DE2516216A1 - BLOOD FILTER TO BE USED OUTSIDE THE BODY - Google Patents
BLOOD FILTER TO BE USED OUTSIDE THE BODYInfo
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Description
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DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL · DIPL.-CHEM. DR. SCHÖNDIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-CHEM. DR. SCHÖN
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Johnson & Johnson, 501 George Street, New Brunswick, New Jersey / USAJohnson & Johnson, 501 George Street, New Brunswick, New Jersey / USA
undand
Purolator, Inc., 970 New Brunswick Avenue, Rahway, New Jersey / USAPurolator, Inc., 970 New Brunswick Avenue, Rahway, New Jersey / USA
Außerhalb des Körpers zu verwendendes Blutfilter.Blood filter to be used outside the body.
Die Erfindung betrifft ein Blutfilter, das ein Filtermedium umfaßt und außerhalb des Körpers zu verwenden ist.The invention relates to a blood filter comprising a filter medium and to be used outside the body.
Bei der Chirurgie am offenen Herzen werden außerhalb des Körpers verlaufende Blutkreisläufe angewandt. In diesem Fall verläuft die Zirkulation des Blutes außerhalb des Körpers. Grob besprochen umfaßt der Kreislauf eine Leitung für venöses Blut und eine Saugleitung der Herz-Lungen-Maschine, über die das Blut zum Gasaustausch in eine Vorrichtung eingebracht wird, in der es mit Sauerstoff beladen wird.. Das mit Sauerstoff beladene Blut wird dann zur Steuerung der Temperatur durch einen WärmeaustauscherOpen-heart surgery involves the use of bloodstreams that circulate outside the body. In this case it runs the circulation of blood outside the body. Roughly speaking, the circuit includes one venous blood line and one Suction line of the heart-lung machine, through which the blood is introduced into a device for gas exchange, in which it is carried Oxygen is loaded .. The oxygen loaded blood is then used to control the temperature through a heat exchanger
gepumpt und durch ein Filter geführt, um Bruchstücke oder unerwünschte Materialien aus dem Blut zu entfernen und das Blut zu entgasen. Das filtrierte Blut wird dann über eine Leitung für arterielles Blut zu dem Patienten zurückgeführt. Wenn in der Leitung für arterielles Blut ein Blutfilter verwendet wird, ist eine Umgehungsleitung um das Filter herum vorgesehen, die im Falle einer Verstopfung des Filters leicht geöffnet werden kann. Üblicherweise ist als Umgehungsleitung eine Leitung vorgesehen, die sich außerhalb des Filters von der Filterexnlaßleitung bis zu der Filterauslaßleitung erstreckt. Die Umgehungsleitung ist bei normalem Betrieb des Kreislaufs außerhalb des Körpers abgeklemmt . Die Klemme kann jedoch im Falle einer Filterverstopfung entfernt und die Umgehungsleitung geöffnet werden, so daß der Blutstrom weiterfließen kann.pumped and passed through a filter to remove fragments or unwanted Remove materials from the blood and degas the blood. The filtered blood is then passed through a line for arterial blood returned to the patient. If a blood filter is used in the arterial blood line, is a bypass line is provided around the filter which can be easily opened in the event of a clogging of the filter. Usually a line is provided as a bypass line which extends outside the filter from the filter outlet line to extends to the filter outlet conduit. The bypass line is disconnected during normal operation of the circuit outside the body . However, if the filter becomes clogged, the clamp can be removed and the bypass line opened so that the Blood flow can continue.
Bei der Anwendung einer externen Umgehungsleitung ergibt sich eine Reihe von Problemen. Die Umgehungsleitung ist,währenddem der außerhalb des Körpers liegende Kreislauf in Betrieb ist, mit Blut gefüllt, so daß das Blut dort, ohne sich zu bewegen oder zu fließen, während einer Stunden oder mehr verharren kann. Aufgrund dieser Tatsache kann sich das in der Leitung vorliegende Blut auf Raumtemperatur abkühlen, so daß das kalte Blut bei Inbetriebnahme der Umgehungsleitung bei dem Patienten einen Schock hervorrufen kann. Weiterhin können,während der außerhalb des Körpers verlaufende Kreislauf in Betrieb ist, Antikoagulantien, wie Heparin, zu dem Blut zugesetzt werden, um die Möglichkeit der Bildung von Blutklumpen zu vermindern. Wenn äußere Umgehungsleitungen verwendet werden, üben die Antikoagulantien eine geringe oder keine Wirkung auf das Blut aus, das in dem Material der Umgehungsleitung vorliegt. Als Ergebnis davon neigt dieses ruhende Blut mehr dazu, Klumpen zu bilden und Probleme zu verursachen, wenn die äußere Umgehungsleitung geöffnet wird.A number of problems arise when using an external bypass. The bypass line is while The circuit outside the body is in operation, filled with blood, so that the blood is there without moving or to flow may persist for an hour or more. Due to this fact, the present in the line Cool the blood to room temperature so that the cold blood enters the patient when the bypass line is activated Can cause shock. You can continue while outside As the body's circulatory system is operating, anticoagulants, such as heparin, are added to the blood to prevent the possibility to reduce the formation of blood clots. If external bypass lines are used, exercise the anticoagulants will have little or no effect on the blood present in the bypass material. As a result of this it tends to this dormant blood is more likely to clump and cause problems when the outer bypass is opened.
