DE2134786A1 - Stützplatte für die Membranen eines Dialysators - Google Patents

Description

Stützplatte für die Membranen eines Dialysators

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stützplatte für die Membranen eines Dialysators für Hämodialyse, mit auf beiden Seiten angeordneten Vorsprüngen zum Abstützen einer Membran, die zusammen mit der Membran Strömungswege zum Leiten der Dialysöflüösigkeit vom einen zum anderen Ende der Stützplatte bilden, auf deren anderer Seite das Blut fließt, und mit Verbindungselemonten zum Einspannen eines von aufeinanderfolgenden Stützplatten, die abwechselnd mit Membranen einen Stapel bilden, unterstützenden Membranpasires, die mit quer zur Ebene der Stützplatten und Membranen verlaufenden Einlaß- und Auslaßkanälen komumniziorende Verbindungskanäle umfassen.

DialyBatoren diosör Art umfassen gewöhnlich eine Violzahl von Membranen, die in Paaren zvn.Bchon den Stütaplatten angeordnet Bind, fjo daß das; Blut in einer relativ dünnen Schicht zwischen don "beidon I'ietfibrarjcn jedes Paares fließt. Dio Dialysef:j ür;:,i^ko! i ;;c:h.luißt auf dar arulorou fioita dor I-Ioiübranen in iM.coh'iüu:''..-l:'i'!lan, die· zv.'ischfjn VornpicLiu^Gii gcbLldot ßind. v/ololio

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gleichzeitig die Membran unterstützen. Die Membran wird zwischen den Vorsprängen leicht verformt und bildet dadurch entsprechende Strömungskanäle für das Blut. Me Membranen können entweder getrennte Folien sein oder können aus einem zusammenhängenden Stück eines semiparmeablen Materials bestehen, das im Zick-Zack zwischen die Stützplatten und um deren Kanton gefaltet ist. Die aufeinander gestapelten Membranen und Platten können mittels Bolzen, die außerhalb dos Umfangsrandes der Platten und den Membranen angeordnet sind, verspannt sein.

Und bei einem bekannten Dialysator dieser Art wird da3 Blut zwischen die Membranen durch lose rohrförmige Verbindungselemente eingeführt, die von außen zwischen die Membranen jedes Paars eingesohobem^rimä nach Verspannen des Stapels dicht . zwischen gegenüberliegenden Pappen gehalten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere hinsichtlich der Verbindungselemente verbesserte Stützplatte der genannten Art zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß jedes Verbindungselement einstückig mit der Stützplatte ist und mit deren Hauptkörper scharnierartig derart verbunden ist, daß nach Umklappen des Verbindungselementes um das Scharnier die Öffnung dos Verbindungskanals eine Verbindung zu den Blutströmungskanälon zwischen den entsprechenden Membranpaaren herstellt.

Aufgrund dieser Anordnung ist eino Vereinfachung der Montage des Dialysators erreicht, v/eil im Gegensatz zu dem bekannten Dia.lysa.tor keine losen Seile vorhanden sind, die "bezüglich der Membraneη und der Platten genau eingesetzt werden müssen. Darübr-rhinaus sind 'Dichtungsproblome aufgrund von Katerialungleiehuilßigkoiten vermieden, weil die YerbLtiduiijwali^iontc nlclit

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nur aus dem gleichen Material wie die Platten bestehen, sondern auch im gleichen Arbeitsgang hergestellt sind, z.B. im Spritz~ gießverfahren.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Verbindungskanal zu einer Oberflächen des Verbindungselementes hin offen. Hierdurch kann das den Verbindungskanal aufweisende Formteil einstückig mit dem Formteil ausgebildet sein, welches als ein Kern zum Bilden des Durchgangskanals im Verbindungselement dient, der einen Teil der Hauptleitung bildet. Dadurch kann ein sanfter Übergang zwischen den beiden Kanälen erreicht werden, ohne daß die Gefahr der Bildung von Formgraten besteht. Dies vermindert die Gefahr der Zerstörung der Erythrozyten, der sog. Hämolyse, oder den Blutplätzchen, und außerdem die Gefahr des Gerinnens mit Ausfällung von Blutfaserstoff. Ferner sind die Formv/erkzeuge vereinfacht, weil ein zurückziehbarer Kern für den Verbindungskanal vermieden ist.

