DE2305405A1

DE2305405A1 - Dialisiervorrichtung fuer kuenstliche nieren

Info

Publication number: DE2305405A1
Application number: DE2305405A
Authority: DE
Inventors: Kenkichi Murakami
Original assignee: Plastic Kogaku Kenkyusho KK
Current assignee: Plastic Kogaku Kenkyusho KK
Priority date: 1972-02-12
Filing date: 1973-02-03
Publication date: 1973-08-23
Also published as: US3852198A

Description

G 48 772

Firma KABUSHIKI KAISHA PLASTIC KOGAKU KENKYUSHO, 28, Chaya-machi, Kita-ku, OSAKA (Japan)

Dialisiervorrichtung für künstliche Nieren

Die Erfindiang betrifft eine Dialisiervorrichtung, die in Verbindung mit künstlichen Nieren verwendet werden soll.

In jüngerer Zeit wurden Dialisiervorrichtungen mit wendelförmig oder spiralförmig verlaufender Dialisiermembrane benutzt, die kompakter und preiswerter als flache Dialisiervorrichtungen sind, jedoch wird hierbei die Länge der rohrförmigen Dialisiermembrane, die nachstehend als "Rohr" bezeichnet ist und die die Wendel oder Spirale bildet, groß, um die Rohroberfläche zu erhalten, die man zum Dialisieren braucht. Daher benötigt man eine Umwälzpumpe, um den Strömungs-

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widerstand des durch das Rohr hindurchgehenden Blutströmes zu überwinden.

Außerdem benötigt man bei Verwendung von Dia-Iisierungsvorrichtungen mit wendelförmig oder schla'genförmig ausgebildetem Rohr eine Badewanne, welche Dialisierflüssigkeit enthält, um die für sich allein kompakte Vorrichtung in diese Flüssigkeit eintauchen zu können. Daher besteht hierbei auch der Nachteil, daß die gesamte Anordnung wegen der die eigentliche Dialisfervorrichtung umgebenden Teile sehr groß wird.

Wenn man bei einer derartigen Dialisiervorrichtung mehrere Rohre über die Länge eines Kernes verteilt anordnet, wird der Kern viel zu lang, um die Dialisiervorrichtung noch kompakt bauen zu können, Wenn man die Anzahl der Rohre¹ durch Unterteilen derselben in Längsrichtung des Kernes erhöht, ohne die gesamte Rohrlänge zu vergrößern, wird der Strömungswiderstand des durch die Rohre strömenden Blutes zu groß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden und eine Dialisiervorrichtung zu schaffen, welche kurze, als Dialisiermembran dienende Rohre aufweist, durch welche das"Blut aufgrund seines natürlichen Druckes ohne Verwendung einer Pumpe zirkulieren kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Ifindung eine Dialisiervorrichtung für künstliche Nieren

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vorgeschlagen, die einen Kern und eine Vielzahl von an diesem angebrachten Dialisiermembranen für Blut aufweist, wobei diese Dialisiermembranen prallel zueinander um den Kern gewunden sind und wobei eine Vielzahl von Trennwänden zwischen den einzelnen Dialisiermembranen angeordnet ist, um zu verhindern, daß die Oberflächender Dialisiermembranen miteinander in Kontakt kommen können. Außerdem besitzt die Dialisiervorrichtung eine äußere Hülle, welche den aus den Membranen und den Trennwänden bestehenden Dialisierteil aufnimmt. Die einzelnen Membranen sind mit Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen für Blut versehen ,und der von der außerhalb der Membranen befindlichen äußeren Hülle eingeschlossene Teil besitzt einen Auslaß und einen Einlaß für Dialisierflüssigkeit.

Bei der erfindungsgemäßen Dialisiervorrichtung sind die als Rohr ausgebildeten einzelnen Dialisiermembranen spiralförmig um den Kern angeordnet, wobei vorzugsweise zwischen jedem Rohr eine Trennwand vorgesehen ist. Die einzelnen Rohre können parallel zur Längsrichtung des Kernes angeordnet sein.

Wenn die einzelnen Rohre sprialförmig um den Kern angeordnet sind, ist es vorzuziehen, jedes Rohr an den Kern oder eine Blut zuführende Leitung mit Hilfe eines Klebstoffes anzuschließen, so daß die Vorrichtung kompakt wird, weil mechanische Fittings zum Anschließen der Rohre an den Kern oder die Rohrleitung erfordern einen verhältnismäßig großen Aufwand und vergrößern die gesamte Vorrichtung bedeutend.

