DE2156706C3 - Dialysevorrichtung - Google Patents

Description

Erfindungsgegenstand ist die im Patentanspruch 1 angegebene Dialysevorrichtung.

Die Patentansprüche 2 bis 9 nennen Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird daher nachstehend mit Hinweis auf die Blutdialyse beschrieben. Em Fachmann dürfte jedoch der nachstehenden Beschreibung entnehmen können, daß die Erfindung natürlich auch zur Dialyse von anderen Flüssigkeiten als Blut Verwendung finden kann.

Eine moderne Dialysevorrichtung zur Reinigung von Blut, d. h. eine sogenannte künstliche Niere, muß mehrere Bedingungen erfüllen. Auch bei einer sehr geringen Blutmenge muß die Dialyse wirkung gut sein.

Der Strömung! widerstand in den Blutkanälen muß minimal sein, um möglichst die Benutzung einer Blutpumpe vermeiden zu können.

Die nach der Behandlung verbleibende Blutmenge soll so gering wie möglich sein, so daß dem Patienten π kein Zusatz von Blut oder eine so geringe Menge davon, wie nur möglich, zugeführt zu werden braucht. Jeder Zusatz von Blut bedeutet nämlich für den Patienten ein Hepatitis-Risiko.

Das Personal, das mit der künstlichen Niere arbeite tet.soll nicht mit Blut oder Spülflussigkeit in Kontakt zu kommen brauchen. Auch in ifiesem Fall besteht nämüeh Hepatitis-Gefahr,

Das Gesamtgewicht der Niere miuß so niedrig wie möglich sein»

Die zur Niere gehörenden Teile sollen sich mit Hilfe eier Massenproduktion einfach herstellen lassen, so daß die Niere nach Gebrauch foftjjeworfett Werden kann.

2 1 5b 70b

Die Durchströmung sowohl von Blut als auch von Spüllösung muß gleichmäßig über dem Querschnitt der Niere verteilt erfolgen, so daß alles Blut effektiv gereinigt wird.

Die Niere soll ein vollkommen geschlossenes System bilden, das sich direkt an geeignete Schläuche für Blut und Spülflüssigkeit anschließen läßt. Es ist zweckmäßig, auch diese Schläuche als Einwegmaterial zu benutzen, so daß man also das ganze System nach Gebrauch fortwerfen kann.

Um eine effektive Reinigung des Blutes erzielen zu können, ohne daß eine allzugroße Menge davon benötigt wird, muß die Niere aus mehreren Teilen bestehen. Die Zusammensetzung dieser Teile muß in einfacherWeise geschehen können, wobei gleichzeitig jedes Risiko einer Leckage zwischen den Kanälen für Blut und Spülflüssigkeit eliminiert wird.

Die zur Niere gehörenden Membranen zur Trennung von Blut und Spülflüssigkeit müssen effektiv gestützt werden, so daß ihre Belastung nicht zu groß wird, daß es zu Bruchgefahr kommt.

Die nachstehend beschriebene, künstliche Niere entspricht den vorerwähnten sowie mehreren weiteren Bedingungen. Hierbei wird auf die Zeichnungen hingewiesen, die als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutern.

Fig. 1 zeigt die Niere von der Seite gesehen;

Fig. 2 stellt die Niere von oben gesehen dar;

in Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in F i g. 2 wiedergegeben, jedoch nur durch den oberen Teil der Niere hindurch;

Fig. 4 zeigt eine zur Niere gehörige obere Spannplatte;

Fig. 5 stellt einen Längsschnitt durch diese Spannplatte dar, wobei der Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4 erfolgt ist;

in Fig. 6 ist die Spannplatte von ihrem einen Ende aus gesehen, wiedergegeben, d. h. in Richtung des Pfeiles B in Fig. 5;

