DE2444540A1

DE2444540A1 - Haemodialyse-geraet

Info

Publication number: DE2444540A1
Application number: DE19742444540
Authority: DE
Inventors: Teruhisa Kidaka; Nobuo Nakamura; Hiroshi Sato; Yasuhiro Tsujimoto
Original assignee: Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1973-09-19
Filing date: 1974-09-18
Publication date: 1975-03-20
Also published as: JPS5056791A; IT1020828B; DK485574A; AU7348274A; NO136236C; SE7411738L; NO136236B; NO743360L; FR2245378A1; GB1451849A; FR2245378B1; JPS5228519B2

Description

EISENFÜHR & SPEISER Patentanwälte

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Anmelder/.nh: TAKEDA CHEMICAL IND.LTD.
Aktenzeichen: Neuanmeldung

datum; 1?· September 1974

TAKEDA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., 27, Doshomachi 2-chome, Higashi-ku, Osaka, Japan

Haemodialyse-Gerät

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Haemodialyse-Gerät für eine künstliche Niere, das außerordentlich klein und transportabel ist.

Die Haernodialyse wird in großem Umfang als ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Therapie chronischer Urämie, akuter Nierenbeschwerden oder Drogenvergiftung benutzt. Bei dem zur Zeit am häufigsten angewandten Dialyseverfahren wird mit einer halbdurchlässigen Membran, gewöhnlich aus Cellophan, und einem Dialysat gearbeitet, wobei die halbdurchlässige Membran ein Abteil oder einen Kanal für das strömende Blut definiert und das Dialysat mit dem Blut durchflossenen Abteil in Berührung kommt bzw. um dieses herum fließt. Das Blut eines zu behandelnden Patienten wird in das Abteil gepumpt und durch das von der halbdurchlässigen Membran definierte Abteil geführt und wird von schädlichen Stoffen wie etwa Harnstoff, Harnsäure, Creatinin und anderen in dem Blut vorhandenen toxischen Stoffen gereinigt, und zwar

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auf Grund der unterschiedlichen molekularen Konzentration im Blut und in dem Dialysat zu beiden Seiten der halbdurchlässigen Membran. Konventionelle Dialysegeräte erfordern, daß einmal benutztes Dialysat verworfen und durch konstante Zufuhr frischen Dialysats ersetzt wird, so daß große Mengen an Dialysat verbraucht'werden, dadurch die Kosten der Behandlung in die Höhe getrieben und die äußeren Abmessungen des Gerätes sehr groß werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Haemodialysegerät für eine künstliche Niere zu schaffen, die kompakt im Aufbau ist und die mit umlaufendem Dialysat arbeitet, so daß sich auf diese Weise Größe und Aufwand reduzieren lassen. Weiter soll das erfindungsgemäße Haemodialysegerät bei einer künstlichen Niere verwendbar sein, bei welcher Abfallstoffe in das Dialysat diffundieren und aus diesem durch adsorbierende Stoffe abgetrennt werden, so daß dadurch ein Umlauf des Dialysats ermöglicht, die Menge des erforderlichen Dialysats verringert, der Aufbau des Gerätes vereinfacht und verkleinert und schließlich die Kosten für das Gerät und seinen Betrieb verringert werden.

In dem Haemodialysegerät gemäß der Erfindung ist eine blutdurchflossene Kammer, eine dialysatdurchflossene Kammer, die mit der blutdurchflossenen Kammer über eine halbdurchlässige Membran in Verbindung steht, sowie adsorbierende Stoffe vorgesehen, die abgeschlossen und in der dialysatdurchflossenen Kammer festgehalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Haemodialysegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

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Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie A-A aus Fig. 1; und

