DE2149026A1 - Non-traumatic blood pump - Google Patents
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Description
2 HAMBURG 13 29. Sept. 19712 HAMBURG 13 Sept. 29, 1971
INNOCENTIASTRASSE 30 TELEFON 452139INNOCENTIASTRASSE 30 TELEPHONE 452139
. . FATENTANWALT. . ADVERTISER
T. 71 122 Pl. - __T. 71 122 pl. - __
Tecna Corporation,
Berkeley, Kalif. (V.St.A.)Tecna Corporation,
Berkeley, Caliph. (V.St.A.)
Nichttraumatische Blutpumpe,Non-traumatic blood pump,
Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S.-Anmeldung Serial No. 77 291 vom 1. Oktober 197o in Anspruch genommen.For this registration, the priority is derived from the corresponding one U.S. application serial no. 77 291 of October 1, 197o taken.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine nichttraumatische Blut- oder Herzpumpe.The invention relates generally to a non-traumatic blood or heart pump.
Im Verlaufe der letzten zehn Jahre wurde bereits in vielen Fällen das Pumpen von Blut vermittels künstlicher Mittel in Verbindung mit chirurgischen Eingriffen am Herzen und an den Blutgefäßen und als Notbehelf zur Aufrechterhaltung der Organfunktionen in bestimmten Krankheitsfällen und bei Unfallverletzungen angewandt. Obwohl durch dieses Pumpen große Blutschädigungen in der form einer Zerstörung von roten Blutkörperchen, Verlust von Blutplättchen (platelets), Proteindenaturierung, die Bildung von Thrombo-Embolien und dgl. hervorgerufen werden, wird dieses Verfahren 1 Tnmer häufiger angewandt, da in vielen Fällen die einzige Alternative der Tod wäre. Die Pumpdauer ist begrenzt durch die zulässige Schädigung der Blutelemente, welche den oberen Grenzwert nicht überschreiten darf, derIn many cases over the past decade, blood pumping has become more artificial Means in connection with surgical interventions on the heart and on the blood vessels and as a makeshift maintenance aid of the organ functions in certain cases of illness and accidental injuries. Though through this Pumps large blood damage in the form of destruction of red blood cells, loss of platelets (platelets), protein denaturation, the formation of thrombo-embolism and the like., This method is used more often because in many cases the the only alternative would be death. The pump duration is limited by the permissible damage to the blood elements, which must not exceed the upper limit, the
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durch, die Fähigkeit des Körpers vorgegeben ist, mit der Blutschädigung fertig zu werden, d.h.. das geschädigte Blut zu verarbeiten. Die derzeit zur Verfügung stehenden Blutpumpsysteme lassen sich vier his zu sechs Stunden lang einsetzen, was für die meisten Operationen, bei denen das Herz geöffnet wird, ausreichend ist. Es gibt jedoch viele Fälle, in denen längere Pumpzeiten erforderlich sind, beispielsweise bei der Unterstützung des Kreislaufs im Anschluß an ein Herzversagen oder bei Unfallopfern mit Herzoder Lungenverletzungen. Der Bedarf für künstliches Pumpen kann über mehrere Tage gegeben sein, in denen der natürliche Heilprozeß langsam ermöglicht, daß das Herz oder die Lunge ihre normale Tätigkeit wieder aufnehmen.by, the ability of the body is predetermined with the Coping with blood damage, i.e. the damaged blood to process. The blood pump systems currently available can be used for four to six hours, which is the case for most surgeries where the heart is opened is sufficient. There are, however many cases in which longer pumping times are required, for example when supporting the circuit afterwards heart failure or accident victims with heart or lung injuries. The need for artificial pumping can be given over several days in which the natural healing process slowly allows the heart or the lungs resume their normal activity.
Keine der zur Zeit bekannten Rollenpumpen und auch nicht die vor kurzem auf den Markt gekommenen pulsierenden Pumpen sind in der Lage, eine langanhaltende Kreislaufunterstützung zu bewirken, was in erster Linie auf die durch diese Pumpen verursachten Schädigungen der Bluteiemente zurückzuführen ist. Eb besteht daher ein Bedarf für eine Pumpe, die Blut während unbegrenzter Zeitspannen pumpen kann und dabei nur ein geringes und physiologisch zulässiges Bluttrauma zur Folge hat.None of the currently known roller pumps and also not the pulsating ones that have recently come onto the market Pumps are able to provide long-lasting circulatory support to cause, which is primarily due to the damage caused by these pumps to the Bluteiemente is. There is therefore a need for a pump, that can pump blood for unlimited periods of time with only minor and physiologically acceptable blood trauma has the consequence.