In gewissen Fällen kann die Umgehungsleitung ein zweites Filter umfassen, das parallel zu dem Filter geschaltet ist, um das letztere der oben erwähnten Probleme zu beseitigen. Durch die Anwendung des zweiten Filters wird jedoch das TemperaturproblemIn certain cases the bypass line can have a second filter which is connected in parallel with the filter to eliminate the latter of the problems mentioned above. Through the However, using the second filter will solve the temperature problem
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nicht ausgeräumt.not cleared.
Außerhalb des Blutes verlaufende Blutkreisläufe können auch bei anderen medizinischen Behandlungen, wie bei Dialysebehandlungen, angewandt werden.Circles outside the blood can also cause other medical treatments, such as dialysis treatments.
Es ist nun ein verbessertes, außerhalb des Körpers zu verwendendes Blutfilter gefunden worden, das eine innere Umgehungsleitung aufweist und die Möglichkeit beseitigt, daß dem Patienten bei der Anwendung der Umgehungsleitung Blut einer anderen Temperatur zugeführt wird. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Umgehungsleitung ist es nicht erforderlich, daß das Blut, währenddem das Blut durch den Filter strömt, in der Umgehungsleitung verbleibt und es wird weiterhin das gesamte Blut mit den zugesetzten Antikoagulantien und anderen Materialien behandelt. Weiterhin kann, wenn das Filtermedium teilweise blockiert wird, nur ein Teil des Blutstroms durch die Umgehungsleitung geführt werden, während der Rest des Blutstronis weiterhin gefiltert wird.It is now an improved one for use outside the body Blood filter has been found which has an internal bypass line and eliminates the possibility of the When the bypass line is used, the patient is supplied with blood at a different temperature. When using the invention Bypass line does not require the blood to be in the bypass line while the blood is flowing through the filter remains and all blood continues to be treated with the added anticoagulants and other materials. Furthermore, if the filter medium becomes partially blocked, only a portion of the blood flow can be routed through the bypass line while the rest of the blood tronis continues to be filtered.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein außerhalb des Körpers zu verwendendes Blutfilter, das ein Filtermedium umfaßt und das gekennzeichnet ist durch eine direkt durch das Filtermedium verlaufende Umgehungsleitung.The invention therefore relates to a blood filter to be used outside the body, which comprises a filter medium and which is characterized by a running directly through the filter medium Bypass line.
Einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen, außerhalb des Körpers zu verwendenden Blutfilters zufolge umfaßt das Filter als Filtermedium eine hohle, zylindrische Filterpatrone. Ein Ende der hohlen Patrone ist mit einer Einrichtung verschlossen, während die andere Seite offen bleibt. Die Patrone wird in ein Gehäuse eingeführt und das Blut fließt in das Gehäuse, durchströmt das Medium und verläßt die hohle Patrone an ihrem offenen Ende. Erfindungsgemäß ist ein dicht schließendes Ventil im wesentlichen in der Mitte der Dichteinrichtung am dicht verschlossenen Ende der Patrone angeordnet. Das Ventil kann benutzt und leicht geöffnet werden, sollte das Filtermedium in der Patrone blockiert oder verstopft werden. Wenn das Ventil geöffnet wird, strömt das Blut direkt durch den hohlen, zentralen Kern derA preferred embodiment of the invention, outside According to the blood filter to be used by the body, the filter comprises, as a filter medium, a hollow, cylindrical filter cartridge. One end of the hollow cartridge is closed with a device while the other side remains open. The cartridge goes into a housing is inserted and the blood flows into the housing, flowing through the medium and exiting the hollow cartridge at its open End. According to the invention, a tightly closing valve is essentially in the middle of the sealing device on the tightly closed one Arranged at the end of the cartridge. The valve can be used and easily opened should the filter medium be in the cartridge become blocked or clogged. When the valve is opened, blood flows directly through the hollow, central core of the
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Patrone und umgeht das Filtermedium. Wenn das Ventil während des Betriebes in geschlossener Stellung steht, ist der zentrale Kern der Patrone mit gefiltertem Blut gefüllt, das kontinuierlich dem Patienten zugeführt wird, so daß es nicht erforderlich ist, zur Benutzung einer Umgehungsleitung Blut zu lagern oder an einer bestimmten Stelle festzuhalten.Cartridge and bypasses the filter media. When the valve is in the closed position during operation, the central core is the cartridge is filled with filtered blood which is continuously supplied to the patient so that it is not necessary to to store or hold blood in a specific place to use a bypass line.
