DE2447623A1

DE2447623A1 - Foam suppressor, eg. for oxygenated blood - has alternating wettable and nonwettable fibres to separate out bubbles

Info

Publication number: DE2447623A1
Application number: DE19742447623
Authority: DE
Inventors: Wallace W Bowley
Original assignee: INTECH CORP; Intech Inc
Current assignee: INTECH CORP; BWXT Intech Inc
Priority date: 1972-10-06
Filing date: 1974-10-05
Publication date: 1976-04-15

Abstract

A foam suppressor for liqs. esp. blood, comprise wettable and non-wettable matl., esp. in alternating layers. Pref. these are arranged as mutually perpendicular sets of two different types of fibres in a single fabric, esp. numerous layer of a woven cloth. The non-wettable fibres, pref. nylon or PTFE, being vertical and the wettable fibres, pref. glass or polycarbonate, being horizontal. Used for removing bubbles from blood which has been oxygenated. The bubbles are repelled by the non-wettable matl. and attracted by the wettable matl. Non antifoaming agent, with difficulties due to its progressive consumption and risk to the patient, is required.

Description

Schaumvernichter Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaumvernichter für Flüssigkeiten, der insbesondere für Blut geeignet ist, das beispielsweise in einem Oxygenator regeneriert wird.Foam Destroyer The present invention relates to a foam destroyer for liquids, which is particularly suitable for blood, for example in an oxygenator is regenerated.

Insbesondere ist der Schaumvernichter zur Verwendung in einem Oxygenator nach Patent/Patentanmeldung P 23 50 379.9 geeignet.In particular, the foam destroyer is for use in an oxygenator suitable according to patent / patent application P 23 50 379.9.

Beim Arbeiten mit Oxygenatoren muß, um eine Gefährdung des Patienten zu verhindern, das aus dem Oxygenator kommende, mit Sauerstoff angereicherte Blut vollständig frei von Gasblasen in die Arterien zurückgeführt werden. Es ist daher notwendig, an Oxygenatoren zusätzliche Vorkehrungen für die Entschäumung des Blutes nach der Oxygenation zu treffen, da das Blut zu diesem Zeitpunkt in Form eines Schaums vorliegt. Bei mehreren bekannten Vorrichtungen wird ein Zylinder verwendet, der mit Schnitzeln oder Fasern gefüllt ist, die in ein übliches chemisches Schaumverhütungsmittel oder benetzungsverhinderndes Mittel getaucht sind, um die Blasen zu zerstören. Die Dichte der Schaumverhütungsvorrichtung ist bei diesen Konstruktionen nicht gleichmäßig, so daß die Antischaumwirkung an verschiedenen Stellen innerhalb der Schaumvernichtungsvorrichtung verschieden ist. Für den Patienten ergibt sich aus dieser Art der Schaumvernichtungsvorrichtung eine ernste Gefahr aus zwei hauptsächlichen Gründen: Es ist bekannt, daß überschüssiges Antischaummittel in das Blut eintritt und es auf diese Weise verunreinigt und bleibende Gehirnschäden bei den Patienten verursacht. Ferner wird das Antischaummittel in der Schaumvernichtungsvorrichtung schließlich verbraucht, und die Schaumvernichtungswirkung wird mit der Zeit geringer, bis sie zu gering ist, um brauchbar zu sein.When working with oxygenators, there must be a risk to the patient to prevent the oxygenated blood coming out of the oxygenator returned to the arteries completely free of gas bubbles. It is therefore It is necessary to take additional precautions to defoam the blood on oxygenators after oxygenation to meet, as the blood at this point in the form of a foam is present. In several known devices, a cylinder is used which is filled with chips or fibers that are used in a standard chemical antifoam or anti-wetting agent are immersed to destroy the bubbles. the The density of the anti-foam device is not uniform in these constructions, so that the antifoam effect at different points within the foam destruction device is different. For the patient arises from this type of Foam destroyer poses a serious hazard for two main reasons: It is known that excess antifoam agent enters the blood and so does it contaminated in this way and causing permanent brain damage in the patient. Furthermore, the antifoam agent will eventually become in the foam killing device consumed, and the foam killing effect will decrease with time until it is too small to be useful.

Die vorgeschlagenen Methoden zur zeitregulierten Abfuhr des Schaumvernichtungsmittels sind kompliziert und nicht zuverlässig genug. Die mit der Methode zur Schaumvernichtung verbundenen Schwierigkeiten begrenzen ernsthaft die Blutdurchflußrate durch viele der zur Zeit bekannten Oxygenatoren.The proposed methods for the time-regulated removal of the foam destruction agent are complicated and not reliable enough. The ones with the foam destruction method associated difficulties seriously limit the rate of blood flow through many of the currently known oxygenators.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaumvernichter zu schaffen, durch den es möglich ist, die genannten Nachteile zu vermeiden.The object of the present invention is to provide a foam destroyer to create, through which it is possible to avoid the disadvantages mentioned.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Schaumvernichter für Flüssigkeiten, der durch ein benetzbares Material und ein benachbart dazu angeordnetes nicht benetzbares Material gekennzeichnet ist, wobei Gasblasen in der Flüssigkeit von dem nichtbenetzbaren Material abgestoßen und von dem benetzbaren Material angezogen werden, so daß die Gasblasen von der Flüssigkeit getrennt werden.The invention therefore relates to a foam destroyer for liquids, that by a wettable material and a non-wettable material arranged adjacent to it Material is characterized with gas bubbles in the liquid of the non-wettable Material repelled and attracted by the wettable material, so that the Gas bubbles are separated from the liquid.