Fig. 7 zeigt einen quergehenden Schnitt durch die Spannpla**e, und zwar entlang Linie VII-VII in Fig. 5;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine zur Niere gehörende Spannschiene, wovon in Fig. 1 zwei Stück (16, 17) dargestellt sind. Hierbei ist der Schnitt entlang Linie VIII-VIII erfolgt;

in Fig 9 wird ein Schnitt durch eine zur Niere gehörende, untere Spannplatte wiedergegeben. Der Schnitt entspricht Fig. 7. Im übrigen stimmt die Form der unteren Spannplatte im wesentlichen mit der Form der oberen Spannplai*? überein. Daher werden weitere Ansichten oder Schnitte von dieser nicht gezeigt;

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht eines Endes der zur Niere gehörenden Distanzplatte von oben;

Fig. 11 zeigt einen Schnitt durch diese Distanzplatte längs Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 zeigt einen Schnitt längs Linie XII-XlI in Fig. H);

Fig. 13 zeigt eine Draufsicht einer ganzen Distanzplatte von unten;

schließlich stellen Fig. 14 und 15 zwei zueinander rechtwinkige Ansichten eines brückenförmigen Teiles dar, wovon mehrere zur Niere gehören.

Wie am besten aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, besteht die als Beispiel gezeigte Niere aus einer Zahl Von Distanzplatten 1 mit paarweise dazwischenliegenden Membranen 2. Die Spülflüssigkeit, die aus einer gewöhnlichen Kochsalzlösung mit gewissen medl· zwischen Zusätzen bestehen kann, wird durch einen Nippel 3 eingeführt. Dieser Nippel 3 ist mit Hilfe eines Gewindes 4 in eine obere Spannplatte 5 eingeschraubt. Der Nippel hat einen Flansch 6, der mit ei-

ner Packung 7 eine beutelähnliche Kunststoffhülle 8 festklemmt.

In gleicher Weise ist ein Nippel 9 zum Anschluß eines nicht gezeigten Blutschlauches vorhanden. Wird die Niere zur Rückstromdialyse angebracht, bildet

ίο dieser Nippel den Auslauf für das Blut. Nippel 9 ist mit Hilfe eines Gewindes 10 in eine Spannplatte 5 eingeschraubt und preßt die Kunststoffhülle 3 mit Hilfe eines Flansches 11 und einer Packuag 12 an Spannplatte 5 an.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat die Niere auch an ihrem anderen Ende an dessen Unterseite einen Blutnippel 13 und einen Spüllösungsnippel 14, deren Konstruktion völlig mit der der Nippel 3 und 9 übereinstimmt. Die Nippel 13 und 14 sind in eine untere Spannplatte 15 eingeschraubt.

Die beiden Spannplatten 5 und ¹ 5 werden mit Hilfe vnn Spannschienen 16, 17, 18 un-l 19 an das dazwischenliegende Paket von Distanzplatten und Membranen angedrückt. Die Querschnittform dieser Spannschienen geht aus Fig. 8 hervor.

Vom Nippel 3 strömt die Spüllösung durch ein Loch 21' in der oberen Spannplatte 5. Danach durchströmt die Flüssigkeit einen durchgehenden Schacht, der von Löchern 21 in den einzelnen Distanzplatten gebildet wird. Dieser durchgehende Schacht wird künftig Hauptkanal für die Spülflüssigkeit genannt und wie die einzelnen Löcher mit 21 bezeichnet. Der Weiterstrom der Spüllösung geht dann am besten aus den Fig. 11 und 12 hervor. Vom Hauptkanal 21 strömt die Spüllösung durch eine Zahl von konzentrisch angeordneten, kreisbogenförmigen Verteilungsnuten 22 nach einer quergehenden Vertiefung 23 hin. In dieser Vertiefung wird der in Fig. 14 und 15 gezeigte, brükkenförmige Teil 24 angebracht. Dieser Teil besteht aus einer Abdichtung mit einer darunterliegenden Stützleiste 26. Die Stützleiste endet unten mit Zapfen 2*7 mit zwischenliegenden freien Passagen 28. Die Zapfen 27 liegen an dem Boden der Vertiefung 23 an, wobei die Spüllösung unter den brückenförmigen Teil 24 durch die freien Passagen 28 ström:. Der totale Querschnitt dieser freien Passagen 23 ist hierbei kleinerbemessen als die totale Durchströmungsfläche der Spüllösung zu beiden Seiten des brückenförmigen Teiles. Hierdurch kommt an diesem Querschnitt der Niere entlang eine Drosselung zustande, was eine gleichmäßige Verteilung des Stromes der Spülflüssigkeit quer über JL-der Distanzplatte bewirkt.