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Bei der erfindungsgemäßen Dialisiervorrichtung besteht der Dialisierteil also aus Dialisiermembranen und Trennwänden, die spiralförmig um den Kern angeordnet in einer äußeren Hülle liegen, wobei viele Einlaßöffnungen für Dialisierflüssigkeit gleichförmig verteilt auf die Strömung regulierenden Platten vorgesehen sind, die sich an einem Ende der Hülle befinden, während viele Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit gleichförmig verteilt in die Strömung regulierenden Platten , welche sich am anderen Ende befinden, angeordnet sind. Strömungsdruck und Strömungsgeschwindigkeit der Dialisierflüssigkeit sind in jeder Einlaßöffnung und jeder Auslaßöffnung nahezu konstant, so daß die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit über die Dialisiermembran,gleichförmig ist, um den Wirkungsgrad der Dialyse zu verbessern. In der vorliegenden Vorrichtung wird im Blut enthalten-tes Wasser ohne Schwierigkeiten vom Blut auf die Dialisierflüssigkeit übertragen, indem man den Druck der Dialisierflüssigkeit negativ einstellt, da es unnötig ist, den Dialisierteil in die oben erwähnte Badewanne oder einen ähnlichen Behälter einzutauchen,und da es leicht ist, den Dialisierteil abzudichten.

Durch die Erfindung wird eine Dialisiervorrichtung geschaffen, in welcher die Strömungsgeschwindigkeit der Dialisierflüssigkeit vereinheitlicht wird, so daß man den Wirkungsgrad der Dialyse verbessert, ohne daß die Vorrichtung in ein aus Dialisierflüssigkeit bestehendes Bad eingetaucht werden muß.

Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Zeichnungsbe-

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schreibiang zu entnehmen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Dialisiervorriehtung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine im wesentlichen zylindrisch ausgebildete erfindungsgemääe Dialisiervorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II aus Fig. 1, wobei die äußere Hülle weggelassen ist und die einzelnen spiralförmig aa Kern angebrachten Dialisieraembranen und die dazwischen befindlichen Trennwände deutlich zu erkennen sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine rohrförmig ausgebildete Dialisiermembran in flach ausgestreckter Form,

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV aus Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer rohrförmigen Dialisiermembran,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 2 einer

abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dialisiervorrichtung, welche mit Dialisiermembranen gemäß Fig. 5 versehen ist,

Fig. 7 eine Ansicht einer ersten die Strömung regulierenden Platte, die verwendet wird, vm

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eine gleichförmige Strömung der Dialisier*· flüssigkeit zu erzielen,

Fig. 8 eine Teilansicht einer zweiten die Strömung regulierenden Platte, die verwendet wird, um eine gleichförmige Strömung der Dialisierflüssigkeit zu erzielen, und

Fig. 9 eine Teilansicht einer dritten Platte, mit der die Strömung der Dialisierflüssigkeit ebenfalls derart gesteuert werden kann, daß sie im wesentlichen gleichförmig ist.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Dialisiervorrichtung besitzt zwei Kerne 1 und 2, die mit einem Anschlußstück 3 verbunden sind, durch welches Blut zugeführt und auch wieder abgeführt wird.

Um die Kerne 1 und 2 sind Trennwände 4 und als Dialisiermembranen verwendete sogenannte Rohre 5 spiralförmig angeordnet. Die Trennwände bestehen aus netzförmigem Material od. dgl. und sind zwischen den einzelnen Rohren 5 angeordnet, damit die Dialisierflüssigkeit gleichförmig über die Außenseite der Rohre und das Blut gleichförmig durch das Innere der Rohre 5 strömt.

Ein aus Zellwolle oder einer anderen semipermeablen Membrane bestehendes Rohr, durch welches Blutkörperchen und im Blut enthalten-es Protein nicht

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hindurchtreten kann, jedoch Wasser und andere auszutauschende Stoffe wie Harnstoff und Kreatinin , wird im allgemeinen als Dialisiermembran verwendet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden aus mittels Klebstoff aneinandergeklebten semipermeablen Membranen bestehende Rohre 5 verwendet. Wie Fig. zeigt, strömt das Blut in einer Richtung von einer Einlaßöffnung 6 zu einer Auslaßöffnung 6a durch diese Rohre 5.

