DE2418369C2

DE2418369C2 - Membran-Diffusionsvorrichtung

Info

Publication number: DE2418369C2
Application number: DE2418369A
Authority: DE
Inventors: Mogens Louis San Francisco Calif. Bramson; William Hope Moraga Calif. Tyson
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1971-07-06
Filing date: 1974-04-16
Publication date: 1985-01-17
Also published as: US3834544A; GB1447174A; DE2418369A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Membran-Oxygenator zum Versetzen von Blut mit Sauerstoff und zur Entfernung von Kohlendioxid aus Blut, sowie gegebenenfalls zur Dialyse und zum Wärmeaustausch.

Wenn das Herz und die Lunge eines Patienten während einer Herzoperation außer Tätigkeit sind oder wenn Herz und/oder Lunge infolge Krankheit oder Schock unzulänglich arbeiten, kann der Patient nur dann am Leben gehalten werden, wenn seine Herz- und Lungenfunktionen von einer Maschine übernommen werden, die das Blut mit Sauerstoff versehen kann und es durch den Körper pumpt. Während der 18 Jahre, seit denen Herzoperationen vermöge der Entwicklung von Herz-Lungen-Maschinen möglich geworden sind, ist es zunehmend offenbar geworden, daß solche Oxygenatoren, die nach dem Prinzip eines direkten Gasaustausches durch direkten Blut-Gas-Kontakt arbeiten, das Blut und den Patienten schädigen, und zwar mehr als dies bei einem Oxygenator nach dem Membranprinzip erfolgt, bei dem ein direkter Kontakt vermieden ist Darüber hinaus können Oxygenatoren, die mit direktem Blut-Gas-Kontakt arbeiten, wegen dieser Schädigung nicht langer als wenige Stunden betrieben werden. Da jedoch zeitlich ausgedehnterer Betrieb zunehmend wichtig geworden ist, sind zunehmende Anstrengungen gemacht worden, Membran-Oxygenatoren weiter zu entwickeln, um sie für Patienten in kritischem Krankhcitszustand für längere Zeiträume, nämlich Tage anstelle von Stunden, verfügbar zu haben.

Membran-Oxygenatoren sollten folgende Kriterien erfüllen:

1. maximale spezifische Gcslransirraten:
2. minimale Blutschädigung:

3. minimales Füllvolumen;

4. nur minimale Veränderungen des Blutvolumens in der Vorrichtung infolge von Änderungen des Drukkes und der Menge des Blutstromes des Patienten;

5. es soll in der Vorrichtung mit Gasdrücken gearbeitet werden, die niedriger als der Blutdruck sind:

6. die Vorrichtung soll so konstruiert sein, daß eine vollständige Entfernung der Luft aus den für das Blut vorgesehenen Bereiches der Vorrichtung wäh-

So rend des Auffüllens möglich ist, und

7. die Vorrichtung soll gegebenenfalls einen Wärmeaustausch ermöglichen, ohne daß zusätzliches Füllvolumen und/oder zusätzlich Kontaktflächen zum Blut erforderlich sind.

In der US-Patentschrift 34 13 095 ist ein Membran-Oxygenator beschrieben, dem die obigen Kriterien zugrunde gelegt waren. Der Membran-Oxygenato gemäß dieser Druckschrift besteht im wesentlichen aus einem

bo Stapel sogenannter »Zellen« oder »Kammern« mit alternierender Reihenfolge: Sauerstoff, Blut, Sauerstoff, Wasser, Sauerstoff etc. Das im Blut enthaltende Kohlendioxid wird mit dem Sauerstoff ausgetauscht, da die mit Sauerstoff gefüllten Kammern der Vorrichtung von den blutgefüllten Kammern durch semipermeable Membranen getrennt sind. Die wassergefüllten Kammern dienen dazu, die beiden anderen Typen von Zellen zusammenzupressen. Die Vorrichtung gemäß US-PS 34 13 095 hat

unter anderem folgende Nachteile:

1. Ein nicht gleichförmiger Blutstrom über die Membranen, welcher die Wirksamkeit des Sauerstoffaustauschs reduziert (siehe Figur 2 von US-PS 34 13 095);

2. Das Blut kann infolge der gedrosselten Strömung geschädigt werden, da es aus einem weiten Rohr in ein enges Rohr eintritt (siehe den Blutstrom gemäß US-PS 34 13 095 von öffnung 52 auf die Fläche 42 in die öffnungen 54);

3. Komplizierter Aufbau, so daß der Oxygenator nicht als Einweg-Gerät verwendet werden kann (siehe Figur 1 von US-PS 34 13 095);

4. Ungleiche Weglängen für Blut und Sauerstoff. Die horizontale Strömungsrichtung bei US-PS 34 13 095 erfolgt für Blut vom Zentrum zum Rand, für Sauerstoff von einem Rand zum anderen Rand.

5. Das Füllvolumen ist bei der bekannten Vorrichtung größer als wünschenswert; die Entlüftung des Blutkreislaufes während des Auffüilens ist zeitaufwendig; die Vorrichtung ist kostspielig in dei Herstellung und ist deshalb nicht wegzuwerfen und erfordert komplizierte Maßnahmen zwischen einzelnen Verwendungen.

In jüngerer Zeit sind zwar noch weitere Membran-Oxygenatoren beschrieben worden, jedoch erfüllen diese die obigen Kriterien nicht. Zum Beispiel haben in den US-Patentschriften 35 64 819 und 35 60 340 beschriebene Oxygenatoren Strömungsgeometrien, die keine gleichlangen Wege der Blutströmung für alle Stromfäden zwischen dem Ort des Eintritts des Blutes und dem Ort des Austritts des Blutes aus der Vorrichtung haben, so daß der Gasaustausch an verschiedenen Stellen unterschiedlich groß ist

Einigen anderen bekannten Membran-Oxygenatoren fehlen andere Kriterien der oben erwähnten Art. Zum Beispiel hab^n sie kein im wesentlichen konstantes Blutvolumen für weite Variationsbereiche der Strömung und des Druckes des Blutes. Ein kcnstantes Blutvolumen außerhalb des Körpers vereinfacht jedoch den Betrieb eines Membran-Oxygenators ganz erheblich.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Membran-Blutoxygenator mit Endplatter, die Zulauf- und Ablauföffnungen für mehrere fluide Phasen aufweisen, mit Kammern für die Aufnahme von Blut, Sauerstoff und Wasser, wobei die Kammern in einer Vielzahl von Blöcken mit der Reihen'olge wassergefüllte Kammer/ sauerstpffgefüllte Kammer/blutgefüllte Kammer/sauerstoffgefüllte Kammer/wasrergefüllte Kammer angeordnet sind und wobei diese Kammern als Trennwände flüssigkeitsundurchlässige, zwischen den Blut- und sauerstoffgefüllten Hämmern jedoch gasdurchlässige Membranen besitzen, welche zu den Zulauf- und den Ablauföffnungen der Endplatten passende Durchbrechungen aufweisen und mit der Verteilung der fluiden Phasen in die Kammern und der Abstandshaltung dienenden Elementen zwischen den Membranen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten (21, 22; 130, 131), die Membranen (35, 40) und die fluidverteilenden und abstandshaltenden Elemente (37, Fig.6; 41, Fig.8) identische äußere Abmessungen in Form eines Polygons mit parallelen Kanten haben, daß in den Endplatten (21, 22; 130, 131; parallel zu den Kanten Leitungseinrichtungen für Blul, Sauerstoff und Wasser (81, 82; 134, 136; 147:91,92,93,*»; 138, 144,140,143; 148,149) verlaufen, wobei für jede der fluiden Phasen mindestens je zwei Leitungseinrichtungen vorhanden sind, welche einander diagonal gegenüberliegen, daß die Durchbrechungen in den Membranen (35,40) und den genannten Elementen (37, 41) in ihrer Ausdehnung den Leitungseinrichtungen der Endplatten (21,22; 130,131) entsprechen; daß die genannten Elemente die Form von Rahmen haben, welche entsprechend ihrer Zuordnung zur jeweiligen fluiden Phase von den Leitungseinrichtungen ausgehend, eine Vielzahl paralleler Durchlaßöffnungen

in die betreffende Kammer aufweisen, und daß für die drei Arten von Kammern nur zwei Typen von Rahmen (37; 41) vorgesehen sind, wobei die Rahmen der wassergefüllten Kammern (33) identisch zu den Rahmen der sauerstoffgefüllten Kammern (32) gestaltet, jedoch um 180° hierzu verdreht angeordnet sind.

Die erfindungswesentlichen Konstruktionsmerkmale der Membran-Diffusionsmerkmale werden durch den oben beschriebenen Stand der Technik auf dem Gebiet von Blut-Oxygenatoren nicht nahegelegt. Auch bei Heranziehung von Konstruktionsprinzip>:n aus entfernter liegenden Gebieten der Technik (z. B. 0E-AS 17 67 756: Elektrodialysierapparat zum Entionisieren und Konzentrieren von Elektrolytlösungen) wird der Konstrukteur nicht zu den erfindungsgemäßen Merkmalen geführt, da sich hieraus auch verschiedene andere Lösungen ergeben, die die Vorteile des Erfindungsgegenstandes nicht aufweisen. Gleiches gilt für die Dialysevorrichtung gemäß US-PS 35 85 131, weiche nur für 2 fluide Phasen ausgelegt ist und bei welcher darüber hinaus in den Fluid-Leitungseinrichtungen eine unerwünschte gedrosselte Strömung auftritt.