Soweit bis jetzt festgestellt werden konnte, sind zwei verschiedene Wirkungen für die Schädigung der Blutelemente verantwortlich. Wenn bestimmte Blutelemente in Berührung mit einer fremden, nichtbiologischen Oberfläche kommen,As far as it has been ascertained so far, there are two different effects for the damage to the blood elements responsible. When certain blood elements come into contact with a foreign, non-biological surface,
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werden .biochemische Reaktionen eingeleitet, die zur Zerstörung der Biutelemente führen. Eine zweite Art der Schädigung ist mechanisch und ergibt sich aus den mechanischen Vorgängen oder durch Einwirkung von Scherkräften auf verschiedene Blutelemente, insbesondere die roten Blutkörperchen. Das Zusammendrücken oder Verdichten der Blutelemente zwischen den Teilen oder Oberflächen der Pumpe und zu starke Turbulenz sind Ursachen der mechanischen BlutSchädigung. Daraus ergibt sich, daß die maßgebenden Überlegungen beim Entwurf und Bau einer Blutpumpe darauf gerichtet sein müssen, daß die mit dem Blut in Berührung kommenden Flächen der Pumpe keine biologischen Veränderungen der Blutelemente herbeiführen, d.h. nicht thrombogen sind und daß die Strömungsdynamik der Pumpe in der Weise gestaltet sein muß, daß Turbulenz, Abscherung, Stagnation, Strömlings trennung und dgl., die zu einer mechanischen Schädigung führen können, vermieden werden..biochemical reactions are initiated that lead to destruction the blood elements lead. A second type of injury is mechanical and results from the mechanical processes or from the action of shear forces on various Blood elements, especially the red blood cells. The compression or compression of the blood elements between the parts or surfaces of the pump and excessive turbulence are causes of mechanical blood damage. It follows that this is the main consideration in the design and construction of a blood pump must ensure that the surfaces of the pump that come into contact with the blood do not undergo any biological changes in the blood elements bring about, i.e. are not thrombogenic and that the flow dynamics the pump must be designed in such a way that turbulence, shear, stagnation, flow separation and the like, which can lead to mechanical damage, can be avoided.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine nichttraumatische Blutpumpe zu schaffen, bei der die mit dem Blut in Berührung kommenden Oberflächen ein Festsetzen von Faserstoffen und Zellenablagerungen aus dem Blutstrom begünstigen und sich ein glatter Blutdurchfluß durch die Pumpe ergibt, so daß mechanische Schädigungen der Blutbestandteile auf ein Minimum verringert sind.The invention is therefore based on the object of creating a non-traumatic blood pump in which the with Surfaces that come into contact with the blood cause an accumulation of fibrous materials and cell deposits from the bloodstream favor and a smooth blood flow results through the pump, so that mechanical damage to the blood components are reduced to a minimum.
Die zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Blutpumpe, welche ein Gehäuse mit einem ersten und einemThe proposed blood pump to solve the problem, which has a housing with a first and a
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zweiten offenen Endabschnitt aufweist, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine innerhalb des Gehäuses eine Pumpenkammer bildende biegsame Blase mit einer Einström- und einer Ausströmöffnung, ein der Einströmöffnung zugeordnetes Einströmventil, ein der Ausströmöffnung zugeordnetes Ausströmventil, jeweils eine Ventilkammer für das Einströmventil und eine Ventilkammer für das Ausströmventil, ein in jeder Kammer befindlicher Ventilkörper und eine Vorrichtung, die eine Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Blase, sowie eine die Blase umgebende Kammer bildet, und durch einen an der Kammer befindlichen Einlaßstutzen.Having a second open end portion is characterized according to the invention by a pump chamber within the housing forming flexible bladder with one inflow and one Outflow opening, an inflow valve assigned to the inflow opening, an outflow valve assigned to the outflow opening, one valve chamber for the inflow valve and one valve chamber for the outflow valve, one in each Chamber located valve body and a device that creates a seal between the housing and the bladder, as well forms a chamber surrounding the bladder, and through an inlet port located on the chamber.