Die beiden Materialien können dabei in je einer Schicht angeordnet sein, die einander gegenüberliegen. Hierbei ist es möglich, die beiden Schichten aus dem benetzbaren und dem nichtbenetzbaren Material aufzuwickeln, so daß der dadurch entstehende Wickel in Radialrichtung abwechselnd aus einer Schicht aus benetzbarem und einer solchen aus nichtbenetzbarem Material besteht.The two materials can each be arranged in a layer be facing each other. Here it is possible to use both layers wind up of the wettable and the non-wettable material, so that the thereby resulting winding alternating in the radial direction from a layer of wettable and one of those non-wettable material.

Die beiden Materialien können ferner in einem Stoff angeordnet sein, dessen Fasern in einer Richtung aus dem benetzbaren Material und der Richtung senkrecht dazu aus dem nichtbenetzbaren Material bestehen. Der Stoff kann hierbei insbesondere gewebt sein. Vor allem ist es vorteilhaft, die benetzbaren Fasern längs einer Vertikalachse des Schaumvernichters anzuordnen, um eine effektive Entgasung der Flüssigkeit von den Gasblasen infolge der Schwerkraft zu ermöglichen.The two materials can also be arranged in one fabric, its fibers in one direction from the wettable material and the direction perpendicular to consist of the non-wettable material. The substance can in particular be woven. Above all, it is advantageous to place the wettable fibers along a vertical axis of the foam destroyer to ensure effective degassing of the liquid from to allow the gas bubbles due to gravity.

Es wird bevorzugt, als benetzbare bzw. nichtbenetzbare Materialien solche zu verwenden, die im wesentlichen in Bezug zueinander, zur Zeit und zur Oberflächenanordnung konstante Eigenschaften hinsichtlich Benetzbarkeit bzw.It is preferred as wettable and non-wettable materials, respectively to use those that are essentially related to one another, to time and to surface arrangement constant properties in terms of wettability or

Nichtbenetzbarkeit aufweisen, die ihnen inne wohnen. Insbesondere eignet sich als benetzbares Material Nylon oder Polytetrafluoräthylen und als nichtbenetzbares Material Glas oder Polycarbonat, die jeweils vorzugsweise in Faserform verwendet werden.Exhibit non-wettability that are inherent in them. In particular suitable as a wettable material nylon or polytetrafluoroethylene and as a non-wettable material Material glass or polycarbonate, each preferably used in fiber form will.

Obwohl die Erfindung nachfolgend im Zusammenhang mit der Schaumvernichtung bei Blut in einem Oxygenator beschrieben wird, ist der erfindungsgemäße Schaumvernichter auch für alle anderen Flüssigkeiten verwendbar, denen Gasblasen entzogen werden sollen.Although the invention in the following in connection with the foam destruction is described in the case of blood in an oxygenator, the foam destroyer according to the invention Can also be used for all other liquids from which gas bubbles are removed should.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Oxygenator.Fig. 1 is a longitudinal section through an oxygenator according to the invention.

Fig. 2 ist eine Draufsicht augen Diffusorkopf, der in Fig. 1 als Teil des Oxygenators dargestellt ist.FIG. 2 is a top plan view of the eye diffuser head shown as part of FIG of the oxygenator is shown.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Schaumvernichtungs; abschnitt des in Fig. 1 dargestellten Oxygenators.Figure 3 is a top plan view of the foam killer; section of the in Fig. 1 shown oxygenator.

Die Abbildungen zeigen einen Oxygenator 11 von vorzugsweise zylindrischer Form mit einer Düse oder einem Ejektor 12, einem Diffusor 13 im Ejektor, einer Füllkörper- oder Gitterkammer 14, die aus einem Bett harter Perlen 15 in einem Zylinder 16 besteht, einem Abweiser 17, einem Schaumvernichter 18, einem Wärmeaustauscher 21 mit einem Kern 22, der auf Ringen 23 im Wärmeaustauscher aufliegt, und einem Meßbehälter 24.The figures show an oxygenator 11 which is preferably cylindrical Form with a nozzle or an ejector 12, a diffuser 13 in the ejector, a packing or lattice chamber 14, which consists of a bed of hard beads 15 in a cylinder 16, a deflector 17, a foam destroyer 18, a heat exchanger 21 with a Core 22, which rests on rings 23 in the heat exchanger, and a measuring container 24.