Was das Problem der Blutschädigung durch gedrosselte Strömung betrifft, so wurde dies anscheinend auch von den Erfindern der US-PS 34 13 095 erkannt und ist der Grund für die dickeren Gitterabschnitte um die Verteilungsringe, die in den Figuren 15 und 16 erkennbar sind. In US-PS 34 13 095 haben jedoch die einzelnen Zellen keine Membranen mit zu den Fluid-Leitun^seinrichtungen der Endplatten passend angeordneten Fluid-Verteilungsschlitzen (siehe insbesondere die komplizierten Verteilungsringe 158 in den Figuren 4 bis 6 von US-PS 34 13095).

Alle diese Nachteile und Probleme der Membran-Oxygenatoren des Standes der Technik werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden, wie beispielsweise aus den F i g. 3 bis 5 hervorgeht. Insbesondere sei auf folgende Vorteile gegenüber dem Oxygenator gemäß US-PS 34 13 095 hingewiesen:

1. Das Blut fließt durch mehrere breite Schlitze an den Seiten der aufeinander gestapelten Baukomponenten, so daß der Blutstrom durch das Sieb 38 der b/ütgefüllten Kammer gleichmäßig und homogen erfolgt.

2. Die Vielzahl von kleinen Schlitzen mit ^ammariigen Einschnitten gleicher Gestalt (siehe F i g. 8) ermöglicht einen Weg des Blutes von konstanter Größe.
3. Der Aufbau des Geräts wird dadurch vereinfacht, daß die Leitungen und Verteilungsringe gemäß US-PS 34 13 095 (siehe 82 in Figur 11 und analoge Strukturen in Figur 7 von US-PS 34 13 095) eliminiert werden können. An deren Stelle tritt im erfindungsgemäßen Membran-Oxygenator einfach ein

μ Satz aufeinandergesteckter Rahmen mit Schlitzen. Eine weitere Vereinfachung wird dadurch erzielt, daß viele der Rahmen identisch sind. So ist etwa der Rahmen der sauerstoffgefüllten Kammer einfach

ein umgedrehter Rahmen aus der wassergefüllten Kammer, wie /. B. aus F i g. 6 ersichtlich ist. 4. Alle Stromfäden der Blutströmung haben im wesentlichen gleiche Länge. Dies ist darauf zurückzuführen, daß, wie auch aus den F i g. I und 2 hervorgeht, jede Eingangsöffnung der entsprechenden Austrittsöffnung diagonal gegenüberliegt.

Der erfindungsgemäße Blutoxygenator umfaßt eine Anzahl von Rahmen. Membranen und Sieben. Diese bilden aufeinandergestapelt und zusammengeklemmt bzw. zusammengepreßt Zellen für ein Fluidsystem mit drei Fluiden (Blut, Sauerstoff und Wasser). Für jedes Fluid sind Rahmen und Membranen vorgesehen, wobei die Rahmen für ein Fluid eine Form haben, die mit Rahmen für die anderen Fluide identisch sind. Die Rahmen und Membranen sind mit Verteilungsschlitzen versehen, um eine gleichmäßige bzw. gleichförmige Verteilung des jeweiligen Fluids in das betreffende Fluidsystem hinein und aus ihm wieder heraus gewährleisten. Die Erfindung läßt sich auch für ein Vier-Fluidsystem anwenden, das sowohl als Oxygenator und als Dialysator arbeitet.

Im folgenden soll die Erfindung im Detail beschrieben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt Stapel von Kammern (im folgenden »Zellen« genannt), die vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, rechteckig sind. Sie sind als nur einmal zu verwendende Membran-Diffusionsvorrichtung für drei oder mehr voneinander unabhängige Fluidkreise ausgelegt, wobei ein Fluid Blut, das zweite Fluid Wasser und das dritte Fluid Sauerstoff ist. Es können aber auch vier Fluide vorgesehen sein. z. B. Blut, Sauerstoff. Dialysat und Wasser. In jedem Falle liegt eine Zelle für ein jedes Fluid vor. Die Zellen befinden sich zwischen zwei Endplatten, durch die Druck auf sie ausgeübt wird und die mit Verteilungsleitungen versehen sind. In dem Stapel sind Rahmen mit Membranen eingefügt. Vorzugsweise enthält jede Zelle Abstandsrahmen (die alle miteinander identisch sind) und einen Mittelrahmen, der sich nach Art eines Sandwich zwischen den beiden Abstandsrahmen befindet. Alle Zentralrahmen sind vorzugsweise miteinander identisch.

Insbesondere sind sie jedoch so ausgeführt, daß sie in umgewendetem Zustand eine komplementäre Form haben. Diese umgewendete Form ist verschieden von der nicht umgewendeten Form, und in den Zellen für das eine Fluid sind die Rahmen in nicht gewendeter Form und in Zellen für das andere Fluid sind die Rahmen in umgewendeter ^Porm verwendet

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung für drei Fluide, die als künstliche Lunge verwendbar ist, sind Blut, Sauerstoff und Wasser als Fluide vorgesehen. Eine jede Blutzelle umfaßt eine flache Rahmenanordnung mit einer Gasdiffusions-Membran an einer Seite oder an beiden Seiten und ein Sieb bzw. Gitter, das im Raum zwischen den Membranen liegt Eine jede Sauerstoffzelle umfaßt eine flache Rahmenanordnung mit einem Sieb bzw. Gitter, das in der Rahmenanordnung liegt Eine jede Wasserzelle umfaßt eine flache Rahmenanordnung mit einer wasserundurchlässigen Membran auf beiden Seiten. Diese Zellen, Rahmen und Membranen können rechteckig, hexagonal, oktogonal oder in Form eines anderen Polygons mit parallelen Kanten ausgeführt sein. Bei einem rechteckigen System haben alle Rahmenanordnungen und alle Membranen entlang einer jeden Seite des Rechtecks eine Anzahl langer, enger Schlitze, die angenähert ein Achtel der Rahmenbreite breit sind. Die räumliche Anordnung dieser Schlitze ist in allen Rahmenanordnungen und Membranen dieselbe. Die Zellen sind in genauer Ausrichtung zueinander übereinandergestapelt. so daß die Schlitze vertikale s Durchgänge von oben nach unten in dem Stapel bilden. Diese vertikalen Durchgänge bilden Anteile des Verteilungssystems für die drei Fluide. Um die Genauigkeit sicherzustellen, sind vorzugsweise dünne Stäbe vorgesehen, die in solchen Abständen dem Umfang entlang ίο voneinander durch den Stapel hindurchgehen, daß sie örtliche Fehlausrichtungen vermeiden. Die Stapelfolge ist folgende: Wasserzelle, Sauerstoffzelle, Blut/clle.Sauerstoffzelle, Wasserzellc, Sauerstoffzelle usw. An beiden Enden des Stapels befinden sich Wasser zellen. Bei dieser Reihenfolge liegt eine jede Blutzelle zwischen zwei Sauerstoffzellen, an die wiederum je eine Wasserzelle angrenzen.

Der Stapel ist mit Druck zusammengehalten, der von zwei Endplatten ausgeübt wird. Diese Platten haben für jedes der drei Fluide Einlaß- und Auslaßöffnungen und Einlaß- und Auslaßrücksprünge, die vorzugsweise sich verjüngend ausgebildet sind. Diese Rücksprünge passen mit den jeweiligen zugehörigen vertikalen Durchlässen bzw. Durchgängen durch den Stapel überein und stehen mit diesen Durchgängen in Verbindung.

Bei einem rechteckigen System werden die beiden Längsseiten des Rechtecks für die Blutverteilung verwendet. Für den Austritt des Blutes aus den vertikalen Durchlässen in die Blutzellen hinein sind im Rahmen jeder blutgefüllten Kammer eine Vielzahl von kleinen, horizontalen, äquidistanten Kanälen vorgesehen. Diese Kanäle sind über die gesamte Länge der Durchgänge bzw. Vcrteilungsschlitze für das Blut verteilt. Diese Kanäle erstrecken sich zwischen den Verteilungsschlitzen und der jeweiligen inneren Kante des Rahmens. Ihre Größe, Anzahl und Form ist in einem jeden Rahmen ausreichend bemessen bzw. gewählt, so daß nur vernachlässigbarcr Widerstand für die Blutströmung in die Zelle und aus der Zelle heraus auftreten kann. Auf diese Weise ist ein Strömungsweg für das Blut vorgesehen, der an einer Einlaßöffnung, beispielsweise in der Bodenplatte, beginnt, sich dann entlang der sich verjüngenden Rücksprünge fortsetzt und aufwärts in die vertikalen Einlaß-Verteilungsdurchgänge führt. Von dort ausge hend liegt ein zufallsverteilter Austritt in alle Blutzellen durch die vielen horizontalen Kanäle in einem jeden Blutrahmen vor. Der Austritt des Blutes aus einer jeden Blutzelle erfolgt in entsprechend entgegengesetzter Folge bis zu einer Auslaßöffnung in der anderen Platte, die die obere Platte sein kann. Die beiden kurze . Seiten des Rechecks werden sowohl für Sauerstoff als auch für Wasserumlauf verwendet Für ein jedes Fluid ist jeweils nur eine Hälfte der Länge einer jeden dieser Seiten vorgesehen. Einlaß- und Auslaßverteilungen für jedes der Fluide liegen in diagonal gegenüberliegenden Abschnitten des Rahmens.

