DE2319950B2 - Dialysevorrichtung - Google Patents

Description

Erfindungsgegenstand ist die im Patentanspruch 1 genannte Dialysevorrichtung. Die Patentansprüche 2 bis 5 haben Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.

Die Erfindung wird zwar an Hand der Blutdialyse beschrieben; denn die Dialysevorrichtung gemäß der Erfindung ist vor allen Dingen zur Reinigung von Blut gedacht. Es versteht sich aber, daß die Dialysevorrichtung gemäß der Erfindung natürlich auch zur Dialyse anderer Flüssigkeiten benutzt werden kann.

Eine moderne Dialysevorrichtung zur Reinigung von Blut, d. h. eine sogenannte künstliche Niere, muß verschiedene Bedingungen erfüllen. Bei der Schaffung der künstlichen Niere, d. h. der erfindungsgemäßen Dialysevorrichtung, ist angestrebt, diesen Bedingungen weitestgehend gerecht zu werden.

Es sind Dialysevorrichtungen bekannt, bei denen Blut zwischen paarweise angeordneten Membranen strömt, während die Reinigungsflüssigkeit außerhalb der Membranen zwischen letzteren und Abstandsscheiben fließt.

Zum Einführen von Blut bzw. zu reinigender Flüssigkeit einerseits und Kochsalzlösung oder Reinigungsflüssigkeit andererseits hat man zur Verbesserung der Strömungseigenschaften an der Umlenkstelle zwischen dem durch alle Distanzplatten hindurchreichenden Schacht und den einzelnen Kanälen für das Blut bzw. die Reinigungsflüssigkeit schon Verteilungsscheiben entwickelt, deren Aufbau aber sehr kompliziert war. Selbst wenn man diese Verteilungsscheiben aus Kunststoff und selbst im Spritzgußverfahren herstellt, sind doch sehr komplizierte Werkzeuge notwendig.

Die kompliziert ausgebildeten Verteilungsscheiben aus Kunststoff für «die zu reinigende Flüssigkeit sind z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 1642784 oder der britischen Patentschrift 1166411 bekannt. Dort sind aber auch Verteilungsscheiben für die Spüllösung beschrieben und genauer dargestellt.

Ebenso finden sich in der US-Patentschrift 3216920 Verteilungsscheiben für Elektrodialyse, die allerdings in einem ganz anderen Aufbau zusammengefaßt sind. Diese Scheiben sind zwar zwischen zwei Membranen, aber zusammen mit Distanzplatten angeordnet und zeigen deshalb nicht, wie man die zu dialysierende Flüssigkeit zwischen den Membranen gleichzeitig mit einer Verteilung der Dialyseflüssigkeit in den Raum zwischen den Membranen und den Distanzplatten verteilen kann.

Infolge der unterschiedlichen Dichtigkeitsprobleme kann man diese für die Elektrodialyse verwendbaren Verteilungsscheiben also nicht ohne weiteres zwischen den Membranen eines Membranpaares, das zwischen zwei Distanzplatten angeordnet ist, anordnen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dialysevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die in Massenfabrikation einfach und billig herstellbar ist und mit der auch bei Verwendung nur kleiner Blutmengen bei geringem Strömungswiderstand und gleichmäßiger Durchströmung eine gute Dialysewirkung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

In vorteilhafter Weise erreicht man mit Verteilungsscheiben gemäß Anspruch 2 die Herstellung einer Dialysevorrichtung, die gegebenenfalls auch als Einwegartikel nach einmaliger Benutzung weggeworfen werden könnte. Die Verteilungsscheiben selbst sind nämlich infolge ihrer neuartigen Gestaltung einfach herstellbar, so daß die Industrie hier für die Massenfabrikation zweckmäßige Maschinen einsetzen kann. Damit aber wird der Preis dieser Verteilungs-

scheibe bzw, die mit den Distanzplatten in der eingangs beschriebenen Weise versehene Dialysevorrichtung günstiger.

