DE2331687A1 - Kupplung fuer geraete im bereich der medizin oder der forschung - Google Patents

Kupplung fuer geraete im bereich der medizin oder der forschung

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Description

PATENTANWÄLTE
DIPL.-1NG. P. WlRTH · DI PL.-I NG. G. DAN N EN BERG DR.V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. GUDEL
6 FRANKFURTAM MAIN
CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39
Da/Pi.
20.6.1973
Avon Medicals Limited Melksham, Wiltshire, England
Kupplung für Geräte im Bereich der Medizin oder der Forschung
Die Erfindung bezieht sich auf Kupplungen. Im Bereich der Medizin und der Forschung ist es häufig erforderlich, Kupplungen zwischen Geräteteilen, wie beispielsweise Behältern, Beuteln, Schläuchen oder dergleichen herzustellen, um einen Strömungsweg besonderer Art zu schaffen, ohne das Innere der Kupplung oder der anderen Geräteteile oder der Strömung zu beeinträchtigen, z.B. durch Infektion mit schädlichen Mikroorganismen oder durch Einschluß anderer Verunreinigungen, beispielsweise chemischer Substanzen.
Ein besonderes Arbeitsgebiet, bei dem dieses Problem zu erheblichen* Schwierigkeiten führt, ist das der Bluttransfusion und insbesondere der Handhabung und Fraktionierung von Blut,
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nachdem dieses von einem Spender abgegeben wurde.
Pur dieses Fraktionieren wird das Blut verschiedenen Verfahren unterzogen, zu denen meistens ein Zentrifugieren und Gefrieren in einer Reihe von drei oder sogar mehr Beuteln gehört, die miteinander durch verschließbare Schläuche verbunden sind. Eine erste Separation erfolgt in dem ersten Beutel, und eine der -Fraktionen wird von diesem in den / Beutel gepreßt, wo eine weitere Behandlung erfolgt und dann eine Fraktion des zweiten Beutels entweder dem ersten wieder zugeführt oder an einen dritten Beutel weitergegeben wird und so fort.
Das Innere all dieser Behälter oder Beutel sowie der sie verbindenden Schläuche muß absolut steril sein. Solche Beutelreihen sind stets im voraus zusammengefügt worden, wobei das Zusammenfügen unter sterilen Bedingungen in der Fabrik erfolgt und die einzelne Reihe bzw. der einzelne Beutelsatz als versiegelte Einheit an den Abnehmer versandt wird. Die Beutel, welche die verschiedenen Fraktionen enthalten, können nur endgültig durch Zerstören der Einheit getrennt werden, was gewöhnlich durch Versiegeln der Schläuche mittels Hitze erfolgt.
Dieses System weist offensichtliche Nachteile auf, denn es muß eine große Zahl verschiedener Typen und Größen von Beutelsätzen in der Fabrik zusammengefügt werden, wobei eine nachträgliche Änderung nicht möglich ist." Auch beim Benutzer muß eine größere Anzahl verschiedener Arten von Beutelsätzen auf Vorrat gehalten werden, um allen Anforderungen bei den verschiedenen Untersuchungen zu genügen. Es sind daher schon Versuche unternommen worden, Aggregate zur Verfügung zu stellen, die steril verschlossene Beutel - vorzugsweise der
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gleichen Größe oder von nur zwei Größen - und Schläuche von vorzugsweise nur wenigen unterschiedlichen Längen enthalten, wobei die Vereinigung zu Einheiten dann durch den Benutzer in jeder gewünschten Kombination erfolgen kann. Die Schwierigkeit eines solchen Systems liegt in dem Erfordernis steriler Kupplungen, und mit diesem Problem befaßt sich die vorliegende Erfindung.