Der Ejektor 12 besteht im wesentlichen aus einer Mischkammer und einer Blasenpumpe mit konkav einwärts gewölbten Seitenwänden 25. Sauerstoff wird durch Leitung 26 dem Oxygenator von einer äußeren Quelle (nicht dargestellt) zugeführt, wobei er in den Diffusor 13 eintritt. Der in Fig. 2 im Detail dargestellte Diffusorkopf 27 besteht aus einem engmaschigen Gewebe 28, das Öffnungen von gleichmäßiger Größe aufweist und mit einem Haltering 29 am oberen Ende des Diffusors 13 befestigt ist. Das Gewebe kann aus dem Polyester Dacron oder einem anderen geeigneten Material mit verhältnismäßig gleichmäßigen Öffnungen mit einer Kantenlänge von etwa 40 /u bestehen. Der Befestigungsring 29 kann aus beliebigem korrosionsbeständigem, verhältnismäßig starrem Werkstoff, z.B. dem Kunststoff "Lucite" (Hersteller Du Pont) oder nichtrostendem Stahl, bestehen.The ejector 12 consists essentially of a mixing chamber and one Bladder pump with concave inwardly curved side walls 25. Oxygen is passed through Line 26 fed to the oxygenator from an external source (not shown), entering the diffuser 13. The diffuser head shown in detail in FIG 27 consists of a close-knit fabric 28 which has openings of uniform size and is fastened to the upper end of the diffuser 13 with a retaining ring 29. The fabric can be made of the polyester Dacron or another suitable material with relatively uniform openings with an edge length of about 40 / u exist. The fastening ring 29 can be made of any corrosion-resistant, relatively rigid material, e.g. the plastic "Lucite" (manufacturer Du Pont) or stainless Steel.

Da die Konstruktion verhältnismäßig billig wegwerfbar und dennoch robust sein soll, wird ein Befestigungsring aus hartem Kunststoff bevorzugt. Die Eigenschaft der Wegwerfbarkeit soll natürlich keine Begrenzung des Oxygenators gemäß der Erfindung darstellen, vielmehr können die verwendeten Werkstoffe in Abhängigkeit von den verschiedenen Anforderungen, die an ihn gestellt werden, unterschiedlich sein.Since the construction is relatively cheap and disposable Should be robust, a fastening ring made of hard plastic is preferred. the Of course, the property of disposability is not intended to limit the oxygenator represent the invention, rather the materials used may depend different from the various requirements that are placed on it be.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Oxygenator tritt an Sauerstoff verarmtes venöses Blut durch Leitungen 31 in den Ejektor ein. Es ist zu bemerken, daß zwei Eintritte vorhanden sind, die in einem Winkel in den Boden des Ejektors führen, um eine leichte Wirbelbewegung zu erzeugen. Der Ejektor ist normalerweise mit Blut gefüllt und muß zu Beginn eines Aufsättigungsvorganges mit Blut oder einer Kochsalzlösung in normaler Weise vorgefüllt werden.In the case of the oxygenator shown in FIG. 1, oxygen is depleted venous blood through lines 31 into the ejector. It should be noted that two Inlets are present that are at an angle into the bottom of the ejector to lead, to create a slight whirling motion. The ejector is usually with blood filled and must at the beginning of a saturation process with blood or a saline solution prefilled in the normal way.

Sauerstoff wird vom Diffusorkopf 27 abgegeben, wobei er Blasen von im wesentlichen gleichmäßiger Größe im Blut bildet. Wie später erläutert werden wird, ist die genaue Gleichmäßigkeit der Blasengröße nicht entscheidend wichtig.Oxygen is released from the diffuser head 27, causing bubbles of forms substantially uniform in size in the blood. As will be explained later the exact uniformity of the bubble size is not critically important.

Da der Sauerstoff an der genannten Stell e mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in das Blut eintritt, wirkt der Ejektor mit seinen konkaven Wänden 25 als Blasenpumpe.Since the oxygen at the point mentioned e with relatively high Speed enters the blood, the ejector acts with its concave walls 25 as a bladder pump.

Durch diese Konstruktion wird das Blut nicht nur durch den Oxygenator geführt, sondern die Sauerstoffblasen werden auch mit dem gesamten Blut am oberen Ende des Ejektors beim Eintritt des Gemisches in die Gitterkammer wirksam gemischt.With this construction, the blood is not only passed through the oxygenator but the oxygen bubbles are also on top with all of the blood Effectively mixed at the end of the ejector as the mixture enters the lattice chamber.

Die Perlen in der Gitterkammer sind eng ##-:packt und von gleichmäßiger Größe. Sie haben vorzugsweise einen Durchmesser von 6 mm, jedoch können auch Perlen einer Größe im Bereich von 3 bis lo mm verwendet werden. Die Perlen können aus beliebigen geeigneten Werkstoffen bestehen, die eine verhältnismäßig glatte, harte Oberfläche aufweisen.The pearls in the lattice chamber are tight ## -: packs and is more even Size. They are preferably 6 mm in diameter, but pearls can also be used a size in the range of 3 to lo mm can be used. The pearls can be made from any suitable materials that have a relatively smooth, hard surface exhibit.