Fig. 3 und 4 Schnitte durch ein Haemodialysegerät

gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Haemodialysegerät weist eine aus einer halbdurchlässigen, beispielsweise Cellophanmembran gebildete Blutkammer 3 auf, die Röhrenform hat und deren gegenüberliegende Enden mit einem Einlaßrohr 1 und einem Auslaßrohr 2 zum Anschluß an einen Patienten in an sich bekannter Weise verbunden sind. Die blutdurch- flossene Kammer 3 ist in einem Doppelzylinder-Behälter angeordnet, welcher einen mittleren inneren Zylinder 8 mit einer Bodenwand und einen äußeren Zylinder 7 aufweist, wobei eine Bodenwand 6 sich quer längs der Unterseite des Außenzylinders 7 erstreckt und ein Deckelabschnitt 12 sich zwischen der Oberseite des Außenzylinders 7 und dem inneren Zylinder 8 erstreckt, so daß derjenige Teil des Inneren des Doppelzylinderbehälters, der nicht von der Blutkammer 3 ausgefüllt ist, eine dialysatdurchflossene Kammer 5 bildet, welche einen unteren Endabschnitt zwischen der Innenseite des unteren Endabschnittes des Außenzylinders 7 und der Außenseite des unteren Endabschnittes des Innenzylinders 8 besitzt und in welche Dialysat über einen Einlaß 9 in der Bodenwand 6 in bekannter Weise eingeleitet und Dialysat über einen Auslaß·oder Auslässe 10 in dem Deckelabschnitt 12 entnommen werden kann. Das Rohr, das die blutdurchflossene Kammer 3 bildet, ist um den Innenzylinder 8 herumgelegt und aufeinanderfolgende Wicklungen werden voneinander durch einen adsorbierenden Stoff 4 auseinandergehalten, der in der Dialysatkammer 5vorgesehen und in ähnlicher Weise um den Innenzylinder 8 gewickelt ist. Bei der Benutzung des Dialysegeräts gemäß Fig. 1 und 2 wird Dialysat unter positivem Druck aus einer Pumpe P in bekannter Weise durch den Einlaß 9 in den unteren Abschnitt 13 der Dialysatkammer eingeleitet, welcher als Druckausgleichsbereich dient und

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die Verteilung der Dialysetströmung steuert; die Dialysatströmung ist durch Hohlpfeile in der Zeichnung angedeutet; aufgrund negativen Druckes auf der Dialysatauslaßleitung wird das Dialysat nach oben durch die Dialysatkammer 5 und an der Blutkammer 3 entlang gezogen und über die Auslaßleitung 10 abgesaugt. Wenn die Gefahr besteht, daß das adsorbierende Material 4 von dem Dialysat mitgenommen werden kann, kann ein Filter 11 zwischen dem oberen Ende der Blutkammer 3 und dem Deckel 12 vorgesehen sein.

Der Dialysatauslaß 10 kann mit einer Umwälzeinrichtung verbunden sein, in welchem Fall das Dialysat gereinigt wird, wenn es einen Adsorber durchlauft_;und dann durch die Pumpe wieder in den Dialysateinlaß 9 eingeleitet wird.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haemodialysegerats, bei welchem die Blutkammer 3 durch die Innenseiten mehrerer hohler Kapillarfasern 14 gebildet wird, die parallel zueinander angeordnet und "an gegenüberliegenden Enden mit einer Einlaßkammer 18a und einer Auslaßkammer 18b verbunden sind, wobei in die Einlaßkammer 18a Blut aus dem Patienten über ein Bluteinlaßrohr 1 eingeleitet und aus der Blutauslaßkammer 18b Blut über das Auslaßrohr 2 entnommen werden kann. Die Kapillarfasern 14 werden durch ein Paar Dichtungen 19 an Ort und Stelle gehalten, die an beiden Enden der Kapillarfasern 14 vorgesehen sind und auch verhindern, daß Dialysat in die Kammern 18a und 18b eindringen kann. Die Abschnitte zwischen den Kapillarfasern 14 bilden die dialysatdurchflossene Kammer 5, die zwischen dem Dialysateinlaß 9 und dem Dialysatauslaß 10 liegt und eine Packung adsorbierenden Materials 4 enthält.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