Eine hexagonale Form des Systems wird für eine für Dialyse zu verwendende Vorrichtung bevorzugt Die Rahmen haben dann vorzugsweise rwei !ange parallele Seiten und zwei Paare kurzer Seiten, wobei diagonal gegenüberliegende Seiten zueinander parallel sind

Ein Stapel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine beliebige Anzahl von Blutzellen umfassen. Bei der Anwendung wird er in eine druckausübendc Vor-

(Λ richtung mit genügend Spannkraft eingesetzt, so daß sich eine dichte Verbindung bzw. Berührung aller in Kontakt miteinander stehenden Oberflächen des Stapels ergibt

Wie bereits erwähnt, sind in dem jeweils verfügbaren Innenraum der Rahmen der Blut- und der Sauerstoffzellen Siebe bzw. Gitter vorgesehen. Das Wasser in den Wasscrzellen übt Druck über die Siebe der Sauerstoffzellen auf die Membranen der Blutzellen aus. Auf diese Weise ergibt sich eine definierte konstante und gleichmäßige Dicke der Blutschicht in den blutgefüllten Zellen. Die Siebe in den Blutzellen ergeben einen gleichförmigen Widerstand und sanfte Turbulenz, um den Sauerstoff- und den Kohlendioxidtransfer-Wirkungsgrad zu steigern ohne beträchtliche Hämolyse zu verursachen.

Ein jedes Fluid fließt auf diese Weise durch seinen eigenen vertikalen Durchgang, der in dem Stapel aus Zellen gebildet ist. Der Mittelrahmen einer jeden Zelle hat Einlaß- und Auslaßkanäle, die mit den Verteilungsschlitzen in Verbindung stehen, und ein jedes Fluid gleichförmig in die Zelle hinein- und aus der entsprechenden Zelle herausfließen lassen. Das Verteilungssystem, zusammen mit der Anordnung der Einlaß- und Auslaßöffnungen, stellt sicher, daß die Strömungswege für das Blut untereinander gleichlang sind.

Mittels der erfindungsgemäßen Membran-Fluid-Diffusionsaustauschvorrichtung gelingt es, die spezifische Gastransferrate zu steigern, gleichförmige Blutströmungsverteilung zu erreichen, die Gesamtfläche der Diffusionsmembran möglichst klein zu halten, konstantes Blutvolumen beizubehalten, gleiche Blutströmung durch alle Blutzellen hindurch zu gewährleisten, ein möglichst kleines Füllvolumen zu haben, die Entlüftung des Plutkreislaufes während des Auffüllens möglichst einfach auszugestalten, Schädigung des Blutes möglichst gering zu halten, die Möglichkeit integraler Wärmeübertragung zu haben, und große Anpassungsfähigkeit bezüglich der Kapazität für ausgedehnte Verwendung zu erreichen, ohne Notwendigkeit, zusätzliche verschiedene Teile zu verwenden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weniger kompliziert als jene des Standes der Technik und ist aus einer minimalen Anzahl von verschiedenen billigen Teilen preiswert herzustellen.

Weitere Erläuterungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen hervor. Die

Fig. 1 und la zeigen eine parallel-perspektive Ansicht einer ganzen Membranvorrichtung nach der Erfindung von oben (F ig. 1) und von unten (F ig. Ia).

F i g. 2 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines kleinen Anteils eines Stapels aus F i g. 1, die die Reihe von Teilen der Zellen zeigt, die eine Einheit und einen Teil der nächsten Einheit bilden, von denen eine Vielzahl vorhanden sind. Auch sind die Flußwege der Fluide schematisch mit Pfeilen angedeutet.

F i g. 3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht einer Wasserzelle, von der ein Anteil in F i g. 2 doppelt gezeigt ist

Fig.4 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht einer Sauerstoffzelle, von der ein Anteil in F i g. 2 dreifach gezeigt ist

Fig.5 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Blutzelle, von der ein Anteil in F i g. 2 einmal gezeigt ist

F i g. 6 zeigt eine Aufsicht auf ein Rahmenteil, das in Sauerstoff- und Wasserzellen verwendet wird.

F i g. 7 zeigt eine vergrößerte Teilansicht aus F i g. 6, wobei die Darstellung zwecks Platzersparnis geteilt ist

F i g. 8 zeigt eine Ansicht wie F i g. 6 eines Rahmens, der in Blutzellen verwendet wird.

Fig.9 zeigt im Ausschnitt eine Aufsicht einer der

Verteilungs-Druck-Endplatten; die Ansicht ist in der Mitte geteilt dargestellt.

Fi g. 10 zeigt einen Schnitt 10-10 aus Fig. 9.

F i g. 11 zeigt einen Schnitt 11 -11 aus F i g. 9. Fig. 12 zeigt eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform eines Rahmenteiles für Sauerstoff- und Blutzellen.

F i g. 13 zeigt eine Aufsicht einer anderen Ausführung eines Rahmenteiles für eine Wasserzelle. F i g. 14 zeigt einen perspektivischen Ausschnitt eines Anteils einer abgeänderten 2-Rahmenanordnung für eine Blutzelle, wobei Anteile aufgebrochen und im Schnitt gezeigt sind.

F i g. 15 zeigt im Ausschnitt eine Seitenansicht aus der is Richtung des Pfeiles 15 aus den Fig. 14 und 16.

Fig. 16 zeigt in Aufsicht einen Anteil von Fig. 14, wobei die Kanäle teilweise aufgebrochen mit gestrichelten Linien dargestellt sind.

Fig. 17 zeigt eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer Membran-Lungenanordnung nach der Erfindung.

Fig. 18 zeigt eine perspektivische Ansicht des nach Ablauf einer Benutzung wegzuwerfenden Anteils einer Vorrichtung nach Fig. 17.

Fig. 19 zeigt eine perspektivische Ansicht aus anderer Richtung des in F i g. 18 gezeigten Anteils.

F i g. 20 zeigt eine Aufsicht auf eine der metallenen Endplatten der Ausführungsform nach F i g. 17.

Fig.21 zeigt eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform eines Rahmenteiles. eines oktogonalen Rah mens, wie er in einer Lage in einer Blutzelle, und umgedreht, für Dialyse verwendet wird.

F i g. 22 zeigt eine Aufsicht auf ein oktogonales Rahmenteil, das mit dem nach Fig.21 für Sauerstoffzellen verwendet wird.

F i g. 23 zeigt eine Aufsicht eines oktogonalen Rahmenteiies, das mit solchen nach den F i g. 21 und 22 für Wasserzellen verwendet wird.

Anhand der Fig. 1 bis 11 und 14 bis 16 werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, z. B. eines rechteckigen 3-Fluid-Blutoxygenators, und die Fig. 1 und la zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 20 in etwas verkleinertem Maßstab. Die Vorrichtung 20 umfaßt zwei Verteilungs-Druckplatten 21 und 22, die jede eine Endfläche bilden. Die Platten 21 und 22 sind konstruktiv identisch, werden aber etwas unterschiedlich verwendet, wie dies gezeigt wird. Die Platte 21 hat einen Blutauslaß 23, einen Sauerstoffeinlaß 24 und einen Wasserauslaß 25. Die Platte 22 hat einen so Bluteinlaß 26, einen Sauerstoffauslaß 27 und einen Wasser Einlaß 28. Zwischen diesen beiden Verteilungsplatten 21 und 22 befinden sich eine Vielzahl von Qbereinandergestapelten Einheiten 30. Im allgemeinen umfassen diese 15 Einheiten 30, wobei eine jede Einheit eine Blutzelss Ie 31 zwischen zwei Sauerstoffzellen 32 umfaßt Diese drei Zellen befinden sich schichtweise zwischen zwei Wasserzellen 33. Eine Wasserzelle 33 am Ende der einen Einheit 30 ist gleichzeitig eine Wasserzelle am Anfang der nächsten Einheit Dementsprechend umfassen fünfzehn Einheiten 30 sechzehn Wasserzellen 33, dreißig Sauerstoffzellen 32 und fünfzehn Blutzellen 31. Fig.2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung, obgleich diese Figur nur das mittlere Rahmenteil einer jeden Zeüe zeigt, um die Darstellung Obersichtlicher zu machen. Der Stapel ist indefinit nach dem Schema fortgesetzt: Wasserzelle 33, Sauerstoffzelle 32, Blutzelle 31, Sauerstoffzelle 32, Wasserzelle 33, Sauerstoffzelt 32, Blutzelle 31. Sauerstoffzelle 32, Wasserzelle 33, usw.

Eine Wasserzelle oder Sinkmatte 33 ist auseinandergezogen in F i g. 3 gezeigt. Wie zu erkennen, umfaßt sie zwei Wasserzellenmembranen oder Abschlußeinrichtungen 35 an beiden Enden, zwei identische Abstandsrahmen 36, die sich jeder zwischen einer Membran 35 und den sich gegenüberliegenden Seiten der Wasserrahmen 37 befinden. Grundsätzlich bedeutet das, daß die drei Rahmen, nämlich die zwei Abstandsrahmen 36 und der Wasserrahmen 37, dazu vorgesehen und so angeordnet sind, daß sie die zwei Wasserzellenmembranen

35 im Abstand voneinander halten, die die Enden einer jeden Zelle 33 abschließen, und zwar derart, daß wenn Wasser in die Zelle 33 gebracht wird, der Wasserdruck auf jede der Membranen 35 ausgeübt wird. Diese Maßnahme dient dazu, den gewünschten Druck für die Schaffung fester Abstände bzw. freier Räume in den Sauerstoff- und Blutzellenräumen zu erhalten. Das Wasser, das durch die Wasserzellen zirkuliert, kann außerhalb erwärmt oder abgekühlt werden, uni die Temperatur des Blutes in den Blutzellen steuern zu können.