Zur Vereinfachung von Herstellung und Montage sind die Verbindungselemente zweckmäßig an zwei Ecken der Stützplatte angeordnet und mittels eines Scharniers mit einem Rand der Stützplatte verbunden, dessen Scharnierachse mit dem Rand einen Winkel von 45° einschließt.

Jedes Verbindungselement kann einen Abschnitt aufweisen, der nach Umklappen des Elementes um das Scharnier über den Rand der Stützplatte hinausragt und mit einem mit dem Verbin~ duugskaual komamnizierenden Diirchgange.kanal versehen ist, der den {Teil eines Einlaß- oder Auslaßkanales des gestapelten Dialysatora bildet.

Bei einer Stützplatte mit einer ihren Rand längs des gesamtem Flattemrrifangs abdichtenden Dichtrippe ist gemäß einer der Erfindung zweckuiäßigcnvoisG vorgesehen, daß

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eine ähnliche Dichtrippe um öen Durchgangskanal des klappbaren Verbindungselementes herum angeordnet ist, dio mit dor Diclitrippe der Platte in umgeklapptem-Zustand des Verbindungselomentes zusammenwirkt. Auf diese Weiße wird eine durchgehende Abdichtung der Membranen über die gesamte Berandung der Blutschicht erzielt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß beidseits des Bereiches der Platte, der von dem umgeklappten "Verbindungselement überlappt wird, die Dichtrippe der Platte in mehrere parallele Rippen aufgegliedert ist, und daß das Verbindungselement,auf beiden Seiten des Verbindungskanals mit ähnlichen Rippen vorsehen ist, die sich in Anzahl und Abstand von denjenigen der Platten unterscheiden. Vienti der Unterschied im Abstand der Rippen von derselben Größenordnung wie der Rippenbreite ist, gewährleistet die zuletzt beschriebene Anordnung, daß sogar im Pail kleiner seitlicher Verschiebungen der beiden Rippensätze des Hauptkörpers der Platte und dos umklappbaren Verbindungseleoientes praktisch stets zwei Rippen der zusammenwirkenden Rippensätze einander fortsetzend angeordnet sind, wodurch eine saubere Abdichtung der Blutschicht sichergestellt ist*

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem AuBführungsbeisiiiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Stützplatte nach der Erfindung, bevor die Platte im Dialysator gestapelt ißt;

2 in einer Draufsicht wio in Fig. 1 dio Ecke einer Platte nach Umklappen eines Vorbindungselementos;

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Pig. 3 einen Schnitt, nach der Linie HI-III in Fig. 1 , der vier Platten und eine kontinuierlich dazv/i schon gefaltete Membran darstellt, so wie diese Teile im fertigen Dialysator liegen, wobei jedoch die Platten und die Ilembranabschnibto zur größeren Klarheit auaeinandergozogen gezeichnet sind;

Pig. 4 einen Schnitt in größerem Maßstab nach dor Linie IV-IV in Pig. 2 mit drei aufeinanderfolgenden Kembranabschnitten, die zur größeren Klarheit in Pig. 2 nicht dargestellt sind, und

Fig. 5 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab nach der Linie V-V in Pig. 2.

Pig. 1 zeigt eine etwa rechteckige Stützplatte 1, die» auf bci.dflu flüitou mit einer Vielzahl von Stutzrippen 2 für eine somipsraoablo Dialyse--Menibrau 3 versehen ist (s. Pig, ;>). An dun Enden dar durch die Rippen 2 gebildeten StütziiAlelu; luvt die Platte Kauii.io.cn 4 und 5, die sum Vorteilen der dom Oiallvsator zugofiihrfco Dialyseflüssigköit sowie zum Sammeln der i)iu~ zel£!trö:no der aus data Dialysatox' zu entfernenden D LaIy se flüssigkeit dienen. In beiden Kammern 4 und 5 sind Ripp.n 6 vorgesehen, die ähnlich den Hippen 2, jedoch mit größeren Abmefj.-.;uti;foti und onfcspu-ochend größerem Zwischenraum gestaltet sinu. Zur Voroinfaohiuig dor Darstollung sinu nur einige Rippen 2 und 6 gii.i.i Lohnot. Die Rippen bedecken jedoch dio gesamt ο η LOlnvan i on PlUchen dor Plattenobürflricho in üou gc;,u igten K.i.ijtcr. JJtL bcLdun Yiivimaru 4 und 5 ist ein Randboruich dor KLati;u uaci: αιιί.;-:?η gozogon, und f.wiiiohon den Rippen G sind Ö££nv.(i_y ^r.i.u 7 UiKi Ii vc.rgo johön, dio sich über die gan.'iO StiL"i:o dor I'■·■>{.'.{■; fjrfilrf'rik'ni. V/o η η en ο Auz.'ihl von Platten .in do;.i Di.a'J./. ■ I or mit da^wir.^.ion anguordnoteti Hoinhrruui'i