Ferner ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn der größte Durchmesser des kleinen ringförmigen Teiles der Verteilungsscheiben kleiner ist als der kleinste Durchmesser des großen ringförmigen Teiles der Verteilungsscheibe. Mit diesen Maßnahmen gelingt ein noch besserer Durchfluß der zu reinigenden Flüssigkeit, d. h. des Blutes. Auch diese Maßnahmen dienen der Verwendung einfacherer Werkzeuge ohne bewegliche Kerne. Es ist jetzt nicht mehr notwendig, zwei separate Teile zu gießen und sie so ineinanderzufügen, gegebenenfalls sogar mit Hand, um dann erst die Verteilungsscheibe einsetzbar vorliegen zu haben. Vielmehr wird so eine Verteilungsscheibe schon dann fertig einstückig geformt, wenn ein zwei Hälften aufweisendes Werkzeug ohne bewegliche Kerne eingesetzt wird.

Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn ein ringförmiger Wuist oder Flansch an der Verteilungsscheibe oder an der Distanzplatte angebracht ist. Dann erhält man in vorteilhafter Weise einen hohen Anpreßdruck und damit eine gute Dichtwirkung zwischen den in Dichteingriff miteinander stehenden Teilen, z. B. der Membran und der Distanzplatte.

Für einen guten Durchfluß ohne Blutkoagulation ist es ferner zweckmäßig, wenn die Verbindungsstützen einen etwa dreieckigen Querschnitt mit abgemndeten Ecken haben, wobei eine Spitze zum Zentrum der Verteilungsscheibe gerichtet ist, während die gegenüberliegende Seite abgerundet und in Linie mit dem äußeren Umfang des großen ringförmigen Teiles angeordnet ist. Bei der soeben beschriebenen Betrachtungsweise hat man auf die große runde Fläche der Verteilungsscheibe bzw. auf die Flachseite der Distanzplatte geblickt.

Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind auf beiden Seiten der Distanzplatte um die öffnung für die zu reinigende Flüssigkeit herum zwei konzentrische Ringwulste angebracht. Die Verteilungsscheiben sind bekanntlich meist sehr klein und sind häufig nur mit einer gewissen Mühe und immer nur so einzurichten, daß der kleine ringförmige Teil der Verteilungsscheibe nach oben zu liegen kommt — bei einer anderen Ausführungsform gegebenenfalls auch umgekehrt. In jedem Falle aber kann man durch das vorstehende Merkmal konzentrischer Ringwulste auf beiden Seiten der Distanzplatte einen automatischen Zusammenbau erleichtern, so daß die mühevollen Einrichtarbeiten erheblich verringert werden können.

Die als künstliche Niere eingesetzte Erfindung arbeitet auch bei der Verwendung von nur kleinen Blutmengen gut. Der Strömungswiderstand in den Blutkanälen sollte minimal sein, um nach Möglichkeit die Benutzung einer Blutpumpe zu vermeiden.

In zweckmäßiger Weise sollte dabei die Dialysevorrichtung so eingerichtet sein, daß die nach der Behandlung zurückbleibende Blutmenge so klein wie möglich ist, so daß dem Patienten kein Zusatz von Blut zugeführt zu werden braucht, oder zumindest eine nur so geringe Menge wie nur möglich. Jeder Blutzusatz führt nämlich für den Patienten die Hepatitis-Gefahr mit sich. Das mit der künstlichen Niere umgehende Personal sol¹ weder mit Blut noch mit der Reinigungsflüssigkeit in Berührung zu kommen brauchen. Auch in diesem Falle oestünde sonst Hepatitisfiefahr.

ίο

Die Dialysevorrichtung gemäß der Erfindung ist in zweckmäßiger Weiseso aufgebaut, daß ihr Gesamtgewicht so niedrig wie nur möglich ist. Die zu der neuen Dialysevorrichtung gemäß der Erfindung gehörenden Teile können in Massenfabrikation einfach und billig hergestellt werden, so daß man diese nach Gebrauch als künstliche Niere sogleich fortwerfen kann.