Beide Enden jedes Rohres 5 sind an der Außenfläche der Kerne 1 und 2 mittels Klebstoff befestigt, wobei jedes Rohr 5 in der Mitte umgefaltet ist und somit doppelt liegt, wie Fig. 2 zeigt. Im Anschlußstück 3 befinden sich radial verlaufende Bohrungen

12 zur Zufuhr von Blut und ebenfalls radial verlaufende Bohrungen 13 zum Abführen von Blut, wobei diese Bohrungen in Längsrichtung und auch winkelförmig gegeneinander versetzt im Anschlußstück 3 angeordnet sind. Durch die Bohrungen 12 wird von einer Zufuhrleitung 16 herangeführtes Blut in die einzelnen Rohre 5 eingeleitet und durch die Bohrungen

13 aus den Rohren 5 abgeleitet und durch eine Abfuhrleitung 17 abgeführt.

Die Zufuhrleitung 16 und die Abfuhrleitung 17 bestehen aus flexiblen Rohren oder Schläuchen. Die Einlaßöffnungen 6 der Rohre 5 stehen mit jeweils einer Bohrung 12 und die Auslaßöffnungen 6a mit jeweils einer Bohrung 13 in Verbindung.

In Fig. 3 ist ein Rohr 5 flach ausgebreitet und in Längsrichtung abgewickelt dargestellt. Die

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Durchstromrichtung durch dieses Rohr 5 ist durch kleine Pfeile angedeutet und verlMift in Fig. 3 gesehen von rechts nach links. Jedes Rohr 5 besteht aus zwei Membranfolien 5a, die mittels einer zwischen ihnen angeordneten Klebstoffschicht 10a untereinander verbunden sind. Diese Klebstoffschichten 10a halten die beiden Membranfolien 5 weit genug auseinander, damit zwischen ihnen Blut hindurchströmen kann. Am Einstromende, d.h. am in Fig. 3 rechts dargestellten Ende jedes Rohres 5 befinden sich in demselben stegartige Staukörper 7,8 und 9» welche den Blutstrom über die Breite bzw. in Fig. 3 gesehen in senkrechter Richtung gleichmäßig verteilen, wobei diese Staukörper so ausgebildet und angeordnet sind, daß das Blut zickzackförmig durch sie hindurchströmen muß. Die Breite des Staukörpers

7 ist doppelt so groß wie die Breite jedes von insgesamt drei Staukörpern 8, wobei die Staukörper

8 wiederum doppelt so breit sind wie jeder der

insgesamt sieben Staukörper 9. Am anderen Ende des Rohres 5 befinden sich entsprechend ausgebildete und auch entsprechend angeordnete Staukörper 7aι 8a und 9a· Dementsprechend ist der Strömungsquerschnitt durch die Staukörper gleichförmig und ebenso die zurückzulegende Strecke und der Strömungswiderstand, so daß an jeder Stelle der Staukörper gleich große Mengen Blut vorbeiströmen. Die Staukörper 7, 8 und 9 können einen steckenden Blutfluß verhindern, der häufig um eine Einlaß- oder Auslaßöffnung eines keine Staukörper enthaltenden Rohre auftreten kann, so daß es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, eine gleichförmige Dialisierwirkung an jeder Stelle der Dialisiermembran zu erhalten, wodurch

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der Wirkungsgrad der Dialyse insgesamt verbessert wird.

Als Material für die Kerne 1 und 2 und das Anschlußstück 3 werden gewöhnlich Kunststoffe wie Polyäthylen, Polypropylen und Polytetraflouräthylen verwendet, die gegenüber Blut inert, d.h. neutral sind.

Lösungsmittelhaltige oder Reaktionen bewirkende Klebstoffe sindkeine guten Klebstoffe zum Festkleben der Dialisiermembranen auf den vorstehend angegebenen, gegenüber Blut neutralen Kunststoffen, weil sich keine ausreichende Haltekraft ergibt.

Vielmehr werden eine Schweißwirkung aufweisende bzw. mit Anschmelzen wirksame Klebstoffte (hot-melt-Klebstoffe), die aus Kunststoffen oder anderen mit den Anschlußteilen beim Schmelzvorgang verträglichen Materialien bestehen , vorgezogen, um die Membranen an den Kernen und dem Anschluß stück anzubringen.

Nach einem bekannten Verfa-iren zum direkten Auftragen von Klebstoff auf miteinander zu verklebenden Oberflächen werden eine oder beide Oberflächen schnell mit Klebstoff beschichtet, der mittels Wärme geschmolzen ist, woraufhin beide Oberflächen zusaaaengebracht werden, um sie fest aneinanderzukleben, solange der Klebstoff heiß ist. Bei diesem Verfahren ergibt sich jedoch, weil es schwierig ist , die Flächen mit Klebstoff in gleichförmiger Dicke zu beschichten, eine ungleichförmige Schmelzung der Klebstoffschicht wegen der unterschiedlichen Abkühl-

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geschwindigkeit in derselben, so daß die Klebkraft nicht überall gleich ist,

Das Verfahren, bei dem die beschichteten Oberflächen nach dem Beschichten gekühlt und zusammengebracht und an der gewünschten Stelle mit einem heißen Bisen oder Bügeleisen, das auf die Außenseite der Dialisiermembran aufgebracht wird, erhitzt und unter Druck gesetzt werden, ermöglicht es, eine gleichförmige Schmelzung des Klebstoffes und somit eine gleichförmige Haftkraft zu erzielen.