Von der Vertiefung 23 aus strömt die Spüllöiung durch Nuten 29 zwischen längsverlaufenden, nach oben schmaler werdenden Rippen 30 hindurch. Zentral an diesem Teil mit den längs verlaufenden Rippen 30 sind durchgehende Löcher 31 vorhanden, die einen zweiten Hauptkanal bilden, der also für das Blut gedacht ist und mit dem Blutnippel 9 in Verbindung

«) steht. Die Löcher 31 sind konzentrisch von schalenförmigen Versenkungen 32 umgeben. Diese Versenkungen 32 sind, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, zur Aufnahme der Blutverteilurtgsknöpfe 33 bestimmt. Diese Blutverteilungsknöpfe weisen ein zen-

tral durchgehendes Loch und radial ausgerichtete Verteilurigskanäl j 34 auf. Die Knöpfe 33 werden zwischen Membranen 2 angebracht und zusammen mit den Membranen zwischen den Packungen 35 festge-

klemmt. Hierdurch kann das Blut aus dem von den Löchern 31 gebildeten Hauptkanal in die Blutkanäle zwischen den jeweiligen Membranpaaren einströmen. Diese Membranen werden an ihren Enden von den Dichtungen 25 der brückenförmigen Teile 24 und einer an der naheliegenden Distanzplatte 1 angebracht ten, quergehenden Erhöhung oder Kamm 36 abge^ dichtet.

Von den längsgehenden Nuten 29 strömt die Spüllösung durch zwei quergehende Verbindungsnuten 37 und 38 sowie kürzere, längsverlaufende Nuten 39 und 40 über die eigentliche Dialysefläche 41 aus. Diese wird auf der einen Seite der Distanzplatte von zickzackförmigen Rippen 42 und auf der anderen Seite Von längsverlaufenden Kämmen 43 gebildet. Wo sich diese Rippen zweier benachbarter Platten kreuzen, werden die Membranen 2 effektiv zusammengeklemmt. Hierdurch werden sehr kleine Stellen der Membranen 2 freitragend. Daher ist die Bruchgefahr an diesen Stellen gering. Damit die Spüllösung zu beiden Seiten der Distanzplatte zur gleichmäßigen Verteilung kommt, sind an dieser eine quergehende Reihe von durchgehenden Löchern 44 angebracht.

Genau vor den einzelnen Nuten in der Distanzplatte, beispielsweise den Nuten 29, 37, 38, 39, 40 werden zwischen den Membranen dadurch Blutkanäle gebildet, daß die Membranen in diese Kanäle eingedrückt werden. Um weiterhin Blutkanäle zustande zu bringen, weist die Distanzplatte, wie am besten aus Fig. 11 und 13 ersichtlich, schwache Versenkungen 45 auf, die zu einer quergehenden, ähnlichen Versenkung 46 hinführen. Eine weitere derartige schwache Versenkung 47 ist parallel zur Versenkung 46 angebracht. Diese Versenkungen sind an der Unterseite der Distanzplatten, genau gegenüber den quergehenden Nuten 37 und 38 angeordnet. Durch die gezeigte Ausformung wird - über den Querschnitt der Niere gesehen - eine sehr gleichmäßige Verteilung von sowohl Blut als auch Spüllösung erzielt.

