DE2318470A1

DE2318470A1 - BIO-MECHANICAL EXCHANGE DEVICE

Info

Publication number: DE2318470A1
Application number: DE19732318470
Authority: DE
Inventors: Rainer Rethel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-04-12
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1974-10-31

Description

Bio-Mechanisches Austauschgerät Die Erfindung betrifft ein bio-mechanisches Austauschgerät, vorzugsweise für Dialysatoren oder Oxygeneratoren, bestehend aus einem Gehäuse, das eine Anzahl von Kammern einschließt, wobei in den Kammern Membranen angeordnet sind, die die Kainmern in blutführende Räume und in Spül- oder Nährflüssigkeit führende Räume unterteilt und drr Druck in einem der Räume größer ist. Bio-mechanical exchange device The invention relates to a bio-mechanical Replacement device, preferably for dialyzers or oxygenators, consisting of a housing enclosing a number of chambers, with membranes in the chambers are arranged, which the Kainmern in blood-carrying spaces and in rinsing or nutrient fluid leading rooms are divided and the pressure in one of the rooms is greater.

Diese bio-mechanischen Austausehgeräte werden in der Medizin als künstliche Nieren, Oxygeneratoren und Ultrafilter, in der Industrie und Forschung als Dialysatoren, Wärmeaustauscher und zu Trennverfahren benutzt. Diese Geräte arbeiten bekanntlich nach dem Zwei-Kammer-System mit einer Trennmembran. Eine Kammer wird dabei durch eine Trennmembran, die als Folie, Schlauch oder Kapillare ausgebildet ist, in zwei Kammerräume getrennt. Die durch das Gerät strömenden Medien, Flüssigkeiten oder Gase werden entweder durch die Membranform selbst oder durch die profilierten Membranhalterungen in Kanäle von unterschiedlichen Abmessungen geleitet, in denen sie nach dem Gleich-, Gegen- oder Kreuzstromprinzip durch die Membran getrennt, aneinander vorbeifließen und währenddessen der Austausch von Stoffen durch die Membran stattfindet. Dabei wird der Austausch erheblich durch die Strömungsverhältnisse innerhalb der Kammern beeinflußt.These bio-mechanical exchange devices are called artificial ones in medicine Kidneys, oxygenators and ultrafilters, in industry and research as dialyzers, Heat exchangers and used for separation processes. These devices are known to work after the two-chamber system with a separating membrane. A chamber is thereby replaced by a Separating membrane, which is designed as a film, hose or capillary, into two chamber spaces separated. The media, liquids or gases flowing through the device become either by the membrane shape itself or by the profiled membrane holders directed into channels of different dimensions, in which they are after the same, Counter or cross flow principle separated by the membrane, flow past each other while the exchange of substances takes place through the membrane. Included the exchange becomes significant due to the flow conditions within the chambers influenced.

Der gegenwärtige Stand der Technik soll am Beispiel einer künstlichen Niere erläutert werden, gilt aber sinngemäß für entsprechende bio-mechanische Austauschgeräte. In'den heute benutzten künstlichen Nieren werden semipermeable Membranen verwendet, die sehr dünn und damit mechanisch wenig Stabil sind, um einen möglichst großen Stoffaustausch pro Zeiteinheit zu gestatten.The current state of the art is based on the example of an artificial Kidney are explained, but applies analogously to corresponding bio-mechanical exchange devices. In the artificial kidneys used today, semipermeable membranes are used, which are very thin and therefore mechanically unstable, so as to be as large as possible Allow mass transfer per unit of time.

Diese Membranen werden durch Profilplatten in der Weise unterstützt, daß sie die Ausbildung von zwei völlig getrennten Kammerräumen für das Blut und für die Spülflüssigkeit gestatten.These membranes are supported by profile plates in such a way that that they are the formation of two completely separate chamber spaces for the blood and allow for the rinsing liquid.