Klebstoffe, deren Viskosität sich bei einer über dem Schmelzpunkt liegenden Temperatur abrupt verringert, sind gewöhnlich für das obengenannte Ziel vorzu-* ziehen, wie beispielsweise Äthylen-Vinylacetat-Kopolymer , Acrylkunstharz, Petroleumkunstharz und dergleichen. Ein Äthylen- Vinylacetat-Kopolymer-Klebstoff, der von der Firma Sekisui Chemical Co. Ltd. in Japan unter der Bezeichnung ESDYNE Nr.8222-D

vertrieben wird, hat sich als sehr geeignet erwiesen, um Zellstoff auf Polyäthylen zu kleben.

Man kann Klebstoffe in Form von Filmen, die gegossen oder in anderen? Weise hergestellt wurden, auf die gewünschte Größe zusciieiden und zwischen aus Polyäthylen od. dgl. bestehende Kerne und aus Zellstoff, Polyvinylacetat, Silikonkunstharz usw. bestehende Rohre einbringen und dann die Klebstoffe in der obengenannten Weise erhitzen und die Teile unter Verwendung eines heißen Bügeleisens , das auf die Außenseite der Membran aufgesetzt wird, zusammenpressen, um eine gleichförmig dicke Klebstoffschicht zu er-

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halten. Hierbei wird die Schmelzung der Klebstoffschicht gleichförmiger sein als bei dem obengenannten Beschichtungsverfahren, weil der Klebstoff zwischen der Membran und dem Kern ausgepreßt wird, wo die Klebstoffschicht zu dick ist,und weil die aufgrund einer zu dünnen Klebstoffschicht mangelnde Haftkraft auf diese Weise stark verbessert wird. Die obengenannten Filme sind nicht solche Filme, die durch direkte Beschichtung der miteinander zu verklebenden Flächen entstehen, sondern Filme, die an anderer Stelle wie auf den miteinander zu verklebenden Flächen hergestellt wurden.

Fig. 2 zeigt die relative Lage zwischen den Kernen und den auf denselben festgeklebten Rohren, wobei jedes Rohr nur einmal gefaltet ist. Es ist aber auch möglich, jedes Rohr dreimal oder fünfmal oder um jedes beliebige ungerade Vielfache zu falten. Das Falten der Rohre kann ohne Abknicken oder sonstige Zerstörung erfolgen, weil an jedem Ende jsdes Rohres eine Einlaßöffnung oder eine Auslaßffifnung vorgesehen ist, die an einen Einlaßkanal oder Auslaßkanal, der radial durch das Anschlußstück 3 verläuft, angeschlossen wird. Der Dialisierteil besteht aus Rohren 5 und zwischen diesen und auch zwischen deren Falten eingesetzten Trennwänden 4, die spiralförmig um die Kerne 1 und 2 gewickelt sind. Jede Oberfläche der Rohre wird dabei unter einem geeigneten Druck in Kontakt mit einer Trennwand 4 gebracht. In Fig. sind die Rohre und Trennwände noch nicht dicht um die Kerne gewickelt, so daß die Oberflächen der Rohre 5 auch noch nicht in Kontakt mit den Trennwänden 4 stehen.

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Das in Fig. 5 dargestellte Rohr 55 besteht aus zwei Membranfolien 5b, die miteinander durch eine Klebstoffschicht 10b verbunden sind, welche sich zwischen den beiden Folien befindet. Dieses Rohr 5^ ist so ausgebildet, daß das Blut auf einem U-förmigen Weg durch es hindurchströmt. Es besitzt eine Einlaßöffnung 6b und eine Auslaßöffnung 6b» für das Blut und enthält Staukörper 7b und 8b zum gleichförmigen Verteilen des Blutstromes über die Jeweilige Breite des Strömungskanals, d.h. also quer zur Strömungsrichtung. Die Staukörper 7b und 8b haben dieselbe Wirkung wie die in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Staukörper.