-,ti ;!(;h in Fig. t> f;0KCiif_;t i;.l.>

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und anschließend dicht vorspannt sind, bilden die Öffnungen und 8 der einzelnen Platten vertikale, sich durch den ganzen Plattenstapel erstreckende Kanäle, die über Öffnungen in einer Boden- und einer Deckplatte (nicht gezeigt) au einer Zuführ- und einer Abführleitung für die Dialyseflüssigkeit führen.

An den von den Öffnungen 7 und 8 entfernten Rand der Platte 1 ist ein vorspringender Arm 9 angeordnet, dor mittels eines Scharniers 10 mit einem Verbindungselement 11 zur Zufuhr und Abfuhr von Blut verbunden ist. Die Scharniere 10

ψ sind von einer geschwächten Rillο gebildet, die langes einer zu den Rändern der Platte 1 unter 45° sich erstreckenden Linie verläuft. Das verbleibende Material im Bereich der geschwächten Rille hat eine reduzierte Wandstärke im Vergleich zu dem-Teilen 9 und 11. Auf dieae V/eis ο kann jedes Verbindungsole; ifuit 11 aus der in Pig. 1 dargestelltem Lage um 180° in die in Pig. 2 dargestellte Lago umgeklappt v/er do ti, in welcher üaa Verbindungsclement den Rand der Platte 1 überlappt. Im Rand der Platte ist eine Aussparung 12 vorgesehen, deren Kontur von außerhalb der Platte gesehen aus Pig, 4 deutlich, ist. Das Verbindungselement 11 hat einen ähnlich profilierten Abschnitt 13fⁿdessen einer Oberfläche ein offener Kanal 14 aus-

fc gebildet ist, der von dem in der umgeklappten Stellung dos Abschnitts 15 nach innen v/eisenden Rand zu einer Öffnung 15 führt j die sich durch die gesamte Stärke des Verbindungolotnentes 11 hindurch erstreckt. Wenn der Dialysator den Stapeln der Platten 1 und Herabranan 3 wie beschrieben montiert ist, bilden die Öffnungen 15 Durchgangßkanale zur Zufuhr und Abfuhr von Blut übüi' Öffnungen an einer Dockplatte und oiner Bodenplatte (nicht geneigt) entsprechend dem für die Dialynoflünsigkeit vorgesehenen Öffnungen.

In dem montierten Dialyeator sind die Platten 1 relativ zuQ.in-'i.ndur und mit dor Deckplatte und der Bodenplatte mitteln Stütiivorbindungüti gütnaß Fig. 5 fest verbunden. Auf einer Seite

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jedes; Arms 9 ist ein nach unten ragender Stift 1u und auf dor anderem Seite nine Ausnehmung 17 vorgesehen, in welche der Soift des benachbarten Arms 9 in dichtem Sitz paßt. Entsprechende Stifte und Ausnehmungen sind an den beiden Armen 18 vorgesehen, die von den Endrändern jeder Platte an deren beiden anderen Ecken wegragen. Die umgeklappten Verbindungselemente sind wechselseitig in ähnlicher Waise mittels Stiften 19 auf der einen Seite und Ausnehmungen 20 auf der anderen Seite verbunden.

Eine Abdichtung längs der Ränder der Taschen 21 und 22, die zur Aufnahme von Blut und Dialyse-Flüssigkeit zwischen den Platten und den Membranen gebildet sind (s.Fig*3), ist mittels zweier sich längs des gesamten Umfangsrandes jeder Platte 1 auf ihrer einen Seite erstreckenden Dichtrippen erzielt. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, können diese Dichtrippen die Form von vorragenden Graten mit dreieckigem Querschnitt und verhältnismäßig scharfen Kanten haben. In den Flächenbereichen der Ränder der Platten, wo der Abschnitt 13 die Membran in der Aussparung 12 der Platte hält und wo die Dichtrippen infolgedessen unterbrochen sein müssen, sind diese Rippen über Querrippen 2.4 ähnlichen Querschnitts wie die drei Dichtrippen 25 verbundesi. Am Abschnitt 13 sind vier ähnliche Rippen 26 mit kleinerem Abstand, vorgesehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, gewährleistet diese Anordnung, daß auch bei kleinen Lageränderungen des A.bschnitts 13 relativ zur Platte 1 immer zwei der Rippen 25 und 26 vorhanden sind, die praktisch miteinander fluchten.