Eine weitere, selbstverständliche Bedingung zur Erreichung von Vorteilen besteht darin, daß die Durchströmung sowohl von Blut als auch von Salzlösung über dem gesamten Querschnitt der Niere gleichmäßig erfolgen muß, so daß alles Blut effektiv gereinigt wird. Man muß also eine gleichmäßige Verteilung, speziell von Blut, im jeweiligen Membranenpaar sowie zwischen den einzelnen Membranenpaaren haben.

Die künstliche Niere gemäß der Erfindung bildet ein vollkommen geschlossenes System, das sich direkt an geeignete Schläuche für Biut und Reinigungsflüssigkeit anschließen läßt. Es ist hiertx·' zweckmäßig, daß auch diese Schläuche zum einmaligen Gebrauch gefertigt sind, die man also auch nach Benutzung des gesamten Systems fortwerfen kann.

Um eine effektive Reinigung des Blutes zu erzielen, ohne daß eine allzu große Menge hiervon benutzt zu werden braucht, besteht die künstliche Niere in zweckmäßiger Weise aus mehreren Teilen. Die Handhabung dieser Teile kann in einfacher Weise erfolgen, wobei gleichzeitig jedes Risiko einer Leckage zwisehen Kanälen für Blut und Reinigungsflüssigkeit eliminiert ist.

Die zu der künstlichen Niere gehörenden Membranen zur Trennung von Blut und Reinigungsflüssigkeit müssen effektiv unterstützt werden, so daß ihre BeIastung nicht so groß wird, daß Bruchgefahr besteht.

Diese und weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden durch die nachstehend beschriebene, künstliche Niere ;rfüllt. Hierbei wird auf die Zeichnungen hingewiesen, die als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindu.igsgegenstandes beschreiben. Es zeigt

Fig. 1 das eine Ende einer als künstliche Niere aufgebauten und verwendeten Dialysevorrichtung gemäß der Erfindung, von der Seite und teilweise im Schnitt gesehen,

Fig. 2 das eine Ende einer zur Niere gehörenden Distanzplatte im Schnitt,

Fig. 3 eine Vergrößerung des kreisförmigen, in Fig. 2 mit III bezeichneten Teiles,

Fig. 4 eine Vergrößerung des kreisförmigen, in Fig. 2 mit IV bezeichneten Teiles,

Fig. 5 eine Vergrößerung des kreisförmigen, in Fig. 2 mf·. V bezeichneten Teiles,

Fig. 6 und 7 einen Schnitt bzw. eine teilweise im Schnitt befindliche Dra jfsicht einer zu der künstlichen Niere gehörenden Verteilungsscheibe für Blut als zu reinigende Flüssigkeit und

Fig. 8 und 9 eine Draufsicht bzw. einen Schnitt eines entsprechenden \ erteilungsringes für die Reinigyngsflüssigkeit.

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die als Beispiel gezeigte künstliche Niere aus einer Anzahl Distanzplatten 1 mit paarweise dazwischenliegenden Membranen 2. Die Reinigungsflüssigkeit, die aus einer gewöhnlichen Kochsalzlösung mit gewissen medizinischen Zusätzen bestehen kann, wird durch einen Nippel 3 eingeführt. Dieser Nippel ist in einem Stück mit einer oberen Soannolatte 4 eeformt. Über Dicht-

ring 5 ist eine Verlängerung 6 des Nippels 3 an eine obere Spannscheibe 7 angespannt. Nippel 3 bildet in sich einen Kanal 8, dessen Verlängerung durch das Paket der Distanzplatten 1 und Membranen 2 hindurchgeht. Jedes Membranenpaar 2, 2 wird hierbei zwischen den Verteilungsringen 9 und danebenliegender Distanzplatte 1 festgeklemmt. Diese Verteilungsringe sollen nachstehend unter Hinweis auf Fig. 8 und 9 noch näher beschrieben werden.