Das Innere des Rohres 55 ist durch einen in seiner Mitte in Längsrichtung verlaufenden Kern oder Steg in zwei Abschnitte unterteilt. Durch die Einlaßöffnung 6b in das Rohr ^5 gelangendes Blut strömt durch einen Kanal 14 von einem Teil in den anderen des Innenraumes des Rohres in Richtung der angegebenen Pfeile und gelangt somit zur Auslaßöffnung 6b¹ zurück, die neben der Einlaßöffnung 6b liegt.

Fig. 6 zeigt, wie die Rohre 55 an den Kern angeklebt sind. Ein zum Zuführen und Abführen von Blut geeignetes Anschlußstück 3fl enthält Bohrungen 12a zum Zuführen von Blut und Bohrungen 13a zum Abführen von Blut, die vom Zentrum des AnschlußStückes 311 radial nach außen verlaufen, wobei die Bohrungen 12a und 13a in Längsrichtung des Anschlußstückes gesehen gegeneinander versetzt sind, in ihrer Winkelstellung jedoch Übereinander liegen, im Unterschied zur Anordnung der Bohrungen 12 und 13 im Anschluß-

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stück 3 gemäB Fig. 1 und 2. Die Bohrungen 12a und 13a können im Anschlußstück 311 miteinander in Verbindung treten, wobei die Bohrungen 12a zur Zufuhrleitung 16 und die Bohrungen 13a zur Abfuhrleitung 17 führen.

Die Rohre 55 sind jewels mit einem Ende derart am Kern festgeklebt, daß die Einlaßöffnung 6b über einer Bohrung 12a und die Auslaßöffnung 6b¹ über einer Bohrung 13a liegt.

Der aus den Rohren 55 und zwischen diesen angeordneten Trennwänden 4 bestehende Dialisierteil ist spiralförmig um den Kern und dessen Anschlußstück 311gewickelt, wobei jede Oberfläche der Rohre unter geeignetem Druck in Kontakt mit einer der Trennwände 4 gebracht ist.

Wenn Rohre 5 der in Fig. 3 dargestellten Art ungefaltet oder um ein gerades Vielfaches gefaltet spiralfömLg um die Kerne 1 und 2 angeordnet sind, werden die freien Enden derselben in Kontakt mit einer äußeren Hülle 43 gebracht. Dementsprechend können die an den freien Enden befindlichen Auslaßöffnungen 6a mit einer in Längsrichtung durch die Vorrichtung verlaufenden Rohrleitung in Verbindung gebracht werden, die in der äußeren Hülle angebracht ist, in welcher die Auslaßöffnun|ⁿuntereinander verbunden sind, so daß Blut aus dem Kern in die für das Blut bestimmte Abfuhrleitung strömen kann. Dies führt, ebenso wie bei den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen , dazu, daß die

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Länge jedes einzelnen Rohres verkürzt werden kann, wodurch sich der Strömungswiderstand des Blutes in den einzelnen Rohren verringert.

Für eine einfache Anordnung ist es jedoch vorzuziehen, sowohl den Zustrom als auch den Abstrom des Blutes über entsprechende Öffnungen im Kern vorzunehmen.

Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen kann die Strömungsrichtung des Blutes umgekehrt werden, so daß das Blut von der Auslaßöffnung 6a zur Einlaßöffnung 6 durch die Rohre 5 strömt.

Wäßrige Lösungen, welche Ionen von Kalium, Magnesium, Essigsäure od. dgl. in Verbindung,mit Salzen enthalten, um die Konzentration des Hauptelektrolyten auf die des Blutes durch Verwendung von Glukose oder Pentrasacharid zum Einstellen des osmotischen Druckes zu bringen, werden im allgemeinen als Dialisierflüssigkeit verwendet, um im Blut angesammelte verbrauchte Stoffe oder Materialien abzuführen.

Die Dialisierflüssigkeit strömt durch eine aus flexiblem Schlauchmaterial bestehende Einlaßleitung

18 in ein Anschlußstück 36, welches die Dialisierflüssigkeit auf den Raum zwischen einer Stirnplatte

19 und einer ersten die Flüssigkeit steuernden Platte über einen radial nach außen vom Anschlußstück ausgehenden Kanal 37 leitet. Das Anschlußstück 36 besteht aus elastischem Material und ist in den Kern 1 derart eingesetzt, daß es mit der Innenseite des-

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selben spaltlos in Kontakt kommt, wodurch die Vorrichtung luftdicht verschlossen wird.

Vie Fig. 7 zeigt, enthält die erste zum Steuern der Strömung der Dialisierflüssigkeit vorgesehene Platte 20 zahlreiche Löcher 46, die in gleichem Abstand veneinander auf einem koaxialen Kreis angeordnet sind. Da die Dicke der Platte und der Durchmesser jedes Loches gleichförmig sind, ergeben sich in den einzelnen Löchern konstante Flüssigkeitsdrücke und Strömungsgeschwindigkeiten.