Das Einström- und das Ausströmventil bestehen jeweils aus einem Ventilsitz, einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper, einer Führungsvorrichtung, durch welche das Ventil zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung geführt wird, und Vorrichtungen zur Begrenzung der Ventilkörperbewegung. Jeder Ventilkörper weist einen mittigen Kern mit einem Oberflächenabschnitt, der in Sitzeingriff mit dem Ventilsitz bringbar ist, und nach außen vorstehende, zur Führung des Ventilkörpers zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung dienende Leitflügel auf, die mehrere Durchflußkanäle für den Blutdurchfluß an dem Ventilkörper vorbei in der Form einer glatten und regelmäßigen Strömung bilden. Es sind keine Zapfen oder andere vorstehende Haltevorrichtungen vorhanden, so daß die Entstehung von Turbulenz auf ein Minimum verringertThe inflow and outflow valves each consist of a valve seat, one that interacts with the valve seat Valve body, a guide device through which the valve between the open and the closed position and devices for limiting valve body movement. Each valve body has a central core with a surface portion which can be brought into seating engagement with the valve seat, and to the outside protruding guide vanes serving to guide the valve body between the open and closed positions on, the multiple flow channels for blood flow past the valve body in the form of a smooth and regular flow form. There are no pegs or other protruding holding devices, so that the generation of turbulence is reduced to a minimum
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ist und demzufolge eine mechanische Schädigung des Blutes verhindert wird.and consequently mechanical damage to the blood is prevented.
Die Erfindung bezweckt weiterhin ein Ventil für eine Blutpumpe oder ein künstliches Herz zu schaffen. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, einen mittigen Kern mit einer Sitzfläche und mehreren nach außen vorstehenden Leitflügeln auszubilden, die eine Vielzahl von Blutdurchflußkanälen bilden, an denen vorbei das Blut über den Kern hinwegfließen und diesen von Ablagerungen freihalten kann.The invention also aims to provide a valve for a blood pump or an artificial heart. To this Purpose is proposed a central core with a seat and several outwardly protruding Form guide vanes that form a plurality of blood flow channels, past which the blood over the Core can flow away and keep it free from deposits.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of several exemplary embodiments.
fig. 1 ist ein teilweiser Aufrißquerschnitt einer erfindungsgemäßen Blutpumpe.fig. 1 is a partial elevational cross-section of a blood pump according to the invention.
fig. 2 ist ein endseitiger Aufriß des Ventils, entlang der Linie 2-2 der fig. 1.fig. Figure 2 is an end elevation of the valve, taken along the line 2-2 of fig. 1.
fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 der fig. 1 und zeigt die Blase, weiche die Pumpenkammer bildet.fig. 3 is a cross section taken along line 3-3 of FIG. 1 and shows the bladder, soft the pump chamber forms.
fig. 4 ist ein Schnitt durch die Blase im zusammengefalteten Zustand.fig. Figure 4 is a section through the bladder when folded State.
fig. 5 ist ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.fig. Figure 5 is a cross section through another embodiment of the invention.
fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine für einmaligen Gebrauch bestimmte Blutpumpe nach der Erfindung.fig. Figure 6 is a cross-section through a single use blood pump according to the invention.
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Bei der in Mg. 1 dargestellten Ausführungsform "bildet eine "biegsame Blase 11 die Pumpenkammer. An jedem Ende der Blase befindet sich ein Wulst 12, der in eine Nut 15 einsetzbar ist, die jeweils in einem als Ventilanschlag dienenden Halteglied 14 ausgebildet ist. Der Wulst wird innerhalb der Nut 13 vermittels einer Scheibe 16 gehalten, die auf ein Glied 17 aufgesetzt wird, welches mit dem Halteglied 14 zusammenwirkt und dieses hält. Das Glied 17 bildet den Einströmstutzen 18. Mehrere Schrauben 19 dienen zur Befestigung der Scheibe 16 an dem Glied 17 und damit zum Halten der Blase innerhalb des Gliedes 14, welches seinerseits an dem Glied 17 gehalten wird. Der Ausströmstutzen ist von gleichem Aufbau, und gleiche IDeile sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the embodiment shown in Fig. 1, "forms a "flexible bladder 11" forms the pump chamber. At each end of the bladder there is a bead 12 which can be inserted into a groove 15 is, which is each formed in a holding member 14 serving as a valve stop. The bead is inside the groove 13 held by means of a disc 16, which is placed on a member 17, which with the holding member 14 cooperates and holds this. The member 17 forms the inflow port 18. Several screws 19 are used to secure the disc 16 to the member 17 and thus to hold the bladder within the member 14, which is in turn held on the member 17. The discharge nozzle is of the same construction and the same parts are used each denoted by the same reference numerals.
