DE2334230A1

DE2334230A1 - Einrichtung zur entfernung harnpflichtiger stoffe aus dem menschlichen blut

Info

Publication number: DE2334230A1
Application number: DE19732334230
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Chem Dr Franken; Eduard Dr Med Quellhorst
Original assignee: Sartorius Membranfilter GmbH
Current assignee: Sartorius Membranfilter GmbH
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2276835A1; CH597868A5; GB1471936A

Description

NAOHQEREICHT

PAfFNT AN ^ALTi-

HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN 9 Q Q/, 0 O Π

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC. t JOH/1 JU

Sartorius-Membranfilter GmbH. mem-20

31. 1. 1974 P 2 334 230.5 _S/Ba.

Einrichtung zur Entfernung harnpflichtiger Stoffe aus dem menschlichen Blut

Die Erfindung bezieht sich auf die im Oberbegriff von Anspruch 1 genannte Einrichtung. Unter "harnpflichtige Stoffe" sind solche Stoffe zu verstehen, die bei einem gesunden Menschen dem Blut durch die Nieren entzogen und dem Urin zugeführt werden. Eine Einrichtung dieser Art wird auch "Künstliche Niere" genannt.

Bekannte Einrichtungen dieser Art wurden schon in der DT-PS · 2 017 ^73 und der DT-OS 2 152 355 der Anmelderin beschrieben.

Bei den bekannten Einrichtungen wird in Analogie zu den Verhältnissen bei der Niere zur Entfernung der harnpflichtigen Stoffe nicht eine Diffusion sondern eine Ultrafiltration angewendet. Hierdurch können auch Substanzen entfernt werden, die in relativ niedriger Konzentration im Blut vorliegen. In einem zweiten Schritt wird dann, ebenfalls den natürlichen Verhältnissen entsprechend, der durch Ultrafiltration gewonnene Primärharn konzentriert. Das Retentat wird schließlich als "Harn" verworfen und das Ultrafiltrat dem Patienten wieder zugeführt.

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NAOHQERgICHTJ

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31. 1.

Dies hat gegenüber Einrichtungen, bei denen Diffusionsvorgänge die entscheidende Rolle spielen, erhebliche Vorteile, die auch nach der vorliegenden Erfindung erhalten bleiben müssen, nämlich:

1. Durch Optimierung der Durchlässigkeit und Schichtdicke der Ultrafiltrationsmembran der ersten Stufe können speziell Substanzen mit einem Molekulargewicht unter etwa 2000, die für die Symptome der Urämie verantwortlich gemacht werden, mit hohem Wirkungsgrad selektiv abgeschieden werden. Nach dem Diffusionsverfahren ist dies unmöglich.

2. Durch die Ultrafiltration kann problemlos eine genau definierte individuell festgelegte Entwässerung des Patienten erreicht werden.

J5. Wegen der hohen Durchlässigkeit der Ultrafiltrationsmembranen sind den Kreislauf unterstützende mechanische Pumpen u. U. überflüssig. Dies vermeidet weitgehend Kreislaufkomplikationen und eine meist der Dialyse nachfolgende Hämolyse, die durch die mechanische Schädigung der roten Blutkörperchen verursacht wird.

4. Bei dem entwickelten Konzept entfällt jegliche Spülflüssigkeit und damit ein erheblicher Aufwand an Platz, technischen Überwachungs- und Regelorganen, sowie sämtliche mit der herkömmlichen Dialyse in Verbindung stehenden mikrobiologischen Probleme.

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NACHOEREICHT j

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233^2 3¹O ¹⁹⁷⁴

Schwierigkeiten ergaben sich jedoch bei der Konzentration des Ultrafiltrats. Es hat sich gezeigt, daß auf Grund des osmotisehen Verhaltens des '!Primärharns"¹ die Konzentrationsstufe bei Drücken von 40 bis 50 Atü betrieben werden muss. Dies stellt an die relativ kleinen Systeme von Pumpen und Reglern derart hohe Anforderungen, daß bisher keine sicheren und im Dauertest befriedigenden Geräte entwickelt werden konnten.

Das äusserst korosive Konzentrat der zweiten Stufe erfordert kostspielige Materialien für die künstliche Niere und engt die Materialauswahl ein.

Geräte, die unmittelbar am Patienten eingesetzt werden, erfordern aus beiden Gründen einen derart hohen technischen Sicherheitsaufwand, daß die oben genannten Vorteile dadurch wieder aufgehoben werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Einrichtung zu schaffen, bei der einerseits die oben genannten Vorteile erhalten bleiben, andererseits aber die Nachteile vermieden werden, die sich durch die Handhabung eines hochkorosiven Konzentrats unter hohem Druck ergeben. Diese Aufgabe wird gemäss Anspruch 1 gelöst.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt und durch Versuche an Hunden bestätigen lassen, daß das Ultrafiltrat der ersten Stufe entgegen bisherigen Annahmen ohne vorherige Konzentrierung in einer Hochdruckstufe sofort verworfen werden kann, sofern der Plüssigkeitsverlust mindestens zum Teil durch eine Infusion wieder ausgeglichen wird. Es zeigten sich keine Schädigungen der Versuchstiere ,wenn das Blut teilweise und sogar ganz durch künstlich bereitete Infusionslösungen ersetzt wurde.