Die zum Steuern und Einstellen der Strömung der Dialisierflüssigkeit vorgesehene zweite Platte 21 enthält eine Kombination von verschieden geformten Rinnen 50 und von Löchern 51, die so ausgebildet und zueinander angeordnet sind, daß die durchströmende Flüssigkeit gleichförmig über alle Löcher verteilt wird und sich hier auch gleichförmige Strömungsverhältnisse ergeben.

Die Rinnen 50 und Löcher 51 sind in Form verschiedener Dessins angeordnet. Das Dessin 47 besitzt zwei Löcher 51 auf einem äußeren Kreis und jeweils ein Loch auf einem inneren Kreis und einem mittleren Kreis der Platte 21, wobei diese drei Kreise konzentrisch zueinander verlaufen. Diese vier Löcher sind durch Rinnen 50 untereinander verbunden, welche die in Fig. 8 erkennbare Form aufweisen und somit das Dessin 47 bilden. Das Dessin 48 besitzt auf dem äußeren und dem inneren Kreis jeweils ein Loch 51 und zwei Löcher auf dem mittleren Kreis der Platte 21. Das dritte D»ssin , das Dessin 49, besitzt wiederum zwei Löcher auf dem äußeren Kreis und jeweils ein

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Loch auf dem mittleren und dem inneren Kreis. Die entsprechenden Löcher sind wiederum durch Rinnen der aus Fig. 8 erkennbaren Form untereinander verbunden. Die drei Dessins 47_f48 und 49 sind in dieser Folge auf einem Kreis angeordnet, wobei das Verhältnis der Anzahl der Löcher auf dem äußeren, dem mittleren und dem inneren Kreis 5:4:3 ist. Wenn die drei konzentrischen Kreise ein Durchmesserverhältnis von 5:4:3 besitzen, sind die Löcher Jedes Kreises gleichförmig verteilt.

Jede der die einzelnen Dessins auf der Platte 21 bildenden Rinnen besitzt dieselbe Form und denselben Querschnitt, wobei außerdem eine gleiche Strömungslänge oder Strömungsstrecke von den Löchern der ersten Platte 20 zu den Löchern der zweiten Platte 21 gegeben ist. Die Rinnen 50 können aber auch in die erste Platte 20 eingeformt sein.

Die dritte zum Steuern der Strömung der Dialisierflüssigkeit vorgesehene Platte 22 besitzt ebenfalls Rinnen und Löcher, die nach bestimmten Dessins ausgebildet und angeordnet sind. Auch hier ist die Form und die Querschnittsfläche jeder der zu Löchern 53 führenden Rinnen 52 gleich. In jedem Strömungspfad, der von den Rinnen gebildet wird, sollte die Querschnittsform, die gesamte Querschnittsfläche, die Länge jeder Rinne von einem Einlaßloch zu den Auslaßlöchern und die Divergenzzahl an allen Stellen gleich sein, da eine in dieser Hinsicht mangelnde Gleichförmigkeit eine ungleichförmige Strömung der Dialisierflüssigkeit hervorruft. Dies trifft auch für die Auslaßseite des Dialisierteiles zu.

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Obwohl im vorliegenden Falle zum Einstellen und Steuern der Strömung der Dialisierflüssigkeit drei Platten dargestellt und erläutert sind, ist die Anzahl dieser Platten nicht auf drei "begrenzt, wenn nur sichergestellt ist, daß die Löcher in den in Strömungsrichtung weiter hinten liegenden Platten dichter verteilt als in den davor befindlichen Platten liegen ,und wenn sichergestellt ist, daß der Druck der durch die Löcher hindurchgehenden Dialisierflüssigkeit und die Strömungsmenge an diesen Löchern überall gleich ist. An der Auslaßseite des Dialisierteiles sind die für die Steuerung der durchströmenden Dialisierflüssigkeit vorgesehenen Platten in umgekehrter Folge angeordnet.

Die Strömung der Dialisierflüssigkeit wird bezüglich ihrer Gleichförmigkeit verbessert, wenn man eine Glasfasermatte oder eine poröse Platte gleichförmiger Dicke zwischen dem Dialisierteil und den zum Steuern der Strömung vorgesehenen Platten anordnet.

Die an beiden Enden der äußeren Hülle 43 verwendeten Platten zum Steuern der Strömung der Dialisierflüssigkeit können auch nur an einer Seite derselben vorgesehen werden.