Bei einem Vorschlag, dieser Schwierigkeit zu begegnen, gemäß der DAS 1 300 635 ist vorgesehen, beide Teile einer ineinandersteckbaren Kupplung durch eine Membran zu verschließen, so daß das Innere des Beutels oder des Schlauches, je nach dem Einzelfall, steril gehalten werden kann, wobei die beiden Teile der Kupplung in einem Bad aus Desinfektionsmittel zusammengedrückt werden. Ein inneres Röhrchen wird dann verwendet, um die Membranen zu durchstechen, die in zusammengebautem Zustand stirnseitig gegeneinander anliegen, und damit einen Strömungsweg durch die Kupplung herzustellen. Die Kupplung bleibt nur durch das dichte Ineinandergreifen ihrer Teile geschlossen und wird durch nichts anderes zusammengehalten. Das Zusammenfügen in einem Bad aus Desinfektionsmittel erfolgt, weil zwischen den Teilen der Kupplung und insbesondere zwischen den Membranen eingeschlossene Mikroorganismen in d ie Strömung geraten oder sogar durch die Nadel hineingedrückt werden könnten, wenn diese durch die Membranen gestochen wird. Das Zusammenfügen der Kupplung unter der Oberfläche eines Bades ist jedoch im Grunde eine durchaus unerwünschte und unangenehme Maßnahme.
Die Erfindung-betrifft eine Kupplung für Geräte im Bereich der Medizin oder der Forschung, wobei die zu kuppelnden Geräteteile mittels durchstechbarer Membranen verschlossen sind, von denen jedem Kupplungsteil eine zugeordnet ist, und wobei innerhalb der Kupplung ein Stechelement zum Durchdringen der Membranen vorgesehen sind, und kennzeichnet sich dadurch,
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daß die beiden Membranen stirnsei.tig miteinander durch ein Lösungsmittel für das Material der Membranen vereinigt sind. Als Ergebnis wurde einerseits festgestellt, daß Mikroorganismen auf den äußeren Flächen der Membranen unter der Einwirkung des Lösungsmittels häufig ihre Lebensfähigkeit verlieren, und daß andererseits diese Behandlung etwa überstehende Mikroorganismen oder sonstige schädliche Verunreinigungen in der festen Lösung des Materials der Membranen eingeschlossen v/erden, die sich zwischen den Membranen dort bildet, wo sie durch das Lösungsmittel vereinigt werden, und daß schließlich durch die Vereinigung des Materials der Membranen eine verläßliche Verbindung der beiden Kupplungsteile erhalten wird, verglichen mit einem bloßen Ineinanderstecken. Zweckmäßig weist die Kupplung außerdem ineinandersteckbare, die Membranen umgebende Hülsen auf, und das Lösungsmittel für das Material der Membranen ist vorzugsweise zugleich ein Lösungsmittel für das Material der Hülsen und wird zwischen diesen aufgebracht, wodurch die Kupplungsteile im wesentlichen über ihre ganzen aneinander anliegenden Oberflächen der Hülsen und Membranen durch Anlösen zuverlässig verbunden sind.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Vorrichtung zur Handhabung strömender Medien, die mindestens zwei Behälter, Beutel oder dergl. aufweist, die durch mindestens einen Schlauch verbunden sind, wobei eine Kupplung zwischen dem Schlauch und mindestens dem einen Beutel Membranen enthält, die durch ein Lösungsmittel für das Material der Membranen vereinigt 3ind und die den Zugang zu dem Schlauch bzw. den Schläuchen und dem Beutel oder dergl. sperren, wobei ein Element zum'Durchstechen der verbundenen Membranen innerhalb der Kupplvng vorgesehen ist, um so einen Strömungsweg zwischen mindestens einem Beutel und einem Schlauch herzustellen.
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Bei der Kupplung und dem System ist es von Vorteil, daß sie nicht nur von dem Benutzer verwendet werden können, um nach seinem jeweiligen Bedarf einen Beutelsatz zusammenzustellen ohne unter der Oberfläche eines Desinfektionsbades arbeiten zu müssen, sondern daß sie auch in der Fabrik verwendet werden können, um auf Wunsch Behältersätze bzw. Beutelsätze zusammenzustellen und zu liefern, ohne daß dafür in der Fabrik ein vollständig steriler Bereich für den Zusammenbau bereitgehalten werden muß.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 schematisch einen dem Stande der Technik entsprechenden Beutelsatz;
Fig. 2 schematisch einen Beutelsatz gemäß der Erfindung;
Fig. 3 und Fig. 4 jeweils im Axialschnitt eine innere und eine äußere Hülse einer Kupplung mit Steckverbindung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 vergrößert die Kupplungsteile der Fig. 3 und 4 in zusammengefügtem und durch Anlösen verbundenen Zustand; und
Fig. 6 schematisch das Öffnen eines Strömungsweges durch die vereinigten Membranen.
