,jfjftgfftende Umrißform je nach Bedarf konvex oder konkav ist, eine glatte?! Verlängerung.der Wandungsoberfläche bildet, in die sie aufgenommen wird. Auf diese Weise wird wirksam verhindert, daß sich gesonderte, einzelne-Druckstellen^rge^enf^il anderenfalls .vorhanden wären, wenn die Verbindungsglieder teilweise in der Dialysatorkammer angebracht wären.

Die Verbindungsglieder gewährleisten eine gleichmäßigere Verteilung des Blutes über die gesamte Breite' der Membrane beim Einlaß in die Membrane und ermöglichen darüberhinaus einen einfacheren Zusammenbau der Einheit. Die Verbindungsglieder sind im wesentlichen senkrecht zu dem Stützgitter und unabhängig von dem Gitter angeordnet, was mit sich bringt keine Engstellen ■ oder Stellen erhöhten Drucks entstehen. Dies verhindert, daß sich das Blut im Blutabteil staut. Die Verbindungsglieder machen es ferner möglich, eine Membrane mit großer Abmessung an einen kleineren Schlauch ohne übermäßiges .Zusammenbündeln oder Kräuseln der Membrane an dem Bluteinlaßschlauch bzw. den BlutauslaßsChIauch anzuschließen.

Im Betrieb ist die künstliche Niere in Spulenform in einem behälterförmigen Bauteil.80,der Vorrichtung zum Speisen mit Dialysat angebracht, die one leitung 82 besitzt, durch welche mittels einer Pumpe 84 Dialyse-Flüssigkeit in die Niere eirigel'eTtet wird. Die spulenförmige, künstliche Niere ist an diese Leitung mittels eines, mit einem Gewinde versehenen . Dialysat-Einlaßstützen 36 angeschlossen. . . ;

10984471096

Die Dialyse-Flüssigkeit wird in die Spule 10 gepumpt und dann -wie durch die Richtungspfeile angezeigt - im wesentlichen gleichmäßig in Richtung zum äußeren G-ehäusemantel mittels der Verteilerplatte 30 verteilt, deren Oberfläche kegelförmig ausgebildet ist. Wie die Richtungspfeile ferner zeigen, strömt die Dialyse-Flüssigkeit weiter in die Dialysekammer und durch diese hindurch; innerhalb der" Dialysekammer trifft sie auf die Membrane,, und verläßt die Dialysekammer über einem Übe'rlauf, von dem sie " zum Behälter zurückströmt. Eine gleichmäßige Strömung der Flüssigkeit in der Dialysekammer wird durch den Ring 38 bewirkt, der vermöge seiner glochten Ausführung als Verteilungsorgan dient. Die Dialyse-Flüssigkeit kann, wenn erwünscht, in an sich bekannnter Weise in die Spule zurückgeleitet werden oder ganz aus der Vorrichtung herausgeleitet werden,,wie das bei einem

einzelnen Durchgang der Flüssigkeit der Fal'l ist.

In Fig. 1 ist ein Dialyseflüssigkeits-Volumen 86 in dem inneren Kern und dem Behälter gezeigt, die'.vor der Rückleitung als Reservoirbehälter dienen. .

Durch den Umlauf der Dialyseflüssigkeit in der Dialysekammer und durch ihre Berührung mit der Membranenoberfläche wird eine Diffusion von organischen und anorganischen Stoffen aus dem Blut heraus bewirkt.-Fig. 7 zeigt in stark vergrößertem Maßstab einen feil der Membrane 18, des Stützgitters 20 sowie mehrerer ■ Blutkanäle 90 und Dialysat-Kanäle 92, die durch das Stützgitter in die Membrane eingepreßt sind. Die Membranenabstutsung, die mit der Membrane zusammenarbeitet«hat.wichtige Eigenschaften, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Es genügt hier, zu sagen, daß das Zusammenwirken dieser Teile zu einem hohen Wirkungsgrad der Diffusion führt.