Normalerweise wird Glas bevorzugt, jedoch können auch zahlreiche andere Werkstoffe wie Polyäthylen und Polytetra-Fluoräthylen verwendet werden. Auf die Aufgabe der Gitterkammer oder Füllkörperkammer wird nachstehend ausführlich eingegangen. Ein weitmaschiges Gewebe 33 trennt die Perlenschicht vom Ejektor und kann am Boden des Zylinders 16 mit einem üblichen Haltering oder einer anderen geeigneten Vorrichtung befestigt werden. Die Maschenweite des Gewebes 33 wird so klein gehalten, daß einerseits verhindert wird, daß Perlen aus der Füllkörperkammer fallen und andererseits das Gemisch von Blut und Sauerstoff ungehindert aus dem Ejektor in die Gitterkammer strömen kann. Das obere Ende der Gitterkammer ist ebenfalls mit einem ähnlichen weitmaschigen Gewebe 33 versehen, um zu verhindern, daß Perlen in den Schaumvernichter fallen.Glass is normally preferred, but many others can as well Materials such as polyethylene and polytetra-fluoroethylene are used. On the The task of the lattice chamber or packing chamber is discussed in detail below. A wide-meshed fabric 33 separates the pearl layer from the ejector and can be on the bottom of the cylinder 16 with a conventional retaining ring or other suitable device be attached. The mesh size of the fabric 33 is kept so small that on the one hand prevents pearls from falling out of the packing chamber and on the other hand that Mixture of blood and oxygen unhindered from the ejector into the grid chamber can flow. The top of the lattice chamber is also similar wide-meshed Fabric 33 provided to prevent pearls from falling fall into the foam shredder.

Es wurde gefunden, daß nur ein sehr geringes Trauma notwendig ist, um Hämolyse, d.h. eine Schädigung der Blutzellen zu verursachen. Aus diesem Grunde sind die Perlen in der Kammer vorzugsweise aneinander befestigt, um jede Vibration oder Bewegung in dem Gitternetzwerk zu verhindern. Ultraschallverschweißung ist eine vorteilhafte Methode, dieses gewünschte Ergebnis zu erreichen. Selbst mit aneinander befestigten Perlen werden die Gewebe 33 an beiden Enden des Zylinders 16 verwendet, falls sich eine der Perlen lösen sollte.It has been found that very little trauma is necessary to cause hemolysis, which is damage to blood cells. For this reason the beads in the chamber are preferably attached to one another to avoid any vibration or to prevent movement in the grid. Is ultrasonic welding an advantageous way to achieve this desired result. Even with each other attached beads, the fabrics 33 are used at both ends of the cylinder 16, in case one of the pearls should come loose.

Wenn Sauerstoffblasen mit Blut gemischt werden und die Diffusion beginnt, wird eine Grenzschicht von mit Sauerstoff gesättigtem Blut an der Oberfläche jeder Blase gebildet. Diese Grenzschicht widersteht weiterer Diffusion von Sauerstoff in das jenseits der Schicht liegende, an Sauerstoff verarmte Blut. Um diesem Widerstand gegen vollständige Oxygenation mit entgegenzuwirken, werden gemäß der Erfindung die Blasen über einen langen und gekrümmten Weg durch das durch die Perlen gebildete Gitter geführt.When oxygen bubbles mix with blood and diffusion begins, becomes a boundary layer of oxygen-saturated blood on the surface of each Bubble formed. This boundary layer resists further diffusion of oxygen into the oxygen-depleted blood beyond the layer. About this resistance To counteract against complete oxygenation with, are according to the invention the bubbles along a long and curved path through that formed by the pearls Grid led.

Wenn die Blase auf jede feste Perle trifft, ergibt sich eine-Schleif- oder Abstreifwirkung an der der Diffusion widerstehenden Grenzschicht der Blase, wodurch die Grenzschicht physikalisch verdrängt oder durchbrochen wird und ein verringerter Widerstand gegen die Diffusion von Sauerstoff in das Blut die Folge ist. Die Grenzschicht bildet sich erneut, wenn die Blase sich von jedem Zusammenstoß mit einer Perle zurückzieht, jedoch hat jede Sauerstoffblase auf ihrem Weg nach oben durch das Perlengitter eine große Zahl von Zusammenstößen mit Perlen. Im Verlauf jeder Kollision wird die Grenzschicht vorübergehend aufgebrochen und die Diffusion erleichtert, Die Geschwindigkeit der Diffusion von Sauerstoff in das venöse Blut wird durch die Anwesenheit der Perlen auf Grund der stark vergrößerten Oberfläche für die Diffusion, die die Perlen darbieten, und durch den durch die Kollisionen zwischen Blasen und Perlen hervorgebrachten Schleif- und Abstreifeffekt gesteigert. Es leuchtet somit ein, daß der Ausdruck "Filmabstreif-Blasenoxygenationsverfahren" (wiped film bubble oxygenation process) durchaus treffend ist.When the bubble hits each solid bead, there is a grinding or wiping action at the diffusion-resisting boundary layer of the bubble, whereby the boundary layer is physically displaced or broken through and a reduced Resistance to the diffusion of oxygen into the blood is the result. The boundary layer re-forms when the bubble retreats from each collision with a pearl, however, each oxygen bubble has one on its way up through the bead lattice large number of collisions with pearls. In the course of each collision, the boundary layer becomes temporarily broken up and diffusion facilitated, The speed of Diffusion of oxygen into the venous blood will occur by the presence of the pearls due to the greatly enlarged surface for diffusion that the Pearls present, and through the collisions between bubbles and pearls produced grinding and wiping effect increased. So it makes sense that the term "wiped film bubble oxygenation process) is quite appropriate.