Mehrere dieser Profilplatten werden nun, jeweils durch eine Membran getrennt, übereinander gestapelt, unter Druck verschlossen und bilden so mit dem dazugehörigen Administrationsbesteck eine künstliche Niere. In sinngemäß gleicher Form werden die sogenannten Spulennieren gefertigt, wobei ein Nembranschlauch mit einer Profilplatte zusammen aufgewickelt ist. Bei den sogenannten Kapillarnieren werden feine im lichten Durchmesser ca. 160 mm dicke Membrankapillaren gebündelt und durch ein Gußverfahren miteinander an zwei, am Ende der Kapillaren gelegenen Stellen versiegelt. Alle diese Geräte sind entweder als Einmalartikel gedacht, oder die Membrantaschen und -schläuche, die das Blut aufnehmen, können nach Bedarf gegen neue ausgetauscht werden.Several of these profile plates are now, each through a membrane separated, stacked on top of each other, sealed under pressure and thus form with the associated administration set an artificial kidney. In analogy the same Form the so-called coil kidneys are manufactured, whereby a membrane tube with a profile plate is wound together. With the so-called capillary tubes fine membrane capillaries with a clear diameter of approx. 160 mm are bundled and by a casting process with one another at two at the end of the capillaries Sealed places. All of these devices are intended either as single-use items, or the membrane pouches and tubes that hold the blood can be used against new ones are exchanged.

Mit diesen Geräten soll eine möglichst hohe Austauschleistung unter klinischen Bedingungen erzielt werden. Diese Austauschleistung hängt aber direkt davon ab, wie eng der Kontakt des Blutplasmas einerseits und der Spdlflüssigksit andererseits mit der Membran ist Dieser enge Kontakt soll in den meisten Geräten über eine V#punktmembran-Unterstützung erreicht werden.With these devices, the highest possible exchange performance should be clinical conditions can be achieved. However, this exchange performance depends directly depends on how close the contact between the blood plasma and the spdliquid On the other hand, with the membrane this close contact is intended in most devices can be achieved via a V # point membrane support.

Die bekannte Gestaltung der Kammern, die im Querschnitt rechteckig oder-oval oder als Rillen ausgeführt sind, weisen entscheidende Nachteile auf, die die Wirkungsweise bisher erheblich verschlechterten. Aufgrund der Eigenelastizität der Dialysemembran dehnt sich diese entsprechend dem Druckgradienten immer in der Weise aus, daß der Kammerraum, in dem der höhere Druck herrscht, bei künstlichen Nieren der Blut führende Kammerrauui, vergrößert wird. Dabei versucht die Membran, sich der Xreisbogenform zu nähern. In den Kapillarnieren ist die Kreisform schon durch den Membranbau als Schlauch gegeben. Dabei ergibt sich eine erhebliche Verschiebung des Verhältnisses Oberfläche/ Volumen hin zur Volumenseite. Dies bedeutet inhomogenere, dickere Flüssigkeitsschichten und damit eine Verschlechterung der Austauschleistung sowie ein erhöhtes Füllvolumen# In den Platten- und Spulennieren legt sich die Membran überdies noch an die die Spülflüssigkeit führenden Profile druckabhängig vermehrt an, wodurch die Austauschfläche nochmals verkleinert wird.The well-known design of the chambers, which are rectangular in cross-section or-oval or are designed as grooves, have decisive disadvantages the mode of action has so far worsened considerably. Due to the inherent elasticity of the dialysis membrane, it always expands in accordance with the pressure gradient Expose that the chamber space in which the higher pressure prevails in artificial Kidneys the blood-carrying chamber rauui, is enlarged. The membrane tries to to approach the shape of the Xreisbogen. In the capillary the circular shape is already given by the membrane construction as a hose. This results in a considerable shift the surface / volume ratio towards the volume side. This means more inhomogeneous, thicker layers of liquid and thus a deterioration in the exchange performance and an increased filling volume # The membrane lies in the plate and coil kidneys moreover, the profile leading to the flushing liquid increases as a function of pressure on, whereby the exchange area is reduced again.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein biomechanisches Austauschgerät mit neuartiger Profilierung der Membranhalterung nach der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Strömungsverhältnisse derart beeinflußt werden, daß dünne, möglichst homogene Flüssigkeitsschichten entstehen, die eine wesentliche Steigerung der Austauschleistung erbringen und unter Ausnutzung der elastischen Eigenschaften der Membran zu einer größeren Austauschfläche bei gleichen äußeren Abmessungen führen. Darüberhinaus soll bei Kapillarnieren ein günstigeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und damit eine höhere Austauscheffektivität erreicht werden.The invention is therefore based on the object of a biomechanical Replacement device with a new type of profiling of the membrane holder according to the above to create named genus, in which the flow conditions so influenced be that thin, as homogeneous as possible liquid layers arise, the one provide a substantial increase in the exchange performance and take advantage of the elastic properties of the membrane result in a larger exchange area at the same outer Dimensions lead. In addition, with capillary tubes a more favorable ratio of surface to volume and thus a higher exchange efficiency can be achieved.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß in den Räumen mit höherem Druck Profile oder Stäbe angeordnet sind, wobei die Profile oder Stäbe das Volumen der mit höherem Druck beaufschlagten Räume verkleinern und in die Räume mit niedrigerem Druck hineinragen.The solution to this problem is that according to the invention in the Spaces with higher pressure profiles or bars are arranged, the profiles or Rods reduce the volume of the higher pressure rooms and move them into the rooms with lower pressure protrude into it.

