DE2340755A1

DE2340755A1 - Lutpumpe

Info

Publication number: DE2340755A1
Application number: DE19732340755
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing Chmiel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-11
Filing date: 1973-08-11
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2340755B2; US4008710A; CH572749A5

Description

51 Aachen, Paul-Röntgen-Str. 12

Blutpumpe

Die bekannten Blutpumpen, bestehend im wesentlichen aus einer Schlauchpumpe mit Ventilen und Antrieb durch eine pulsierende Flüssigkeit, haben mehrere Nachteile, die insbesondere einer Langzeitverwendung entgegenstehen. Dazu gehört u.a., daß sich die mit Blut in Berührung kommenden Oberflächen der Pumpen - entgegen den natürlichen Gefäßen - als "fremde Oberflächen" verhalten. Ihnen fehlt nämlich die negative Oberflächenladung, welche der Thrombenbildung und damit letztlich der Blutgerinnung entgegenwirkt. Ferner besteht ein wesentlicher Nachteil in der hohen Schädigung des Blutes durch unphysiologische Strömungsverhältnisse. Die dabei auftretende hohe Scherung, der Unterdruck und "Totwassergebiete¹¹ zerstören die roten Blutkörperchen (mechanische Hämolyse), und die im Blut vorhandenen Eiweiße werden denaturiert.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und damit eine Blutpumpe zu schaffen, die einen Langzeiteinsatz (mehrere Tage bis einige Wochen) überhaupt erst ermöglicht. Daß ein Bedarf an derartigen Blutpumpen für den Einsatz an Herz-Lungen-Maschinen und "künstlichen Nieren" besteht, ist aus der Literatur hinlänglich bekannt.

um dieses zu erreichen, ist eine Kombination mehrerer Merkmale erforderlich. Zunächst ist vorgesehen, daß das Pumpengehäuse fast völlig mit einer Membran ausgekleidet ist, deren Eigenschaften ihr eine Doppelfunktion ermöglichen. Die Membran ist teildurchlässig, so daß aus einer Flüssigkeit, die zwischen der Membran und der festen Gehäusewand angeordnet ist, ein in dieser Flüssigkeit enthaltenes Antigerinnungsmittel, wie Heparin, auf die Innenseite der Membran gelangen

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kann, um dort die sonst fehlende negative Oberflächenladung aufzubauen. Damit wird also, entsprechend dem natürlichen Herzen, einem Ansetzen von Blutpartikeln, damit der Thrombenbildung und letztlich der Blutgerinnung entgegengewirkt.

Zu dem. gleichen Zweck besteht auch der Schlauch der Schlauchpumpe aus demselben Werkstoff wie die Membran und auch die PumpflUssigkeit ist mit demselben Zusatz versehen wie die Schichtflüssigkeit zwischen Membran und Gehäusewand.

Nicht von der Membran und dem Pumpenschlauch bedeckte Teile der Pumpe bestehen aus einem Werkstoff, der von sich aus ein negatives Dipolmoment besitzt, wie zum Beispiel alle Metalle, die in der elektrochemischen Spannungsreihe ein hohes negatives Potential gegen die Wasserstoffelektrode aufweisen, wie z.B. Titan. Solche daraus gefertigten Teile sind insbesondere die Anschlußverschraubungen und die Ventile.

Zur Übernahme der zweiten Funktion der Membran ist diese hochflexibel. Damit ermöglicht sie, die unphysiologischen StrömungsVerhältnisse in der Pumpe zu verbessern. Hierzu ist auf der Eintrittsseite vorgesehen, daß die Membran von den Stirnwänden des umgebenden Gehäuses (s. Fig. 2) größeren Abstand hat als von den übrigen Flächen und daß eine der Stirnwände einen Stutzen trägt zum Anschließen eines Hilfsbehälters nach Art und mit der Funktion eines Windkessels. Dieser nimmt bei Auffedern der Membran die verdrängte Schichtflüssigkeit auf und gibt sie bei Nachlassen des Druckes wieder ab.

Ferner ist der Eintrittsstutzen für das zu fördernde Blut in bezug auf diesen als "Vorhof" dienenden Gehäuseteil tangential angeordnet. Diese Maßnahme in Verbindung mit der Flexibilität der Membran und einer annähernd kreisförmigen ürundrißform des Vorhofes bewirkt die Aufrechterhaltung eines ste-

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henden Wirbels, so lange das Eintrittsventil geschlossen ist, und vermeidet damit einen schädlichen Unterdruck.

Auf der Austrittsseite, d.h. im sogenannten Aortenbogen, werden durch das Aufweiten der Membran in Richtung auf die Gehäusewand für den Patienten schädliche Druckspitzen abgebaut. Hierzu ist dort ebenfalls ein Hilfsbehälter vorgesehen, in den die Schichtflüssigkeit ausweichen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Blutpumpe nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Mittelschnitt durch die Pumpe (in flacher Lage, z.B. auf einem Tisch)

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B von Fig. 1.

Mit 1 ist eine Anschlußverschraubung bezeichnet, die aus Titan besteht. Diese verbindet einen Schlauch für die Blutzufuhr mit einem "Vorhof" 2, der im Grundriß bzw. in der dargestellten Ansicht (s. Fig. 1) annähernd Kreisform hat. In der Mitte trägt eine der Stirnflächen des Vorhofs 2 einen Stutzen 3 zum Anschließen eines Hilfsbehälter nach Art und mit der Funktion eines Windkessels. Dieser kann in beliebiger bekannter Weise ausgeführt sein und ist daher nicht dargestellt« Seine Funktion wird weiter unten erwähnt.

