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Beschreibung zu der Anmeldung Filtervorrichtung und Filterelement
für medizinische Infusions- und Injektionseinrichtungen sowie Verfahren zum Herstellen
derselben Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung und ein Filterelement für
diese für medizinische Anwendungen, insbes.
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für Infusions- und Injektionseinrichtungen sowie Verfahren zum Herstellen
derselben. Die Filtervorrichtung ist insbesondere zur Verwendung in medizinischen
Infusions- und Injektionseinrichtungen, wie Injektionsspritzen zur subkutanen Anwendung
und Infusionsgeräten zur intravenösen Infusion bestimmt.
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In den vergangenen Jahren ist von Medizinern zunehmend darüber Besorgnis
ausgedrückt worden, daß Verschmutzungen in Teilchenform in parenteralen Lösungen
vorkommen, die in das Gefäßsystem von Patienten infundiert oder injiziert werden
sollen, sowie über die möglichen schädlichen Folgen, die eine solche Verschmutzung
verursachen kann. Unter dem Ausdruck "parenterale Lösungen" soll in der vorliegenden
Anmeldung jede Lösung verstanden werden, die einem Patienten intravenös oder intramuskulär
zugeführt wird, einschließlich von Medikamenten, die durch Injektionsspritzen injiziert
werden sowie verschiedenen Lösungen, die intravenös mit Hilfe eines Infusionsgerätes
zur intravenösen Anwendung zugeführt werden (z.B.
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Glukose, Blut, Medikamente, etc.).
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Schätzungsweise erhält der Krankenhauspatient gegenwärtig durchschnittlich
ca. 2,5 1 parenterale Lösung während seiner
Krankheit, und der ernstlich
kranke Patient sogar bis zu 100 1 und noch mehr. neuere Untersuchungen haben gezeigt,
daß die parenteralen Lösungen häufig durch teilchenförmige Fremdstoffe der Infusionseinrichtungen
verschmutzt sind, z.B. durch den Glas- oder Kunststoffbehälter der lösung, den Schlauchsatz,
den Stöpsel und sonstiges Zubehör der Ausrüstungsgegenstände und Geräte. natürlich
können solche Verschmutzungen Je nach der Art, Größe, Quantität etc. der verschmutzenden
Teilchen ftir den Patienten schädlich sein. Schädliche Auswirkungen sind von Forschern
auf dem Gebiet der Medizin anhand menschlicher Autopsien und Untersuchungen verschiedener
Tiere gezeigt worden.
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Verschmutzung durch Teilchen ist auch in den parenteralen Lösungen
vorhanden, die mit subkutan angewendeten Injektionsspritzen in Patienten eingespritzt
werden. Die Quellen für diese Art von Verschmutzung sind beispielsweise die Zylinder
der Spritze, die Kolben (die typischerweise Gummispitzen haben) sowie die Deckel
(typischerweise aus Gummi) und das Innere (typischerweise Glas) von Phiolen mit
mehrfachen Dosen, aus denen die zu in-Jizierenden Lösungen abgezogen werden.
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Es liegt also auf der Hand, daß auf dem Gebiet der Medizin Notwendigkeit
an Mitteln oder Binrichtungen besteht, mit denen eine Verschmutzung durch teilchenförmige
Stoffe in parenteralen Lösungen zum Infundieren oder InJizieren in Patienten verhindert
oder auf ein Mindestmaß eingeschränkt wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Filter in Infusions-und InJektionsvorrichtungen
zu verwenden, um teilchenförmige Verschmutzungen aus Patienten zugeführten parenteralen
Fluiden auszufiltern. Die bisher entwickelten Filter oder Filtervorrichtungen sind
Jedoch nicht in nennenswertem Umfang von der Medizin akzeptiert oder verwendet worden,
denn keine der bekannten Filtervorrichtungen hat den unterschiedlichen Anforderungen
entsprochen, die Jeder im Zusammenhang mit medizinischen Injektionsvorrichtungen
verwendete Filter erfüllen muß.
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Es werden nachfolgend eine Reihe von Anforderungen aufgezählt, die
jeder Filter für medizinische Injektions- oder Infusionseinrichtungen erfüllen muß.
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Der Filter muß das zu Injizierende oder infundierende Fluid anfangs
mit verhältnismäßig großer Strömungsmenge durchlassen und dann, im Fall von Infusionsgeräten
mit einer angemessen hohen Strömungsmenge über eine längere Zeitspanne hinweg.
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Die Leistungsfähigkeit des Filters hinsichtlich des Entfernens von
teilchenförmigen Verschmutzungen aus dem zu infundierenden oder injizierenden Fluid
muß groß sein. Der Filter muß einen angemessenen Grad an Schutz vor Luftembolie
bieten, d.h. der Filter muß geeignet sein zu verhindern, daß ~luftbläschen hindurch
gelangen. Außerdem muß das Äbbröckeln des Filters im Gebrauch minimal sein oder
darf überhaupt nicht auftreten, um das Eindringen von Fremdstoffen in die zu infundierende
oder injizierende Lösung zu verhindern. Der Filter muß außerdem mit den verschiedenen
Medikamenten oder Lösungen, die infundiert oder injiziert werden sollen, verträglich
sein, d.h; das P'iltermaterial darf mit dem Fluid nicht reagieren und einen stoff
bilden, der für den Patienten schädlich sein könnte. Dsr Filter muß auch mit der
Größe, Gestalt und dem Material der Infusions-oder Injektionseinrichtung' vereinbar
sein, insbesondere mit dem rohrförmigen Glied (z.B. der abe oder einem anderweiten
Änschlußstück), in dem der Filter angeordnet ist, und vorzugsweise sollte der Filter
auch mit bestehenden Standardgeräten zum Infund"eren und Injizieren vereinbar sein.
Der Filter muß in der Fluidströmungsleitung der Infusions- oder Injektionseinrichtung
wirksam abgedichtet bzw. mit derselben wirksam verbunden sein, um zu gewahrleisten,
daß der Filter seine Aufgabe wirksam und mit hohem Grad an ~leistungsfähigkeit erfüllt,
d.h. um zu garantieren, daß keine teilchenförmige Verschmutzung zwischen dem Filter
und der Innenwand des Anschlußstücks, in dem der Filter angeordnet ist, hindurch
gelangen kann. Schließlich dürfen sich durch den Filter und die Mittel des einsetzens
des Filters in die
Injektions- oder Infusionseinrichtung die Kosten
der Einrichtung nicht wesentlich erhöhen, insbesondere deswegen nicht, weil die
meisten der heutzutage verwendeten Injektions- und Infusionseinrichtungen wegwerfbar
sind (d.h. so konstruiert sind, daß sie nach einmaliger Verwendung weggeworfen werden)
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Filter und eine Filtervorrichtung für
medizinische Injektions- und Infusionseinrichtungen zu schaffen, die außerordentlich
leistungsfähig hinsichtlich des Entfernes teilchenförmiger Verschmutzungen aus in
Patienten zu infundierenden oder injizierenden parenteralen Fluiden sind und dabei
doch einen verhältnismäßig hohen Durchsatz an parenteralen Fluiden erlauben, ohne
im Gebrauch abzubröckeln und in leistungsfähiger und wirtschaftlicher Abdichtung
gegenüber der Fluidströmungsleitung der Einrichtung bzw. in Verbindung mit ihr angeordnet
sind.