Fig. 1 zeigt einen Beutelsatz gemäß dem Stande der Technik, der aus Beuteln a, b und c besteht, die durch Schläuche 1 und 2 untereinander verbunden sind, von denen jeder an seinen Enden Hülsen 3 trägt, die über von den Beuteln a, b und c
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sich erstreckende Zapfen passen. Die Hülsen 3 können auf die Zapfen geklebt sein. Sämtliche Schläuche sind an beiden Enden offen, ebenso wie die hohlen Zapfen an den Beuteln, so daß Sterilität der Gesamtheit nur durch Sterilisation der Komponenten sowie durch ihre Verbindung zu einem Beutelsatz unter sterilen Bedingungen möglich ist. Dieser Beutelsatz kann offensichtlich, nicht unter Aufrechterhaltung der Sterilität auseinandergenommen werden, ohne gleichzeitig zerstört zu werden (wobei das übliche Verfahren im Versiegeln der Schläuche 1 und 2 durch Erhitzen und anschließendes Abschneiden jenseits der Versiegelung besteht).
Fig. 2 zeigt die Teile eines Beutelsatzes gemäß der Erfindung. Die Beutel a1, b* und c' haben jeder mindestens zwei Außenhülsen 5, deren jede eine Membran enthält, welche für Mikroorganismen den Zugang zum Inneren des Beutels sperrt. Diese sind weiter unten näher beschrieben. Am ersten Beutel a' ist ein Einlaß 6 gezeigt, über den beispielsweise Blut von einem Spender zunächst in den Beutelsatz eingeführt werden kann. Dieser Anschluß kann nach-der Erfindung oder in konventioneller Weise ausgeführt sein. An jedem Beutel befindet sich weiter ein Hohlzapfen 7» der ein Teil einer Kupplung nach der Er findung sein kann, oder aber auch ein Hohlzapfen bekannter Art mit Abreiß-VerSchluß als Zugang zu den endgültigen In halten des Beutels, wenn diese benutzt werden sollen. Diese Beutel a1, b1 und c1 können so wie sie sind in sterilem und verschlossenem Zustand von der Fabrik an den Benutzer ver sandt werden. Dabei können sie, wie hier gezeigt, alle von gleicher Größe sein oder eine Reihe verschiedener Größen aufweisen, vernünftigerweise jedoch im allgemeinen nur zwei Größen. Da die Beutel vollständig verschlossen sind, können sie nicht durch gewöhnliche Hitzebehandlung sterilisiert werden, weil sie Luft enthalten und z.B. Antikuagulanzien enthalten
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können; sie werden daher durch Bestrahlung sterilisiert, vorzugsweise durch Gammastrahlen. Zu dem Beutelsatz gehören weiter Schläuche, wie der gezeigte Schlauch 8, der an jedem Ende eine Innenhülse 9 für die erfindungsgemäße Kupplung trägt. Jede Innenhülse 9 paßt zu jeder der Außenhülsen 5 an jedem der Beutel a1 bis c1, so daß der Benutzer aus den ihm zur Verfügung gestellten Beuteln und Schläuchen einen Beutelsatz zusammenstellen kann, der genau seinen augenblicklichen Wünschen entspricht. Jede der Innenhülsen 9} die weiter unten noch näher beschrieben werden, enthält eine, das Innere des Schläuche gegenüber der Außenluft abschließende Membran, und die Schläuche werden in sterilem Zustand ihres Inneren versandt, nachdem sie durch Bestrahlung sterilisiert wurden, vorzugsweise wiederum mittels Gammastrahlen.
Nachstehend ist das Zusammenstecken der Innen- und Außenhülsen anhand der Pig. 3 bis 6 näher beschrieben. Pig. 4- zeigt außerdem, daß die Außenhülsen 5 nicht unbedingt einstückig oder fest an Beuteln angebracht zu sein brauchen, sondern ebensogut die Bndstücke von Schläuchen bilden können. Ebenso ist es möglich, die Innenhülsen 9 fest oder einstückig an den Beuteln anzubringen.