Die oben beschriebene interne Umgehungsleitung besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß sie während der Inbetriebnahme des Filters geöffnet werden kann. Durch das öffnen der Umgehungsleitung können das Filter ohne weiteres mit Blut gefüllt und die Luft entfernt werden, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, das Filter umzukippen oder in anderer Weise zu behandeln, um den Filter vor der Inbetriebnahme entsprechend vorzubereiten.The internal bypass line described above has the additional The advantage is that it can be opened while the filter is in operation. By opening the bypass line the filter can be easily filled with blood and the air removed, eliminating the need tip the filter or treat it in some other way in order to prepare the filter appropriately before use.
Weitere Ausführungsformen, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further embodiments, objects and advantages of the invention emerge from the following description and the attached Drawing.
Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen, außerhalb des Körpers zu verwendenden Blutfilters.Fig. 1 shows a sectional view of an inventive, blood filter to be used outside the body.
Die Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 2 der Fig, 1 und verdeutlicht das Ventil der Umgehungsleitung in geschlossener Stellung.FIG. 2 shows a sectional view along line 2 of FIG. 1 and illustrates the valve of the bypass line in FIG closed position.
Die Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 2 der Fig. 1 und verdeutlicht das Umgehungsleitungsventil in geöffneter Stellung.FIG. 3 shows a sectional view along the line 2 of FIG. 1 and illustrates the bypass line valve in the open position Position.
Die Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 der Fig. 1.FIG. 4 shows a sectional view along the line 4-4 of FIG. 1.
Die Fig. 1 gibt das erfindungsgemäße, außerhalb des Körpers zu verwendende Blutfilter 10 wieder. Das Filter umfaßt ein äußeres Gehäuse 11, das einen zentralen Einlaß 12 und an der obersten Stelle des Gehäuses eine Entlüftungsöffnung 13 aufweist. Über die Entlüftungsöffnung können in dem Blut enthaltene Gase oder Luft entweichen. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine hohle,1 shows the blood filter 10 according to the invention to be used outside the body. The filter includes an exterior Housing 11 having a central inlet 12 and a vent opening 13 at the top of the housing. Above The ventilation opening allows gases or air contained in the blood to escape. Inside the case there is a hollow,
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zylindrische Filterpatrone 14. Die Patrone besitzt einen hohlen, zentralen, durchlässigen Kern 15. Das Filtermedium 16 ist um die gesamte Peripherie des Kerns herum angeordnet. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Filtermedium in Faltenform oder gefalteter Form angeordnet. Die Oberseite des zylindrischen Kerns und das Medium sind mit einer Endkappe 17 eingefaßt. Das Medium ist mit Hilfe eines Schmelzklebers dicht mit der Endkappe verbunden. Die Unterseite des Mediums und des Kerns liegen auf einem Unterteil 19 auf, wobei das Medium mit Hilfe eines Schmelzklebers 20 dicht mit dem Unterteil verbunden ist. Das Unterteil ist, wie gezeigt, mit Hilfe eines Gewindes 21 und einer Dichtung 22 dicht befestigt. Es können auch andere, dem Fachmann bekannte Methoden zur Befestigung des Gehäuses an dem Unterteil angewandt werden. In der Mitte des Unterteils befindet sich der Blutauslaß 23, der mit dem hohlen zylindrischen Kern in Verbindung steht.cylindrical filter cartridge 14. The cartridge has a hollow, central, permeable core 15. The filter medium 16 is around arranged around the entire periphery of the core. In this particular embodiment of the invention, the filter medium is arranged in fold form or folded form. The top of the cylindrical core and the medium come with an end cap 17 bordered. The medium is tightly connected to the end cap with the aid of a hot melt adhesive. The bottom of the medium and the core rest on a lower part 19, the Medium is tightly connected to the lower part by means of a hot melt adhesive 20. The lower part is, as shown, with the help a thread 21 and a seal 22 tightly attached. Other methods of attachment known to the person skilled in the art can also be used of the housing can be applied to the lower part. In the middle of the lower part is the blood outlet 23, which is with communicates with the hollow cylindrical core.