Ein bio-mechanisches Austauschgerät, bestehend aus zwei profilierten Platten, die zwischen sich eine Anzahl von Kammern einschließen, wobei zwischen den Platten eine Membran angeordnet ist, die die Kammer in einen Blut führenden und in einen Spülflüssigkeit führenden Raum unterteilt, wobei der Druck in dem Blut führenden Raum größer ist, ist dahingehend weiter ausgestaltet, daß erfindungsgemäß die Profile der Blut führenden Platte konvexe Auswölbungen sind, die in die die Spülflüssigkeit führenden Räume unter Mitnahme der Membran einragen.A bio-mechanical replacement device, consisting of two profiled Plates that enclose a number of chambers between them, with between A membrane is arranged on the plates, leading the chamber into a blood and divided into a space carrying rinsing fluid, the pressure in the blood leading space is larger, is further designed to the effect that according to the invention the profiles of the blood-carrying plate are convex protrusions that fit into the the Rinse fluid-carrying spaces protrude while taking along the membrane.

Als hervorstechender Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik werden innerhalb des mit dem höheren Druck beaufschlagten Raumes, in der Regel der Blut führende Raum, nur dünne Medienfilme zwischen der Membran und dem Profil gebildet, da die Oberflächenform des Profils Shnlich dor Wölbung der Membran ausgestaltet ist und von dieser nur einen geringen Abstand hat.As a salient advantage of the invention over the prior art Technology are within the pressurized space in which Usually the blood-carrying space, only thin films of media between the membrane and the Profile formed because the surface shape of the profile is similar to the curvature of the membrane is designed and has only a small distance from this.

Dadurch wird ein geringes Volumen des Blut führenden Raumes bei einer großen zum Austausch zur Verfügung stehenden Oberfläche erreicht. Aufgrund der erfindungsgemäßen Formgebung kann die Austauschleistung gegenüber einem Austauschgerät bekannter Bauart bei gleicher Größe wesentlich erhöht werden.This creates a small volume of the blood-carrying space in a large surface area available for exchange is achieved. Due to the invention Shaping can improve the replacement performance compared to a replacement device of a known type can be increased significantly for the same size.

Praktisch ist das Profil in dem Blut führenden Kammerraum nur mit einem Blutfilm überzogen.In practice, the profile in the chamber space carrying blood is only with covered in a film of blood.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann bei einem biomechanischen Austauschgerät, in dessen Kammern Membranschläuche angeordnet sind, innerhalb der Membranschläuche Stäbe angeordnet sein, die einen runden, elliptischen, viereckigen oder sternförmigen Querschnitt besitzen. Diese Ausführungsform besitzt ebenfalls die Vorteile eines dünnen Flüssigkeitsfilmes auf den Stäben, so daß keine inhomogenen, dicken Flüssigkeitsschlchten auftreten können, Die konvexen Auswölbungen können verschiedenen Querschnitt aufweisen, so z.B. einen runden, partiell elliptischen oder eckigen und die Auswölbungen können in Länge einer Kammer durchlaufend oder unterbrochen sein. An den Auswölbungen innerhalb des Blut führenden Raumes können zusätzlich kleine Körperchen oder Vertiefungen angebracht sein, die eine bessere Vermischung und Lenkung der laminar strömenden Medien bewirken.In a further embodiment according to the invention, a biomechanical Replacement device, in whose chambers membrane hoses are arranged, within the Membrane tubes can be arranged rods that have a round, elliptical, square or have a star-shaped cross-section. This embodiment also has the advantages of a thin liquid film on the rods, so that no inhomogeneous, thick fluid layers can occur, the convex protrusions can have different cross-sections, e.g. a round, partially elliptical one or angular and the bulges can be continuous or in length of a chamber be interrupted. At the bulges within the blood-carrying space in addition, small corpuscles or depressions may be attached, which are better Mix and direct the laminar flowing media.