Gemäß der Erfindung strömen Sauerstoff und venöses Blut in der gleichen Richtung nach oben durch die Mitte des Oxygenators, wodurch der starke Widerstand gegen die Blutströmung in entgegengesetzten Richtungen ausgeschaltet wird. Darüber hinaus bedeutet die Strömung von Blut und Sauerstoffblasen in der gleichen Richtung, daß Blut und Sauerstoff während der gesamten Zeit, in der Blut durch die Gitternetzkammer strömt, in Berührung sind, so daß die Diffusionsgeschwindigkeit gesteigert wird. Ferner wird durch die gleichgerichtete Strömung von Blut und Sauerstoff die Turbulenz vermieden, die andernfalls durch den Aufeinanderprall von zwei entgegengesetzt gerichteten Strömungen entstehen würde.According to the invention, oxygen and venous blood flow in the same Direction upwards through the center of the oxygenator, creating the strong resistance is turned off against blood flow in opposite directions. About that addition means the flow of blood and oxygen bubbles in the same direction, that blood and oxygen throughout the time in the blood through the mesh chamber flows, are in contact, so that the diffusion speed is increased. Furthermore, the turbulence is created by the flow of blood and oxygen in the same direction avoided that would otherwise be caused by the collision of two oppositely directed Currents would arise.

Gemäß der Erfindung sind gleichmäßig große Durchgänge zwischen den Perlen 15 in der Gitternetzkammer 14 vorhanden, weil die Größe der Perlen selbst gleichmäßig ist. Diese verengten Durchgänge regeln mit sehr großer Genauigkeit die Größe der Sauerstoffblasen, die durch das Perlengitter hindurchtreten können. Es ist bekannt, daß bei Bubble-Oxygenatoren zwischen Blasenfläche und Filmwiderstand ein Gleichgewicht besteht, das, wie bereits erwähnt, sehr schwierig zu erreichen ist. Es ist notwendig, eine Gleichmäßigkeit in der Blasengröße aufrechtzuerhalten, um maximale Diffusion zu erzielen, und dies muß mit Genauigkeit geschehen. Bei üblichen Bubble-Oxygenatoren wird dies mit Hilfe eines Diffusors mit Öffnungen versucht, die mit sehr-geringen Toleranzen hergestellt sind. Gemäß der Erfindung können die gleichmäßigen Abstände zwischen den Perlen so gewählt werden, daß nur Blasen der gewünschten Größe durch das Perlengitter steigen können, wodurch maximaler Diffusionswirkungsgrad erzielt wird. Größere Blasen werden beim Durchgang durch die verengten Wege zwischen den Perlen zerteilt, wodurch der gewünschte Effekt erreicht wird.According to the invention are uniformly large passages between the Pearls 15 are present in the grid chamber 14 because the size of the pearls themselves is even. These narrowed passages regulate the with very great accuracy The size of the oxygen bubbles that can pass through the bead lattice. It it is known that in bubble oxygenators between the bubble surface and the film resistance there is an equilibrium which, as stated earlier, is very difficult to achieve is. It is necessary to maintain uniformity in bubble size, to achieve maximum diffusion, and this must be done with accuracy. With usual Bubble oxygenators this is attempted with the help of a diffuser with openings, those with very-minor Tolerances are established. According to the invention the even distances between the pearls can be chosen so that only Bubbles of the desired size can rise through the bead grid, creating maximum Diffusion efficiency is achieved. Larger bubbles will appear when passing through the narrowed paths between the pearls are divided, thereby achieving the desired effect will.

Demzufolge muß das Gewebe 28 auf dem Diffusorkopf 27 nicht mit extrem gleichmäßigen Maschenweiten hergestellt werden, da die Blasengröße beim Durchgang des Gemisches durch die Perlen verringert wird.As a result, the fabric 28 on the diffuser head 27 need not be extreme uniform mesh sizes can be produced, as the bubble size during passage of the mixture is reduced by the pearls.