In der Mitte der Endkappe 17, die dicht mit dem Medium 16 und dem zylindrischen Kern 15 verbunden ist, befindet sich das Ventil 25. Das Ventil ist konisch geformt und sitzt in der Endkappe, wodurch sich ein dichter Verschluß ergibt. Das Ventil ist an einem Führungsglied 26 montiert. Die Unterseite des Führungsgliedes weist mehrere Schenkel 27 auf, die in den Vertiefungen 28 in dem zentralen Kern gleitend bewegbar sind. An der Oberseite der Führung befindet sich eine längliche Öffnung 29, die genauer aus der Fig. 2 zu ersehen ist. Eine Achse 30 mit einem gekröpften oder seitlich versetzten Bereich 31 erstreckt sich durch die Öffnung, wobei der gekröpfte Bereich sich innerhalb der Öffnung befindet. Die Achse ist so montiert, daß sie sich teilweise innerhalb.des Gehäuses drehen kann. Ein Ende der Achse ist in der Öffnung 32 in dem Gehäuse gelagert. Die Achse und die Öffnung sind mit Hilfe der Dichtung 33 abgedichtet. Das gegenüberliegende Ende der Achse ist mit der in dem Gehäuse montierten Dreheinrichtung 34 verbunden. Dieses Ende der Achse ist ebenfalls mit einer Dichtung 35 abgedichtet.In the middle of the end cap 17, which is tight with the medium 16 and the cylindrical core 15 is connected, there is the valve 25. The valve is conically shaped and sits in the End cap, resulting in a tight seal. The valve is mounted on a guide member 26. The bottom of the Guide member has a plurality of legs 27 which are slidably movable in the recesses 28 in the central core. At the top of the guide is an elongated opening 29, which can be seen in more detail in FIG. One axis 30 with a cranked or laterally offset region 31 extends through the opening, the cranked region extending located inside the opening. The axle is mounted so that it can rotate partially within the housing. An end to the Axis is mounted in opening 32 in the housing. The axis and the opening are sealed with the aid of the seal 33. The opposite end of the axle is connected to the rotating device 34 mounted in the housing. This end of the axis is also sealed with a seal 35.
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Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, steht das Ventil 25, wenn der gekröpfte Bereich der Achse die unterste Stellung erreicht hat, in geschlossener Stellung und sitzt in der Endkappe 17 und verschließt die Endkappe des Filters. In dieser Stellung strömt das in das Filter eingeführte Blut über die Endkappe in den Ringbereich zwischen dem Filtermedium und den Wänden des Gehäuses, wie es durch die in den Fig. 1 und 2 angegebenen Pfeile ersichtlich ist. Das Blut strömt durch das Filtermedium in den hohlen zentralen Kern und von dort abwärts durch den Bodenauslaß.As can be seen from FIG. 2, the valve 25 is at a standstill when the cranked area of the axle reaches the lowest position has, in the closed position and sits in the end cap 17 and closes the end cap of the filter. In this position the blood introduced into the filter flows through the end cap into the ring area between the filter medium and the walls of the Housing, as can be seen from the arrows indicated in FIGS. The blood flows through the filter medium into the hollow central core and from there down through the bottom outlet.
Wie in der Fig. 3 gezeigt,wird, wenn das Filtermedium sich zu verstopfen beginnt, die Dreheinrichtung 34 um 90° gedreht, wodurch der gekröpfte Bereich der Achse einen 90°-Bogen durchläuft und das Ventil 2 5 öffnet. Wenn das Ventil in der geöffneten Stellung steht, kann das aus dem Einlaß kommende Blut direkt in den hohlen Kern und von dort durch den Bodenauslaß strömen.As shown in Fig. 3, when the filter media becomes too clogging begins, the rotating device 34 rotated by 90 °, whereby the cranked area of the axle runs through a 90 ° curve and the valve 2 5 opens. When the valve is in the open position, the blood coming from the inlet can directly into flow through the hollow core and from there through the bottom outlet.