Die einzelnen Platten 20, 21 und 22 können aneinandergeklebt werden, um zu verhindern, daß seitlich Flüssigkeit austreten kann. Zu diesem Zweck trägt man auf die einander gegenüberliegenden Oberflächen dieser Platten Klebstoff auf.

Am Auslaßende des Dialisierteiles sind Platten 25, 26 und 27 zum Steuern der Strömung der Dialisier-

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flüssigkeit angeordnet, die ebenso wie die Platten 20, 21 und 22 ausgebildet und angeordnet sind und ebenso wie diese erstgenannten Platten wirksam werden, jedoch erfolgt die Strömung der Dialisierflüssigkeit durch diese Platten in entgegengesetzter Richtung, weil die Platten am Einlaß und am Auslaß des Dialisierteiles spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

Die Vorrichtung ist mit einer die Form einer Kappe aufweisenden Stirnplatte 19 versehen, die umlaufende ringförmige Vorsprünge 23 und 31 aufweist, die Nuten zur Aufnahme von jeweils einem O-Ring 24 bzw. 32 aus elastischem Material enthalten. Auf diese Weise wird verhindert, daß Dialisierflüssigkeit zwischen dem Ende der Stirnplatte 19 und dem Kern und über den Außenumfang der zusammengesetzten Steuerplatten entweichen kann. Am anderen Ende befindet sich eine ähnlich ausgebildete kappenartige Stirnplatte 30, die ringförmige Vorsprünge 28 und 33 aufweist, die jeweils eine Nut zur Aufnahme eines aus elastischem Material bestehenden O-Ringes 29 bzw. 34 enthalten. Die Dialisierflüssigkeit strömt durch den zwischen der Innenseite der Stirnplatte 30 und der Platte 25 gebildeten Raum in einen in einem Anschlußstück 39 gebildeten Kanal 40 und gelangt von dort in eine Auslaßleitung 35, die aus flexiblem Schlauchmaterial besteht.

Die Dialisierflüssigkeit kann durch die Vorrichtung auch in umgekehrter Richtung strömen, da diese Vorrichtung spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.

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Die äußere Hülle 43 umschließt den aus Rohren und Trennwänden gebildeten Dialisierteil 42 und drückt von außen mit dem richtigen Druck auf diesen Dialisierteil. Dies erreicht man dadurch, daß man die Hülle 43 erhitzt, damit dieselbe auf den Dialisierteil 42 aufschrumpft. Die äußere Hülle kann dadurch hergestellt werden, daß man eine Folie aufwickelt und die Kanten derselben mit Hilfe von Klebstoff oder Klebband miteinander verbindet.

Die Enden 44 und 45 der äußeren Hülle 43 überlappen die inneren Enden der kappenartigen Stirnplatten 19 bzw .30, wobei eine Abdichtung im Bereich dieser überlappenden Abschnitte mit Hilfe von Klebstoff oder Klebband erzielt wird, so daß der Dialisierteil 42 luftdicht nach außen verschlossen ist. Dadurch kann der Druck der Dialisierflüssigkeit geringer als der des durch die Rohre strömenden Blutes sein, wodurch das Entfernen von Wasser aus dem Blut durch die Dialisiermembranen beim Dialisiervorgang wirksam erfolgen kann.

Außerdem benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung keine kostspielige Pumpe, um die Blutzirkulation zu bewirken.

Die die erfindungsgemäße Vorrichtung verlassende Dialisierflüssigkeit ist gleichförmig mit Absonderungen des Blutes beladen und kann daher mit gutem Wirkungsgrad benutzt werden. In Fig. 1 ist im Längsschnitt eine Dialisiervorrichtung gezeigt, die Rohre in der in Fig. 2 zu erkennenden Anordnung aufweist, durch welche das Blut in der in Fig. 3 angedeuteten Richtung hindurchströmt,

wobei jedoch ebenfalls die Anordnung aus Fig. 6 möglich ist, bei der Rohre der in Fig. 5 dargestellten Art verwendet werden.

Es wurde gefunden, daß es durch die Erfindung möglich ist, eine ausreichende Dialisierung von Blut mit einer kompakten Vorrichtung zu erzielen, in welcher die die Dialisiermembranen bildenden Rohre parallel zueinander und spiralförmig um einen Kern angeordnet sind. Auf diese Weise kann man die Länge der einzelnen Rohre kürzen, um auf diese Weise den Strömungswiderstand zu senken.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zum Zuführen und Abführen des Blutes vorgesehenen Leitungen im Kern angeordnet, jedoch ist es ebenso möglich, sie außerhalb des Kernes anzubringen und beispielsweise unmittelbar in die Rohre münden.zu lassen.