Die in einem gegenseitigen Abstand voneinander angeordneten Scheiben 16 weisen jeweils eine Kreisnut 21 zur Aufnahme des Endes eines Zylinders 22 auf, das mit einer Nut 23 und einem O-Ring 24 versehen ist, welcher eine Dichtung zwischen dem Zylinderende und der zugeordneten Scheibe bildet. Die Blase 11, der Zylinder 22 und die Scheibe 16 bilden eine Kammer 25, welche die Blase umgibt und in Verbindung mit einem Einlaßstutzen 26 steht, über den der Kammer 25 Druckluft zugeführt oder an diese ein Unterdruck angelegt werden kann, wodurch die Blase zum Zwecke des Pumpens zusammengedrückt oder ausgedehnt wird. Im zusammengebauten Zustand wird die Pumpenkammer durchThe disks 16 arranged at a mutual distance from one another each have a circular groove 21 to Receiving the end of a cylinder 22 which is provided with a groove 23 and an O-ring 24, which a Seal between the cylinder end and the associated one Disc forms. The bladder 11, the cylinder 22 and the disc 16 form a chamber 25 which surrounds the bladder and is in communication with an inlet port 26, via which the chamber 25 is supplied with compressed air or to this Vacuum can be applied, whereby the bladder is compressed or expanded for the purpose of pumping. When assembled, the pump chamber is through
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mehrere Abstandsstücke 28 vorgegeben, welche sich zwischen den in einem gegenseitigen Abstand angeordneten Scheiben 16 erstrecken und auf welche Muttern 29 aufgeschraubt sind.several spacers 28 given, which are between the spaced-apart disks 16 extend and nuts 29 screwed onto them are.
In den von den sich gegenüberliegenden, geneigten Abschnitten der Teile 14 und 17 gebildeten Kammern 33 und 34 befindet sich jeweils ein Ventil 31 bzw. 32.In the chambers 33 formed by the opposing, inclined sections of the parts 14 and 17 and 34 there is a valve 31 and 32, respectively.
Die Ventile 31 und 32 weisen jeweils einen Kernabschnitt 36 mit von diesem nach außen vorstehenden Leitflügeln oder -flanschen 37 auf. Die Vorderkante 38 der Flügel 37 bildet eine durchgehende Fläche mit der Vorderseite 39 des Kerns 36. Die äußeren Ränder 41 der Flügel liegen auf einer Drehfläche, die koaxial zu dem Ventilkörper verläuft und zum Zusammenwirken mit dem zylindrischen Abschnitt 42 der Ventilkammern 33 bzw. 34 ausgebildet ist. Das andere Ende der Flügel geht in das Ende des Ventilkörpers über. Die hinteren Ränder 44 der Flügel sind abgerundet, wobei sich die Flügel in Richtung des abstromseitigen Endes verjüngen, so daß sich ein glatter Übergang für den Blutdurchfluß an den Flügeln vorbei ergibt. Die in Abstromrichtung geneigte Fläche der umgebenden Gehäuse 14 oder 17 dient als Ventilanschlag, wohingegen das aufstromseitige Ende als Ventilsitz dient. Wie ersichtlich, sind die Einström- und Ausströmventile einander identisch, und aus diesem Grunde sind einander gleiche TeileThe valves 31 and 32 each have a core section 36 with guide vanes protruding outward therefrom or flanges 37. The leading edge 38 of the wings 37 forms a continuous surface with the front 39 of the core 36. The outer edges 41 of the vanes lie on a rotating surface which is coaxial with the valve body extends and is designed to interact with the cylindrical portion 42 of the valve chambers 33 and 34, respectively is. The other end of the wings merges with the end of the valve body. The rear edges 44 of the wings are rounded, with the wings tapering towards the downstream end, so that a smoother Transition results for the blood flow past the wings. The downward sloping surface of the surrounding Housing 14 or 17 serves as a valve stop, whereas the upstream end serves as a valve seat. As can be seen the inflow and outflow valves are identical to each other and therefore are identical parts
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auch jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Beim Einströmventil "befindet sich der Ventilsitz an der mit 51 bezeichneten Stelle an dem Glied 17» während sich der Ventilsitz bei dem Ausströmventil bei 52 an dem Glied 14 befindet. Der Ventilkern oder -körper und die Flügel sind so ausgebildet, daß sich eine im wesentlichen gleichbleibende Querschnittsfläche für den Durchfluß zwischen den Ventilkörpern und der zugeordneten Kammer ergibt, so daß !Turbulenz weitgehend ausgeschaltet ist.also designated in each case with the same reference numerals. At the Inlet valve "is the valve seat on the 51 designated point on the member 17 »while the valve seat is located at the discharge valve at 52 on the member 14. The valve core or body and the vanes are designed so that a substantially constant Cross-sectional area for the flow between the valve bodies and the associated chamber results, so that ! Turbulence is largely eliminated.