Die in F i g. 4 auseinandergezogen dargestellte Sauerstoffzelle 32 umfaßt zwei Abstandsrahmen 36 an beiden Enden der Zelle, zwischen denen sich ein Sauerstoffrahmen 37' und ein oder mehrere durchlöcherte Abstandselemente oder Gitter bzw. Siebe 38 befinden. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß die Abstandsrahmen

36 aller Zellen 31,32 und 33 identisch miteinander sind. Auch der Sauerstoffrahmen 37' und der Wasserrahmen

37 sind einander identisch, ausgenommen daß in der Sauerstoffzelle ein Rahmen 37 umgedreht ist, um ihn zu einem Rahmen 37' zu machen. Er wird anders verwendet, wie dies noch gezeigt wird.

Fig.5 zeigt eine Blutzelle 31 nach der Erfindung in auseinandergezogener Darstellung. Es ist zu erkennen, daß eine jede Zelle 31 eine Blutzellenmembran 40 an jedem Ende, zwei Abstandsrahmen 36, je eine an einer Membran 40 anHegend. und einen Blu'rshmen 4! umfaßt, der sich zwischen den beiden Abstandsrahmen 36 zusammen mit einem oder mehreren durchlöcherten Abstandselementen, Gittern oder Sieben 38, in diesem befindet. Die Abstandsrahmen 36 sind identisch mit denjenigen, die in Sauerstoffzellen 32 und in Wasserzellen 33 verwendet werden. Der Blutrahmen 41 ist aber verschieden von den Sauerstoff- oder Wasserrahmen 37. Das Sieb 38 kann identisch demjenigen sein, das in einer Sauerstoffzelle verwendet wird.

Der vorangehenden Beschreibung entsprechend sind die Zellen in der Vorrichtung derart angeordnet, daß die Wasserzellen 33 unter Druck mit Wasser gefüllt werden, so daß Druck auf die Siebe 38 in den Sauerstoffzellen 32 ausgeübt wird, wobei diese wiederum gleichmäßigen Druck auf die Membran 40 ausüben. Mit den Sieben 38 zwischen diesen Membranen in den Blutzellen 31 ist dementsprechend ein fester gewundener Raum erzeugt, durch den das Blut in einer gemäßigt turbulenten Weise hindurchtritt Auch die Dicke des Raumes der Blutzelie ist vermöge der Gleichförmigkeit des hydraulischen Druckes und der Gleichförmigkeit des Blutzellensiebes

38 in allen Blutzellen gleichgroß. Auf diese Weise ergibt sich ein einheitlicher Strömungswiderstand in dem Raum der Blutzelle, so daß das Blut in paralleler Strömung mit gleicher Geschwindigkeit von der Einlaßseite zur Auslaßseite einer jeden Blutzelle strömt Des weiteren sind die Innenkanten der Blutrahmen 41 parallel, um einheitliche Strömungswege zu gewährleisten. Die Strömung durch die Wasser- und Sauerstoff-me ist auch gul verteilt in den entsprechenden Schichten.

Dciiientsprechcnd sind soweit es die Anzahl der Teile

betrifft in der Tat die folgenden Teile vorhanden:

1. Wasserzellenmcmbranen 35, von denen zwei für eine jede Wasserzelle 33 vorgesehen sind und von denen keine anderswo benutzt wird.

2. Abstandsrahmen 36, von denen zwei in einer jeden Wasser/.elle 33, zwei in jeder Blutzelle 31 und zwei in jeder Sauerstoffzelle 32 verwendet werden, wobei diese immer identisch sind.

ίο 3. Ein Wasserrahmen 37, der identisch mit einem Sauersloffrahmen 37' ist. wobei letzterer jedoch als Sauerstoffrahmen 37' umgewendet verwendet wird.

4. Ein Blutrahmen 41 nur für Blutzellen, is 5. Eine Blutzcllenmembran 40. je zwei für eine Blut zelle3I.

6. Ein Sieb 38, von denen eines oder mehrere in einer Sauerstoffzelle 32 und eines oder mehrere in einer

7. Eine Endplatte 21 (oder 22), und zwar zwei Stück.

Das Verfahren der Aufteilung der drei Fluidströme in der Membran-Diffusionsvorrichtung ist aus den Fig.6, 7 und 8 zu ersehen.

F i g. 6 zeigt einen Rahmen 37, der für Sauerstoff oder für Wasser zu verwenden ist. abhängig von der Weise, in welcher er angeordnet ist. Wie dargestellt, ist es ein Sauerstoffrahmen 37', und wenn er umgewendet wäre, wäre es ein Wasserrahmen 37. Der Rahmen 37' hat vier Seitenanteile und ist in der Mitte offen. Seine Längsseiten 42 und 43 sind beide mit einer Reihe von längsseits sich erstreckenden Verteilungsschlitzen 44 und mit einer Reihe von Löchern 45 für Führungsstifte versehen. Die eine Hälfte einer jeden der kurzen Seiten 46 und 47 ist mit einer Anzahl von Verteilungsschlitzen 48 versehen. Diese erstrecken sich breitseits und sind auf einer Seite en" "ehalten. Die beiden kurzen Seiten haben eine Anzahl Löcher49 für Führungsstifte. Die Schlitze 48 der Seiten 46 stehen den Schützen 4» in der Seite 47 diago nale entgegengesetzt gegenüber. Die andere Hälfte ei ner jeden Seite 46, 47 (wieder diagonal ^igenüberliegend) weisen eine Reihe von kammähnlichen Einlaßteilen 50 (Zinken) auf, zwischen denen Wasser oder Sauerstoff in den Raum innerhalb des Rahmens 37 oder 37' hindurchgeleitet werden kann, das bzw. der durch die Verteilungsschlitzanteile 51 und die Kanäle 52 zugeführt wird. Der Rahmen 37 ist bezüglich seiner Diagonalen symmetrisch und wenn er umgedreht ist bildet er einen Rahmen 37'. Die kammartig ausgebildeten Teile bzw. Zinken 50 und die Schlitze 48 sind dann auf den entgegengesetzten Seiten. Das bedeutet, daß die Schlitze 48 für einen Wasserrahmen 37 Sauerstoff hindurchleiten können, während von den Schlitzanteilen 51 her durch die Kanalanteile 52 Wasser geleitet wird Wasser tritt nur in das Innere solcher Zellen, die Rahmen 37 derart angeordnet haben. Wenn der Rahmen 37 umgewendet ist und Sauerstoff angewendet wird, wird der Sauerstoff von den Schlitzen 51 durch die Kanalanteile 52 geleitet und Wasser fließt durch die Schlitze 48, so daß das Wasser nicht in eine Sauerstoffzelle gelangen kann. Die Schütze 44 in den Längsteilen 42 und 43 werden als Teil von Verteilungsleitungen für Blut verwendet Wenn also eine große Anzahl von Platten aufeinandergestapelt ist, ergeben die Schlitze 44,48 und 51 Lei-

S5 tungswege und nur zwischen den kammähnüchcn Teilen 50 liegt ein Austritt in das Innere des Rahmens 37 vor.

Hin Anteil eines kiiinmiihnlirhcn Teiles 50 ist in I·" i g. 7 im Ausschnitt dargestellt Aus dieser Figur isl zu sehea.

daß cine Reihe von Vertcilungsschlitzen 51 vorgesehen ist, die durch Stege 53 voneinander im Abstand bzw. getrennt sind An jeden einzelnen Schlitz 51 schließt steh ein enger Kanal 52 an. Benachbarte Kanäle 52 sind durch zinkenartige Zwischenteile 54 voneinander getrennt. Die Kanäle 52 laufen auf die Innenkante 55 des Rahmens zu, wo ein jeder Kanal 52 sich zu einem Anteil 56 entlang der Innenkante 55 aufweitet. Durch die Kanäle kann Fluid in das Innere des Rahmens 37 eintreten. Sowohl in einem Wasserrahmen 37 als auch in einem Sauerstoffrahmen 37' treten Wasser bzw. Sauerstoff an einer Seite 46 oder 47 ein und treten an einer gegenüberliegenden Seite 47 oder 46 aus. Da der Rahmen 37 in bezug auf seine Diagonale symmetrisch ist, kann dieser in beiderlei Weise zusammengesetzt werden. Die Einlaß- und die Auslaßseiten sind einander identisch. Der Rahmen 37 kann an jeder Ecke Ausschnitte 57 haben.