In vorteilhafter Weise ist die Membran zwischen den Rändern der beiden Platten angedrückt und gehaltert, wobei die die Spülflüssigkeit führende Platte ebenfalls ein Profil mit im Querschnitt dreieckigen, rechteckigen oder pyramidischen Erhöhungen aufweist, die in der Länge einer Kammer durchlaufen oder unterbrochen sind.Advantageously, the membrane is between the edges of the two Plates pressed on and held, with the plate carrying the flushing liquid also a profile with a triangular, rectangular or pyramidal cross-section Has elevations that run through or interrupted in the length of a chamber are.

Desweiteren können bei sternförmigem Querschnitt des Stabes die Rillen spiralig um den Stab gewunden sein. Um den Eintritt des Blutes in die Kapillarmembran zu erleichtern, kann der Stab mit unterschiedlichen Geometrien versehen sein. So können die Enden der Stäbe verjüngt, dreieckig, oval, elliptisch oder sternförmig ausgebildet sein oder Einkerbungen aufweisen.Furthermore, in the case of a star-shaped cross section of the rod, the grooves be wound spirally around the rod. To the entry of blood into the capillary membrane To facilitate the rod can be provided with different geometries. So The ends of the rods can be tapered, triangular, oval, elliptical or star-shaped be formed or have notches.

Die Membranschläuche innerhalb einer Kammer können gebündelt sein, systematisch geordnet oder derart angeordnet, daß eine Lenkung der Spülflüssigkeit nach dem Gegenstrom-, Kreuzstrom-oder Gleichstromprinzip oder eine Mischform dieser Strömungsarten erfolgen kann.The membrane tubes within a chamber can be bundled, systematically ordered or arranged in such a way that a steering of the flushing liquid after the counter-current, cross-current or DC principle or a Mixed form of these types of flow can take place.

Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigt: Fig. la und b zwei Ausführungen eines herkömmlichen Dialysators und zwar a) vom Typ Kiil (Membrantaschentyp) und b) vom Typ Diamite (Skeggs-Leonard-Typ), Fig. 2a, b und c je eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Austauschgerätes für a) einen Plattendialysator vom Typ Skeggs-Leonard, für b) einen Kapillardialysator und für c) einen Dialysator vom Membrantaschentyp nach Keil, Fig. 3 eine erfindungsgemäße Profilanordnung mit einer beispielhaften Mischungsgeometrie in perspektivischer Sicht, Fig. 4 eine Profilanordnung in einem Dialysator vom Schlauchtyp mit verschiedenen Geometrien des Profils, und Fig. 5 eine beispielsweise Anordnung für einen Kapillar-Dialysator mit verschiedenen Mischungegeometrien.Examples of the invention are shown in the drawing and subsequently described. It shows: Fig. 1a and b two versions of a conventional dialyzer namely a) of the Kiil type (membrane pocket type) and b) of the Diamite type (Skeggs-Leonard type), 2a, b and c each show an embodiment of an exchange device according to the invention for a) a Skeggs-Leonard type plate dialyzer, for b) a capillary dialyzer and for c) a dialyzer of the membrane pocket type according to Keil, FIG. 3 a dialyzer according to the invention Profile arrangement with an exemplary mixture geometry in perspective View, Fig. 4 shows a profile arrangement in a dialyzer of the tube type with different Geometries of the profile, and FIG. 5 shows an example of an arrangement for a capillary dialyzer with different mixture geometries.

Fig. la zeigt das Querschnittsbild eines Plattendialysators vom Membrantaschentyp Kiil. Der Plattendialysator besteht aus zwei Platten 1, die ein dreieckförmiges, in Längsrichtung verlaufendes Rillenprofil aufweisen und derart aufeinander gelegt sind, daß im Querschnitt quadratische Kammern gebildet werden. Diese Kammern sind durch eine dehnbare Membran 3 in einen oberen, Blut führenden Raum 2 und in einen unteren, die Spülflüssigkeit führenden Raum 4 unterteilt. Man erkennt, daß die Blutfilmdicke inhomogen ist, und daß die Membran bei steigendem Druck im Blut führenden Raum 2 an die Profile der unteren Platte gepreßt wird.Fig. La shows the cross-sectional image of a plate dialyzer of the membrane pocket type Kiil. The plate dialyzer consists of two plates 1, which have a triangular, have longitudinally extending groove profile and placed one on top of the other are that square chambers are formed in cross section. These chambers are through an expandable membrane 3 into an upper, blood-carrying space 2 and into one lower, the rinsing liquid leading space 4 divided. It can be seen that the blood film thickness is inhomogeneous, and that the membrane with increasing pressure in the blood-carrying space 2 is pressed against the profiles of the lower plate.