Die Fig. 4 bis 7 geben verschiedene Sichten und Schnitte der oberen Spannplatte 5 wieder. Diese Spannplatten sind zwar nicht Gegenstand vorliegen-

soll nämlich im Spritzgußverfahren hergestellt werden, wobei Loch 48 erforderlich ist, damit sich die Platte gleichmäßig aus dem Werkzeug ausschrauben läßt. Ein quergehcnder Kamm 50 entspricht den quer^ gehenden Kämmen 36 der Distartzplätteri Und soll also genau vor den brückenförmigen Teilen 24 einen Druck bewirken (siehe Fi g. 3). Im übrigen sind ad der Spannplatte aus produktionstcchnischcn Gründen diverse Auskehlungen und Versenkungen vorhanden, die daher keine nähere Erklärung erfordern dürften.

Wie aus Fi g, 6 und 7 hervorgeht, sind an der oberen Spannplatte an deren Oberseite längsgehende, schwach nach innen geneigte Flächen 51 vorhanden, die an längsgehende, im wesentlichen vertikale Flächen 52 angrenzen. In die von diesen Flächen gebildeten Spuren 53 wird die in Fig. 8 gezeigte Spannschiene eingespannt, die mit 16 bis 19 bezeichnet worden ist. Tatsächlich werden nämlich vier solche Spannschienen benutzt. Diese Spannschienen haben

hauptsächlich einen U-förmigen Uuerschnitt mit kurzen Schenkeln und langem Abstand zwischen diesen. Der Zwischenraum zwischen den Schenkeln 54 wird zum Boden 55 des U herunter ausgeweitet. Den Flächen 51 und 52 entsprechen an den Spannschienen 16 bis 19 die Flächen 56 und 57.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, weisen die Distanzplatten 1 entlang ihrer oberen Kante einen vorstehenden Flansch 58 auf. In entsprechender Weise haben sie an ihrer unteren Kante eine peripherische Auskehlung 59. Hierdurch nehmen die Distanzplatten eine schalenähnliche Form an und lassen sich, wie in Fig. 3 gezeigt, ineinander setzen. Da auch die obere Spannplatte eine penpherische Auskehlung 60 aufweist, läßt sich diese in die oberste Distanzplatte versenken. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß die untere Spannplatte einen peripherischen, den Flanschen 58 entsprechenden Flansch 61 hat. Hierdurch kann die unterste Distanzplatte in die untere Spannplatte versenkt werden. Diese Formung erleichtert die Abdichtung des gesamten Nierenpaketes. Gleichzeitig wird auch die Zusammensetzung ganz wesentlich erleichtert. Für den Fall, daß man trotz allem keine ganz

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volle Funktion der Vorrichtung aufzuzeigen. An dieser Spannplatte sind durchgehende Löcher 21' und 31' angebracht, die den Löchern 21 und 31 in den Distanzplatten entsprechen. An ihrem anderen Ende hat die obere Spannplatte ein nicht durchgehendes Loch 48. Dieses Loch weist ein Gewinde 49 auf. Dieses Gewindeloch 48 ist aus rein herstellungstechnischen Gründen zustandegekommen. Die Spannplatte Paket außerdem von der beutelartigen Kunststoffhülle 8 umschlossen.