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Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung eines Verfahrens zum
Herstellen einr solchen Filtervorrichtung und eines Filterelements.
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Die Filtervorrichtung soll hinsichtlich Größe, Gestalt und Material
mit den zu filtrierenden, parenteralen Fluiden ebenso verträglich sein wie mit den
bestehenden genormten medizinischen Infusions- und Injektionseinrichtungen. Außerdem
soll die Filtervorrichtung einen ziemlich hohen Schutz vor Luftembolie bieten.
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Außerdem sollen die Kosten der Filtervorrichtung niedrig sein, damit
sie auch als Filtervorrichtung zur Einmalverwendung ausgebildet werden kann.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Filterelement
für medizinische Injektions- u. Infusionseinrichtungen und dergleichen geschaffen,
der Teilchen aus rostfreiem Stahl aufweist, die unregelmäßige Teilchengestalten
bildende Vorsprünge haben und im wesentlichen in Abwesenheit eines Bindemittels
so verdichtet worden sind, daß die Vorsprünge miteinander verhakt wurden und ein
im wesentlichen selbsttragendes poröses Filterelement bilden, dessen Poren miteinander
in Verbindung stehen und eine Vielzahl gewundener Wege mit seitlichen, schrägen
und vertikalen Abschnitten bilden.
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Ferner wird zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe
eine Filtervorrichtung für medizinische Infusions- und Injektionseinrichtungen und
dergleichen mit einem Filter der genannten Art geschaffen, die ein rohrförmiges
Anschlußstück mit einem inneren, zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellten
Umfangsteil aufweist, in welchem das poröse, aus rostfreien Stahlteilchen bestehende
Filterlement von insgesamt kreisförmiger Gestalt zumindest teilweise und im Preßsitz
angeordnet ist, wozu der innere Umfangs teil so erweicht worden ist, daß er längs
eines kontinuierlihen Umfangsringes in die Poren des porösen Filterelements geflossen
ist und das Filterelement im Umfangsteil abdichtet.
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Das Verfahren zum Herstellen des Filterelements gemäß der Erfindung
sieht im wesentlichen vor, Metallteilchen von unregelmäßiger oder dendritischer
Gestalt in einer zweckmäßigen Form zu verdichten, wodurch die Vorsprünge oder Arme
an den unregelmäßigen Umfängen der dendritischen Teilchen miteinander verhakt werden
und ein selbsttragender, grüner Kompaktling geschaffen wird, und anschließend den
grünen Kompaktling zu sintern. Das dabei entstehende Filterelement weist eine Vielzahl
von Poren auf, die längs verschlungener oder gewundener Wege mit seitlichen, vertikalen
und schräg verlaufenden Abschnitten miteinander in Verbindung stehen, in denen verschmutzende
Teilchen aufgefangen oder zurückgehalten werden, die sich in durch den Filter strömenden
Lösungen
befinden. Das Filterelement sitzt, wie gesagt, mit Preßsitz in einem rohrförmigen
Glied aus Kunststoff (z.B. einer Nabe), das erhitzt worden ist, um seine benachbarte
innere Umfangswand zu erweichen oder zu schmelzen, damit sie in die Poren des Filters
fließt, um eine kontinuierliche Umfangsdichtung zwischen dem Filter und dem rohrförmigen
Glied zu erzeugen.
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Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ehe bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen beschriebenen
werden, sei darauf hingewiesen, daß der zulässige Durchsatz einer Lösung durch einen
Filter und die Leistungsfähigkeit zueinander variieren, d.h. je höher der zulässige
Durchsatz, umso niedrigs die Leistungsfähigkeit und je höher die Leistungsfähigkeit,
umso niedriger der zulässige Durchsatz. Das beruht darauf, daß der zulässige Durchsatz
und die Leistungsfähigkeit eines Filters in starkem Maß von der Größe und dem Muster
der Poren im Filter bestimmt sind: Je größer die Poren, umso höher der zulässige
Durchsatz und umso niedriger die Leistungsfähigkeit und umgekehrt, je kleiner die
Poren, umso niedriger der zulässige Duruchsatz und umso höher die Leistungsfähigkeit
bzw. der erzielbare Abscheidegrad.
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Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß ein Filter, der ja ausgesprochen
zum Abfangen und Zurückhalten von Teilchen verwedet wird, durch fortgesetzte Verwendung
natürlich zumindest teilweise verstopft, wodurch die Leistungsfähigkeit des Filters
schrittweise zunimmt und der zulässige Durchsatz abnimmt.
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Die den anfänglichen Durchsatz einer parenteralen Lösung durch einen
Filter bestimmenden Faktoren sind folgende: a.) Der wirksame Oberflächenbereich
(angeströmte Oberfläche) des Filters, der der zu infundierenden oder injizierenden
Lösung ausgesetzt ist.
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b.) Die Wandstärke des Filters, die von der zu infundierenden oder
injizierenden Lösung durchdrungen werden muß.
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c.) Der mittlere Porendurchmesser des Filters.
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d.) Die Porosität des Filters, d,h. das Verhältnis zwischen dem Volumen
der Offnungen bzw. Poren und dem Volumen an Feststoff.
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e.) Die Höhe der zu infundierenden Lösung oberhalb der handel bei
Infusionsgeräten.
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f.) Der Venendruck des Patienten.
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g.) Die Viskosität und das spezifische Gewicht der zu infundierenden
oder injizierenden Lösung.
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h.) Mit dem Filter in Reihe angeordnete Strömungseinengungen, z.B.
Strömungsklemmen an einem intravenösen Infusionsgerät die Tropföffnung der Flasche
mit der zu infundierenden Lösung, die Nadel, der Innendurchmesser des Schlauchs
am Infusionsgerät etc.
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Zu den den langfristigen Durchsatz bestimmenden Faktoren gehören
alle obengenannten Faktoren und noch folgende weitere: a.) Absinken des Pegels der
infundierten Lösung durch Entleeren.
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b.) Die Stärke der teilchenförmigen Verschmutzung in der infundierten
oder injizierten Lösung.
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c.) Die Porenstruktur des Filters (d.h. das muster oder die Anordnung
der Poren im Filter).