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j NACHQEREICHT

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51. 1. 197²*

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können als Ultrafilter Ültrafiltrationskapillaren verwendet werden. Hierdurch läßt sich die Einrichtung kleiner und leichter ausbilden als bisher möglich. Die Einrichtung wird daher besser transportierbar, was zum Beispiel bei Reisen des Patienten, der die Einrichtung mitführt, von nicht zu unterschätzendem Werf ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung nach der Erfindung unter Verwendung eines Membran-Ultrafilters.

Fig. 2 zeigt einen Teil einer solchen Einrichtung, die jedoch Ultrafiltrationskapillaren enthält.

Das Blut strömt vom Körper des Patienten durch eine Zuflußleitung 44 (Fig.l) zur Zuflußseite eines Filtrationsgerätes 40, dessen Ultrafiltrationsmembran 41 eine solche Porengröße hat, daß Moleküle mit einem Molekulargewicht unter etwa 2000 durchgelassen werden. Das Blut strömt an der Membran 4l entlang, dann durch eine Abflußleitung 47 und eine Leitung 48 zum Körper zurück. Die Leitungen 44 und 48 sind luftdicht an den menschlichen Blutkreislauf angeschlossen. In der Zuflußleitung 44 ist ein Absperrhahn 50 vorgesehen. Außer diesem direkten Zufluß ist eine Umgehungsleitung 52 vorgesehen, die eine Schlauchpumpe 5^ und zwei weitere Absperrhähne 56 und 57 enthält. Der Förderdruck der Schlauchpumpe beträgt maximal 400 mm Quecksilbersäule.

Das Ultrafiltrat, verläßt die Auslaßseite 58 des Filtrationsgeräts durch eine Leitung 60 und wird verworfen·

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An die Leitung 48, die zum menschlichen Körper zurückführt, ist über eine Leitung 82 eine Niederdruckpumpe 84 mit einem Förderdruck von bis zu 400 mm Quecksilbersäule angeschlossen und an diese ein Vorratsbehälter 86 für die Infusionslösung. Die Infusionslösung wird als Ausgleich für das verworfene Ultraf11trat dem Patienten zugeführt. Sie besteht aus einer physiologischen Kochsalzlösung, der Kalium, Calcium, Glucose sowie essentielle Aminosäuren und die Vitamine B und C zugesetzt sind. Außerdem können die Spurenelemente Eisen, Kobalt, Mangan und Jod sowie Medikamente zugesetzt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden als Ultrafilter ■ anstelle von Membranen Ultrafiltrationskapillaren verwendet. In einem Gehäuse 62 ist ein Bündel von Ultrafiltrationskapillaren 64 derart untergebracht, daß deren Enden links geschlossen und rechts in einen durch eine Wand 66 abgetrennten Raumteil 68 ragen. Ultrafiltrationskapillaren werden zum Beispiel von Dupont hergestellt und unter dem amerikanischen Warenzeichen "Permasep" in den Handel gebracht. Es handelt sich um hohle Nylonfasern von etwa 50 /um Außendurchmesser und 25 /um Innendurchmesser. Durch die Kleinheit der Hohlfasern ergibt sich eine hohe Filterfläche im Verhältnis zum umschlossenen Volumen. Das Blut strömt durch das Rohr 44 in den Hauptteil des Gehäuses 62 und umströmt die einzelnen Ultrafiltrationskapillaren 64. Hierbei treten die harnpflichtigen Stoffe durch die Kapillarwandungen in das Innere der Kapillaren und fließen aus den Enden der Kapillaren in den Raumteil 68 und von dort in das Rohr 60 ab. Das Filtrat wird verworfen. Der Teil des Blutes, der nicht durch die Kapillarwandungen hindurchtritt, verläßt das Gehäuse 62.durch das Rohr 47 und strömt zum menschlichen Körper zurück.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

' 1. /Einrichtung zur Entfernung harnpflichtiger Stoffe aus dem . y menschlichen Blut unter Anwendung einer Ultrafiltration mit Hilfe eines an den menschlichen Blutkreislauf luftdicht angeschlossenen Ultrafilters solcher Porengrösse, daß Moleküle mit einem Molekulargewicht unter etwa 2000 · durchgelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Auslaß (βθ) zum Verwerfen des Ultrafiltrats hat und eine Infusionsvorrichtung (82, 84, 86) zur Zuführung mindestens eines Teils der dem Körper entzogenen Flüssigkeit nach Menge und Bestandteilen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß als Ultrafilter Ultrafiltrationskapillaren (64) dienen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Infusionsvorrichtung zu verwendende Lösung Elektrolyte enthält, insbesondere Natrium, Kalium, Calcium und Chlorid.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Infusionsvorrichtung zu verwendende Lösung essentielle Aminosäuren enthält.

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NACHGEREICHT I

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5· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Infusionsvorrichtung zu verwendende Lösung die
Vitamine B und C enthält·

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ORfQfNAL INSPECTED

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