Hierdurch wird die aktive Austauschfläche der Membran entscheidend verringert. In Abbildung lb ist ein Plattendialysator "Diamite" vom Typ Skeggs-Leonard gezeigt. Dieser bekannte Dialysator besteht ebenfalls aus zwei Platten 6 und 8, wobei nur die untere Platte 8 profiliert ist und ein der Fig. la ähnliches Profil aufweist. Zwischen der oberen und unteren Platte werden so wiederum Kammern gebildet, die durch eine dehnbare Membran 9 in zwei Räume unterteilt sind. Der Blut führende Raum 7 wird durch den im Verhältnis zum die Spülflüssigkeit führenden Raum höheren Druck vergrößert, wobei sich die Membran 9 mehr oder weniger ausdehnt und sich dabei den relativ flachen Flanken der Rillenprofile der Badplatte 8 anlegt, wodurch ebenfalls eine Verminderung der Austauschfläche eintritt. Auch in dieser Anordnung erkennt man deutlich die inhomogene Dicke der Blutfilmschicht im Blut führenden Raum 7.This makes the active exchange surface of the membrane crucial decreased. In Figure lb is a "Diamite" plate dialyzer of the Skeggs-Leonard type shown. This well-known dialyzer also consists of two Plates 6 and 8, with only the lower plate 8 being profiled and one of Fig. La has a similar profile. Between the top and bottom plates are so in turn Chambers formed, which are divided by an expandable membrane 9 into two spaces. The blood-conducting space 7 is defined by the space 7 leading in relation to the rinsing liquid Increased space higher pressure, wherein the membrane 9 expands more or less and at the same time the relatively flat flanks of the groove profiles of the bath plate 8 are applied, whereby there is also a reduction in the exchange area. Also in this one Arrangement one can clearly see the inhomogeneous thickness of the blood film layer in the blood leading room 7.

In Fig. 2 sind Querschnittsbilder von Austauschgeräten gemäß der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 2a einen Plattendialysator vom Typ Skeggs-Leonard. Dieser Plattendialysator besteht wiederum aus einer Blut führenden Platte 11 und einer die Spülflüssigkeit führenden Platte 5. Die Blut führende Platte 11 ist mit Auswölbungen lo versehen, die kreisbogenförmig ausgebildet sind und genau in die Kammern hinein ragen. Die Kammern sind durch eine Membran 13 in einen Blut führenden Raum 12 und in einen die Spülflüssigkeit führenden Raum 14 unterteilt. Durch den erhöhten Innendruck im Blutkammerraum 12 wird die Membran 13 konvex gewölbt, dergestalt daß sie sich der Kreisbogenform möglichst annähert. Die konvexen Auswölbungen 10 weisen nun soweit in den die Spülflüssigkeit führenden Raum 14 hinein, daß zwischan dar Oberfläche der Auswölbung lo und der gewölbten Membran 13 nur noch ein geringer Abstand herrscht. Die Form der Auswölbung ist also der Form der Membran ähnlich. Hierdurch wird eine fast homogene Blutfilmdicke 12 erreicht.Referring to Figure 2, there are cross-sectional images of replacement devices in accordance with the invention shown. 2a shows a plate dialyzer of the Skeggs-Leonard type. This plate dialyzer in turn consists of a blood-carrying plate 11 and a plate 5 guiding the rinsing liquid. The plate 11 guiding blood is with Provided bulges lo, which are circular arc-shaped and exactly in the Chambers protrude into it. The chambers are leading through a membrane 13 into a blood Space 12 and divided into a space 14 carrying the rinsing liquid. Through the increased internal pressure in the blood chamber space 12, the membrane 13 is convexly arched, in this way that it comes as close as possible to the shape of a circular arc. The convex bulges 10 now point so far into the space 14 leading to the rinsing liquid that between the surface of the bulge lo and the curved membrane 13 is now only a little smaller Distance prevails. The shape of the bulge is therefore similar to the shape of the membrane. As a result, an almost homogeneous blood film thickness 12 is achieved.