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Die die ~leistungsfähigkeit des Filters. bestimmenden Faktoren sind
folgende: a.) Der durchschnittliche Porendurchmesser des Filters0 b.) Der maximale
Borendurchmesser des Filters.
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c.) Die Anzahl hintereinander angeordneter Porenmindestwerte von der
Filtereingangsfläche zur Filterausgangsfläche.
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d.) Die Unbeschädigtheit der Dichtung bzw. Verbindung zwischen dem
Filter und dem Filtergehäuse (z.3. der Nabe).
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e.) Die Anzahl der in oder am Filter festgehaltenen Teilchen aus vorher
filtrierten Lösungen.
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f.) Die Korngrößenverteilung in der filtrierten Lösung.
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g.) Die Teilchendichte in der filtrierten Lösung, d.h. die Anzahl
an Teilchen pro Volumen der Lösung.
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h. ) Die Stabilität der Gestalt der Teilchen in der Lösung.
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i.) Das Verhältnis von Länge : Breite : Höhe der Teilchen in der Lösung.
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Der durchschnittliche Porendurchmesser und der maximale Porendurchmesser
(die obengenannten Faktoren a.) und b.)) bestimmen im praktischen Sinn etwa die
Verteilung der Porengrößen im Filter.
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Die wirksamste Tieise zum Messen der ~leistungsfähigkeit eines Filters
besteht darin, den Filter der für ihn bestimmten Aufgabe auszusetzen, z.B. eine
Teilchen enthaltende Suspension zu filtrieren und das Filtrat auf durchgelassene
Teilchen zu untersuchen. Das Verhältnis zwischen den vom Filter zurückgehaltenen
Teilchen und den durch den Filter hindurchgelassenen Teilchen in Jeder Größenordnung
(d.h. jeder Teilchengröße) stellt die ~leistungsfähigkeit des Filters für Teilchen
der jeweiligen Größe dar. Die ~leistungsfähigkeit läßt sich also durch folgende
Gleichung ausdrücken: E = 100 (1 -wobei E = Filterleistungsfähigkeit in Prozent#
F = Teilchen Teilchen pro Volumeneinheit im Filtrat D = Teilchen pro Volumeneinheit
in der Teilchensuspension.
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Mit dem Filter gemäß der nrfindung werden die bestmöglichen Merkmale
hinsichtlich der ~leistungsfähigkeit und zulässigen Strömungsrate erzielt, wobei
die maximal erwünschte Strömung für die nötige ~leistungsfähigkeit ermöglicht ist.
Zu den Merkmalen diezum Erzielen dieser wichtigen Eigenschaften beitragen, gehören
folgende: a.)- Der Oberflächenbereich des Filters ist so groß wie möglich -in Ubereinstimmung
mit anderen Parametern, wie Größe und Kostenerfordernissen.
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b.) Die Wandstärken des Filters sind so dünn wie möglich -in Ubereinstimmung
mit der strukturellen Stärke, der Herstellungsmöglichkeit
und
Erfordernissen hinsichtlich der ~leistungsfähigkeit.
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c.) Der minimale Porendurchmesser des Filters ist so groß-wie möglich
- in Ubeleinstimmung mit rfordernissen der Leistungsfähigkeit (z.B. Grobe und Menge
der teilohenförneigen Verschmutzung, die aus der Lösung entfernt werden müssen).
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d.) Die Porosität des filters ist so groß wie möglich - in ubereinstimmung
mit praktischen Erwägungen bei der Her-Stellung.
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e.) Die Porenstruktur bzw. das Porenmuster des Filters ist so gewahlt,
daß es dem Verstopfen oder Blockieren des Filters durch eingefangene Teilchen entgegenwirkt.
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Gegenstand der erfindung ist, um es zu wiederholen, ein verbesserter
filter für medizinische Infusions- und Injektionseinrichtungen der durch Verdichten
von Teilchen eines rostfreien Stahlpulvers von unregelmäßiger oder dendritischer
Gestalt im wesentlichen in Abwesenhsit eines Bindemittels hergestellt wird, wobei
ein poröser, selbsttragender grüner Kompaktling entsteht, der anschließend gesintert
wird. Der dabei entstehende Filter ist porös, und die Poren stehen miteinander in
Verbindung und bilden dabei ein Netz aus verschlungenen oder sich windenden Wegen
mit seitlichen, schrägen und vertikalen Abschnitten, deren Aufgabe es ist, verschmutzende
Teilchen einer hindurchgeleiteten Lösung abzufangen. Der poröse Filter ist in einem
rohrförmigen Anschlußstück abgedichtet, wobei er im Preßsitz in die innere Umfangswand
eines im Anschlußstück ausgebildeten ringförmigen Wulstes aus Kunststoff eingesetzt
und dann erhitzt wurde, damit der TiFulst aus Kunststoff nach dem Weichwerden oder
Schmelzen längs eines kontinuierlichen Umfangsringes in die Poren des Filters fließen
konnte.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit vorteilhaften Einzelheiten anhand
schematischer Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig.
1 eine perspektivische Ansicht einer Injektionsspritze in auseinandergezogener Darstellung,
in die eine Filtervorrichtung gemäß der Erfindung einsetzbar ist; ig. 2 einen Schnitt
durch die Mabe bzw. das rohrförmige Änschlußstück der in Fig. 1 gezeigten Injektionsspritze
mit eingesetztem Filterelement gemäß der Erfindung; Fig. 3 einen Schnitt ähnlich
Fig. 2, bei dem der Filter in seiner Lage im Änschlußstück dargestellt ist; Fig.
4 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 und 3, bei dem der Filter durch Induktion erwärmt
wird, um ihn im Anschlußstück abdichtend anzubringen; Fig. 5 einen Teilschnitt zur
besseren Darstellung der Dichtung zwischen dem Filter und dem Anschlußstück; Fig.
6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in den Figuren 1 - 5 gezeigten Filters;
Fig. 7 ein xqikrobild einiger unregelmäßiger oder dendritischer Teilchen aus rostfreiem
Stahl, aus denen der in Fig. 6 gezeigte Filter hergestellt sein kann; Fig. 8 und
9 Mikrobilder von 100mal vergrößerten Teilen der Oberflächen von Filtern, die gemäß
der Lehre der Erfindung hergestellt wurden.
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Fig. t zeigt eine Injektionsspritze 10, in die die Filtervorrichtung
gemäß der Erfindung eingesetzt werden tann Die Injektionespritze 10 umfaßt eine
Kanüle 12 (vorzugsweise aus rostfreiem Stahl), die mit dem vorderen bzw. entfernten
Ende einer rohrförmigen Nabe bzw. eines rohrförmigen Anschlußstücks 16 aus thermoplastischem
Kunststoff verbunden ist, in das ein poröses, gesintertes Filterelement 18 aus rostfreiem
Stahlpulver eingesetzt ist. Das Filterelement 18 ist gemäß der unten beschriebenen
Lehre der Erfindung hergestellt. Bs ist aus rostfreien Stahlteilchen von unregelmäßiger
oder dendritischer Gestalt gebildet.