109844/1096

Wie oben solion kurz beschrieben, liegt -ein wesentlicher Teil der Erfindung in ihrer Verbindung mit eingebauten Organen zum Einstellen eines Bereichs von Dialysat-Überdruck. Diese Organe bestehen aus den. einander benachbarten und in Abstand voneinander angeordneten Ringen 40 und 42, auch Plansehringe genannt. Wie dargestellt, besitzt jeder der Ringe eine Vielzahl von ein&nder gleichen und im gleichen Abstand von einander befindlichen lochungen, .die in Umiangsrichtung über den Ring teilt angebracht sind. Bewegt man,den einen Ring relativ zu dem anderen, so "wird der Auslaßviiderstand/siclp aus einer Änderung der wirksamen Größe der Lochungen ergibt, geändert. Demzufolge kann ein Überdruck in der Dialysekammer erzeugt werden. Daher tritt eine Änderung in dem durch die Membrane hindurch bestehenden Druckgefälle und eine Änderung in der Menge des durch Ultrafiltrierung durch die Membrane aufgrund von Diffusion hindurchgehenden Wassers ein.

Die verschiedenen Bestandteile des Gerätes mit Ausnahme der Membrane, .die im allgemeinen aus einem Kunststoff auf Zellulose-Basis besteht, und mit Ausnahme des Haupifceils des Verbindungsglieds, der aus Silikon-Kautschuk oder einem anderen geeigneten elastischen Kunststoff oder elastomeren Material besteht, können aus einem oder mehreren Kunststoffen, z.B. Polyproylen, Polystyrol, Polyäthylen oder aus Metall oder gleichwertigem Werkstoff hergestellt sein.

Aus den Vorstehenden ergibt sich, daß gemäß der Erfindung ein verbessertes spulenförmiges Dialysegerät geschaffen wurde, das die eingangs genannten Ziele und Vorteile· zu erreichen · erlaubt, welche bisher bei derartigen Geräten nicht erreicht •wurden.

PatentansOrüche

Claims (1)

1. 2.4,1971 Baxter Laboratories,Inc;

   PW/gm -f^ Morton Grove,111.,USA

   Serial No. 26 547

   Patentansprüche/Schutzansprüche

   1. Verbindungsglied zum Anschluß eines Schlauchs oder • eines Rohres an eine größere, biegsame, hüllenartige, z.B. schlauchförmlge Leitung, insbesondere zum Anschluß einer künstlichen Niere mit spulenfförmig aufgewickeltem^Leitungsschlauch an den Zu- und jArbfluß, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (52 bzw. 54) einen in einer Richtung langgestreckten, "Hauptteil" genannten Körper (60) aufweist, der eine Querbohrung (64) besitzt, daß ferner der Schlauch bzw. 'das Rohr (56 bzw. 58) durch Halterungsorgane (68,66) in der Bohrung gehalten ist, und daß die _;hüllen- oder schlauchartige Leitung (10) um den Umfang des Hauptteils (60) herum durch Halteglieder . (62) umfaßt bzw. begrenzt ist und(bei 72) in flüssigkeits- oder gasdichter Verindung mit dem Schlauch oder Rohr (56 bzw. 58) steht.

   "■ 2. Verbindungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß in der Oberfläche des Hauptteils (60) zwischen dessen Querbohrung (6^') -und seinen Seitenflächen eine Vielzahl von Kanälen öler Nuten ('7O) verläuft, die zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung des Mediumstroms beim Eintritt in die hüllenartige Leitung (10) dienen. .