Der Vorhof 2 ist mit einer teildurchlässigen und hochflexiblen Membran 4 ausgekleidet, die von der festen Gehäusewand des Vorhofs durch eine Flüssigkeitsschicht 5 getrennt ist. Diese SchichtflUssigkeit enthält ein Antigerinnungsmittel, z.B. Heparin, das durch die Membran diffundieren kann und auf deren Innenseite eine negative Oberflächenladung aufbaut.

Nach Fig. 2 hat die Membran 4 gegenüber den Stirnwänden des Gehäuses einen größeren Abstand als an anderen Stellen. Sie

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kann dort also unter Druck auffedern und dabei das verdrängte Volumen an SchlchtflUssigkeit in den schon genannten Hilfsbehälter abgeben. In Verbindung mit tangentialer Blutzufuhr durch die entsprechend angeordnete Leitung (Verschraubung 1) wird so während der kurzen Schließzeiten eines Eintrittsventils 6 ein stationärer Wirbel aufrechterhalten. Schädlicher Unterdruck, "Totwassergebiete" u. dgl., können so nicht auftreten.

An den Vorhof 2 schließt sich das eigentliche Pumpengehäuse 7 an. Dieses trägt innen in bekannter Weise einen Pumpenschlauch 8 aus demselben Werkstoff wie die Membran. Der Schlauch weist in an sich bekannter Weise eine in Förderrichtung zunehmende Wandstärke auf. Die Pumpflüssigkeit enthält ebenfalls ein Antigerinnungsmittel, d.h. ihre Qualität ist mit der der Schichtflüssigkeit des Vorhofs identisch. Damit ist auch für diesen Teil der Pumpe eine negative Oberflächenladung gesichert.

Der Antrieb für die Pumpflüssigkeit gehört nicht zur Erfindung und ist daher nicht dargestellt.

Das Blut gelangt nach Verlassen des Pumpschlauchs 8 über ein Austrittsventil 9 in einen "Aortenbogen" 10 und von dort über einen mit einer weiteren Änschlußverschraubung 1 angeschlossenen Schlauch entweder unmittelbar in den Kreislauf des Patienten zurück oder in den entsprechenden Apparat, wie "künstliche Niere" oder "Oxygenator".

Der Aortenbogen 10 ist, wie der Vorhof, mit einer Membran 4 ausgekleidet, die ebenfalls von der Gehäusewand einen größeren Abstand hat. Sie kann also bei plötzlich steigendem Innendruck elastisch ausweichen und dabei SchichtflUssigkeit an den Hilfsbehälter abgeben, der, wie bei dem Vorhof, über einen Stutzen 3 angeschlossen ist. Für den Patienten nachteilige Druckspitzen werden so von diesem ferngehalten.

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Eine in der beschriebenen Weise aufgebaute Blutpumpe vermeidet die Nachteile der bekannten Bauarten und kann insbesondere im Langzeitbetrieb, d.h. über mehrere Tage bis zu einigen Wochen, ohne Unterbrechung verwendet werden. Die Herstellungskosten der gesamten Membranen einschließlich Pumpschlauch sind so gering, daß sie als "Einmalsysteme¹¹ einsetzbar sind, d.h. sie werden nach Benutzung nicht wieder verwendet. Damit werden sämtliche Sterilisationsprobleme umgangen.

Die Funktionsweise der Blutpumpe nach der Erfindung ist aus der vorstehenden Beschreibung für den Fachmann ohne weiteres verständlich und bedarf daher nicht einer weiteren Erläuterung.

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Claims

Aachen, Paul-Röntgen-Str. 12

Patentansprüche

/1.JBlutpumpe, bestehend im wesentlichen aus einer Schlauch- K J

pumpe mit Ventilen und Antrieb durch eine pulsierende Flüssigkeit,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Pumpengehäuse fast völlig, d.h. mit Ausnahme von Anschlußverschraubungen (i),mit einer teildurchlässigen und hochflexiblen Membran (4) ausgekleidet ist, die von der festen Gehäusewand durch eine Flüssigkeitsschicht (5) getrennt ist, wobei die Flüssigkeit ein Antigerinnungsmittel, wie Heparin, enthält, daß sich auf der Eintrittsseite der Schlauchpumpe ein im Grundriß etwa kreisförmiger Gehäuseteil als "Vorhof" (2) befindet, in den tangential ein Eintrittsstutzen für das Blut mündet, daß sich an die Austrittsseite der Pumpe ein Rohrbogen als "Aortenbogen" (10) anschließt und daß Vorhof (2) und Aortenbogen (10) Jeder mit einem Stutzen (3) zum Anschließen je eines Hilfsbehälters in der Art und mit der Funktion eines Windkessels versehen sind.
2. Blutpumpe nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpenteile, die mit Blut in Berührung kommen, aber nicht von der Membran (4) bedeckt sind, inbesondere die Anechlußverschraubungen (1), aus einem Werkstoff bestehen, der von sich aus ein negatives Dipolmoment hat.

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3. Blutpumpe nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile aus Titan bestehen.
4. Blutpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet.

daß der Schlauch (8) der Pumpe eine in Förderrichtung zunehmende Wandstärke aufweist.
5. Blutpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß als Ventile handelsübliche, künstliche Herzklappen vorgesehen sind, deren Werkstoff ebenfalls ein negatives Dipolmoment aufweist.

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