Fig. 2b zeigt eine erfindungsgemäße Profilanordnung und Ausgestaltung in einer Kapillarniere. Innerhalb eines Gehäuses 16, das Aussparungen aufweist, so daß wiederum eine längliche, gestreckte Kammer 17 entsteht, sind eine größere Anzahl von Kapillarmembranen oder dünnen, in der lichten Weite bis zu mehreren Millimetern messende Membranschläuche 18 angeordnet. In der Lichtung der Kapillaren oder der Membranschläuche befinden sich nun Fasern, Fäden oder Stäbe Zo, die zusätzlich eine bestimmte Profilierung, wie der Stab rechts in Fig. 2b, aufweisen können.Fig. 2b shows a profile arrangement and configuration according to the invention in a capillary. Within a housing 16, the cutouts has, so that in turn an elongated, elongated chamber 17 is formed, are one larger number of capillary membranes or thin ones, in the clear width up to several Membrane tubes 18 measuring millimeters are arranged. In the clearing of the capillaries or the membrane tubes are now fibers, threads or rods Zo, which in addition may have a certain profiling, such as the rod on the right in FIG. 2b.

Durch diese Stäbe oder Fasern wird das Verhältnis von Volumen zu Oberfläche innerhalb der Kapillaren oder Schläuche zugunsten der Oberfläche verschoben. Es entstehen wiederum dünne, homogene Blutfilme 19, wobei durch die Profilierung eine bessere Durchmischung des Blutfilmes erreicht wird. Dafür muß möglicherweise an den Stellen 21 eine etwas inhomogenere Flüssigkeitsschicht in Kauf genommen werden. Der Raum 17 ist der Raum, durch den die Spülflüssigkeit fließt und zwar entweder ungerichtet oder im Kreuz-> Gegen- oder Gleichstrom an den Kapillaren 18 oder Schläuchen vorbei, wodurch die durch die Membran permeierenden Substanzen mitgenommen werden. Die Membrankapillaren bzw.It is through these rods or fibers that the ratio of volume to surface area is established shifted within the capillaries or tubes in favor of the surface. It thin, homogeneous blood films 19 arise in turn, with a better mixing of the blood film is achieved. For this you may have to A somewhat more inhomogeneous layer of liquid must be accepted at the points 21. The space 17 is the space through which the rinsing liquid flows, either non-directional or in cross-> countercurrent or cocurrent to the capillaries 18 or Hoses passed, which entrained the substances permeating through the membrane will. The membrane capillaries or

Schläuche können im Gehäuse entweder lose gebündelt oder systematisch geordnet bzw. in Rahmenplatten in strömungsgünstiger Weise angeordnet sein.Hoses can either be loosely bundled in the housing or systematically be ordered or arranged in frame plates in a streamlined manner.

In Fig. 2c ist ein Dialysator 22 vom Membrantaschen-Tvp Kiil gezeigt. Dieser Dialysator besteht wiederum aus zwei Platten 23, die Jede halbröhrenartige Rillen aufweisen, die zusammengefügt Hohlröhren bilden. Beide Platten bilden diesmal den Raum für die Spülflüssigkeit. Zwischen die Platten ist eine doppelte Membran 24 gelegt und zwischen der Membran befindet sich ein Profil 27 in der Form von massiven Zylindern, die untereinander durch Stege verbunden sind. Beim Aufeinanderdrücken der beiden die Spülflüssigkeit führenden Platten 23 wird die Membran an den Rändern der Platten, aufliegend auf den Verbindungsstegen zwischen den einzelnen Zylinderkörpern 27 gehaltert, so daß einzelne, schlauchartige Blut führende Räume 26 entstehen. Der die Spülflüssigkeit führende Raum ist mit der Bezugsziffer 25 bezeichnet. Der Blut führende Raum 26 befindet sich also zwischen der Membran 24 und den zylindrischen Körpern 27. Auch diese Profile können eine im Querschnitt verschiedenartige Geometrie aufweisen, entsprechend dem rechten Zylinderstab in Fig. 2c.A dialyzer 22 of the membrane pocket type Kiil is shown in FIG. 2c. This dialyzer in turn consists of two plates 23, each semi-tubular Have grooves which when joined together form hollow tubes. Both panels form this time the space for the rinsing liquid. There is a double membrane between the plates 24 placed and between the membrane there is a profile 27 in the form of massive Cylinders that are connected to one another by webs. When pressing on each other of the two plates 23 carrying the rinsing liquid, the membrane becomes at the edges of the plates, resting on the connecting webs between the individual cylinder bodies 27 held so that individual, tube-like blood-leading spaces 26 arise. The who The space carrying rinsing liquid is identified by the reference number 25 designated. The blood-carrying space 26 is therefore located between the membrane 24 and the cylindrical bodies 27. These profiles can also have a cross-section have different geometries, corresponding to the right cylinder rod in Figure 2c.