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Die in Fig. 1 gezeigte Injektionsspritze 10 soll lediglich als Beispiel
für eine medizinische InJektionsvorrichtung dienen, in die eine Filtervorrichtung
gemäß der Erfindung einsetzbar
ist. Die Filtervorrichtung gemäß
der Erfindung kann aber-tn verschiedenen Arten medizinischer Geräte und dergleichen
einschließlich Infusionsgeräten zur intravenösen Anwendung, Injektionsspritzen zur
subkutanen Anwendung und Luer'schen-Doppelzwischenstücken- verwendet werden. Das
rohrförmige Anschluß-bzw. Verbindungsstück 16 aus thermoplastischem Kunststoff dient
auch nur alb ein Beispiel für die große Anzahl von Verbindungsstücken, Paßstücken,
Zwischenstücken und Naben, in denen ein Filter eingebaut und abgedichtet werden
kann, um die Filtervorrichtung gemäß der Erfindung zu erzielen.
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Wie am besten aus Fig. 6 hervorgeht, ist der Filter 18 vorzugsweise
zylfndriseh und von becherförmiger Gestalt und hat ein geschlossenes hinteres, einlaßseitiges
Ende 36 und ein offenes vorderes,ausleßseltiges Ende 38.
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Durch die zylindrtsche Becherform des Filterelements 18 wird der
größtmögliche Oberflächenbereich des Filters erzielt, der der zu filtrierenden Lösung
a#usgesetzt ist, natürlich in Ubereinstimmung mit den insgesamt bestehenden Einschränkungen
hinsichtlich der Größe, die durch das Anschlußstück bestimmt sind, in das der Filter
eingesetzt ist, und unter Berücksichtigung des größtmöglichen zulässigen Durchsat-zes
der Lösung. Bevorzugt werden gemäß der Erfindung beispielsweise Filter mit 2 einem
Oberflächenbereich von ca. 0,387 cm (0,06 Quadratzoll) und einer Wanddicke von ca.
0,508 - 1,524 mm (0,02 - 0,06 Zoll) (vorzugsweise ca. 0,762 mm (0,03 Zoll)). Es
sei Jedoch darauf hingewiesen, daß auch Filter von verschiedener anderer Gestalt
gemäß der Erfindung hergestellt werden können, beispielsweise Filter in Scheibenform
oder Plattenform.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der
Filter 18 nach folgendem Verfahren hergestellt: 1.) Metallpulver aus Teilchen von
unregelmäßiger oder dendritischer Gestalt wird ausgesiebt, um Teilchen der gerrünschten
Größe
zu erhalten.
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2.) Eine vorherbestimmte Menge des gesiebten Pulvers wird mit einer
vorherbestimmten, verhältnismäßig kleinen Menge eines Gleitmitteis gemischt.
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3.) Die Mischung aus Pulver und Gleitmittel wird in eine entsprechend
Form gegeben und darin unter einem vorherbestimmen Druck verdichtet, um einen selbsttragenden,
~grünen" Kompaktling zu erzielen.
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4.) Der grüne Filterkörper wird aus der Form entnommen und einem zweistufigen
Heizverfahren unterworfen, um zunächst das Gleitmittel "auszubrennen" und anschließend
denFiltericörper zu sintern.
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Nachfolgend werden die Einzelheiten der obengenannten grundlegenden
Schritte, wie Zeiten, Temperaturen, Zusammenpreßdruck, Werkstoffe etc. im einzelnen
beschrieben.
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Beispiele der rostfreien Stahlteilohen von unregelmäßiger oder dendritischer
Gestalt sind in der Mikroaufnahme gemäß Fig. 7 gezeigt. tin Pulver aus rostfreiem
Stahl mit Teilchen wie den in Fig. 7 gezeigten ird gesiebt, um rastfreie Stahlteilchen
der gewünschten Größe zu erhalten. Die Größe der Teilchen bestimmt zusammen mit
anderen Parametern wie dem auf das Pulver aufgebrachten Zusammenpreßdruck die Leistungsfähigkeit
des Filters und den zulässigen Durchsatz der Lösung durch den Filter.
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Es werden hier zwei Filtergüten beschrieben, von denen die eine als
S3-5 und die zweite als S8-10 bezeichnet ist. Diese Bezeichnen der Filtergüten gibt
die Leistungsfähigkeit des Filters an. Der Filter S3-5 ist so gewahlt, daß er aus
der zu filtrierenden Lösung 99 % aller Teilchen entfernt, die größer sind als 5
Mikrometer,und 95 % aller Teilchen, die größer sind als -3 INikrometer. Der Filter
S8-10 ist so gewahlt, daß er 99 % aller Teilchen, die größer sind als 10 -tikrometer,
und 95 % aller Teilchen, die größer sind als 8 Mikrometer, entfernt. Wie weiter
unten beschrieben, werden diese Leistungsgrade des Filters erreicht
und
dabei gleichzeitig eine verhältnismäßig hohe Strömungsrate der Lösung durch die
Filter erlaubt.
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Das rostfreie Stahlpulver aus dem der Filter S3-5 hergestellt wurde,
kann Teilchengroßenmit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen ca. 44 Mikrometer
und 74 Mikrometer haben.
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Das läßt sich auch so ausdrücken, daß die Trenngrenze bei 74/44/i#Korngröße
(200/325 mesh) liegt.
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Der Filter S8-10 ist aus einem rostfreien Stahlpulver hergestellt,
bei dem der mittlere Durchmesser der Teilchen zwischen ca. 125 und 149 Mikrometer
liegt, d.h. aus einem Pulver bei dem die Trenngrenzebei 149/125 p Korngröße (wo0/120
mesh) liegt.
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In beiden Fällen sind die Gestalten der Teilchen so unregelmäßig,
daß die Zweige oder Arme einander benachbarter Teilchen miteinander verhakt werden
oder sich gegenseitig verriegeln, wenn das Pulver zu einem selbsttragenden Kompaktling
zusammengepreßt wird.
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Das hier angewandte Sieben kann ein zweistutiger Siebvorgang sein,
bei dem zunächst ein Sieb mit größerer Maschenweite verwendet wird, um Pulverteilchen
auszuschalten, die größer sind als die gewünschte größte Teilchengröße (z.B. 74
Mikrometer bei dem Filter S3-5 und 149 Mikrometer bei dem Filter S8-10) und bei
dem dann ein Sieb mit kleinerer Maschenweite verwendet wird, um Pulverteilchen auszuschalten,
die kleiner sind als die kleinste gearunschte Teilchengröße (z.B.