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bei der eine Einheit aus zwei halbdurchlässigen Membranen 15 vorgesehen ist, die von Außenborden 16 eingeschlossen, jedoch nicht kontaktiert werden, und deren gegenüberliegende Enden von Abstandselementen 17 gehalten werden, wodurch die halbdurchlässigen Membrane 15 voneinander und von den Außenborden 16 auf Abstand gehalten werden, wobei der Zwischenraum zwischen den Membranen 15 eine blutdurchflossene Kammer 3 bildet, die an gegenüberliegenden Enden mit dem Bluteinlaßrohr 1 und dem Blutauslaßrohr 2 in Verbindung steht, und wobei der Zwischenraum zwischen den Membranen 15 und den Außenborden 16, d.h. der Raum um die blutdurchflossene Kammer 3 herum, eine dialysatdurchf lossene Kammer oder Kammern 5 bildet, die an gegenüberliegenden Enden mit einem Dialysateinlaß 9 und einem Dialysatauslaß 10 verbunden sind und wobei adsorbierendes Material 4 in der Dialysatkammer oder den Dialysatkammern 5 eingepackt ist. Zur Ausführung der Haemodialyse bildet diese Einheit,. bestehend aus Blutkammer 3 und umgebende Dialysatkammer oder Kammern 5 eine Wegwerf-Einheit, die einfach ersetzbar ist und die einzeln oder in Verbindung mit mehreren gleichartigen Einheiten eingesetzt werden kann.

Die halbdurchlässige Membran, die in den verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Haemodialysegeräts verwendet werden kann, besteht aus solchem Material, das eine Diffusion von Abfallprodukten wie Harnstoff, Creatinin, Harnsäure , Phosphorsäure oder Kalium aus dem Blut in ein Dialysat ermöglicht,und kann aus den üblicherweise verwendeten Stoffen, beispielsweise Cellophan, Cuprophan oder Cellulose-Acetat bestehen. Erfindungsgemäß definieren derartige Membrane eine Kammer oder einen Kanal für den Blutstrom und sind durch adsorbierendes Material voneinander getrennt, welches in · einer dialysatdurchflossenen Kammer vorgesehen ist, welche zwischen den Membranen sich befindet, wobei das adsorbierende

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Material so festgelegt ist, daß es die Dialysatkammer nicht verlassen kann. Das adsorbierende Material adsorbiert sofort die aus dem Blut in der Blutkammer in das Dialysat in der Dialysatkammer diffundierten Abfallstoffe. Wegen dieser Adsorbtion ist das die halbdurchlässigen Membrane kontaktierende Dialysat praktisch abfallfrei, so daß sich daher eine große Konzentrationsdifferenz an solchen Abfallprodukten zwischen dem Blut und dem Dialysat aufbaut und aufrecht erhält, was zu einer sehr schnellen Dialyse von hohem Wirkungsgrad führt. Ferner ermöglicht der Einsatz des adsorbierenden Materials in die dialysatdurchflossene Kammer eine kompakte Bauweise des Haemodialysegerats, das als einzelne Einheit desinfiziert und sterilisiert werden kann und darüber hinaus sehr leicht zu handhaben ist. Das in dem erfindungsgemäßen Dialysegerät verwendete adsorbierende Material besteht hauptsächlich aus Aktivkohle, die dem Verwendungszweck entsprechend ausgewählt ist, wobei es sich besonders zweckmäßig erwiesen hat, solche Aktivkohle zu verwenden, die durch Dampfaktivierung aus einem Rohmaterial wie Kokosnußschalen, Kohle oder Sägemehl gewonnen wurde. Derartige Aktivkohle hat eine Größe von vorzugsweise etwa 10-200 Maschen, wobei eine Größe von 16-100 Maschen besonders vorteilhaft ist. Es ist erwünscht, granulierte Aktivkohle mit großer Adsorptionsfläche zu verwenden, die auch eine hinreichende Festigkeit besitzt, so- daß Mikropartikel der Aktivkohle sich nicht in dem Dialysat auflösen oder Aktivkohle-Partikel während des Betriebes zerbrechen. Es kann auch Aktivkohlepapier verwendet werden, bei dem in die Papierfaser während der Papierherstellung Aktivkohle eingetragen ist, wobei derartiges Papier noch den Vorteil besitzt, daß es weniger leicht die halbdurchlässigen Membrane beschädigt und die Turbulenzen und Wirbelströme des Dialysats unterstützt, wodurch der Dialysewirkungsgrad verbessert wird. Alternativ können Aktivkohlefasern oder Gewebe aus Kohlefasern