Die Außenhülse 5 weist eine Manschette 10 auf, über deren Querschnitt eine Membran 11 ausgeformt ist. Die Manschette ist einstückig mit einem fitting 12 zum Aufnehmen des Endes eines Schlauches 81 ausgebildet, wie in Fig. 4 gezeigt, aber die Manschette 10 kann auch fest oder einstückig an einen Beutel angeformt sein. Die Innenhülse 9 ist durch eine Membran
13 am äußeren Ende einer Manschette 14 verschlossen, deren Außendurchmesser so bemessen ist, daß die Manschetten 14 und 10 eine dichte Steckpassung bilden. Ein Gebilde nach Art eines zusammendrückbaren Balgens 15 am anderen Ende der Manschette
14 gestattet deren axiale Bewegung relativ zu einer weiteren.
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Manschette 16 von praktisch gleichem Durchmesser am anderen Ende des Balgens 15. Die Manschette 16 bildet ein Pitting, in dem das Ende eines Schlauches 8 sicher befestigt v/erden kann. In der Manschette 16 befindet sich auch eine Buchse 17 als Halterung für eine Hohlnadel 18, die sich axial von dieser Halterung bis in die Manschette 14 hinein erstreckt und mit einer scharfen Spitze 19 gegen die Membran 13 weist. In entspanntem Zustand des Balgens 15, wie in Pig. 3 gezeigt, befindet sich die Spitze 19 in Abstand von der Membran 13. Wie am besten aus Pig. 5 ersichtlich ist, sind an der Nadel 18 zwei Öffnungen 20 nahe ihrer Spitze 19 vorgesehen, über die ein Strömungsweg durch die Hohlnadel und die Buchse 17 in den Schlauch 8 besteht.
Vorzugsweise werden alle vorerwähnten Teile, einschließlich der Hohlnadel, aus Kunststoff hergestellt, obwohl die Nadel natürlich auch aus Metall bestehen kann. Ein bevorzugtes Material für die Kunststoffteile ist Polyvinylchlorid, weil dieses preisgünstig, leicht zu bearbeiten und nicht schwierig zu sterilisieren ist.
Ein für Polyvinylchlorid besonders geeignetes Lösungsmittel ist Cyclohexanon, weil diesem zugleich eine bemerkenswerte eigene Sterilisierungswirkung zukommt.
Um die Kupplung zusammenzufügen, braucht der Benutzer nichts weiter zu tun, als die Außenfläche einer oder vorzugsweise beider Membranen mit einem reichlichen Überzug an Lösungsmittel für das Material dieser Membranen zu versehen. Natürlich ist "es vom ökonomischen Standpunkt wünschenswert, beide Membranen aus dem gleichen Material herzustellen, so daß der weiteste Bereich von Lösungsmitteln Verwendung finden kann, aber die Membranen können natürlich auch aus unterschiedlichen
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Materialien bestehen und dann wäre ein gemeinsames Lösungsmittel oder aber eine Lösungsmittelmischung zu verwenden. Die Membranen werden dann mit ihren Stirnseiten gegeneinander gepreßt und so belassen, bis die Verbindung erhärtet ist. Es ist weiter zweckmäßig, für die Membranen das gleiche Material zu verwenden wie für die Manschetten 10 und 14, weil dann das gleiche Lösungsmittel zwischen den sich berührenden Oberflächen der Manschetten verwendet und überall durch Anlösen eine einheitlichen Verbindung erzielt werden kann, die gleichzeitig eine Abdichtung und mechanische Festigkeit verleiht. Die Schicht 21 in Pig. 5 zwischen den Membranen ist eine feste Schicht aus mit dem der Membranen übereinstimmenden Material, während die Schicht 22 zwischen den Manschetten 10 und 14 aus dem Material dieser Manschetten aufgebaut ist. Alle evtl. auf den vorher freiliegenden Außenseiten der Membranen befindlichen Mikroorganismen werden von der festen Verbindung eingeschlossen, welche die Schicht zwischen den Membranen bildet·, und wenn die hohle Nadel durch die Membranen gestoßen wird, um einen Strömungsweg durch die Kupplung herzustellen, ist die Gefahr, daß ein lebensfähiger Mikroorganismus in den Strömungsweg gerät, statistisch vernachlässigbar und praktisch bedeutungslos. Die Hohlnadel 18 kann in ihrer, die Membranen durchstechenden Lage verbleiben, so daß ihre Öffnungen 20 sich jenseits der Membranen befinden und der Strömungsweg durch die Nadel jenseits der Membranen beginnt, die Nadel kann jedoch auch zurückgezogen werden, so daß die Öffnung, die ihr Durchstoßen der Membranen in diesen hinterläßt, für den Durchtritt der Strömung. di,ent.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß das Zusammenfügen der Kupplung nicht unter sterilen Bedingungen zu erfolgen braucht und daß es genügt, daß ein vollständiger und ausreichender
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Überzug aus Lösungsmittel auf die Stirnseiten der Membranen aufgebracht wird.