Aufgrund der stromlinienförmigen Formgebung der Pumpe und der Kammer wird die Ausbildung stagnierender Blutsümpfe innerhalb der Pumpe verhindert. Die Ventilkörper und die Ventilgehäuse sind, wie bereits ausgeführt, mit einem nahezu konstanten Durchflußquerschnitt ausgeführt, wodurch eine Beschleunigung und eine damit verbundene Entstehung von Turbulenz in dem durch die verschiedenen Durchflußkanäle an dem Ventilkörper strömenden Blut verhindert werden. Vorzugsweise beträgt der Winkel der Ventilsitze 51 und 52 weniger als 50°, und dieser Winkel hat sich experimentell als notwendig erwiesen, um eine Ablösung und Umwälzung von Blut in diesem Bereich zu verhindern. Das Blut, das zwischen den durch die von den Flügeln gebildeten Kanäle hindurchfließt, spült bei seinem Durchfluß den mittigen Kern 36. Infolge der Leitflügel und der als Ventilanschlag dienenden geneigten Oberfläche wird eine glatte Formgebung erreicht, welche größere Beschleunigungen,Due to the streamlined shape of the pump and the chamber, the formation of stagnant blood sumps will occur prevented inside the pump. The valve body and the valve housing are, as already stated, with a executed almost constant flow cross-section, whereby an acceleration and an associated emergence turbulence in the blood flowing through the various flow channels on the valve body can be prevented. Preferably, the angle of the valve seats 51 and 52 is less than 50 °, and this angle has been found experimentally Proven necessary to prevent detachment and circulation of blood in this area. The blood, that flows through between the channels formed by the wings, flushes the as it flows through central core 36. As a result of the guide vanes and the inclined surface serving as a valve stop, a smooth shape, which means greater accelerations,
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Turbulenz und eine Strömungsablösung verhindert und zum Ersatz der bei bekannten Ausführungen verwendeten Ventilführungsstreben oder sonstigen Vorsprüngen dient, mit denen weniger zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden.Turbulence and a flow separation prevented and to replace the valve guide struts used in known designs or other protrusions with which less satisfactory results are obtained.
Die Leitflügelabschnitte 41 des Ventilkörpers geben dessen Lage in der Pumpenachse vor, indem sie mit dem zylindrischen Abschnitt 42 des Durchlasses zusammenwirken. Die !flügel sind in bezug auf die Achse des Ventilkörpers unter einem kleinen Winkel geneigt, so daß bei jeder Bewegung des Ventilkörpers von links nach rechts, d.h. beim Öffnen und Schließen desselben, derselbe um einen bestimmten Betrag gedreht wird. Damit ist gewährleistet, daß Ventilkörper und Ventilsitz in gleichmäßige gegenseitige Berührung kommen und an der Oberfläche des Ventilsitzes oder den den Ventiikörper haltenden Wänden kein ungleichmäßiger Verschleiß oder Verformungen auftreten. Die Formgebung der zur Ventilführung dienenden Leitflügel und der mittige Kernabschnitt führen zu einer ausreichenden Spülung des Ventilkörpers, bo daß die Ausbildung von Thrombus verhindert wird. Außerdem werden turbulente Verwirbelungen und dgl. auf ein Minimum herabgesetzt. Die vorstehend beschriebenen Vorsichtsmaßnahmen sind erforderlich, da das Ventil nicht mit einem Material beschichtet ist, welches die Ausbildung eines biologischen Belages gestatten würde.The guide vane sections 41 of the valve body specify its position in the pump axis by being with the cooperate cylindrical portion 42 of the passage. The wings are with respect to the axis of the valve body inclined at a small angle so that with each movement of the valve body from left to right, i.e. at Opening and closing of the same, the same about a certain one Amount is rotated. This ensures that the valve body and valve seat are in uniform mutual contact come and no uneven wear on the surface of the valve seat or the walls holding the valve body or deformation occurs. The shape of the guide vanes used to guide the valve and the central one Core sections lead to sufficient rinsing of the valve body, bo that prevents the formation of thrombus will. In addition, turbulent eddies and the like are reduced to a minimum. The ones described above Precautions are required as the valve is not coated with a material that would allow the Would allow the formation of a biological coating.