Dadurch werden Einbuchtungen 28 gebildet. Diese Einbuchtungen bedingen eine bessere Lenkung und Durchmischung der hindurchströmenden Medien.As a result, indentations 28 are formed. These indentations require better steering and mixing of the media flowing through.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung entsprechend Fig. 2a. Die Profile 29 ragen in die die Spülflüssigkeit führenden Räume 32 hinein, nur durch die Membran 30 voneinander getrennt. Dabei führen sie die Membran mit und dehnen diese teilweise. An den Profilen der Blutseite können kleine Mischungskörperchen angebracht sein, die hier als Vertiefungen 31 ausgebildet sind. Dadurch wird ebenfalls eine bessere Lenkung und Durchmischung der laminar strömenden Medien erreicht. Die Profile des die Spülflüssigkeit führenden Raumes 32 können aurchlaufend oder, wie es durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, systematisch unterbrochen sein, um ebenfalls eine bessere Lenkung, Querverteilung und Durchmischung der Flüssigkeit zu erzielen. In diesem Beispiel ist die Strömungsrichtung der beiden Medien entgegengesetzt gerichtet.Fig. 3 shows an arrangement corresponding to Fig. 2a. The profiles 29 protrude into the spaces 32 carrying the rinsing liquid, only through the membrane 30 from one another separated. They carry the membrane with them and partially stretch it. On the profiles the blood side can be attached to small mixed bodies, here as depressions 31 are formed. This also results in better steering and mixing of the laminar flowing media. The profiles of the rinsing liquid Space 32 can be continuous or, as indicated by the dashed lines is to be systematically interrupted in order to also provide better steering, lateral distribution and to achieve mixing of the liquid. In this example is the direction of flow of the two media in opposite directions.

In Fig. 4 ist eine schlauchartige Membran 33 gezeigt, innerhalb dessen Lumen sich erfindungsgemäße Profile befinden. Auf der linken Seite der Fig. 4 sind vier zylindrische Stäbe 34 abgebildet, auf der rechten Seite besteht das Profil aus kurzen, trapezoidförmigen Widerstandskörperchen 36 mit Querverbindungen, die zusätzlich mit kleinen, erhabenen oder vertieften Oberflächen 35 versehen sind. Die Profile 34 und 36 liegen alav innerhalb des Blut führenden Raumes. Der die Spülflüssigkeit führende Raum 38 wird durch ein Profil 37 und durch die einragende Membran 33 begrenzt. Das Profil 37 besteht aus Doppel-U-förmigen Kanälen mit schmalen, hohen Stegen.In Fig. 4, a hose-like membrane 33 is shown, within which Lumen are profiles according to the invention. On the left of Fig. 4 are four cylindrical rods 34 shown, on the right is the profile from short, trapezoidal resistance bodies 36 with cross connections, the are additionally provided with small, raised or recessed surfaces 35. The profiles 34 and 36 lie alav within the blood-carrying space. The rinsing liquid leading space 38 is delimited by a profile 37 and by the protruding membrane 33. The profile 37 consists of double U-shaped Channels with narrow, high bridges.