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verwendet werden. Ein weiteres Beispiel eines adsorbierenden Materials bietet sich in einer Mischung von Aktivkohle und Aluminiumgel an, wobei ein derartiges Gel beispielsweise durch Zubereitung einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes, z.B. Aluminiumsulphats, Aluminiumchlorids oder eines ähnlichen Metallsalzes gewonnen.wird, und eine gleichbleibende Neutralisierung dieser Lösung durch Zugabe von Alkali etwa in der Form von Ammonium, Calzium-Carbonat, und anschließendes Waschen des gebildeten Salzes von anderen aufgelösten oder mitgeführten Stoffen erreicht wird, so daß sich ein Aluminium-Sol ergibt, das dann in einem hydrophobischen Medium, wie beispielsweise einem Kohlenwasserstoff, einem halogenisierten Kohlenwasserstoff oder Spindeloel, aufgeheizt wird und dann auf einer geeigneten Temperatur von beispielsweise 70 100 C gehalten wird, bis sich ein Gel bildet, das danach getrocknet und der Verwendung zugeführt wird. Ein derartiges Aluminiumgel kann beispielsweise so verwendet werden, daß es mit einem Aktivkohlegewebe verpackt wird. Außer den genannten Stoffen können andere Adsorbentien natürlich Verwendung finden, entweder gesondert oder als Mischungen, wobei die verwendeten Adsorbentien im Hinblick auf die Menge des zu dialysierenden Blutes, seine Art und die Menge der zu entfernenden Abfallstoffe gewählt werden sollten. Wenn es sich als schwierig erweisen sollte, die erforderliche Menge an adsorbierendem Stoff in die Dialysekammer einzubringen, kann zusätzliche Adsorption zur Reinigung des Dialysats 'an geeigneter Stelle außerhalb der Dialysatkammer durchgeführt werden, beispielsweise in dem Dialysat-Vorratstank bekannter Art. Das adsorböerende Material kann ferner medizinische Bestandteile enthalten, beispielsweise Dialysatkomponenten in kristalliner Form, oder nicht lösliche "Epzyme.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Haemedialysege'rät als Wegwerf packung ausgeführt werden kann, einen

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sicheren und wirkungsvollen Betrieb erlaubt, einfach zu handhaben ist und in Krankenhäusern oder an anderen Stellen eingesetzt werden kann. Durch Einsetzen dieser Art des Haemodialysegerats in einen Dialysat-Vorratstank kann eine künstliche Niere geschaffen werden, die tragbar ist. Über die genannten Möglichkeiten hinaus sind dem Fachmann selbstverständlich weitere Änderungen an den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung geläufig, ohne daß durch diese von der Erfindung abgewichen wird.

Insgesamt wurde ein Haemodialysegerät beschrieben, das eine blutdurchflossene Kammer, eine mit dieser über eine halbdurchlässige Membran in Verbindung stehende dialysatdurchf lossene Kammer sowie adsorbierendes Material in der dialysatdurchflossenen Kammer aufweist, von geringer Größe ist und den bisher üblichen Aufwand für ein derartiges Gerät vermeidet.

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Claims

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Ansprüche

(l./Haemodialysegerat, gekennzeichnet durch eine erste Kammer (3) mit einem Einlaß (1) und einem Auslaß (2) für strömendes Blut; durch eine zweite Kammer (4) mit einem Einlaß (9) und einem Auslaß (10) für strömendes Dialysat und adsorbierendes Material (4); sowie durch eine halbdurchlässige Membran zwischen der ersten und der zweiten Kammer, über welche das Blut mit dem Dialysat in der zweiten Kammer in Verbindung steht.
2. Gerät nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (6,8) vorgesehen ist, in welchem die erste und zweite Kammer ausgebildet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2,. dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaß und Auslaß der zweiten Kammer je ein Filter (11) vorgesehen ist.
4. Gerat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer durclj die halbdurchlässige Membran gebildet wird.
5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kamme.r durch die Innenseiten mehrerer hohler Kapillarfasern definiert ist, deren gegenüberliegenden Enden mit einem Bluteinlaß und einem Blutauslaß verbunden sind.

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6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material Aktivkohle-Fasern enthält.
7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material ein Aktivkohlegewebe enthält.
8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material a us Aktivkohlestoff besteht.
9. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das blutführende Rohr mit dem außen herum angeordneten adsorbierenden Material aufgewickelt ist und aus einer halbdurchlässigen Membran besteht.
10. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer durch wenigstens zwei halbdurchlässige Membrane (15) definiert ist, die zwischen sich eine blutdurchflossene Kammer bilden und an ihrem Äußeren von einer Dialysatkammer umgeben sind.

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