Der Blnlr^hmen 41 (Fig.8) unterscheidet sich von einem Wassei - oder einem Sauerstoffrahmen 37 darin, daß er Vemilungsschlitze 60 entlang beider Hälften eines jeden Seitenanteiles 61,62 des Rahmens hat. Diese Schlitze 60 sind dort anstelle der Schlitze 44 der Wasser- und Sauerstoffrahmen 37 vorgesehen, bei denen diese Schlitze 44 in den longitudinalen Seilenanteilen 42 und

43 vorgesehen sind. Der Blutrahmen 41 hat kammähnliche Teile 63 entlang eines jeden Längsseitenanteiles 64, 65. Die Kanäle 69 eines jeden kammähnlichen Teiles 63 ermöglichen das Eintreten oder Austreten von Blut. Auf diese Weise kann Blut von der einen Seite 64 oder 65 eintreten und an der anderen Seite 65 oder 64 aus dem Blutrahmen 41 austreten. Die kammähnlichen Anteile 63 sind, ausgenommen für eine Anzahl von Kanälen 52, identisch mit denen der Teile 50 nach F i g. 7. Alle Kanäle 52 haben übereinstimmende Breite und Volumen, und sie sind in gleichem Abstand voneinander in jedem Teil 63. Die Konfiguration der kammähnlichen Teile 63 ist wichtig. Die nach außen aufgeweiteten Anteile 56 der Kanäle 52 ermöglichen es, daß das Blut in den Innenraum des Rahmens 41 ohne Düsenwirkung oder Drosselung eintritt, so daß sich das Blut so ausbreitet, daß es die gesamte Kante bzw. Fläche des eingefügten Siebes 38 in einheitlicher Weise berührt Es sind Löcher 66 für Führungsstifte an den Enden vorgesehen, die mit den Löchern 49 fluchten. Die Löcher 67 für Führungsstifte fluchten mit den Löchern 45 im Rahmen 37. Die Schlitze 60 sind zu den Schlitzen 48 oder zu den Schlitzen 51 des Rahmens 37 ausgerichtet Die Schlitze 68 sind zu den Schlitzen 44 des Rahmens 37 ausgerichtet

Die Abstandsrahmen 36 sind im allgemeinen gleich den Wasser-Sauerstoffrahmen 37 und den Blutrahmen 41 ausgebildet, ausgenommen, daß sie keine kammähnlichen Teile haben, und daß ihre Verteilungsschlitze keine öffnungen haben, die in den offenen Raum des Rahmens 36 führen. Die Löcher für die Führungsstifte sind ausgerichtet zu den Löchern in den Rahmen 37 und 41. Mit anderen Worten, nur Schlitze nach Art der Schlitze

44 an der Längsseite und Schlitze nach Art der Schlitze 48 (oder 60) entlang der kürzeren Seite sind im Abstandsrahmen 36 vorhanden. Das ergibt, daß die Abstandsrahmen 36 dazu dienen, die Leitungen, die durch die Schlitze 44,48 und 60 und durch die Schlitze 51 und 68 gegeben sind, zu bilden. Sie lassen keinen Austritt und keinen Eintritt von Fluid in bzw. aus dem Inneren des Rahmens 36 zu. Die Rahmen 36,37 und 41 sind im allgemeinen flexibel und sind vorzugsweise aus einem Polyäthylen niedriger Dichte hergestellt Vorzugsweise ist ein Rahmen 36 0,25 mm bis 05 mm dick (0,01 bis 0,02"), die Rahmen 37 und 41 sind vorzugsweise 0,5 bis 1 mm dick (0,02 bis 0,04"). Die Dicken können auch mit etwas anderen Werten bemessen werden.

Die insoweit beschriebene Ausführung hat, abhängig

von drr Verwendung der zwei Arten von Rahmen in einer dreiteiligen Anordnung, einen mitt!er<;n Rahmen 37 oder 37' oder 41, der schichtartig zwischen zwei Abstandsrahmen 36 liegt. Jedoch ist die dreiteilige Anordnung nicht entscheidend, und dasselbe Ausmaß gleich- förmigen Fließens kann mit einer zweiteiligen Anordnung erreicht werden, wie sie in den Fig. 14 bis 16 gezeigt ist Es sind hier zwei miteinander identische Rahmen 110 und 110' vorgesehen, mit denen die grundsätzlich gleichen Effekte erreicht werden. Die allgemei- ne Ausführungsform eines jeden Rahmens 110, 110' ist sehr ähnlich derjenigen eines Rahmens 41, und zwar diß ein jeder Verleilungsschlitze 111,111' durch die Längsseiten 112 für das Hindurchleiten von Blut hat. Weiter hat ein jeder Rahmen zwei Verteilungsschlitze 113 bzw. 113' durch eine jeder der kurzen Seiten 114, 114' hindurch, wovon eine für Wasser und eine für Sauerstoff dient. Zum Beispiel können sich jeder Schlitz 111, 111' über nahezu die gesamte Länge der Längsseite 112 erstrecken, statt daß eine Reihe von kürzeren Schlitzen 44 vorgesehen ist. In ähnlicher Weise können sich jeder der Schlitze 113, 113' über ungefähr die halbe Länge der kürzeren Seite 114, 114' erstrecken, anstatt eine Reihe von kürzeren Schlitzen wie Schlitze 48 und 60 vorzusehen. In den Rahmen 1101 nd 110', den Blutzellenrahmen, sind eine Reihe von sich diagonal erstreckenden Kanälen 115 und 115' vorgesehen. Sie liegen vorzugsweise im Winkel von 60° zu den Verteilungsschlitzen 111, 11Γ und, da die Rahmen UO, 110' einander identisch sind und Oberseite auf Oberseite liegen, kreuzen die Kanäle 115 des Rahmens 110 die Kanäle 115' des Rahmens 110'. Beide Kanäle 115 und 115'sind an jedem der Enden 116, 117 bzw. 116', 117'aus den für die Anteile 56 gegebenen Grund aufgeweitet.

Die zweiteiligen Rahmen für Wasser und Sauerstoff

sind gleich den Rahmen 110 und 110', ausgenommen daß ähnliche Kanäle zu einem der Verteilungsschlitze 113 entlang der kurzen Seite 114 und zu einem ähnlichen Schlitz diagonal gegenüberliegend dem Schlitz 115 führen.

In allen Fällen sind die Kanäle 115 usw. gleichförmig entlang ihrer Verteilungsschlitze 111 oder 113 usw. verteilt. Sie sind ausreichend in bezug auf Anzahl, Größe und Form, um eine glatte Strömung des Blutes oder eines anderen Fluids in das Innere der Zellen zu gewähr leisten. Dis diagonale Verteilung der Kanäle 115 usw. und das Überkreuzen der oberseitig liegenden bzw. Angesicht zu Angesicht liegenden Kanäle 115 und 115' gibt Halt und Unterstützung für die flach aufeinanderliegenden Versiegelungsflächen auf der Außenseite der zwei- teiligen Rahmeneinheit HO, 110'. Die Kanäle 115 sind gewöhnlich halbkreisförmig im Querschnitt und haben eine Tiefe von ungefähr der halben Dicke des Rahmenteiles IfO. Die Wasserzellenmembran 35 und die Blutzellen membran 40 unterscheiden sich voneinander nur in den Materialien, aus denen sie hergestellt sind, wobei beide Flachteile sind. Die Membran 40 ist gasdurchlässig, um zu ermöglichen, daß Sauerstoff in das Blut diffundiert Sie ist aber für Blut undurchlässig, so daß die zwei Mem branen 40 das Blut in der Blutzelle 31 zurückhalten, während eine Oxygenierung bzw. Sauerstoffanreicherung des Blutes ermöglicht wird. Die Membran 35 andererseits ist undurchlässig sowohl für Wasser als auch für

Sauerstoff. Beide Membranen 40 und 35 S'nd rechteckige Flachkörper bzw. Blätter, welches dieselben Umfangsabmessungen wie die Rahmen 36,37 und 41 haben. Beide Membranen sind mit Verteilungsschlitzen versehen, die mit den Schlitzen 44, 48 und 60 und mit den Schlitzen 51 und 68 >n den Rahmen 36,37 und 41 fluchten. Die Membranen haben keine kammähnliche Ausbildung in den Blättern 35 und 40. Beide sind symmetrische Teile und können umgewendet werden oder in entgegengesetzter Richtung eingesetzt sein, ohne daß das einen Unterschied macht Die Membran 35 kann ein 0,125 mm dickes Polyäthylen sein. Die Membran 40 kann ein 0,125 mm dickes silikonbeschichtetes Glasfioergewebe sein. Andere als diese bevorzugten Materialien können, soweit gewünscht, verwendet werden.

Das Sieb 38, das in der Sauerstoffzelle 32 verwendet wird, kann bezüglich seiner Größe, Form und Konstruktion identisch demjenigen sein, das in der Blutzelle 31 verwendet wird. Die Siebe 38 haben gleichmäßige Dikke und hindern die Wasserzellenmembran 35 daran, die Sauerstoff- oder Blutzellen 32 und 31 in einem derartigen Ausmaß zu schließen, daß Blut bzw. Sauerstoff nicht mehr hindurchgehen könnte. Die Siebe 38, abgesehen von ihrer Verwendung, gleichförmigen Abstand zwischen den Membranen zu halten, zwingen auch das Blut und den Sauerstoff dazu, in sacht turbulenter Art durch die jeweiligen Zellen zu fließen. Infolge dieser schwachen Turbulenz ist der Grenzschichtwiderstand der Siebe 38 für das Blut verringert, der normalerweise bei solchen Ausführungen von Oxygenatoren festgestellt wird, die mit hohlkapillaren Durchgängen für das hindurchfließende Blut ausgerüstet sind. Die Siebe 38 für das Blut können aus Polypropylen, Plastikfiber oder Fäden oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein, das mit Blut kompatibel ist. Vorzugsweise sind die Siebe 38 gewebt Die als Abstandshalter für das Blut vorgesehenen Siebe 38 sind üblicherweise 0,25 bis 0,75 mm (0,01 bis 0,03") dick. Die für Sauerstoff vorgesehenen Siebe haben ähnliche Abmessungen und sind gewöhnlicherweise Fiberglasfäden, die mit nichttoxischem Polyvenylchlorid überzogen sind.