Es ist nunmehr einleuchtend, daß mehrere Faktoren der Erfindung zu erhöhter Diffusionsgeschwindigkeit und zu erhöhtem Wirkungsgrad beitragen. Zu diesen Faktoren gehören die kumulativ große Oberfläche der Perlen, die Schleif-und Abstreifwirkung, die durch die Berührung zwischen den geschmeidigen Blasen und den harten Perlen hervorgebracht wird, die lange Kontaktzeit, die sich durch die gleichgerichtete Strömung von Blut und Sauerstoff ergibt, und die lange Laufstrecke, die eine Folge der Anwesenheit der dicht gepackten Perlen ist. Auf Grund dieser Faktoren kann der Oxygenator gemäß der Erfindung bei einem niedrigeren Sauerstoff-/Blut-Durchflußverhältnis betrieben werden, als dies bei üblichen Oxygenatoren möglich ist. Es ist bekannt, daß bei einer Senkung des Sauerstoff-/Blutdurchflußverhältnisses die im Blut-Sauerstoff-Gemisch stattfindende Turbulenz ebenfalls geringer wird. Mit verringerter Turbulenz wird die Hämolyse stark verringert.It is now evident that several factors contribute to the invention contribute to increased diffusion speed and increased efficiency. To this Factors include the cumulatively large surface area of the beads, the grinding and wiping action, through the contact between the pliable bubbles and the hard pearls is brought about, the long contact time, which is caused by the rectified Flow of blood and oxygen results, and the long running distance that is a consequence the presence of the closely packed pearls is. Based on these factors, the Oxygenator according to the invention at a lower oxygen / blood flow ratio be operated than is possible with conventional oxygenators. It is known, that with a decrease in the oxygen / blood flow ratio, the blood-oxygen mixture the turbulence taking place is also less. With reduced turbulence will the hemolysis is greatly reduced.

Ein bedeutender Effekt der Erfindung ist somit eine stark verringerte Hämolyse bei Aufrechterhaltung eines hohen Gesamtdiffusionswirkungsgrades.A significant effect of the invention is thus greatly reduced Hemolysis while maintaining a high overall diffusion efficiency.

Der mit Sauerstoff aufgesättigte Blutschaum berührt den Abweiser 17 unmittelbar von der Oberseite der Gitternetzkammer 14. Der Abweiser besteht aus einer konkaven konischen Oberfläche, die vorzugsweise aus klarem Kunststoff hergesiAlt ist, jedoch können auch andere Formen und Werkstoffe verwendet werden. Der Schaum wird durch den Abweiser nach außen gerichtet und tritt in den Schaumvernichter 18 ein, der den oberen Teil der Gitternetzkammer oberhalb des Wärmeaustauschers umgibt. Es ist zu bemerken, daß das Schaumvernichtungsgewebe sich bis zur Mitte des Oxygenators zwischen der Oberseite der Gitternetzkammer und dem Abweiser erstreckt.The blood foam saturated with oxygen touches the deflector 17 directly from the top of the mesh chamber 14. The deflector consists of a concave conical Surface, preferably made of clear Plastic is made, but other shapes and materials can be used will. The foam is directed outwards by the deflector and enters the Foam destroyer 18, which is the upper part of the grid chamber above the heat exchanger surrounds. It should be noted that the foam destruction fabric extends to the middle of the oxygenator extends between the top of the mesh chamber and the deflector.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Schaumvernichter 18.3 shows a top view of the foam destroyer 18.

Er besteht aus einem Gewebe 34, das um den oberen Teil der Gitternetzkammer mit einer vorbestimmten Zahl von Windungen gewickelt ist, um radiale Gleichmäßigkeit und Übereinstimmung in der Herstellung sicherzustellen. Die Schaumvernichtung kann in bekannter Weise so erreicht werden, daß Blasen, die Kohlendioxyd und Sauerstoff enthalten, auf Fasern platzen, die durch Besprühen oder Tauchen mit einem chemischen Antischaummittel oder die Benetzung verhindernden Mittel überzogen worden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Schaumvernichters wird die Gitternetzkammer mit einem Material umwickelt, das aus zwei abwechselnden Gewebeschichten besteht, von denen eine benetzbar und eine nicht benetzbar ist. Bei dieser Ausführungsform werden die Blasen auseinandergezogen, indem sie von dem nicht benetzbaren Material abgestoßen und von dem benetzbaren Material angezogen werden, auf dem sie platzen und in den Behälter 24 laufen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Schaumvernichters wird ein Gewebe verwendet, das aus waagerecht verlaufenden benetzbaren Fasern und senkrecht verlaufenden nicht benetzbaren Fasern gewebt ist. Die Blasen werden in der oben beschriebenen Weise abgestoßen und angezogen, wodurch sie in einer einzigen senkrechten Ebene platzen und zum Behälter laufen. Bei diesen beiden bevorzugten Ausführungsformen werden Fasern verwendetg die von Natur aus auf Grund der Materialien selbst benetzbar bzw. nicht benetzbar sind und diese Eigenschaften nicht durch eine Behandlung mit chemischen MItteln erworben haben. Als Beispiele nicht benetzbarer Materialien sind Nylon und Polytetrafluoräthylen zu nennen, während als benetzbare Materialien Glasfasern oder Fasern aus Polycarbonaten, z.B. aus dem Produkt der Handelsbezeichnung "Lexan" in Frage kommen.It consists of a fabric 34 that wraps around the top of the mesh chamber wound with a predetermined number of turns for radial evenness and to ensure consistency in manufacturing. The foam destruction can can be achieved in a known manner so that bubbles, the carbon dioxide and oxygen contain, burst on fibers by spraying or dipping with a chemical Anti-foam or anti-wetting agents have been coated. According to a preferred embodiment of the foam destroyer, the grid chamber wrapped in a material consisting of two alternating layers of fabric, one of which is wettable and one of which is not wettable. In this embodiment the bubbles are pulled apart by being pulled by the non-wettable material repelled and attracted to the wettable material on which they burst and run into the container 24. In another preferred embodiment of the Foam destroyer a fabric is used, which is made of horizontally extending wettable Fibers and perpendicular non-wettable fibers is woven. The bubbles are repelled and attracted in the manner described above, making them into burst a single vertical plane and run to the container. With these two preferred embodiments fibers are used that of Naturally, due to the materials themselves, they are wettable or non-wettable and these properties are not acquired by treatment with chemical agents to have. Examples of non-wettable materials are nylon and polytetrafluoroethylene to be mentioned, while glass fibers or fibers made of polycarbonates as wettable materials, e.g. from the product with the trade name "Lexan".