In Fig. 5 ist eine beispielsweise Anordnung von Profilstäben 41 innerhalb eines Kapillardialysators dargestellt. Das Gehäuse wird durch Platten 39 gebildet, von denen der Einfachheit halber hier nur eine gezeichnet ist. Innerhalb der so gebildeten Kammern1 die gleichzeitig die Spülflüssigkeit aufnehmen, befinden sich Membrankapillaren oder Membranschläuche 40. Diese können entweder in kleinen Gruppen systematisch angeordnet sein, sie können aber auch insgesamt gebündelt sein oder in mehreren Schichten übereinander in die Platten 39 eingefügt werden. Innerhalb der Membrankapillaren oder der Membranschläuche 40 befinden sich Stäbe oder Fasern 41, wobei die drei rechten Stäbe der Fig. 5 runden Querschnitt besitzen. Das Blut fließt hier in einem dünnen Mantel oder einem dünnen Film zwischen der zylinderförmigen Membran und dem im Lumen der Membrankapillare bzw. des Membranschlauches befindliche#rofilstabes, Um nun den Eintritt des Blutes in die Kapillare zu erleichtern, können die innen liegenden Profilstäbe mit unterschiedlicher Geometrie ausgestattet sein. So z.B. besitzen die beiden rechts gezeigten Profilstäbe kerbförmige Vertiefungen 42 parallel der Mittelachse des Profilstabes, die konisch zulaufen und so zu einer gleichmäßigen Verteilung des Blutfilmes an der Membran führen. Die kerbförmigen Vertiefungen können auch schräg angeordnet sein entsprechend der Bezugsziffer 43, die auch am Innenprofil angeordnet sein können. Durch diese Körperchen oder Vertiefungen wird die Strömung gelenkt und ein gestörter laminarer Fluß erzielt.In Fig. 5 is an example of an arrangement of profile bars 41 within a capillary dialyzer shown. The housing is formed by plates 39, only one of which is shown here for the sake of simplicity. Inside the so formed chambers1 which simultaneously take up the rinsing liquid are located Membrane capillaries or membrane tubes 40. These can either be in small groups be systematically arranged, but they can also be bundled or bundled as a whole are inserted into the plates 39 in several layers one above the other. Within the membrane capillaries or the membrane tubes 40 are rods or fibers 41, the three right rods of FIG. 5 having a round cross-section. The blood flows here in a thin jacket or a thin film between the cylindrical Membrane and the profile rod located in the lumen of the membrane capillary or membrane tube, In order to facilitate the entry of the blood into the capillary, the inside lying profile bars can be equipped with different geometries. E.g. the two profile rods shown on the right have notch-shaped depressions 42 parallel the central axis of the profile rod, which taper conically and thus become a uniform Lead distribution of the blood film on the membrane. The notch-shaped depressions can also be arranged obliquely according to the reference number 43, which is also on the inner profile can be arranged. The current flows through these corpuscles or depressions steered and a disturbed laminar flow achieved.

Die Hohlfaser 41a ist mit biologisch aktivem Material,beispielsweise mit Jonenaustauschern,gefiillt.The hollow fiber 41a is made with biologically active material, for example filled with ion exchangers.

Claims

1. Bio-mechanical exchange device, preferably for dialyzers or oxygenators, consisting of a housing that encloses a number of chambers, wherein membranes are arranged in the chambers, which lead the chambers into blood Divide rooms and rooms leading to rinsing or nutrient fluid, and the pressure in one of the rooms is larger, characterized in that in the rooms with higher Pressure profiles, rods or fibers are arranged, the profiles, rods or Fibers reduce the volume of the pressurized spaces and in the rooms with lower pressure protrude into it.

2. Bio-mechanical exchange device, consisting of two profiled Plates that enclose a number of chambers between them, with between A membrane is arranged on the plates, which leads the chambers into a blood and divided into a space carrying rinsing fluid, the pressure in the blood leading space is larger according to claim 1, characterized in that the profiles of the blood-carrying plate (11) are convex bulges (lo) which enter the flushing liquid protrude leading spaces (14) taking along the membrane (13).

3. Bio-mechanical exchange device, consisting of two profiled Plates that enclose a number of chambers in which membrane tubes or Membrane capillaries are arranged, the membrane tubes or capillaries the Blood-bearing, pressurized spaces within the rinsing liquid leading chambers form according to claim 1, characterized in that within the membrane tubes (18) are profiled rods (20, 27), the have a round, elliptical, square or star-shaped cross-section.

4. Exchange device according to claim 2, characterized in that the convex bulges have round, partially elliptical or angular cross-section and / or are continuous or interrupted in the length of a chamber.

5. Exchange device according to claim 4, characterized in that on the bulges small bodies or depressions (31) are arranged.

6. Exchange device according to claim 2, characterized in that the Membrane (13, 24) pressed between the edges of the two plates (5, 11, 23) and is supported, the flushing liquid guiding plate (23) also a profile with triangular, rectangular, round or pyramidal cross-sections Has elevations that are continuous or interrupted in the length of a chamber are.

7. Exchange device according to claim 3, characterized in that at star-shaped cross-section of the profile bar, the grooves (21, 28) spiral around the profile bar are twisted.

8. Exchange device according to claim 3 or 7, characterized in that that the ends of the rods are tapered or triangular, oval, elliptical or star-shaped are formed or have notches (42, 43).

9. Exchange device according to one of claims 3, 7 or 8, characterized in that that the membrane tubes are bundled.

10. Exchange device according to claims 1 to 9, characterized in that the profiles, rods or fibers hollow profiles and / or hollow rods and / or hollow fibers are, if necessary, partially or completely filled with biologically active material.

are.