Es sei darauf hingewiesen, daß wenn die Einzelteile 35 bis 38,40 und 41 zu Wasserzellen 33. Sauerstoffzellen 32 und Blutzellen 31 zusammengesetzt sind, diese Zellen wiederum zu den Einheiten 30 zusammengesetzt werden und eine Anzahl Einheiten 30 übereinandergestapelt werden, was dazu führt, daß eine Anzahl von Verteilungsschlitzen Leitungen für das eintretende Blut in einem Längsrand bilden. Leitungen für das abgehende Blut sind am gegenüberliegenden Längsrand ausgebildet. Leitungen für eintretendes Wasser liegen in der einen Hälfte des einen Endes, für abgehendes Wasser an der diagonal gegenüberliegenden Hälfte des anderen Endes vor. Leitungen für eintretenden Sauerstoff liegen an der anderen Hälfte des einen Endes und für abgehenden Sauerstoff an der diagonal gegenüberliegenden anderen Hälfte des anderen Endes vor. Zusätzlich ist in einer jeden Zelle 31,32 oder 33 ein und nur ein Rahmen 37 oder 41 vorhanden, der so ausgebildet ist. daß er, wenn er der Zelle hinzugefügt ist, es ermöglicht, daß das gewünschte Fluid in diese Zelle eintritt und durch die kammähnlichen Einlaßteile 50 oder 63 hindurch zu den Kanülen zwischen den kammähnlichen Ausgangsteilen fließi. So ermöglicht es bei einer Wasserzelle 33 der Wasserrahmen 37, daß Wasser durch die Leitungen für das hereinkommende Wasser zu den Leitungen für das abgehende Wasser fließt. In der Sauerstoffzelte ermöglicht es der Sauerstoffrahmen 37' (der der gleiche Rah men wie der Wasserrahmen ist, der jedoch so umgewendet ist, daß der Zufluß und Abfluß aus bzw. in die anderen Sätze von Schlitzen erfolgt), daß der eintretende Sauerstoff durch die Sauerstoffzelle hindurchströmt und auf der Auslaßseite heraustritt In ähnlicher Weise ermöglicht es der Blutrahmen in der Blutzelle 31, daß das Blut von der Eintrittsseite zwischen den kammähnlichen Teilen 63 hindurch in das Innere der Zelle hereintritt, zwischen den zwei Membranen 40 sacht und turbulent über das ganze Blutsieb 38 hinweg verteilt fließt und die Blutzelle auf der anderen Seite durch die kammähnlichen Teile 63 und die für Blut vorgesehenen Leiiungen hindurch verläßt

Die Verteilungsschlitze sind an ihren Enden abgerundet und haben solche Abmessungen, daß sie alle zusam mengenommen Querschhittsflächen haben, die wenigstens so groß sind, wie der Querschnitt der Einlaß- und der Auslaßröhren in den Endplatten 21 und 22 ist Dementsprechend fließt das Blut ungehindert als eine Wand aus Blut zu und von dem Stapel aus Blutzellen.

Wenn diese Zellen und ihre Einzelteile zusammengesetzt sind, können sie zusammengeschweißt werden, entweder Zelle für Zelle oder alle Zellen zugleich, oder sie können einfach mittels der Bolzen 75, die einen Druck ausüben, zusammengehalten werden. In jeglichem Falle tritt kein Leck nach außen oder im Inneren auf und der Flüssigkeitsstrom erfolgt dementsprechend nur durch die Schätze oder durch die Durchgänge hindurch, die in den kammähnlichen Teilen 50 und 63 vorgesehen sind, wenn der Wunsch besteht, daß ein be stimmter Fluidstrom durch eine Zelle hindurch erfolgt

Es sei darauf hingewiesen, daß der Durchfluß eines jeden Fluids im Ergebnis parallel ist, d. h„ daß das gesamte Fluid auf einer Seite der Vorrichtung durch die Eingangsschlitze eintritt und das ganze Blut am AuslaO aus den Ausflußschlitzen entnommen wird. Der ganze Fluß im Inneren erfolgt in derselben Richtung von dei Eingangsseite zur Ausgangsseite. Dasselbe gilt grundsätzlich für den Wasserfluß und für die Sauerstoffströmung in deren Zellen und in der Einheit selbst. Alk Zellen eines jeden Typs sind parallel zu allen anderer Zellen desselben Typs.

Die zwei Druckverteilungsplatten 21 und 22 sind einander identisch, sind jedoch derart ausgerichtet angeordnet, daß sie unterschiedlich wirksam sind, soweit e: Einlaß und Auslaß der Strömung betrifft. Beide Platter 21 und 22 sind aus geeignetem Plastikmaterial wie /.. B Polypropylen hergestellt. Hierfür ist das Material etwa« dicker gewählt, und Verteilungen oder Leitungen für die so Fluids sind in geformten bzw. spritzgegossenen Rück Sprüngen ausgebildet

Es können Rippen 80 in schachbrettartiger Anord nung auf der Außenoberflächc der Platten 21 und 22 zui Verstärkung der Platten vorgesehen sein. Eine jed« Platte 21, 22 hat zwei Längsverteilungen oder Leitun gen 81 und 82, die als Rücksprünge, vorzugsweise keil förmig, ausgebildet sind. Sie erstrecken sich längs, eine an jeder Seite, an der sie an die Verteilungsschlitzc 4< und 68 der Wasser-, Sauerstoff- und Blutzellen anschlie 6ö Ben. Ein Ende der Leitung 81 ist tiefer oder höher um steht mit einem Auslaß 83 in Verbindung. Die Leitunf 81 verjüngt sich zum anderen F.nde 84 hin. das abgc schlossen ist und wo die Leitung 81 flacher ist. In ent sprechender Weise ist die Leitung 82 an der Durchfluß öffnung 86 weiter als an dem geschlossenen Ende 85 Wenn die Platte 22 als Bodenplatte verwendet wird, is die Durchflußöffnung 83 verschlossen und die öffnunj 86 in offener Verbindung mit der Bluteinlaßleitung 26

Wenn die Platte 22 in longitudinaler Richtung Ende über Ende gewendet wird, ist sie die obere Platte 21. In der Platte 21 ist die öffnung 86 verschlossen und die Durchflußöffnung 83 ist offen und steht mit der Blutauslaßleitung 23 in Verbindung. Die Verjüngung der Blutleitungen 81 und 82 erleichtert die Verteilung des in den Oxygenator eintretenden und austretenden Blutes derart, daß gleichmäßige Volumenanteile an Blut den Blutzellenverteilungen zugeleitet werden, die mit den Leitungen 81 und 82 in Verbindung sind. Dieses Verjüngen reduziert auch das Füllvolumen der Vorrichtung.

Eine jede Platte 21,22 hat vier Querverteilungen bzw. Leitungen 91 bis 94 für das Hindurchleiten von Sauerstoff und Wasser. Es befinden sich je zwei Leitungen an jedem Ende und eine jede Leitung ist kürzer als die halbe Länge der Querseite. Eine jede dieser Leitungen 91 bis 94 steht mit Verteilungsschlitzen 48,51 und 60 für Wasser-, Sauerstoff- und Blutzellen in Verbindung. Eine jede der Leitungen 91 bis 94 steht mit je einer öffnung 95 bis 98 in Verbindung, von denen zwei offen sind und zwei mit Stöpsel verschlossen sind. Bei einem Beispiel sind die öffnungen 97 und 98 der Bodenplatte 22 verschlossen und die öffnungen 95 und 96 sind in Durchgangsverbindung mit dem Sauerstoffauslaß 27 bzw. mit dem Wassereinlaß 28. Wenn die Platte 22 über Eck gewendet wird, wird sie zu einer Oberplatte 21 und die Durchlaßöffnungen 95 und 96 sind in Durchlaßverbindung mit dem Wasserauslaß 25 bzw. dem Sauerstoffeinlaß 24.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Anordnung der Oberplatte 21 und der Bodenplatte 22 derart ist. daß der Einlaß für ein jedes der Fluide in der einen Piatte diagonal entgegengesetzt dem Auslaß für dasselbe Fluid in der anderen Platte ist. Diese Diagonalanordnung von Einlaß- und Auslaßdurchflußöffnungen für das Blut, zusammen mit dem Verteilungssystem des vorliegenden Oxygenators, gewährleistet, daß jeglicher Anteil des Blutes, der durch diesen Oxygenator hindurchtritt, gleichlangen Weg in diesem, vergleichsweise zu dem Weg anderer Blutanteile, zurücklegt Dies ist durch die Beobachtung bestätigt worden, daß, wenn eine Farbstofflösung in die Bluteinlaßleitung hereingegeben wird, diese sofort vollständig und gleichmäßig über alle Blutzellen verteilt wird. Ähnliche Tests sind mit käuflichen Membran-Oxygenatoren durchgeführt worden, die so ausgebildet sind, daß sich Einlaß- und Auslaßöffnungen an einer Seite des Stapels der Zellen befinden. Bei diesen hat sich gezeigt, daß sich der Farbstoff auf dieser Seite für eine Zeitlang konzentriert, ehe er sich langsam ausbreitet.

Es ist eine Anzahl von Schraubenlöchern vorgesehen. Mit durch diese Löcher hindurchgehenden Bolzen 75 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung fest zusammengeschraubt und dicht gehalten.

Die Fig. 17 bis 20 zeigen eine andere rechteckige Ausführungsform nach der Erfindung, die eine von vielen möglichen Ausführungsformen auf der Basis des Erfindungsgedankens ist. Die in den F i g. 17 bis 20 gezeigte Vorrichtung 120 ist aus einem Einweg-Teil 121, zwei Metallcndplatten 122 und 123, einer Druckplatte 124 aus Metall und einem aufblasbaren Luftkissen 125 zusammengestellt.