Die Blase selbst ist in ihreoi mittigen Abschnitt im wesentlichen ein gerader Zylinder, der sich an den beidenThe bladder itself is essentially a straight cylinder in its central section, which is attached to the two
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Enden verjüngt und mit den Wulsten 12 versehen ist. Die zylindrischen Wände weisen vorzugsweise zwei verstärkte Abschnitte 61 und 62 über die Länge sich diametral gegenüberliegender Seiten auf, so daß der Zylinder bevorzugt entsprechend der Darstellung von Pig. 4 zusammengefaltet wird. Aufgrund dieser verstärkten Abschnitte wird ein gleichmäßiges und reproduzierbares Zusammenfalten der Blase gewährleistet. Das stellt ein wichtiges Merkmal dar, durch welches gewährleistet ist, daß ein maximales Verdrängungsvolumen erhalten wird, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß sich die einander gegenüberliegenden Seiten der Blasenoberfläche gegenseitig berühren und das Blut beschädigen.The ends are tapered and provided with the beads 12. the cylindrical walls preferably have two reinforced sections 61 and 62 diametrically opposite one another along the length Sides up, so that the cylinder is preferred according to the illustration of Pig. 4 folded will. Because of these reinforced sections, even and reproducible folding of the Bubble assured. This is an important feature that ensures that a maximum Displacement volume is obtained without affecting the There is a risk that the opposite sides of the bladder surface touch each other and that Damage blood.
Die geneigt verlaufenden Absohnitte 63 der Blase sind in einer solchen Dicke ausgebildet, daß die Ausbildung zu hoher Spannungen vermieden wird, welche zu Brüchen, Ermüdungserscheinungen oder bleibenden Verformungen führen könnten.The sloping sections 63 of the bladder are formed in such a thickness that the formation of excessive stresses is avoided, which can lead to fractures and fatigue permanent deformation.
Es wurde gefunden, daß der Neigungswinkel vorzugsweise zu etwa 40° gewählt wird. Im allgemeinen findet die Verbiegung der Blase während des Zusammenfaltens in erster Linie an der mit dem Bezugszeichen 64 bezeichneten Stelle statt, so daß eine zu hohe Konzentration von Spannungen vermieden wird.It has been found that the angle of inclination is preferably selected to be about 40 °. In general, the bowing takes place the bladder in the first place during the collapse Line at the point designated by the reference numeral 64 instead, so that too high a concentration of stresses is avoided.
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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Blase, das Ventilgehäuse und die einström- und ausströmseitigen Teile vorzugsweise mit einem Material beschichtet, das mit dem Blut verträglich ist und eine Vielzahl von Mikrovertiefungen aufweist, welche die Verankerung von Fibrin und Zellenablagerungen aus dem Blutstrom begünstigen, so daß sich innerhalb einer kurzen Zeit eine vollständige Bedeckung mit biologischem Material ergibt. Diese Ablagerungen führen allmählich zur Ausbildung eines pseudointimalen Belages, der ausreichend dünn ist, um seine Haftfähigkeit und Biegsamkeit zu behalten und durch das vorbeifließende Blut ernährt wird.According to a further feature of the invention, the bladder, the valve housing and the inflow and Outflow-side parts preferably coated with a material that is compatible with the blood and a It has a multitude of microwells, which allow the anchoring of fibrin and cellular deposits from the bloodstream favor, so that within a short time a complete coverage with biological material results. These deposits gradually lead to the formation of a pseudointimal coating that is sufficiently thin is to retain its adherence and flexibility and is nourished by the blood flowing by.
Ein für diesen Zweck bevorzugter Belag enthält eine Vielzahl von Mikrovertiefungen wie sie beispielsweise entsprechend einem Verfahren herstellbar sind, das in einer weiteren Patentanmeldung derselben Anmelderin mit dem Aktenzeichen mit demA covering which is preferred for this purpose contains a large number of micro-depressions such as, for example can be produced in accordance with a method that is described in a further patent application by the same applicant the file number with the
Titel "Blut- oder gewebeverträgliche Oberfläche bzw. Belag und Herstellungsverfahren" beschrieben ist.Title "blood- or tissue-compatible surface or coating and manufacturing process" is described.