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Claims

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Firma KABUSHIKI KAISHA PLASTIC KOGAKU KENKYUSHO, 28, Chaya-machi, Kita-ku, OSAKA (Japan)

Patentansprüche:

Dialisiervorrichtung für künstliche Nieren, dadurchgekennzeichnet , daß sie eine äußere Hülle (43), einen in dieser Hülle untergebrachten Kern (1,2,3), eine Vielzahl von schlauch- oder lappenartigen Rohren (5,55) a.uu semip»rmeablen Dialisiermembranen, duch welche Blut strömt, und Trennwände <4) zwischen diesen Rohren aufweist, wobei diese Rohre (5,55) auf der Außenseite des Kernes (1,2,3) verteilt angeordnet sind und die Rohre und die Trennwände (4) parallel zueinander spiralförmig um den Kern liegen, wobei die Rohre (5,55) Einlaßöffnungen (6,6b) und Auslaßöffnungen (ja,6b«) für Blut aufweisen und wobei über die Außenseite der Rohre Dialisierflüssigkeit von einem Einlaß (19) zu einem Auslaß (30) der äußeren Hülle (43) strömt.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Rohr (5) aus zwei Folien (5a) aus semipermeabler Membrane gebildet sind, die miteinander verbunden sind und daß jedes Rohr an einem Ende einen Einlaß (6) und am anderen Ende einen Auslaß (6a)aufweist, so daß das Blut in einer Richtung durch dieses Rohr strömt.

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3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (55) aus zwei Foli-en (5b) aus semipermeabler Membrane besteht, die fest miteinander verbunden sind, und daß dieses Rohr in seinem Inneren in zwei nebeneinanderliegende Teile unterteilt ist, von denen einer mit einem Einlaß (6b) und der andere mit einem Auslaß (6b¹)» die nebeneinander liegen, versehen ist, und wobei ein Kanal (14) die beiden Teile miteinander verbindet.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (5) nahe seinem Einlaß (6) und seinem Auslaß (6a) Staukörper (7,8,9) mit zickzackförmig zueinander versetzt angeordneten Durchstromöffnungen zum Erzielen eines gleichförmigen Blutdurchstromes enthält.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (55) nahe seinem Einlaß (6b) und nahe seinem Auslaß (6b¹) Staukörper £7a,8b) mit zickzackförmigem Durchlaß aufweist, um einen gleichförmigen Blutdurchstrom zu erreichen, wobei diese Staukörper auch vor und hinter dem Verbindungskanal J14) angeordnet sind.
6.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5,55) und die Trennwände (4) von der äußeren Hüllle (43) mit einem bestimmten Druck aufeinandergedrückt sind.
7.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1,2,3) ein Anschlußstück (3,31) enthält, an das eine

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Zufuhrleitung (16) und eine Abfuhrleitung (17) für Blut angeschlossen sind und das eine Vielzahl von Bohrungen (12,12a,13,13a) enthält, die radial verlaufen und in Längsrichtung und gegebenenfalls auch in Winkelrichtung gegeneinander versetzt sind und die mit den Einlaßöffnungen bzw. Auslaßöffnungen (6,6a,6b,6b¹) der Rohre (5,55) in Verbindung stehen.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anschlußstück (311) befindlichen radialen Bohrungen (12a und 13a) lediglich in aialer, nicht jedoch in Winkelrichtung gegeneinander versetzt sind.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5,55) mit Hilfe einer zwischengelegten Klebstoffschicht auf die Außenseite des Kernes (1,2,3,311) aufgeklebt sind.
10.) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) mit beiden Enden auf den Kern (1,2,3) aufgeklebt und dazwischen ohne Abknickung einmal oder um ein ungerades Vielfaches mehrfach gefaltet sind.
11.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle (43) eine Einlaßöffnung (19) für Dialisierflüssigkeit an einem Ende und eine Auslaßöffnung (30) für Dialisierflüssigkeit am anderen Ende aufweist, wobei

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an beiden Enden mehrere den Durchstrom der Dialisierflüssigkeit steuernde und die Dialisierflüssigkeit dabei gleichförmig verteilende Platten (20,21,22 j25,26,27) mit einer Vielzahl von gleichförmig auf diesen verteilt angeordneten Löchern (46,51,53) und Rinnen (50,52) vorgesehen sind, um den Strömungswiderstand der Dialisierflüssigkeit über den gesamten Querschnitt des Dialisierteiles (42) gleichförmig zu gestalten.

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