Der Vorrichtungsteil 121 unterscheidet sich von der Vorrichtung 20 nur darin, daß er von dieser verschiedene Plastikendplatten 130 und 131 hat, die miteinander identisch sind. Bei der Vorrichtung 20 kann auch eine zweiteilige Rahmenvorrichtung nach den Fig. 14 bis 16 oder eine andere Ausfuhrungsform vorgesehen sein.

Auf jeden Fall ist bei einer Vorrichtung 121 ein Stapel aus drei Arten von Zellen in der gleichen wie voranstehend beschriebenen Art und Anordnung vorgesehen. Die Endplatten 130 und 131 erstrecken sich etwas über den Rand des Stapels 121 hinaus. Abweichend von den Endplatten 21,22 sind die Endplatten 130 und 131 relativ dünn und aus weniger kostspieligem Plastikmaterial ausgeführt und sind z. B. rund 3 mm dick. In ihrem Mittelteil sind die Platten durch ein gitterartiges Muster aus Rippen 132 verstärkt Ein Bluteinlaß geht in die untere Platte 131 hinein, in der eine sich verjüngende Leitung 134 vorhanden ist In der unteren Platte 130 befindet sich eine verjüngende Leitung 136 mit einem Auslaß 135 für Blut Ein Einlaß 137 für Sauerstoff führt in eine sich verjüngende Leitung 138 in der Platte 130 und eine in der Platte 131 befindliche, sich verjüngende Leitung 140 geht in einen Auslaß 141 über, der dem Einlafc /37 diagonal gegenüberliegt In ähnlicher Weise ist ein Einlaß 142 für Wasser vorgesehen, der in eine sich verjüngende

Leitung 143 in der unteren Platte 131 führt In der oberen Platte 130 befindet sich eine sich verjüngende Leitung 144, die in einen Auslaß 145 mündet, der dem Einlaß 142 diagonal entgegengesetzt ist. Die nicht wegzuwerfenden Endplatten 122, 123 aus Metall haben Rücksprünge 146, in denen sie die Rippen 132 aufnehmen und diese berühren. Sie haben des weiteren Rücksprünge 147,148,149 für die sich verjüngenden Leitungen in den Plastikendplatten 130 und 131. Die Endplatten 122 und 123 aus Metall sind in ihrer Fläche größer als der Vorrichtungsanteil bzw. Stapel 121. Sie haben vier einstückig mit der Platte verbundene Vorsprünge 150 an einer jeden Ecke. Jeder Vorsprung has ein gewindeloses Loch 151. Durch dieses erstrecken sich Bolzen 152 von der Bodenplatte 122 bis über die Platte

123. Diese Bolzen gehen nicht durch den Stapel 121 und berühren ihn auch nicht.

Die Platte 123 hat eine Rache Oberseite 153, auf der ein aufblasbares Luftkissen 125 aufliegt Die Druckplatte 124 liegt über diesem Kissen 125 und sie hat Vor- Sprünge 154, durch die die Bolzen 152 hindurchreichen. Die auf den Bolzen 152 befindlichen Muttern 155 sind nur leicht angezogen, um nur einen leichten Druck auszuüben. Dann wird das Kissen 125 mit Luft oder einem anderen Gas oder mit Wasser aufgeblasen bzw. gefüllt, um einen gleichmäßigen, festen Druck auf die Endplatte 123 auszuüben, der auf den ganzen Stapel 121 übertragen wird. Der Druck kann auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Zum Füllen, z. B. einer Vorrichtung nach den F i g. 1

so bis 11 wird die Vorrichtung in geneigter Lage aufgehängt bzw. gehalten, und zwar derart, daß die Bluteinlaßöffnung 26 an der tiefsten Stelle liegt und die Blutauslaßöffnungen 23 die höchstgelegene Stelle der Vorrichtung ist. Dann wird Wasser eingeleitet und nachdem der gewünschte Druck und die gewünschte Strömung erreicht sind, wird eine physiologische Lösung durch die Blutzellen hindurchgepumpt, und war durch die untere öffnung 26 hinein und durch die obere öffnung 23 hinaus, bis keine Luftblasen mehr auftreten. Die physiologi- sehe Lösung wird dann durch Blut aus einem Füllvor ratsbehältcr ersetzt, bis unverdünntes Blut erscheint.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann für ihre be-

stimmungsgemäßc Verwendung einsatzbereit

Eine hcxagonale Ausführungsform ist in den Fig. 12

b5 und 13 dargestellt. Sie ist eine weitere Ausführungsform eines Membran-Oxygenators nach der Erfindung. Sie besteht aus einem Stapel von Zellen, die denjenigen entsprechen, die oben beschrieben sind. Die die einzel-

nen Zellen bildenden, einzelnen Rahmen 100 und 101 haben hexagonale Form. Eine bevorzugte Ausführungsform derselben zeigen die Fig. 12 und 13. Ein Rahmen 100 kann für Blutzellen und, umgewendet als Rahmen für Sauerstoffzellen verwendet werden. Das Blut fließt durch kammähnliche Teile 102 in den mit einem Sieb bzw. Gitter versehenen Raum 103 und verläßt diesen durch die kammähnlichen Teile 104 auf der gegenüberliegenden Seite. In gleicher Weise kann Sauerstoff nach gleichem Muster durch den umgewendeten Rahmen 100 hindurchfließen. Der Rahmen 101 ist ein Wasserrahmen. In diesem fließt Wasser durch die kammähnlichen Teile 105 in den Innenraum 106 und tritt durch die kammähnlichen Teile 107 auf der gegenüberliegenden Seite wieder heraus.

Die Fig.21 bis 23 zeigen eine oktogonale Ausführungsform für eine Vorrichtung mit vier Fluids.

Es ist ersichtlich, daß ein erfindungsgemäßer Membran-Oxygenator nicht auf rechteckige oder hexagonale Form der Zelltra-ahmen und/oder auf drei Fluide beschränkt ist Es können auch andere geometrische Formen verwendet werden, so z. B. oktogonale Form, die für vier Fluide besonders angepaßt ist Solch eine oktogonale Vorrichtung ist dort besonders nützlich, wo es erwünscht ist das Blut mit Sauerstoff zu versehen und gleichzeitig zu dialysieren. Solch ein Fall liegt z. B. vor, wenn Körperorgane vor ihrer Transplantation versorgt werden sollen, oder in Fällen, in denen gleichzeitiges Versagen oder Fehlfunktion von Niere und Herz auftreten. Eine 4-Fluid-Vorrichtung für diesen Verwendungszweck ist z. B. wie folgt in Reihe angeordnet: Wasserzelle, Sauerstoffzelle, Blutzelle. Dialysezelle, Blutzelle, Sauerstoffzelle, Wasserzelle, Sauerstoffzelle usw. Es sind aber auch andere Anordnungen günsiig, wie z. B. Wasserzelle, Dialysezelle, Blutzelle, Sauerstoffzelt, Blutzelle, Dialysezelle, Wasserzelle, Dialysezelle usw. Auch die Reihenfolge ist zweckmäßig: Wasserzelle, Dialysezelle, Blutzelle, Sauerstoffzelle, Wasserzelle, Dialysezelle, Blutzelle, Sauerstoffzelle usw.

Die in den F i g. 21,22 und 23 gezeigten Rahmen 160, 161,162 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform solcher Rahmen für eine oktogonale Vorrichtung. Der Rahmen 160 kann in einer Blutzelle und, umgewendet als Rahmen für eine Dialysezelle verwendet werden. Blut fließt durch die Kanäle 163 in den Innenraum 164, der vorzugsweise mit einem Sieb oder Gitter, wie voranstehend beschrieben, versehen ist Es tritt durch die Kanäle 165 auf der gegenüberliegenden parallelen Seite aus. Unterdessen fließt Dialysat durch die Leitungen, die zum Teil durch die Schlitze 166 und 167 in jedem der Rahmen 160,161,162 gebildet sind. In ähnlicher Weise kann das Dialysat in einem gleichen gleichmäßigen Strom durch den umgewendeten Rahmen 160 hindurchfließen. Das Blut fließt währenddessen durch die Schlitze 168 und 169 in die Zellen der Rahmen 161 und 162 und die vertauschten Schlitze 166 und 167 des Rahmens 160. In den Rahmen 160 und 162 strömt der Sauerstoff durch die Schlitze 170 und 171. In den Rahmen 160 und 161 fließt das Wasser durch die Schlitze 172.

Der Rahmen 161 ist ein Sauerstoffrahmen, in dem Sauerstoff durch die Kanäle 173 in den Innenraum 174 strömt, der vorzugsweise ein wie voranstehend beschriebenes Gitter aufweist. Der Sauerstoff tritt durch die Kanäle 175 an der gegenüberliegenden Seite wieder aus. Der Rahmen 162 ist ein Wasserrahmen, in dem das Wasser durch Kanäle 176 in den Innenraum 177 fließt und durch die Kanäle 178 an der gegenüberliegenden Seite wieder austritt.