Im Betrieb der Pumpe wird der Kammer 25 durch den Einlaßstutzen 26 Druckluft zugeführt, durch welche die Blase zusammengedrückt, das Einlaßventil geschlossen und das Auslaßventil geöffnet wird, so daß das Blut aus der Kammer nach außen fließt. Die der Kammer 25 zugeführte Druckluftmenge wird genau gesteuert, so daß die Wände 61 und 62 zusammenfallen und zum Zwecke einer maximalen Volumenver-When the pump is in operation, compressed air is fed to the chamber 25 through the inlet port 26, through which the bladder is conveyed squeezed, the inlet valve is closed and the outlet valve is opened, allowing blood to flow out of the chamber flows outwards. The amount of compressed air supplied to the chamber 25 is precisely controlled so that the walls 61 and 62 coincide and for the purpose of a maximum volume
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drängung in eine sich dicht benachbarte Lage kommen, sich jedoch dabei nicht gegenseitig berühren, so daß keine Schädigung der Blutelemente erfolgt. Dann wird der Druck beseitigt und ein Unterdruck an die Kammer 25 angelegt, um die Blase auszudehnen und Blut in die Pumpenkammer anzusaugen.crowding into a closely adjacent position, yourself but do not touch each other, so that there is no damage to the blood elements. Then the pressure removed and a negative pressure applied to chamber 25 to expand the bladder and blood into the pump chamber suck in.
Die in Pig. 5 dargestellte Blutpumpe arbeitet in im wesentlichen gleicher Weise wie die anhand der Figuren 1-4- beschriebene Pumpe, wobei für gleiche Teile ebenfalls jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Kammer 25 besteht aus einem oval ausgebildeten Gehäuse 71 mit Endgewinden 72 und 73 und einem Einlaßstutzen 26. Die Endgewinde 72 und 73 dienen jeweils zur Aufnahme von Kupplungen 74 bzw. 76. Die für eine einmalige Verwendung bestimmte, d.h. wegwerfbare Blase 11 befindet sich innerhalb der Kammer 21 und ist mit Halteflanschen 77 und 78 versehen. Die Blase 11 ist über die Flansche hinausgeführt und hat eine solche Formgebung, daß Ventilkammern 33 und 34 mit Einlaß- und Auelaßanschlüssen 79 und 81 gebildet sind, welche unmittelbar mit dem Patienten verbunden werden können. Auf diese Weise kommt nur ein einziges Material in Berührung mit dem Blut. Dieses Material ist in geeigneter Weise belegt und weist beispielsweise einen Belag der in der vorgenannten weiteren Patentanmeldung genannten Beschaffenheit auf.The one in Pig. The blood pump shown in FIG. 5 works in essentially the same way as that based on the figures 1-4- described pump, the same reference numerals being used for the same parts. The chamber 25 consists of an oval-shaped housing 71 with end threads 72 and 73 and an inlet port 26. The end threads 72 and 73 each serve to receive couplings 74 and 76, respectively. Those for a single use Specific, i.e. disposable, bladder 11 is located within chamber 21 and is provided with retaining flanges 77 and 78 provided. The bladder 11 extends beyond the flanges and is shaped such that valve chambers 33 and 34 are formed with inlet and outlet ports 79 and 81 which are directly connected to the patient can be connected. In this way only one material comes into contact with the blood. This material is covered in a suitable manner and has, for example, a covering in the aforementioned further patent application mentioned quality.
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Bei den in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen wird ein aus einem Stüok bestehender und in Berührung mit dem Blut stehender Belag verwendet, der sowohl auf die biegsame Blase als auch auf die Ventile aufgebracht ist. Dieses einteilige Gebilde stellt eine Verbesserung gegenüber der Grenzfläche der in Pig. 1 dargestellten Pumpe dar, weiche aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist. Die Verbesserung besteht darin, weil hydrodynamische Effekte an kleinen tlngleichmäßigkeiten wie z.B. Lücken oder Höhenunterschiede an Verbindungsstellen zwischen den Teilen zur Ausbildung örtlich begrenzter Verwirbelungen, zur Strömungsablösung oder zur Stase, d.h. Blutstauung führen können. Diese Effekte führen wiederum zur Thrombusbildung oder zur Ausbildung eines dicken pseudointimalen Belages an diesen Stellen. Ein zweiter Vorteil, der sich aus einem in einem Stück durchgehenden Belag ergibt, ist die Kontinuität der mikroporösen Blutgrenzfläche, aufgrund deren die bevorzugt an Diskontinuitäten auftretende Ausbildung von Graten oder Fibrinablagerungen verhindert wird. Von den Kupplungen gehaltene Halterungen 82 und 83 halten den Belag fest, indem die flansche 77 und 78 jeweils zwischen den Oberflächen 86, 87 bzw, 88 und 89 zwischenliegend eingespannt sind. Die Halterungen haben eine solche !Formgebung, daß sie die Blase aufnehmen und ein Gehäuse für die Ventilkammern 33 und 34 bilden können. Die Ventile 31 und 32 sind in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet.In the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, a single piece is in contact It uses a coating standing with the blood, which is applied to both the flexible bladder and the valves. This one-piece structure represents an improvement over the interface in Pig. 1 shown pump represents, which is composed of several segments. The improvement is because hydrodynamic Effects on small irregularities such as gaps or differences in height at connection points between the parts to create localized turbulence, can lead to flow separation or stasis, i.e. blood congestion. These effects in turn lead to thrombus formation or for the formation of a thick pseudointimal coating at these points. A second benefit that is results from a coating that is continuous in one piece, the continuity of the microporous blood interface is due to which prevents the formation of ridges or fibrin deposits, which occur preferentially at discontinuities. Holders 82 and 83 held by the clutches hold the lining in place by flanges 77 and 78 between, respectively the surfaces 86, 87 or, 88 and 89 are clamped in between. The brackets have such a shape, that they can accommodate the bladder and form a housing for the valve chambers 33 and 34. The valves 31 and 32 are formed in the manner described above.