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44 Mikrometer für den Filter S3-5, 125 Mikrometer für den Filter S8-to).
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Anschließend an das Sieben werden die rostfreien Stahlteilchen mit
einem zweckmäßigen Schmiermittel gemischt und in eine zweckmäßige Form gefüllt (z.B.
eine Form von becherförmiger
Gestalt) und zu der gewünschten Gestalt
zusammengepreßt.
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Es kann eine beliebige Anzahl von Gleitmitteln verwendet werden,
z.B. ein synthetisches Wachs, dessen Ursprung ganz allgemein eine Fettsäure ist.
Ein derartiges Wachs ist z.B. das "ACRAWAX C", das von der Glyco Ohemical Co., in
Greenwich, Conn., V.St.A. hergestellt wird.
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Die Schmiermittelmenge sollte vorzugsweise ca. 0,05 Gew.
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des grünen Kompaktlings oder mehr betragen und kann bis zu 0,5 Gew.%
ausmachen. Es liegt auf der Hand, daß die Lebensdauer der Werkzeuge der Form und
der Verdichtungseinrichtung umso länger herd, je größer die Menge des zugefügten
Schmiermittels ist. Das Schmiermittel kann mit dem rostfreien Stahlpulver durch
Umwälzen des Pulvers und des Schmiermittels beispielsweise in einer zweckmäßigen
Walzenmühle gemischt, werden.
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Die Gewichtsmenge des mit dem Schmiermittel zu mischenden und in
die Form der Presse zu füllenden rostfreien Stahlpulvers kann auf folgende Weise
errechnet werden: a.) Das Volumen des rostfreien Stahlpulvers im becherförmigen
Filter:, TT/4[DL-(D-2T)(L-C], wobei D = Außendurchmesser des Filters L = Länge
des Filters, TT = die konstante#, T = Wanddicke des Filters, a = Dicke der Stirnwand
des Filters.
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b.) Die Dichte des verwendeten rostfreien Stahls Nr. 316 entspricht#0,29
Pounds pro Kubikzoll oder 131,5418 Gramm pro Kubikzoll (3,03 g/cm³).
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c.) Während des anschließenden Sintervorganges wird der grüne Filter
vermutlich um ca. 0,0127 mm (0,0005 Zoll) im Durchmesser und um etwa 1 ,t in der
Länge schrumpfen.
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d. j Die Dichte des Kompaktlings nach dem Sintern: 1-P, wobei
P
= gewünschte Porosität des verdichteten, gesinterten Filters.
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e.) Wd = (131,542 TT/4) 1- P) (1+S) [0,99L(D-0,0005) -(D-0,0005-2T)0,99(L-C]
oder Wd= 102,2798 (1-P) (1+S) [L(D-0,0005) - (1-0, 0005-2T)(L-C)] wobei Wd = das
gewünschte GeWicht in Gramm des grünen Filters, P = die gewünschte Porosität des
gesinterten Filters, ausgedrückt als Dezimalfraktion, S = Gewicht des dem rostfreien
Stahipul-ver hinzugefügten Schmiermittels, ausgedrückt als Dezimalfraktion des Pulvergewichts,
L = Gesamtlänge des grünen filters in Zoll, D =Außen'durchmesser des grünen Filters
in Zoll, TT = die Konstante #, T =die Zylinder"wandstärke des grünen Filters in
zoll, und a = die Stirnwandstärke des grünen Filters in Zoll.
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Als Beispiel seien Werte des grünen Filters und des Filters nach
dem Sintern genannt. Wenn der grüne Filter (der durch Verdichten des Gemisches aus
Pulver und Schmiermittel geformte Filter vor dem Sintern) folgende ungefähre Abmessungen
hat: D = 3,25 mm (0,1280 Zoll), L = 3,85 mm (0,1515 Zoll), a = 0,77 mm (0,0303 Zoll),
T = 0,76 mm (0,030 Zoll), P = 7,62 mm (0,30 Zoll), S = 0,0127 mm (0,0005 Zoll) und
Wd + 0,1 3685 Grammn nach dann hat der Filter/dem Sintern folgende ungefähre Abmessungen:
D = 3,24 mm (0,1275 Zoll), L = 3,81 mm (0,150 Zoll), a = 0,76 mm (0,030 Zoll), T
= 0,76 mm (0,030 Zoll), P = 7,62 mm (0,30 Zoll), -S = 0,0000 and Wd + 0,136782 Gramm.
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Der optimale Druck für das Verdichten des Gemisches aus rostfreiem
Stahlpulver und Schmiermittel kann nach folgender Gleichung errechnet werden:
Pc
=BR/ßF dabei Pe = der zum Erzielen der gewünschten Dichte des gepressen grünen Filters
benötigte Zusammenpreßdruck, FR = Stempelkraft der Pulverpresse in Pounds, die sich
indirekt durch Messendes Ausschlags der Tretvorrichtung bestimmen läßt, Ap = errechnete
lache, z.B. TTr der Stirnwand des Filters.
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Zum beispiel Pc = FR/AF FR/TTr =1600 Pounds/ 0,012767657 Quadratzoll
~ 62,7 tons pro Quadratzoll, wobei die Stempelkraft 1600 Pounds (725,74 kg) und
die Fläche der Stirn-2 wand des Filters 0,012767657 Quadtatzoll (O,Q825718~5 cm
)beträgtj.
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Für die hier angegebenen speziellen Beispiele hat sich herausgestellt,
daß bei dem Filter S3-5 eine Filterdichte von ca. 5,6 g/cm³ zu einer gewünschten
Porosität Von 30,2 % führt, wenn ca. 139 mg Pulver und Schmiermittel zusammengepreßt
werden, während bei dem Filter S8-10 eine Dichte von ca. 5,4 g/cm3 zu einer gewünschten
Porosität von 33,0 ; führt, wenn ca.
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133 mg Pulver und Schmiermittel zusammengepreßt werden.
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Nachdem festgestellt worden ist, daß ein akzeptabler Filter unter
Anwendung eines gegebenen Zusammenpreßdrucks hergestellt werden kann, kann diese
Druckangabe zur Herstellung weiterer Teile oder zur Herstellung von Teilen unterschiedhoher
Größen und Gestalten herangezogen werden.
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Es hat sich gezeigt, daß der gemäß den oben angegebenen Verfahrensschritten
und Gleichungen hergestellte grüne Filter vollkommen selbsttragend ist und bei der
Handhabung nicht zerkrümelt.