Fig. 3 zeigt den Aufbau des Dialysators aus einer zusammenhängenden Menibranf olie 3 und einer Anzahl von Platten 1. Es sei angenommen, dsß der unterste Abschnitt 3a der Membranfolie gemäß Fig. 3 zunächst auf die Oberseite einer nicht gezeigten Platte 1 gelegt ist, die mittels Verriegelungsstiften 16 relativ zur Bodenplatte des Dialysators fest ist. Der in Fig. 3 linke Rand der Membran ist somit zwischen der -Aussparung 12 des Randes der Platte und dem Abschnitt 13 dos umgeklappten Verbindungs-

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elementes 11 gehalten. Am entgegengesetzten Rand der Platte ist die Membranfolie nunmehr zurückgebogen, um den nächstfolgenden Membranabschnitt 3b zu bilden, worauf die erste der in Fig. 3 dargestellten Platten 1 über der Membranfolie angeordnet und mittels der Stifte 16 festgesetzt wird. In diesem Zustand ist das Verbindungselement 11 gemäß Fig. 1 ausgeklappt. Die Membran wird nun um den linken Rand der Platte 1 gefaltet, wie durch den Abschnitt 3c in Fig. 3 angedeutet ist und zum rechten Rand der Platte gezogen, um den Membranabschnitt 3d zu bilden. Darauf werden die beiden Verbindungselemente 11 in die Stellung nach Fig.2 und 4 auf den Membranabschnitt 3d umgeklappt, wodurch dieser Abschnitt im Bereich des Abschnitts 13 niedergedrückt und zwischen diesem Abschnitt und der Aussparung 12 gehalten wird. Wenn die Verbindungselemente 11 mittels ihrer Stifte 19 und der Ausnehmungen 20 der nächstfolgenden Verbindungselemente befestigt sind, kann die Membranfolie wiederum am rechten Rand der Platte 1 umgebogen werden, um den Rückkehrabschnitt 3e zu bilden, worauf die nächste Platte 1 angeordnet wird, und der Aufbau in der beschriebenen V/eise fortgesetzt wird, bis die erwünschte Anzahl von Schichten fertiggestellt ist. Der Dialysator wird darauf durch die Deckplatte und die nicht gezeigten äußeren Verspannungsteile fertiggestellt.

Wie aus der Beschreibung und den Zeichnungen, insbesondere Fig. 3 und 4, hervorgeht, bilden die aufeinander folgenden Abschnitte der Membran 3a und 3b, 3d und 3e, usw. einzelne Bluttaschen 21, die längs ihrer Ränder geschlossen sind, wobei die Membranabschnitte an den beiden kurzen Rändern der Platte 1 zwischen den nach oben weisenden Dichtrippen 23 der einen Platte und der glatten Unterfläche der anderen Platte eingespannt sind. An dem in Fig. 3 rechten Rand ist jede Tasche aufgrund des Umfaltens der Membranfolie geschlossen, während der linke Rand der Tasche durch das Einklemmen zwischen den beiden Platten mit Ausnahme im Bereich der Aussparungen 12 und der entsprechenden Abschnitte 13 eingespannt sind. In diesen zuletzt genannten Be-

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reichen sorgen die Verbindungskanäle 14 der Abschnitte 13 für eine Verbindung zwischen den Bluttaschen und den Durchgangskanälen 15 für die Zufuhr und Abfuhr von Blut. Abgesehen von dieser Verbindung ist die Tasche aber auch in diesem Bereich verschlossen und zwar durch eine Umfangsdichtrippe 27, die um die Öffnung 15 läuft und in zwei beidseitig längs des Verbindungskanals 14 verlaufende Rippen 28 va-jfingert ist, die wiederum durch die Rippen 26 fortgesetzt sind, welche mit den Rippen 25 der Platte zusammenwirken.