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Die Pumpe kann auch mit einem wegwerfbaren Gehäuse hergestellt werden. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Mg. 6 dargestellt. Das Gehäuse "besteht in diesem Pali aus zwei Kunststoffteilen 91 und 92, die an der mit 95 bezeichneten Stelle miteinander verhakt werden. Die ebenfalls für einmaligen Gebrauch bestimmte, d.h. wegwerf bare Blase weist die Ventilkammern 5f> und 54 auf, die in der Weise ausgebildet sind, daß die Gehäuseenden jeweils eine Endwand 94 bzw. 96 aufweisen und die Blase mit einem Wulst 97 bzw. 98 versehen ist, welcher jeweils die andere Wand einer Yentilkammer bildet. Der Zwischenraum zwischen der Blase und dem Gehäuse wird an den Enden in der Weise abgedichtet, daß auf die Blase und das Gehäuse in den Bereichen 1o1 und 1o2 ein Haftmittel aufgebracht wird. Die Ventile 31 und 52 können von der vorstehend beschriebenen Ausführung sein. Die Blase ist in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem Belag versehen.The pump can also be made with a disposable housing. An embodiment of this kind is shown in Fig. 6. The housing "consists in this Pali of two plastic parts 91 and 92, which are hooked together at the point marked 95. The bladder, which is also intended for single use, ie is disposable, has the valve chambers 5f> and 54, which are designed in this way are that the housing ends each have an end wall 94 or 96 and the bladder is provided with a bead 97 or 98, which in each case forms the other wall of a valve chamber sealed so that an adhesive is applied to the bladder and the housing in areas 1o1 and 1o2 The valves 31 and 52 can be of the type described above, The bladder is coated in the manner described above.
Durch die Erfindung ist somit eine nichttraumatische Blutpumpe geschaffen worden, in welcher der Belag die Ablagerung und bleibende Verankerung eines psudointimalen Belages gestattet, durch welchen eine Berührung zwischen den Blutelementen und blutfremden Oberflächen verhindert wird. Der Aufbau der Pumpenkammer und der Ventile führt zu einer im wesentlichen konstanten Durchflußgeschwindigkeit für das Blut mit geringsten Beschleunigungen, Verzögerungen und dadurch bedingten Turbulenzen, sowie ohneThe invention thus creates a non-traumatic blood pump in which the coating the Deposition and permanent anchoring of a psudointimal Covering allowed, through which contact between the blood elements and non-blood surfaces is prevented will. The construction of the pump chamber and the valves result in a substantially constant flow rate for the blood with the slightest acceleration, deceleration and the resulting turbulence, as well as without
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stagnierende Zonen. Bas Ventil ist in der Weise ausgebildet, daß es die Ausbildung einer gleichmäßigen Geschwindigkeit begünstigt und wird von dem vorbeiströmenden Blut kontinuierlich, gewaschen. Der Ventilkörper wird durch den Durchfluß gedreht, so daß sich ein im wesentlichen gleichförmiger Verschleiß des pseudointimalen Belages auf dem Ventilgehäuse und dem Ventilsitz ergibt.stagnant zones. The valve is designed in such a way that that it favors the formation of a steady speed and is supported by the blood flowing past continuous, washed. The valve body is rotated by the flow, so that a substantially uniform wear of the pseudointimal covering results on the valve body and the valve seat.
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