Über einen Nippel 10, der in ein Loch 11 in der oberen Spannplatte 4 eingespannt ist, wird der künstlichen Niere Blut zugeführt. Über die Dichtung 12 ist dieser Nippel 10 an die obere Spannscheibe 7 angedrückt. Im Blutnippel 10 befindet sich ein Kanal 13, dessen Verlängerung durch das von den Distanzplatten 1 und Membranenpaaren 2, 2 gebildete Paket hindurchführt. Hierbei sind in jedem Membranenpaar Biuiverieiiuiigsscneiueii 14 aiigeuiüiici. Diese Vciteilungsscheiben sollen nachstehend unter Hinweis auf die Fig. 6 und 7 noch näher beschrieben werden.

An der Unterseite der in Fig. 1 dargestellten künstlichen Niere befindet sich eine untere Spannplatte 15 sowie eine untere Spannscheibe 16, welche der oberen Spannplatte 4 bzw. der oberen Spannscheibe 7 wesentlich entsprechen.

Die beiden Spannplatten 4 und 15 können mit Hilfe beliebiger Mittel zusammengespannt gehalten werden. In dem gezeigten Beispiel geschieht dies mit Hilfe von Spannschienen 17, die in nicht dargestellten, in den beiden Platten 4 und 15 vorhandenen Spuren festgehakt sind.

In Fig. 2 wird also das eine Ende einer zu der künstlichen Niere gehörenden Distanzplatte 1 gezeigt. Der größte Teil ihrer Fläche besteht aus Rippen 18, zwischen denen Kanäle 19 für die Reinigungsflüssigkeit gebildet sind. Führungsleisten 20 verhindern, daß anliegende Distanzplatten 1 im Verhältnis zueinander verschoben werden. An ihrem einen Ende hat die Distanzplatte 1 konische Versenkungen 21, die über das Loch 22 miteinander verbunden sind. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, weisen die Versenkungen 21 kreisförmige Dichtungsieisten, -flansche oder Dichtungswulste 24 auf. Diese Wulste dienen zum dichtenden Anliegen an die nebenliegende Membrane 2 und klemmen diese an die im jeweiligen Membranenpaar angeordneten Blutverteilungsscheiben 14 an, die in Fig. 6 und 7 genauer dargestellt sind. Hierbei wirkt der innere Wulst 24 mit dem ringförmigen kleinen Teil 25 der Blutverteilungsscheibe 14 zusammen, während der äußere Wulst 24 mit dem ringförmigen großen Teil 26 der Verteilungsscheibe 14 zusammenwirkt. Diese Blutverteilungsscheibe 14 besteht also aus diesen ringförmigen kleinen und großen Teilen 25 und 26, die durch quergehende Verbindungsstützen 27 (Fig. 7) miteinander verbunden sind. Um die Blutverteilungsscheibe 14 mit möglichst einfachen Werkzeugen in einem Stück gießen zu können, haben die beiden ringförmigen Teile 25 und 26 solche Durchmesser, daß der größte Durchmesser des kleinen ringförmigen Teiles 25 geringer ist als der kleinste Durchmesser des großen ringförmigen Teils 26.

In dem dargestellten Beispiel wird also die jeweilige Membrane 2 durch die an der Distanzplatte angeordneten ringförmigen Wulste 24 zwischen der Distanzplatte 1 und der benachbarten Blutverteilungsscheibe 14 festgeklemmt. Natürlich kann man statt dessen auch entsprechende Wulste an den Blutverteilungsscheiben 14 anbringen.

Um den kleinstmöglichen Widerstand für das Blut vorzusehen, haben die Verbindungsstützen 27 in Draufsicht einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken, wobei eine Spitze zum Zentrum der Verteilungsscheibe 14 hinweist.

VTdIIi^lIU

in Linie mit der äußeren Peripherie des größeren. ringförmigen Teiles 26 angeordnet ist.

Rechts von den Versenkungen 21 weist die Distanzplatte 1 gemäß Fig. 2 eine kreisförmige Auskehlung 28 auf. In dieser ist zentral ein Loch 29 angeordnet, das eine Verlängerung des Kanals 8 vom Nippel 3 bildet.