Nicht dargestellte und in ihrer Form gleich den Rahmen 160, 181, 162 ausgebildete Membranen werden zwischen den Rahmen als eine Dialysezelle und eine Blutzelle verwendet Diese Membranen sind semipermeabel, wie z. B. aus Zellophan oder eine Membrane einer anisotropen Art, wie sie z. B. von der Amicon Corporation hergestellt wird. In einer Vorrichtung, in der Wasserzelle.i und Dialysezellen einander benachbart sind, sind die Membranen wasserundurchlässig. Lie se mipermeable Membran ist an ihren äußeren Kanten vorzugsweise mit einem wasserundurchlässigen Material, wie z.B. einem Silikonelastomer, versiegelt Dies kann in zufriedenstellender Weise durch Aufbringen eines Silikonklebstoffes auf den Außenflächen des Stapels ai-3 Zellen, nachdem sie zusammengesetzt sind, ausgeführt werden. Die Anzahl der zu verwendenden Zellen hängt vom jeweiligen Zweck ab, für den die Oxygenator-Dialyse-Vorrichtung verwendet werden soJL Zum Beispiel sind für Kinderbehandlung in der Regel zehn Einheiten geeignet wobei die Rahmen eine LängsabmessüP.g von ca. 20 cm and eine Breitenabmessung von ca. 5 cm haben. Für Erwachsene sind 25 Einheiten günstig. Für die Versorgung eines Körperorgans, wie z. B. einer Niere, sind sechs Einheiten genügend.

Bei hexagonalen und oktogonalen Vorrichtungen kann sowohl Gegenstromschema als auch Gleichstromschema mit gleicher Weglänge vorgesehen sein, vergleichsweise zu kreuzweiser Strömung bei einer rechteckigen Vorrichtung.

Anschließend seien einige Vorteile hervorgehoben, die mit einem wie oben beschrieben, erfindungsgemäßen Membran-Oxygenator erreicht werden können. Mit ihm werden die eingangs gestellten Forderungen erfüllt: Die Oxygenierung ist in ihrem Wirkungsgrad verbes sert da die weite Ausdehnung von Verteilungsschiitzen 68 in der Peripherie der Blutzellen, zusammen mit den verbindenden Verteilungsschlitzen 44, für eine ungehinderte Strömung des Blutes sorgt das allen Blutzellen in gleicher Weise zuzuführen ist. Ein jev?'· Anteil des BIu tes fließt eine gleiche Strecke durch die Zellen, wobei nur ein minimaler Druckabfall auftritt. Das Vorhandensein der Siebe bzw. Gitter 38 in den Blutzellen 31 sorgt für sehr dünne gekrümmte bzw. gewundene Kanäle und bewirkt eine sanft turbulente Strömung des Blutes. Dies sind zwei wichtige Merkmale für wirkungsvolle Oxygenation. Die Schädigung des Blutes bleibt minimal und zwar dank der Konstruktion des Verteilungsschlitzes in den Zellen, der eine Strömungsdrosselung des Blutes beim Hindurchtreten durch den Oxygenator vermin dert.

Damit kann der Druck der für das Blut vorgesehenen äu3eren Pumpe, die für jeden Oxygenator erforderlich ist, erheblich herabgesetzt werden. Konstantes Blutvolumen wird eingehalten durch gleichförmigen Druck von den Wasserzellen 33 her, was den Betrieb erleichtert Da der Sauerstoffauslaß zur Atmosphäre hin offengelassen werden kann, sind die Sauerstoffdrucke niedriger als der Druck des Blutes. Dies vermindert die Gefahr einer Gasembolie infolge Eintritts in das Blut, und zwar im Zusammenwirken mit der Konstruktion des Oxygenators, indem das Blut durch den Einlaß 26 an der unteren Ecke der einen Druckplatte 22 eintritt und aus dem Auslaß 23 an der diagonal entgegengesetzten Ecke der oberen Platte 21 austritt.

Mit einem Exemplar einer typischen Ausführungsform eines Menibran-Oxygenators nach der Erfindung mit einer Anordnung von fünfzehn Einheiten der Abmessungen 35 χ 50 cm wird eine Sauerstoffsättigung

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von 60% bei einer DurchfluUrate von 4,51 pro min erreicht. Ein solcher Membran-Oxygenator kann bis zu 130 Stunden beirieben werden, ohne daß er eine bemerkbare Abnahme seiner Wirkung bzw. Arbeitsweise, d. h. seiner Oxygenierungswirksamkeit und/oder erhöhte Blutschädigung, zeigt.

Für einige Verwendungen, wie z. B. für Kleinkinder und kleine Tiere, ist es nicht notwendig, Einheiten aufeinander zu stapeln. Zum Beispiel reicht für Babys ein Oxygenator mit einer Grundeinheit aus Wasserzelle, Sauerstoffzelt Blutzelle, Sauerstoffzelle und Wasserzelle, die sich zwischen Endplatten befinden. Entsprechend genügt für kleine Kinder eine Einheit für Dialyse. Die Anzahl der Einheiten kann variiert werden, wie dies erforderlich ist

Zusammenfassend labt sich feststellen, daß sich der erfindungsgemäße Membran-Oxygenator durch eine außerordentliche einfache Struktur auszeichnet, wes-I halb auch der Apparat so preiswert hergestellt werden I kann, daß er als Einweg-Gerät verwendbar ist. Dies I wird im wesentlichen durch die Verwendung von Rah-I men ermöglicht, die in aufeinanderfolgenden identi-I sehen Blöcken angeordnet sind. Das Gerät enthält zwar I eine Vielzahl von einzelnen Rahmen, tatsächAch werden I jedoch nur 5 verschiedene Typen verwendet: Membran ρ 35, Abstandshalter 36, Rahmen 37 (wassergefüllte Kam-I mer), Blutmembran 40, Rahmen 41 (blutgefüllte Kam-

f, mer). Darüber hinaus unterscheiden sich 35 und 40 nur i im verwendeten Material. Diese Rahmen ermöglichen

I alle Funktionen des Blut-, Sauerstoff- und Wasser-

I Stroms. Ein wesentliches Merkmal sind auch die mehr-• fach angebrachten breiten Schlitze mit den oben be il schriebenen Vorteilen, wobei manche der Schlitze so

^: ausgebildet sind, daß sie nur vertikalen Fluß ermögli-

_;: cherc, während andere Schlitze sowohl vertikalen als " auch horizontalen Fluß zulassen.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Membran-Blutoxygenator mit Endplatten, die Zulauf- und Ablauföffnungen für mehrere fluide Phasen aufweisen, mit Kammern für die Aufnahme von Blut, Sauerstoff und Wasser, wobei die Kammern in einer Vielzahl von Blöcken mit der Reihenfolge wassergefüllte Kammer/sauerstoffgefülltc Kammer/blutgefüllte Kammer/sauerstoffgefüllte Kammer/wassergefüllte Kammer angeordnet sind und wobei diese Kammern als Trennwände fiüssigkeitsundurchlässige, zwischen den Blut- und sauerstoffgefüllten Kammern jedoch gasdurchlässige Membranen besitzen, welche zu den Zulauf- und den Ablauföffnungen der Endplatten passende Durchbrechungen aufweisen und mit der Verteilung der fluiden Phasen in die Kammern und der Abstandshaltung dienenden Elementen zwischen den Membranen, oiudurch gekennzeichnet, daß die Endpiaiten (2i, 22; {30, Ϊ3ί ),dic Membranen {35,40) und die fiuidverteilenden und abstandshaltenden Elemente (37. Fig.6; 41, Fig.8) identische äußere Abmessungen in Form eines Polygons mit parallelen Kanten haben, daß in den Endplatten (21, 22; 130, 131) parallel zu den Kanten Leitungseinrichtungen für Blut, Sauerstoff und Wasser (81, 82; 134, 136; 147; 91, 92, 93,94; 138,144,140,143; 148, 149) verlaufen, wobei für jede der fluiden Phasen mindestens je zwei Leitungseinrichtungen vorhanden sind, welche einander diagonal gegenüberliegen, daß die Durchbrechungen in den Membranen (35, 40) und den genannten Elementen (3/, 41) in ihrer Ausdehnung den Leitungseinrichiungen der Endplatten (21, 22; 130, 131) entsprechen, dab die genannten Elemente die Form von Rahmen haben, welche entsprechend ihrer Zuordnung zur jeweiligen fluiden Phase von den Leitungseinrichtungen ausgehend, eine Vielzahl paralleler Durchlaßöffnungen in die betreffende Kammer aufweisen, und daß für die drei Arten von Kammern nur zwei Typen von Rahmen (37; 41) vorgesehen sind, wobei die Rahmen der wasserg«- füllten Kammern (33) identisch zu den Rahmen der sauerstoffgefüllten Kammern (32) gestaltet, jedoch um 180° hierzu verdreht angeordnet sind.

2. Membran-Blutoxygenator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich identische Abstandshalter (36) zwischen den Rahmen (37, 37', 41) der wassergefüllten Kammer (33), der sauerstoffgefüllten Kammern (32) und der blutgcfüllten Kammern (31) befinden, wobei diese Abstandshalter ebenfalls gleiche Gestalt wie die Endplatten haben und zu den Schlitzen der Membranen und den Leitungseinrichtungen der Endplatten passend angeordnete Schlitze aufweisen.

3. Membran-Blutoxygenator gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten, die Membranen und die fiuidverteilenden und abstandshaltenden Elemente rechteckige Form aufweisen.

4. Membran-Blutoxygenator gemäß Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen der fiuidverteilenden und abstandshaltenden Elemente (37,41) kammartige Form (50; 63) aufweisen.

5. Membran-Blutoxygenator gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen in den fiuidverteilenden und abstandshaltenden Elementen (37; 41) in Form einer Reihe von parallelen Nuten (115) ausgebildet sind.