Diese Ausführungsformen haben den Vorteil der Beständigkeit, d.h. die Nichtbenetzbarkeit und Benetzbarkeit der Fasern sind mit der Zeit konstant. Ferner besteht keine Wahrscheinlichkeit einer gefährlichen Verunreinigung des Bluts des Patienten mit einem Antischaummittel. Das Gewebe des Schaumvernichters ist verhältnismäßig dicht um die Gitternetzkammer gewickelt, so daß jede folgende Windung die benachbarten Windungen berührt und radiale Gleichmäßigkeit von der Gitternetzkammer nach außen zur Wand des Oxygenators besteht. Der Schaumvernichter füllt den gesamten Raum zwischen dem Zylinder 16 und den Wänden des Oxygenators aus, der zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Abweiser liegt.These embodiments have the advantage of durability, i. the non-wettability and wettability of the fibers are constant over time. Furthermore, there is no likelihood of dangerous contamination of the blood of the patient with an antifoam agent. The fabric of the foam destroyer is proportionate wrapped tightly around the grid chamber, so that each subsequent turn the neighboring Convolutions touched and radial evenness from the mesh chamber to the outside to the wall of the oxygenator. The foam destroyer fills the entire space between the cylinder 16 and the walls of the oxygenator between the heat exchanger and the deflector lies.

Kohlendioxyd und überschüssiger Sauerstoff, die vom Blut während der Entschäumung abgegeben werden, werden aus dem Oxygenator durch den Abzug 35 in der Oberseite des Schaumvernichters abgeführt. Der Abzug kann mit einem (nicht dargestellten) bakteriologischen Filter versehen sein, um eine mögliche Verunreinigung der Atmosphäre im Operationsraum zu verhindern.Carbon dioxide and excess oxygen removed from the blood during the Defoaming are released from the oxygenator through the vent 35 in the Discharge from the top of the foam destroyer. The trigger can be marked with a (not shown) bacteriological filters must be fitted to avoid possible contamination of the atmosphere to prevent in the operating room.

Das mit Sauerstoff aufgesättigte Blut läuft vom Schaumvernichter ab und wird über den Wärmeaustauscher 21 geleitet. Dieser Wärmeaustauscher ist ein ringförmiger zylindrischer Behälter mit einem ringförmigen Kern 22, der aus geschlossenzelligem Schaumstoff besteht der den größten Teil des Innenraums des Wärmeaustauscher# ausfüllt. Der Kern wird mit Hilfe von Ringen 23 am oberen und unteren Ende des Behälters in seiner Lage gehalten. Erhitztes oder gekühltes Wasser wird durch den Wärmeaustauscher gepumpt.The oxygen-saturated blood runs off the foam destroyer and is passed through the heat exchanger 21. This heat exchanger is a annular cylindrical container with an annular core 22 made of closed-cell Foam is made up of most of the interior space of the heat exchanger #. Of the Core is made with the help of rings 23 at the top and bottom of the container held in place. Heated or chilled water is through pumped the heat exchanger.

Es tritt durch Leitung 36 ein und durch Leitung 37 aus.It enters through line 36 and exits through line 37.

Das Blut wird hierdurch bei einer vorbestimmten gewünschten Temperatur gehalten. Gegebenenfalls können an Stelle von Wasser auch andere Medien verwendet werden. Diese be sondere Ausbildung des Wärmeaustauschers ergibt eine große Oberfläche für eine schnelle Temperatureinstellung des über seine Seiten strömenden Bluts, während das Innenvolumen gering ist und hierdurch einen schnellen Austausch des Mediums im Innern ermöglicht.The blood is thereby at a predetermined desired temperature held. If necessary, other media can also be used instead of water will. This be special training of the heat exchanger results in a large surface for a quick temperature adjustment of the blood flowing over its sides, while the internal volume is small and thus a quick exchange of the Medium inside.