Die entsprechenden Taschen 22 für die Strömung der Dialyse-Flüssigkeit zwischen der Zufuhröffnung 7 und der Abführöffnurig 8 sind zwischen den Platten 1 und den einzelnen Abschnitten der Membran 3 ausgebildet, welche die Taschen auf der linken Seite in Fig. 3 verschließen, wobei die Abdichtung längs der übrigen Ränder durch die Rippen 23 mit oder ohne zwischengefügten Membranabschnitten bewirkt ist. In Funktion des Dialysators v/ird Dialyseflüssigkeit in jeder Tasche 22 von der Öffnung 7 mittels der Längs- und Querkanäle zwischen den Rippen 6 zu den im wesentlichen in Längsrichtung ausgebildeten Strömungskanälen geführt, die zwischen den Rippen 2 im Hauptabschnitt der Platte 1 ausgebildet sind, worauf die Flüssigkeit über die Öffnung 8 durch nicht gezeigte Kanäle fließt, die zwischen den Rippen 6 in der Kammer 5 ausgebildet sind. In den Bluttaschen 21 herrscht eine ähnliche Verteilung und Hauptströmung, und Sammelkanäle für das Blut sind aufgrund des Zusammenwirkens der Membranabschnitte mit den Rippen 2 und 6 gebildet, wobei das Blut auf den anderen Seiten der Membranabschnitte fließt, wodurch die erwünschte Difusion von Gift- oder Schlackenstoffen aus dem Blut in die Dialyse-Flüssigkeit in bekannter Weise stattfindet. Einzelheiten der Gestaltung der Stützrippen der Platte 1 und der Strömu.ngnkanäle für das Blut und die Dialyse-Flüssigkeit, die von den Stützrippen gebildet werden, sind in einer parallelen Anmeldung be^chTioben, die gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht, ist.

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Claims (1)

1. ANSPRÜCHE

   1, Stützplatte für die Membranen eines Dialysators, insbesondere für Hämodialyse, mit auf beiden Seiten angeordneten Vorsprüngen zum Abstützen einer Membran, die zusammen mit der Membran Strönjungsv;ege sum leiten der Dialyse-Plüssigkeit vom einen zum anderen Ende der Stützplatte bilden, auf deren anderer Seite das Blut fließt, und mit Verbinduugselementen zum Einspannen eines von aufeinanderfolgenden Stützplatten, die abwechselnd mit Membranen einen Stapel bilden, unterstützten He ω-branpaares, die mit quer zur Ebene der Stützplatten und Membranen verlaufenden Einlaß- und Auslaßkanälen kommunizierende Verbindungskanäle umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungselement (11) einstückig mit der Stützplatta (1) ist und mit deren HaupbkUrper scharnierartig, derart verbunden ist, daß nach Umklappen des Verbindungneleraentes um das Scharnier (10) die Öffnung (15) des Verbindungskanals (H) eine Verbindung zu den Blutströraungskanälen zwischen den entsprechenden Merubranpaaren (3a,3b; 3d, 3e) herstellt,

   2« Stützplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der Verbindungskanal (H) zu einer der Oberflächen des Verbindungseleroentes (11) hin offen ist₀

   3. Stützplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Verbindungselemente (11) an zwei Ecken der ßcützplatio (1) angeordnet und mittels eines Scharniers mit einem Band der Stützplatte verbunden Bind, dessen Scharnierachse mit dem Rand einen Winkel von 45' einschließt,.

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   4· Stützplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 35 dadurch gekennzeichnet , daß jedes Verbindungselement (11) einen Abschnitt aufweist, der nach Umklappen des Elementes um das Scharnier (10) über den Rand der Stützplatte (1) hinausragt und mit einem mit dem Verbindungskanal (Η) kommunizierenden Durchgangskanal (15) versehen ist, der den Teil eines Binlaß-oder Auslaßkanals des gestapelten Dialysators bildete

   5» Stütsplatte mit einer ihren Rand längs des gesamten Plattenumfanges abdichtenden Dichtrippe nach Anspruch 4, dadurch · gekennzeichnet , daß eine ähnliche Dichtrippe(27) um den Durchgangskanal (15) des klappbaren Verbindungselementes (11) herum angeordnet ist, die mit der Dichtrippe (25) der Platte in umgeklapptem Zustand des Verbindungselementes zusammenwirkt,

   6, Stütsplatte nach Anspruch 5» dadurch gekenn ze i chn e t , daß beidseits des Bereiches der Platte (1),der von dem umgeklappten Verbindungselement (11) überlappt wird, die Dichtrippe der Platte (1) in mehrere parallele Rippen (25) aufgegliedert ist, und daß das Verbindungselement auf beiden Seiten des VerbinduTigskanals (14) mit ähnlichen Rippen (26) versehen ist, die sich in Anzahl und Abstand von denjenigen der Platte unterscheiden»

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