Die Fig. 4 gibt eine Schnittansicht durch das in der Fig. 1 dargestellte Filter wieder und zeigt das Zusammenwirken der Schenkel 27 an der Unterseite des Ventils und der Vertiefungen 28 in dem Kern 15. Die Schenkel gleiten in den Vertiefungen, wodurch die Führung des Ventils bei der Aufwärtsbewegung und der Abwärtsbewegung unterstützt wird,FIG. 4 gives a sectional view through that shown in FIG Filter again and shows the interaction of the legs 27 on the underside of the valve and the recesses 28 in the core 15. The legs slide in the recesses, thereby guiding the valve during the upward movement and the downward movement is supported,
Wenn das erfindungsgemäße Filter in Betrieb ist, strömt das Blut auf beiden Seiten des Umgehungsleitungsventils ständig und es ist für die Umgehungsleitung keine Lagerung des Blutes notwendig. Als Ergebnis davon ergibt sich keine Veränderung der Temperatur des Blutes und es gibt auch nicht die Möglichkeit, daß sich Bruchstücke oder sonstige Materialien in dem Blut ansammeln. Wenn die Umgehungsleitung geöffnet wird, kann das Blut dennoch durch jeden Bereich des FiJ.termediumSj.der nicht blockiert ist, strömen, so daß der Patient nur diejenige Menge an nicht-filtriertem Blut zugeführt bekommt, die erforderlich ist, um eine konstante Fließgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.When the filter according to the invention is in operation, the blood flows on both sides of the bypass valve and no storage of blood is required for the bypass. As a result of this, there is no change in the temperature of the blood, nor is there any possibility that it will Build up fragments or other materials in the blood. If the bypass line is opened, the blood can still pass through every area of the fiJ.termediumSj. that is not blocked flow, so that the patient only receives that amount of unfiltered blood that is required to maintain a constant flow rate maintain.
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Es versteht sich, daß verschiedenartige mechanische Konstruktionen für das Ventil als solches und den Betätigungsmechanismus angewandt werden können, wie direkte Hebemechanismen, Schieberventile, Kugelventile,Drosselklappen und dergleichen. Zur Steuerung des öffnens und Schließens der Umgehungsleitung können verschiedene Arten von manuellen oder automatischen Mechanismen angewandt werden. Gewünschtenfalls kann das öffnen und Schließen der Umgehungsleitung automatisch durch Veränderungen des Druckabfalls durch das Filter und/oder Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit durch das Filter gesteuert werden.It is understood that various mechanical constructions can be used for the valve as such and the operating mechanism, such as direct lifting mechanisms, Slide valves, ball valves, butterfly valves and the like. To control the opening and closing of the bypass line Various types of manual or automatic mechanisms can be used. If so desired, this can open and automatically closing the bypass line by changes in pressure drop through the filter and / or changes the flow rate through the filter can be controlled.
Das Gehäuse, der zentrale Kern, die Endkappe und das Unterteil können aus irgendwelchen bekannten Materialien hergestellt sein, die keine schädliche Wirkung auf das Blut haben und leicht sterilisiert werden können. Beispiele für derartige Materialien sind die Polyolefine, wie Polyäthylen und Polypropylen, Polycarbonate, Butadien-Styrol-Harze und dergleichen. Die Führungsteile des Ventils und der Betätigungsmechanismus können aus dem gleichen oder ähnlichen Materialien bestehen, wobei der Bereich des Ventils, der mit der Endkappe in Berührung steht, aus Kautschuk oder ähnlichen Materialien bestehen kann, die eine gute Abdichtung der Endkappe ermöglichen.The housing, central core, end cap, and base can be made from any of the known materials that have no harmful effect on the blood and can be easily sterilized. Examples of such materials are the polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polycarbonates, butadiene-styrene resins and the like. The leadership parts of the valve and the actuating mechanism can be made of the same or similar materials, the area of the valve, which is in contact with the end cap, can be made of rubber or similar materials that have a good Allow sealing of the end cap.
Es kann irgendeines der für das Filtrieren von Blut verwendeten bekannten Filtermedien eingesetzt werden. Beispiele für derartige Medien sind die präzisionsgewobenen Polyestergewebe oder Nylongewebe, die genadelten synthetischen Fasermatten, Filze, Schäume oder andere geeignete Materialien. Das Filtermedium kann um den Kern herumgewickelt oder herumgefaltet sein, das heißt es kann in Faltenform zylindrisch gefaltet werden und dann über den Kern geschoben werden. Gewünschtenfalls kann das Medium in Form von Schichten oder in Form einer dicken Matte aus Filtermaterial vorliegen, das um die Umgehungsleitung herumliegt.Any of the known filter media used for filtering blood can be used. Examples of such Media are the precision woven polyester fabrics or nylon fabrics, the needled synthetic fiber mats, felts, Foams or other suitable materials. The filter media can be wrapped or folded around the core, that is, it can be folded cylindrically into folds and then pushed over the core. If desired, the medium can be in the form of layers or in the form of a thick mat of filter material lying around the bypass line.
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