VVie am besten aus der in Fig. 4 wiedergegebenen Vergrößerung hervorgeht, befindet sich um das Loch 29 herum ein ringförmiger Dichtungsflansch oder Dichtungswulst 30, der dazu dient, zwischen sich und dem danebenliegenden Verteilungsring 9 für Reinigungsflüssigkeit ein Membranenpaar 2, 2 festzuklemmen. Dieser Verteilungsring 9 wird in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Er ist in einem Stück gegossen und besteht aus einem ringförmigen Teil 31, aus dem erhabene Stützteile 32 und 33 (Fig. 8) herausragen. Diese Stützteile 32 und 33 sollen am Boden der Auskehlung 28 anliegen. Sie haben einen etwa dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken, wobei die Spitze zum Zentrum des Ringes 9 nach innen gewendet ist, während ihre entgegengesetzte Seite abgerundet und so angeordnet ist, daß sie entweder der äußeren Peripherie des ringförmigen Teiles 31 oder der äußeren Peripherie von Auskehlung 28 folgt. Natürlich kann aber ein entsprechender Dichtungswulst statt der Distanzplatte 1 auch an dem Verteilungsring 9 selbst angebracht sein.

In Fig. 5 ist eine Vergrößerung eines Dichtungswulstes 34 wiedergegeben, der um die ganze Distanzplatte 1 verläuft und dazu dient, jedes Membranenpaar längs einer Peripherie festzuklemmen.

In Fig. 1 und 2 ist nur das eine Ende einer künstlichen Niere bzw. einer Distanzplatte gezeigt. Das entgegengesetzte Ende hat zweckmäßig spiegelsymmetrische Form, kann natürlich aber auch beliebig geformt sein. Die Form der verschiedenen Teile läßt sich je nach dem Material, aus welchem sie hergestellt werden, in gewissem Rahmen abändern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

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

a) eine Packung von Distanzplatten und Membranen,

b) paarweise zwischen den Distanzplatten angeordnete Membranen, wobei

b,) zwischen den Membranen eines Paares Kanäle für die zu reinigende Flüssigkeit ausgebildet sind,

c) öffnungen für die zu diaiysierende Flüssigkeit und Spüllösung in Form von Schächten, die durch die Packung gemäß a) hindurchgehen,

d) Vertiefungen in den Distanzplatten, die zusammen mit den Membranen Kanäle für Flüssigkeiten bilden,

e) Verteile^scheiben in den Schächten für die zu diarysierende Flüssigkeit gemäß c), die e,) ein jeweiliges Membranpaar an der jeweils benachbarten Distanzplatte festklemmen und

e₂) einen ringförmigen Teil aufweisen, von dem Distanzstücke aufragen, wobei

e₃) diese Verteilerscheiben in Auskehlungen

der Stützplatte liegen,

dadurch gekennzeichnet, daß diese Verteilerscheiben (14) in einem Stück gegossen sind und aus zwei ringförmigen, planparallei angeordneten Teilen (25, 26; bestehen, die durch quergehende Verbindungsstützen (27) mitel.iander verbunden sind.

2. Dialysevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des kleinen ringförmigen Teiles (25) der Verteilungsscheiben (14) kleiner ist als der kleinste Durchmesser des großen ringförmigen Teils (26) der Verteilungsscheibe (14).

3. Dialysevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Wulst oder Flansch (24) an der Verteilungsscheibe (14) oder an der Distanzplatte (1) angebracht ist.

4. Dialysevorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstützen (27) einen etwa dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken haben., wobei eine Spitze zum Zentrum der Verteilungsscheibe (14) gerichtet ist, während die gegenüberliegende Seite abgerundet und in Linie mit dem äußeren Umfang des großen ringförmigen Teils (26) angeordnet ist.

5. Dialysevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Distanzplatte (1) um die öffnung (22) für die zu reinigende Flüssigkeit herum zwei konzentrische Ringwulste (24) angebracht sind.