Die Verminderung der Infektionsgefahr als Ergebnis der Verwendung dieser Kupplung und dieses Beutelsystems ist besonders wertvoll für eine langzeitige Aufbewahrung von Blut oder Blutfraktionen.
Das innerhalb der Kupplung anzubringende Stechelement kann an einem Balgen der Außenhülse angebracht werden statt an einem der Innenhülse, wie hier gezeigt, oder es kann sich vollständig lose innerhalb eines der beiden Teile der Kupplung (der DAS 1 300 635) befinden.
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Claims (11)

  1. Da/Kt Avon Medicals Limited
    20.6.1973
    Patentansprüche :
    Kupplung für Geräte im Bereich der Medizin oder der Forschung, wobei die zu kuppelnden Geräteteile mittels durchstechbarer Membranen verschlossen sind, von denen jedem Kupplungsteil eine zugeordnet ist, und wobei innerhalb der Kupplung ein Stechelement zum Durchdringen der Membranen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (11,13) stirnseitig miteinander durch ein Lösungsmittel für das Material der Membranen vereinigt sind.
  2. 2. Kupplung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung die Membranen (11,13) umgebende, ineinandersteckbare Hülsen (10,14) aufweist "und daß das Lösungsmittel für das Material der Membranen zugleich ein Lösungsmittel für das Material der Hülsen ist und zwischen diesen angebracht wird, wodurch die beiden Kupplungsteile im wesentlichen über die ganzen miteinander in Eingriff kommenden Oberflächen ihrer Hülsen und Membranen verbunden bzw. vereinigt sind.
  3. 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (11,13) aus dem gleichen Material bestellen.
  4. 4. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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    dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (11,13) und die Hülsen (10,14) alle aus dem gleichen Material bestehen.
  5. 5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Polyvinylchlorid ist.
  6. 6. Kupplung nach Anspruch 5»
    dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Cyclohexanon ist.
  7. 7. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kupplungsteile einen axial zusammendrückbaren Balgen (15) und eine darin gelagerte Nadel (18) enthält, wobei das eine Ende der Nadel der Membran (13) gegenübersteht, während das andere Ende an dem der Membran abgelegenen Ende (16) des Balgens festgelegt ist, so daß axiales Zusammendrücken des Balgens die Nadel (18) durch die Membran drücken kann.
  8. 8. Kupplung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (18) hohl und nahe ihrem der Membran (13) benachbarten Ende mit Öffnungen (20) versehen ist.
  9. 9. Kupplungselement für eine Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
    - Anspruch 10 -
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  10. 10. Eine Kupplung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthaltende Vorrichtung zur Handhabung von strömenden Medien mit mindestens zwei durch einen Schlauch (8) verbundenen Behältern (a',b')» dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (5,9) zwischen dem Schlauch (8) und wenigstens einem der beiden Behälter Membranen (11,13) aufweist, die durch ein Lösungsmittel für das Material der Membranen vereinigt sind, wobei die Membranen den Zugang zu dem Schlauch (8), bzw. den Schläuchen, und zu mindestens dem einen Behälter sperren, und wobei innerhalb der Kupplung ein Stechelement (18) zum Durchdringen der verbundenen Membranen (11,13) und zum Herstellen eines Strömungsweges von wenigstens dem einen Behälter zu dem Schlauch (8) vorgesehen ist.
  11. 11. Vorrichtung zum Handhaben von strömenden Medien, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine oder mehrere Kupplungen oder Kupplungsteile nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
    Patenten'
    309882/i146
DE2331687A 1972-06-23 1973-06-22 Für medizinische Geräte geeignete Kupplung Expired DE2331687C3 (de)

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