Das mit Sauerstoff aufgesättigte Blut mit der gewünschten Temperatur wird in einem Behälter 24 aufbewahrt, dessen Wände vorzugsweise durchsichtig sind. Der Behälter ist ringförmig und umgibt den Ejektor und Diffusor und das untere Ende der Gitternetzkammer. Der Behälter ist volumenmäßig geeicht (Skala 38), damit die verfügbare Blutmenge während der Operation leicht überwacht werden kann. Das mit Sauerstoff aufgesättigte Blut wird aus dem Behälter durch den Schlauch 40 entnommen, in den zur Regelung ein Kugelrückschlagventil 39 eingesetzt ist, das den Austritt verschließt,wenn im Behälter nicht genügend Blut vorhanden ist. Hierdurch wird verhindert, daß in einem Notfall Luft in die Arterien des Patienten gelangt, wenn der Blutbehälter leer wird. Es ist zu bemerken, daß der Wärmeaustauscher im Behälter angeordnet ist, um die gewünschte Bluttemperatur aufrechtzuerhalten.The blood saturated with oxygen at the desired temperature is kept in a container 24, the walls of which are preferably transparent. The container is ring-shaped and surrounds the ejector and diffuser and the lower end the grid chamber. The container is calibrated in terms of volume (scale 38) so that the available blood volume can be easily monitored during surgery. That with Oxygen-saturated blood is taken from the container through the tube 40, in which a ball check valve 39 is used for regulation, which the outlet closes when there is not enough blood in the container. This prevents that in an emergency, air enters the patient's arteries when the blood container becomes empty. It should be noted that the heat exchanger is located in the tank, to maintain the desired blood temperature.

An der Oberseite des Oxygenators ist ein Ring 41 befestigt, der dazu dient, die Apparatur an einen Ständer zu hängen.A ring 41 is attached to the top of the oxygenator, which is used for this purpose serves to hang the apparatus on a stand.

Vorzugsweise bestehen der Hauptmantel und die meisten Einbauten dieses Oxygenators aus im wesentlichen starrem, durchsichtigem Kunststoff, so daß richtiges Arbeiten zu jeder Zeit beobachtet werden kann. Die Kunststoffteile können miteinander verklebt oder in anderer geeigneter Weise miteinander verbunden sein. Durch die Herstellung aus Kunststoff ist der Oxygenator wegwerfbar, billig in der Herstellung und bruchfest. Die Gesamtgröße dieses Oxygenators beträgt etwa 46 cm in der Höhe und 18 cm im Durchmesser für Erwachsene. Da das für Kleinkinder und Kinder notwendige Volumen viel geringer ist, ist ein kleinerer Oxygenator für die Pädiatrie verfügbar. Natürlich wurde die vorstehende Größe nur als Beispiel genannt und ist nicht als Begrenzung gedacht.The main shell and most of the internals preferably consist of this Oxygenator made of essentially rigid, transparent plastic, so that correct Working too can be observed at any time. The plastic parts can be glued to one another or connected to one another in some other suitable manner be. Because it is made of plastic, the oxygenator is disposable, cheap in production and unbreakable. The total size of this oxygenator is approximately 46 cm in height and 18 cm in diameter for adults. Because that's for toddlers and children necessary volume is much less, a smaller oxygenator is for available in pediatrics. Of course, the size above was only given as an example and is not intended as a limitation.

Claims

-Patent claims

1. Foam destroyer for liquids, especially for blood, marked by a wettable material and an adjacent non-wettable material Material.

2. Foam destroyer according to claim 1, characterized in that the non-wettable material has wetting properties that are significantly lower than that of the wettable material.

3. Foam destroyer according to claim 1 and 2, characterized in that that the wettable material has properties with regard to non-wettability, which are significantly less than that of the non-wettable material.

4. Foam destroyer according to one of claims 1 to 3, characterized in that that both materials are arranged in at least one layer each, which is mutually exclusive face.

5. Foam destroyer according to claim 4, characterized by a roll of two layers of a # wettable and a non-wettable material, where A layer of wettable and non-wettable alternates in the radial direction Material results.

6. Foam destroyer according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the two materials are arranged in a fabric, the fibers in one Direction from the wettable material and perpendicular in the other direction to consist of the non-wettable material.

7. foam destroyer according to claim 6, characterized in that the Fabric is woven.

8. Foam destroyer according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the materials are essentially in relation to one another and to time and surface arrangement have constant wettability or non-wettability properties that give them live inside.

9. Foam destroyer according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the wettable material made of nylon or polytetrafluoroethylene and that non-wettable Material consists of glass or polycarbonate.

lo. Foam destroyer according to one of Claims 1 to 9, characterized in that that the wettable fibers are arranged along a vertical axis.

L e r s e i t e