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Der grüne Filter wird dann zum Abbrennen des Schmiermittels etwa
30 - 90 Minuten lang auf eine zweckmäßige Temperatur von z.B. zwischen ca. 4270
C und 5380 ~ (800 - 10000 ) erhitzt und anschließend bei höherer Temperatur, z.B.
zwischen ca. 10930 a und 13160 ~ (2000 - 24000 F) eine zweckmäßige
Zeitlang,
z.B. 15 - 90 nuten gesintert, --um den fertigen, gesinterten Filter zu bilden. Das
Sintern erfolgt in einer trockenen H2-Atmosphäre.
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Es sei noch erwähnt, daß beim Herstellen von Filtern gemäß der Erfindung
eine große Anzahl variabler Faktoren die Merkmale der fertigen Filter und deren
Leistung in der praktischen Anwendung beeinflussen. In den folgenden Tabellen A,
B und O sind diese Variablen aufgeführt, die für eine Reihe hier angegebener Herstellungsparameter
in Betracht gezogen wurden (z.B.
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Zeiten, Temperaturen, Drücke, Werkstofîe etc.). Die meisten dieser
Variablen gehen aus einem Buch unter dem Titel "Fundamental Principles of Powder
Metallurgy" von #.D.jones, St. Martin's Press hervor.
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In Tabelle A sind diejenigen Variablen enthalten, die den größten
Einfluß auf den fertigen filter haben. Viele von ihnen erscheian in den in der Anmeldung
angegebenen mathematischen Gleichungen und werden durch das Verfahren gemäß der
Erfindung beeinflußt.
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Die Tabelle B schließt Variable ein, von denen einige beeinflußbar
sind, jedoch weniger häufig als die Variablen der Tabelle A. Einige dieser Variablen,
beispielsweise die #erkzeugabnutzung werden nicht beeinflußt aber überwacht.
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Die Tabelle O schließt weitere Variable ein, von denen einige von
untergeordneter manchmal sogar fraglicher Bedeutung sind. Einige dieser Variablen
werden automatisch beeinflußt, wenn verwandte Variablen der Tabelle A oder B gestaltet
werden.
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Tabelle A - Primäre variable Steuerwerte 1.) Metallpulver: a.) Chemische
Zusammensetzung und Feststoffdichte b.) Teilchengrößenverteilung 2.) Schmiermittel:
a.) Menge 3.) Preßwerkzeuge: a.) Hohlraumdurchmesser b.) Einstellung der Stirnwanddicke
für den Filter c.) Einstellung der Stirnwandfüllung für den Filter 4.) Pressen:
a.) Einstellung der Füllung, Gesamtfilter b.) Einstellung der Höhe des verdichteten
Teils, Gesamtfilter 5.) Sintern: a.) Chemische Zusammensetzung des Metallpulvers
b.) Temperatur c.) Zeit Tabelle B - Sekundäre variable Steuerwerte 1.) Metallpulver:
a.) Fließfähigkeit b.) Teilchengestalt 2.) Schmiermittel: a.) Chemischer Aufbau
b.) Teilchengröße c.) Teilchengestalt d.) Mischverfahren e.) Vollständigkeit des
Mischens 3.) Preßwerkzeug: a.) Verschleiß b.) Toleranzen 4.) Pressen: a.) Druckschwankungen
b.) Geschwindigkeit c.) Vibration d.) Verschleiß
e.) Temperaturanstieg
5.) Sintern: a#) Erhitzungsrate ) Abkühlungsrate c.) Art der Atmosphäre d.) Unreinheiten
in der Atmosphäre e.) Strömungsrate der Atmosphäre Tabelle C - Tertiäre variable
Steuerwerte i.) Metallpulver: a.) Schüttgewicht b.) Kompressionsfähigkeit c.) Fähigkeit
zum Bearbeitungshärten d.) Absorbierte Gase e.) Absondern von Bestandteilen 2.)
Schmiermittel: a.) Temperaturanstieg beim Mischen b.) Anderungen beim Lagern nach
dem Mischen und vor dem Pressen 3.) Preßwerkzeug: a.) Werkstoffe b.) Steifheit c.)
Spielräume d.) Fertigbearbeitung 4.) Pressen: a.) Ausrichtung b.) Ausstoß-Beanspruchungen
c.) Konstruktion d.) Füllverfahren 5.) Sintern: - aO) Aktivität des Pulvers b.)
Gasgehalt der Kompaktlinge c.) Menge und Art des Schmiermittels d.) Thermische Expansion
der beteiligten Metalle.
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Wie bereits erwähnt wurden viele der im Zusammenhang mit
dem
oben beschriebenen Herstellungsverfahren angegebenen Werte anhand der in den Tabellen
A, B und a angegebenen Variablen bestimmt. Die unten folgende Tabelle 1 gibt die
bevorzugten Parameter für die Filter S3-5 und 58-10 an, Einige der Werte in Tabelle
D sind spezifisch angegeben, hrend andere allgemein beschrieben sind.
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Tabelle D - erte der Parameter S3-5 S8-10 1.) Metallpulver a.) Teilchengrößenverteilung
44-74 Mikrometer 125-149 Mikrometer durchschnittlicher durchschnittlicher Durchmesser
(325/200 Durchmesser (120/100 Siebfeinheit) Siebfeinheit) b.) Teilchengestalt Ausreichend
unregelmäßig um nach dem Verdichten zusammenzuhalten ("grüne" Stärke) c.) Bließfahigkeit
Ausgewählt im Hinblick auf Optimierung der Pressengeschwindigkeit d.) Chemische
Zusammensetzung Rostfreier Stahl, Type 316 e.) Feststoffdichte der Teilchen 8,03
g/cm3 (0,29 Pounds pro Kubikzoll) 2.) Schmiermittel a.) Chemische Zusammensetzung
Synthetisches Wachs von Fettsäureursprung, z.3. Acrawax a b.) Menge 0,05 Gew. ~
zufriedenstellend, aber bis zu 0,5 % wahrscheinlich akzeptabel, mit Vorteil längerer
Werkzeuglebensdauer c.) Mischen Umwälzen in Walzenmühle während ca. 25 lsinuten
d.) Teilchengröße und Gestalt atomisiert zwecks guten Fließens und leichten Mischens
3.) Pressen
a.) Menge (Metallpulver plus Schmiermittel) 139 mg
zum erzielen 133 mg zum Erzielen einer Piltertichte von einer Filterdichte ca. 5,6
g/cm) (30,2 ß von ca. 5,4 g/cm3 Porosität) (33,0 ig Porosität) 4.) Sintern a.) Schmiermittel
-Abbrennzeit un4d270 # -und -temperatur 427° C - 53u C (vorzugsweisec#4540 C (800
- 10000 F, vorzugsweise ca. 850 B) während 30 - 90 Minuten (vorzugsweise ca.
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60 Minuten).
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b.) Sinterzeit und temperatur 1093 C - 13160 a (vorzugsweise ca.