   3. Verbindungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (62) der hüllenartigen f .Leitung (10) diese Leitung abnehmbar umfassen und I . halten und aus je einem verhältnismäßig wenig biegbarem oder unbiegbärem becherförmigen Glied (62) bestehendas in seinem geschlossenen Boden eine Öffnung auf-10984a/1096

   weist, daß ferner der Hauptteil (60) innerhalb dieses Becherglieds (62) in der Weise aufgenommen wird, daß der biegsame Schlauch bzw. das biegsame Rohr (58_y bzw' 5§) durch diese Öffnung aus dem Becherglied austritt, und daß die hüllenartige Leitung (10) zwischen dem Becherglied (62) und dem Hauptteil (60) befestigt ist, der aus einem elastomeren Körper, vorzugsweise kunststoff, besteht.

   4. Verbindungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß^eSindestens einen elastischen, im wesent~ liehen ringförmigen Vorsprung oder Dichtungsring (72)

   , besitzt, der von dem elastomeren Körper (60) getragen wird und mit dem Becherglied (62) eine Abdichtung für das strömende Medium bildet.

   5. Verbindungsglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (60) aus elastomerem Werkstoff besteht und der ringartige Vorsprung oder Dichtungsring in einem Stück mit diesem elastomeren Körper (60) ausgebildet ist.

   6. Verbindungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

   in Verbindung mit einer spulenförmigen künstlichen Hiere, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen inneren Kern (14) und ein Außengehäuse (12) besitzt, zwischen denen ein offener Ringraum (16) gebildet wird, in welchem die die Dialysator-Membran bildende hüllenförmige Leitung (10) spiralig aufgewickelt und gehalten wird, und daß das genannte Verbindungsglied (52 bzw, 54) zum Anschluß je eines Endes der hüllenförmigen Dialysator-Membran an je ein Rohr bzw. je einen Schlauch (56 bzw. 58) geringerer Biegsamkeit und geringeren ' Durchmessers dient ,wobei je eines der genannten Halteglieder (62) an dem inneren Kern (14) bzw. an dem Außengehäuse (12)'der künstlichen Nieren-Spule angebracht und getragen ist. . · . ;

   109844/1096

   7. Künstliche Niere bzw. Verbindungsglied an einer

   künstlichen Niere nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß diejenige Seite des Becherglieds (62), die der öffnung (64) gegenüberliegt, durch welche . der Schlauch bzw. das Rohr (58 bzw. 56) aus dem Becherglied herausgeführt wird, so profiliert ist, daß ihre Oberfläche eine fluchtende glatte Fort- * setzung der zugeordneten Oberfläche des inneren Kerns (14) bzw. des Außengehäuses (12) der künst*- lichen Nieren-Spule bildet.

   W '8. Künstliche Niere in Spulenform nach einem der

   Ansprüche 6 oder 7_f dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (12) an einem Ende mittels einer Endplatte (28) verschlossen ist und den Kern (12) aufnimmt, der im Gehäuseinnenraum mittels HalteorgaiPln solche? Lage gehalten ist, daß er mit dem Außengehäuse einen Ringraum bildet, daß ferner der Endplatte (28) Zuführorgane (82,36) zur Einführung von unter Druck stehender, Dialysatflüssigkeit von einer Quelle ausgehend zugeordnet sindf daß weiterhin Je ein langes Stück schlauchförmige .Dialysator-Membran und Stütznetz oder Stützgitter gemeinsam um den Kern (14) innerhalb des Ring*· raums (16) aufgewickelt sind; daß die genannten Verbindungsglieder (52 bzw. 54) am einen bzw, am anderen Ende der schlauchf örmigen Membran (10) angeschlossen sind, wobei das eine Verbindungsglied eine Ströraungsverbindung mit der Einlaßleitung zur Zufuhr eines biologischen Mediums zu der schlauchförmigen Membran und das andere Verbindungsglied eine Strömungsverbindung zu einer Auslaßleitung dieses biologischen Mediums aus der schlauchförmigen Membran herstelltj daß ferner ein Ver^ Schlußglied (30) für dasjenige Ende des Kerns (14) vorgesehen ist, das den Zuführorganen .(36,82) "■ für die Dialysatflüssigkeit von.einer Quelle be-

   109844/1096.