In dem gezeigten Beispiel bestehen die paarweise angebrachten Membranen 2 aus plangepreßten Schläuchen. Es ist jedoch natürlich auch denkbar, daß paarweise getrennte Membranen eingelegt werden.

so Hierbei muß man aber dann Mittel zur Dichtung der Längskanten zustande bringen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

2 1 5b 70b Patentansprüche:

1. Dialysevorrichtung, vorzugsweise zur Reinigung von Blut, die folgende Bauteile aufweist:

a) eine Packung von Distanzplatten und Membranen,

aj wobei die Packung eine langgestreckte Form hat,

b) paarweise zwischen den Distanzplatten angeordnete Membranen,

c) öffnungen für die zu dialysierende Flüssigkeit und Spüllösung in Form von Schächten bzw. Hauptkanälen, die durch die Packung gemäß a) hindurchgehen,

C₁) wobei die Hauptkanäle an den Enden der Packung so angeordnet sind, daß die Hauptkanäle für die Spülflüssigkeit außen liegen,

d) Vertiefungen in den Distanzplatten, die zusammen mit den Membranen Kanäie für Flüsigkeiten bilden,

e) Veneilerkanäle. die sich von den öffnungen gemäß O zu den eigentlichen Dialysierflächen erstrecken,

dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplatten (1) zwischen den beiden Hauptkanälen (21 und 31) eine quergehende Vertiefung (23) aufweisen, die durch Verteilungskanäle (22, 29) teils mit dem Hauptkanal (21) für die Spülflüssigkeit, teils mit der eigentlicher. Dialysefläche (41) in Verbindung steht, wobei in jeder solchen quergehenden Vertiefung (23) ein brückenförmiger Teil (24) angebracht ist, der mit Zapfen (27) oder anderen Stützen an de.n Boden der Vertiefung (23) anliegt, wobei er aber^lexhzeitig die freie Passage (28) der Spülflüssigkeit unte. ihm zuläßt, und der mit seiner Oberseite (25) abdichtend am nächsten Membranenpaar (2) anliegt.

2. Dialysevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplatten (1) genau vor der erwähnten Vertiefung (23) an ihrer entgegengesetzten Seite eine Erhöhung in Form eines quergehenden Kammes (36) aufweisen, der ίο angebracht ist, daß er das benachbarte Paar Membranen (2) abdichtend an den an der entgegengesetzten Seite dieses Paares liegenden, brükkenförmigen Teil (24) andrückt.

3. Dialysevorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Erhöhung in Form eines quergehenden Kammes (36) in einem Stuck mit der Distanzplatte (1) geformt ist.

4. DialyscvoiTichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Membranen (2) aus plangepreßten Schläuchen bestehen, deren anfangs offene Enden zwischen den genannten Hauptkanälen (21 und 31) liegen und dort verschlossen worden sind.

5. Dialysevorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine langgestreckte Form hat, wobei ihre beiden Enden im wesentlichen Spiegelbildern gleichen·

6. Dialysevorrichtung gemäß einem der Vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnetj daß zwei benachbarte Distanzplatten (i) zu einem dazwischenliegenden Membranenpaar (2) verschie-

dene Muster von Kämmen und dazwischenliegenden Kanälen aufweist, wobei die Membranen (2) an den Punkten festgeklemmt werden, wo sich die erwähnten Kämme zweier benachbarter Distanzplatten kreuzen.

7. Dialysevarrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Passage (28) unter dem brückenförmigen Teil eine kleinere totale Querschnittsfläche aufweist, als die entsprechende Fläche der dahin leitenden Karäle (22).

8. Dialysevorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (21) für die Spülflüssigkeit zentral am einen Ende eines langgestreckten Paketes von Distanzplatten (1) und zwischenliegenden Paaren Membranen (2) angebracht ist, und daß die Verteilungskanäle (22) von diesem Hauptkanal (21) zur quergehenden Vertiefung (23) in den Distanzplatten (1) aus mehreren konzentrisch angebrachten, kreisbogenförmigen Kanälen (22) bestehen, von denen die Mehrzahl näher an den Enden der Vertiefung (23), als an ihrer Mitte ausmünden.

9. Dialyse vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dialysierende Flüssigkeit durch in den Flächen der Distanzplatten (1) vorhandene, schwache Versenkungen (45, 46, 47) verteilt wird, wobei zwischen den Membranen dadurch Kanäle gebildet werden, daß diese in die Versenkungen einsinken.