12040 O) (2000 - 24000 F, vorzugsweise ca. 22000 F) während 15 - 90 Ilinuten (vorzugsweise
ca 30 Minuten).
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Das bei diesem Verfahren entstehende lililterelement ist in Fig.
6 der Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 7 zeigt die dendritische oder unregelmäßige Gestalt der in der
oben beschriebenen Weise verdichteten rostlrelen Stahlteilchen, die das Filterelement
bilden. Aus der Zeichnung geht hervor, daß sich von den dendritischen Teilchen Vorsprünge
oder Verzweigungen oder Arme erstrecken, Diese Vorsprünge begrenzen die unregelmäßigen
Teilchengestalten und verhaken sich bei dem oben beschriebenen Verdichtungsvorgang
so miteinander, daß ein im wesentlichen selbsttragendes grünes Filterelement geschaffen
wird, das, vor den Verfahrens stufen des Abbrennens des Schmiermittels und vor dem
Sintern gehandhabt werden kann, ohne dahin nennenswerter Weise abkrümelt oder zerbröckelt.
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3s liegt auf der Hand, daß die selbsttragende Beschaffenheit des grünen
Kompaktlings, der durch das Verdichten der Teilchen im wesentlichen in Abwesenheit
eines Bindemittels geschaffen wurde, einer der verschiedenen bedeutenden Vorteile
des Filters und Verfahrens gemäß der Erfindung ist.
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Fig. 8 zeigt eine XlikroauSnahme eines Teiles der Oberfläche eines
Filters S3-5, der gemäß der Erfindung hergestellt wurde, in 100-facher Vergrößerung.
Fig. 9 ist eine Mikroaufnahme eines Teiles der Oberfläche eines gemäß der Erfindung
hergestellten Filters o.-10, in 1 00-facher Vergrößerung.
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Das Muster oder die Anordnung der inneren Porenstruktur des Filterelements
18 ist auch in den llikroaufnahmen gemäß Fig.
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8 und 9 dargestellt. In Fig. 8 und 9ist zu erkennen, daß zwischen
den verdichteten dendritischen Teilchen kommunizierende Poren gebildet sind. Diese
kommunizierenden Poren begrenzen eine Vielzahl verschlungener oder gewundener Porenwege
mit seitlichen, schrägen und vertikalen Komponenten oder Abschnitten. Diese Anordnung
verschlungener Porenwege verleiht dem Filter eine gröBere Leistungsf%'.higkeit oder
Teilchenauffangfähigkeit. Teilchen, die durch eine, zwei oder mehr der Poren wegen
ihrer Größe oder Anordnung hindurch gelangen (z.B. in Längsrichtung oder von Ende
zu in-de)gelangen 3päter zu einer nachfolgenden vielleicht Kleineren Pore in anderer
Stellung (z.B. seitlich) und werden so festgehalten.
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Eine andere Definitionsmöglichkeit für die innere Porenstruktur des
Filters verwendet den Ausdruck »Porenmindestwerte" (oder Porenminima ).
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Ein Porenmindestwert bezieht sich in seiner hier vorliegenden Bedeutung
auf die unregelmäßige1 ebene Gestalt, die durch den Schnitt einer senkrecht zur
Porenfluidbahn gelegten Ebene mit den die Pore umgrenzenden Teilchen begrenzt ist,
wobei die genannte Ebene längs der Strömungsbahn an einer Stelle liegt, wo die fläche
der ebenen Figur kleiner ist als an den in der Strömungsbahn davor oder dahinter
liegenden benachbarten Punkten. Durch den Porenmindestwert ist also das kleinste
Teilchen bestimmt, das eine gegebene Pore einfangen kann. Die Porenstruktur des
Filters gemäß der Erfindung kann so definiert
werden, daß sie eine
Reihe mehrfacher Porenmindestwerte umfaßt, die durch größere Poren oder Porenabschnitte#abgelöst
sind. Da die Poren von verschiedener Größe und unterschiedlicher dinkel 0 er anordnung
sind, kann ein Teilchen durch eine mehrere Poren hindurch gelangen, wird aber schließlich
doch von einer Pore mit einem kleineren Porenmindestwert als das Teilchen zurückgehalten.
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Zahlreiche Tests und Versuche bestätigen die außerordentlich hohe
Leistungsfähigkeit oder Teilcheneinfangfähigkeit des Filters gemäß der Erfindung
und bestätigen außerdem die Fähigkeit des Filters, parenterale Fluide mit maximalem
Durchsatz bei gegebener ~leistungsfähigkeit hindurchströmen zu lassen.
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Es ist auch durch zahlreiche Tests und Versuche festgestellt worden,
daß die Filter gemäß der Erfindung einen hohen Grad an Schutz vor Luftembolie bieten,
mit den üblicherweise für Menschen bestimmten, zu injizierenden oder infundierenden
Medikamenten völlig verträglich sind und im Gebrauch nicht zerkrümeln.
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Das Verfahren, mit dem ein gemäß der Erfindung hergestellter Filter
18 in einem rohrförmigen, thermoplastischen Anschlußstück 16 abgedichtet werden
kann, und die dabei entstehende Filteranordnung oder Filtervorrichtung ist am besten
im Zusammenhang mit den Figuren 2 - 5 zu verstehen.
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Das thermoplastische Anschlußstück 16 ist insgesamt von rohrförmiger
Gestalt und hat eine innere Umfangswand 19, die einen sich durch das Anschlußstück
erstreckenden Längskanal 20 begrenzt. Das äußere oder einlaßseitige Ende 22 des
Kanals 20 ist nach außen abgeschrägt (was auf dem Gebiet der Medizin allgemein als
Buer'sche Aufnahnieabschrägung bezeichnet wird), um die abdichtende Aufnahme der
Spitze einer Injektionsspritze (oder eines sonstigen rohrförmigen Gliedes) zu erleichtern,
mit der das einlaßseitige 3nde des Anschlußstücks 16 verbunden werden soll.
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Das vierte oder auslaßseitige Ende des Kanals durch einen Schaft 24
am Anschlußstück 16 kann zylindrisch oder abgeschr~gt sein, um das stumpfe Ende
der Kanüle 12 aufzunehmen, die darin beispielsweise durch ein Epoxiharz befestigt
sein kann.
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Der Zwischenabschnitt der Umfangswand 19 des Kanals 20 ist mit einer
Schulter 30 versehen, die als Sitz für das Ende des Filters 18 dient. An der Innenwand
19 des Anschlußstücks 16 unmittelbar oberhalb der Schulter bzw. des Sitzes 30 ist
ein nach innen vorstehender geschlossener Ring bzw. wulst 32 vorgesehen, dessen
Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Filters 18, so daß
das Ende des Filters 18 in einer weiter unten näher erläuterten Weise und zu einem
gleichfalls weiter unten näher erläuterten Zweck im Preßsitz in den wulstartigen
Ring 32 eingesetzt werden kann.