   nachbart ist, wobei dieses Verschlußglied so ausgebildet ist, daß es dieDialysatflüssigkeit ablenkt und im wesentlichen gleichmäßig über den Ringraum (16) und um die schlauchförmige Membran (10) herum in der Weise verteilt, daß eine Dialyse des biologischen Mediums stattfindet; daß weiterhin an einem anderen Teil des Kerns, der von dem mit den Zuführorganen (36,82) verbundenen Ende des Kerns abliegt, eine Abführleitung . angebracht ist, die zum Abziehen des Dialysatesps . aus dem Ringraum (16) dient, und daß Drosselorgane, vorzugsweise gelochte Ringe (40,42) vorgesehen sind, die den Dialysatstrom durch die Abführleitung beschränken und dadurch den Druck innerhalb des Ringraums regeln.

   9. Künstliche Niere in Spulenform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteorgane für den,Kern (14), die diesen im Außengehäuse (12) in seiner Lage halten, aus einem Paar von Flanschen (40,42) bestehen, die zwischen dem Außengehä se (12) und dem Kern (14) gehalten werden und deren relative Lage zueinander bestimmen.

   10. Künstliche Niere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführleitung für das Dialysat aus einer Vielzahl von Öffnungen besteht, die in einem der Halteflansche bzw. Flanschringe (40,42) vorgesehen sind. · .

   11. Künstliche Niere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Auslaßöffnungen für das Dialysat in beiden Flanschringen (40,42) in größerer Anzahl vorgesehen sind. ■

   12. Künstliche Niere nach einem der Ansorüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselorgane

   109844/1096·. : . : ;

   für die Strömungen aus einem als Ventil wirkendem Flansch bestehen, der zwischen dem Außengehäuse ( (12) und dem Kern (14) und nahe dem mit Drosselöffnungen versehenen einen Flansch (40 oder 42) sowie in Berührung mit diesem angeordnet ist und der eine Vielzahl von Durchlaßöffnungen -enthält, wobei der als Ventil wirkende Flansch (40 üna der eine der mit Drosselöffnungen versehenen Flansche (40 bzw. 42) zueinander drehbar angeordnet sind, derart, daß ihre Durchlaßöffnungen ^ ' mehr oder weniger in Deckung miteinander oder " . ' außer Flüchtling miteinander gebracht v/erden können, um dadurch die Durchströmung des Dialysats. ■ entv/eder zuzulassen oder einzuschränken.

   13. Künstliche Niere nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes Verbindungsglied (52 bzw. 54) je einen Hauptteil, vorzugsweise Kunststoffkörper (60), enthält, der in einerRichtuiig langgestreckt ausgebildet ist und eine Querbohrung (66,64) aufweist, v/obei jeweils der Schlauch bzw. das Rohr (58,bzw.56), das zur Zufuhr bzw. zur Abfuhr eines biologischen,

   ψ strömenden Mediums dient, innerhalb dieser Quer

   bohrung gehalten ist und die schlauchförmige Membran· (10) den Umfang des Hauptteils^ bzw. Kuntstoffkörpers derart umfaßt, <lp3 ein dichter Flüssigkeitsanschluß zwischen der schlauchförmigen Membran und dem zugehörigen, das biologische Medium führenden Rohr oder Schlauch hergestellt wird.

   14. Künstliche Niere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchförmige Membran (10)

   am äußeren Umfang des Hauptteils bzw. des Kunststoff kö-rpers (60) mittels des sie umgebenden, verhältnismäßig wenig oder garnicht biegsamen Becherglieds (62) gehalten wird, das an einem 1Q9844/1096

   Ende bis auf eine Öffnung geschlossen ist, wobei . der das biologische,strömende Medium führende Schlauch bzw. das Rohr durch diese Öffnung hindurchgeht.

   15. Künstliche Niere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil bzw. Kunststoffkörper (60) aus Silikonkautschuk besteht.

   Der Patentanwalt:

   1098U/1096