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Der Ausdruck "thermoplastisch" soll in der vorliegenden Anmeldung
jeden beliebigen Kunststoff umfassen, der sich beim Erwärmen erweicht und beim Abkühlen
wieder erhärtet oder verfertigt. Das thermoplastische Anschlußstück oder Verbindungsstück
16 ist vorzugsweise aus einem verhältnismäßig steifen thermoplastischen Kunststoff
wie Polypropylen, Polycarbonat oder Polyäthylenterephthalat hergestellt.
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Der Filter 18 ist vorzugsweise zylindrisch und von becherförmiger
Gestalt und hat ein geschlossenes hinteres Ende 36 sowie ein offenes vorderes Ende
38, das von einer nach vorn weisenden Umfangswand 39 begrenzt ist.
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Der Filter 18 wird in folgender Weise in das rohrförmige Anschlußstück
16 eingesetzt und darin abgedichtet bzw. damit verbunden: Das Filterelement 18 wird
mit dem offenen Ende zuerst in
den Kanal 20 im Anschlußstück 16
mit einem zweckmäßigen tferkzeug, beispielsweise mit der Ninsetzspitze 40 eines
mit Vakuum arbeitenden Werkzeugs eingesetzt, wie Fig. 2 zeigt. Der Filter 18 wird
dabei durch Saugkraft an der Werkzeugspitze 40 gehalten und wird durch den Ring
oder l-[ulst 32 aus Kunststoff so weit nach unten gepreßt, bis die vordere
Umfangswand 39 bzw. das vordere offene Ende 38 auf der ringförmigen Schulter 30
zu sitzen kommt. Wie bereits erwähnt, ist der Außendurchmesser des Filters 18 etwas
größer als der Innendurchmesser des ringförmigen F;ulstes 32, so daß das vordere
Ende des Filters 18 mit Preßsitz im ringförmigen Wulst 32 sitzt, wodurch der TJulst
zusammengepreßt und verformt wird (siehe Fig. 3).
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Wenn der Filter 18 in seine Lage gebracht ist (d.h. wenn die vordere
Stirnwand 39 des Filters an der Schulter 30 im Anschlußstück 16 anliegt und der
vordere Endbereich der Umfangswand des Filters 18 mit Preßsitz im ringförmigen Wulst
32 sitzt), wird der Filter 18 zum Erxrarmen des thermoplastischen Wulstes 32 so
lange auf eine entsrecuude Temperatur erhitzt, bis der Trulst schmilzt oder erweicht.
Dann fließt er in einem kontinuierlichen Ring um den vorderen Endbereich der außeren
Umfangswand des Filters 18 herum in die Poren des Filters hinein. ITie Fig. 4 zeigt,
ist vorgesehen, den Filter 18 durch ein elektromagnetisches -Feld zu erhitzen, das
durch Induktionsheizspulen 44 erzeugt wird. Bs ist jedoch auch möglich, eine andere
Einrichtung zum Erhitzen des Filters 18 zu verwenden, vorausgesetzt daß sie die
vom Filter auf den ringförmigen Wulst 32 ausgeübte Kompressionskraft nicht stört.
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Fig. 5 zeigt in vergrößertem Schnitt das Eindringen des Wulstes 32
aus Kunststoff in die Poren des Filters um die äußere Umfangswand im vorderen Endbereich
des Filters 18, nachdem der Wulst abgekühlt und erneut erhärtet ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Dichtung bzw. Verbindung
zwischen
dem wulst 32 und dem vorderen Endbereich an der Außenfläche des Filters 18 einen
verhältnismäßig dünnen kontinuierlichen Ring darstellt, der den wirksamen Oberflachenbereich
des Filters, welcher der zu filtrierenden Lösung ausgesetzt ist, nicht nennenswert
reduziert. Durch die Abdichtung wird also die Strömungsrate der Lösung, die durch
den Filter strömen muß, nicht behindert. Es sei noch darauf hingewiesen, daß dies
ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, denn es ist von entscheidender
Bedeutung, den wirksamen Oberflachenbereich des Filters 18 so groß wie möglich zu
halten, um zu gewährleisten, daß die Strömungsmenge der durch den Filter dringenden
Lösung auf dem geaninschten Niveau gehalten werden kann. Es sei auch noch erwähnt,
daß die zylindrische, becherförmige Gestalt des Filters 18 den wirksamen Oberflächenbereich
des Filters, der der zu filtrierenden Lösung ausgesetzt ist, auf das größtmögliche
Maß bringt, welches die Begrenzungen der Gesamtgröße erlauben, die durch das Anschlußstück
bestimmt sind, in das der Filter eingesetzt ist, wodurch wiederum die maximal erlaubte
Strömungsmenge der Lösung auf den höchstmöglichen Wert gebracht wird.
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Es ergibt sich aus der Beschreibung, daß mit dem er findungsgemäßen
Verfahren eine Filtervorrichtung für medizinische Injektionseinrichtungen und dergleichen
geschaffen wird, die verhältnismäßig preisgünstig, leistungsfähig und ohne weiteres
an bereits bestehende Injektions- und Infusionseinrichtungen anpaßbar ist (z.B.
an Kunststoffanschlußstücke1 wie die Naben von Injektionsnadeln). Die Ringdichtung
bzw. die ringförmige Verbindung, die zwischen dem rohrförmigen Anschlußstück und
der Umfangswand des Filters geschaffen ist, bildet eine wirksame, kontinuierliche
Dichtung, die die zulässige Strömungsmenge der Lösung durch den Filter, welche von
entscheidender Bedeutung ist, nicht stört und trotzdem eine fluiddichte Abdichtung
garantiert, welche kein Fluid um das Filterelement statt durch dasselbe hindurch
fließen läßt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und der danach
hergestellten Filtervorrichtung wird also der in der entsprechenden Industrie bestehende
Bedarf an einer Vorrichtung erfüllt, mit der eine Verschmutzung durch Teilchen in
parenteralen, in Patienten zu injizierenden Fluiden in wirksamer Weise ausgeschlossen
oder auf ein Mindestmaß eingeschränkt wird.
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Natürlich sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abhandlungen und
änderungen an den hier beschriebenen -Aus führungsbeispielen des Verfahrens und
der Filtervorrichtung möglich.
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Während hier zum Beispiel ein zylindrischer, becherförmiger Filter
als bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben wurde, sind auch Filterelemente
anderer Gestalt, beispielsweise Scheiben, Platten und abgerundete Becherformen für
das erfindungsgemäße Verfahren und Filtervorrichtungen gemäß der Erfindung geeignet.