DE2516288A1

DE2516288A1 - Vorrichtung zur diffusion von stoffen zwischen zwei fliessmedien durch semipermeable membranen

Info

Publication number: DE2516288A1
Application number: DE19752516288
Authority: DE
Inventors: Gunnar Boberg; Gerhard Riede
Original assignee: Gambro AG
Current assignee: Gambro AG
Priority date: 1974-04-16
Filing date: 1975-04-14
Publication date: 1975-11-06
Also published as: JPS50141586A; IT1034606B; CH596866A5; FR2267814A1; FR2267814B1; NL7504359A; US4016082A; GB1472011A; CA1061724A; BE827637A; AU7998675A; SE7405033L; JPS598402B2; SE391649B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Diffusion von Stoffen zwischen zwei Fließmedien durch semipermeable Membranen, die paarweise zwischen Stützplatten in einem Stapel von mindestens zwei solcher Platten angeordnet sind, wobei zu einer jeden Platte an den Ein- bzw. Auslauf angeschlossene Durchlaufkanale für das jeweilige Fließmittel bzw. Fluidum gehören, von denen ein erstes Fluidum angeordnet ist, um zwischen den paar-

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weise angebrachten Membranen und einem zweiten Fluidum vor diesen Membranen geleitet zu werden, wobei die paarweise angeordneten Membranen außerdem zwischen sich ein Netzwerk von Kanälen für das erwähnte erste Fluidum bilden.

Konstruktionen der vorerwähnten Art werden zur Dialyse im allgemeinen und speziell als sogenannte künstliche Nieren benutzt. Bei bereits bekannten Konstruktionen hat man das erwähnte Netzwerk von Kanälen zwischen den paarweise angeordneten Membranen dadurch geschaffen, daß man die Membranen in sehr gut definierten Bereichen punktweise oder längs bestimmter Linien zusammenklemmt. Zu diesem Zwecke hat man hierbei relativ komplizierte Stützplatten mit einer Menge von Erhöhungen und dazwischen angeordneten Kanälen benutzt.¹ Beispiele für solche Konstruktionen werden beispielsweise in den schwedischen Patentes 218 441 und 314 167 beschrieben. Die vorliegende Erfindung bezweckt die Ermöglichung der Schaffung solcher Netzwerke von Kanälen, deren Dicke und Volumen gut definiert ist, jedoch unter Benutzung von viel einfacheren Stützplatten, als denen laut vorstehenden Patentschriften. Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Membranen beispielsweise durch KIe-

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bung, iVärmeversiegelung oder dergleichen innerhalb eines Musters von Punkten, Linien und/oder kleineren Bereichen zusammengefügt werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist also dadurch gekennzeichnet, daß Dicke und Volumen des vorerwähnten Netzwerkes von Kanälen gut definiert sind, indem die Membranen in einem Membranenpaar durch Klebung, Wärmeversiegelung oder dergleichen in einem Muster von Punkten, Linien und/oder kleineren Bereichen miteinander verbunden sind.

Zur Zustandebringung einer geeigneten Dichtung nach außen ist es zweckmäßig, das Membranenpaar auch längs den äußeren Kanten der Membranen sowie vorzugsweise auch um den Einlauf und Auslauf für das erwähnte zweite Fluidum herum, das angeordnet ist, um außerhalb der paarweise angebrachten Membranen geleitet zu werden, zusammenzufügen.

Alternativ oder in Ergänzung zur vorerwähnten Dichtung können die Kanten der Membranen zwischen zu beiden Seiten anliegenden Stützplatten fest zusammengepreßt werden, von denen dann zumindestens eine einen rundherumgehenden Dichtungwulst erhält, der die Membranen an die zweite Stützplatte andrückt.

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Die erfindungsgemäßen Stützplatten bestehen vorzugsweise aus einem äußeren Rahmen, an dem sich Verteilungsorgane zur Verteilung des genannten zweiten Fluidums zwischen eingehenden Membranenpaaren und zur Ableitung dieses Fluidums befinden, wobei diese Organe zusammen Durchlaufkanale für dieses zweite Fluidum bilden.

Die Zufuhr des Fluidums zum Raum zwischen den Membranen kann in der Weise erfolgen, daß die Stützplatten an ihren Enden versenkte Stellen mit einem zentral durchgehenden Loch aufweisen und angeordnet sind, um zwischen den einzelnen Membranen in den Membranenpaaren angebrachte Verteiler für das erwähnte erste Fluidum aufzunehmen, wobei diese Verteiler und durchgehenden Löcher zusammen Durchlaufkanäle für dieses erste Fluidum bilden. Diase Verteilen können beispielsweise gemäß dem schwedischen Patent 355 293 konstruiert sein.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Versteifung benötigt, so können die Stützplatten im erwähnten äußeren Rahmen durch ein inneres Rahmenwerk aus beispielsweise einander kreuzenden

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Quer- und Längsstützen versteift werden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsart des Erfindungsgegenstandes darstellen.

Diese als Beispiel gezeigte Vorrichtung ist vorgesehen, um als künstliche Niere benutzt zu werden, wobei das vorerwähnte erste Fluidum aus Blut besteht, während das erwähnte zweite Fluidum aus einer Spülflüssigkeit besteht. Nachstehend wird daher von einer sogenannten künstlichen Niere gesprochen und auf diese Flüssigkeiten Bezug genommen, auch wenn es dem Fachmann ganz klar sein dürfte, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für viele andere Zwecke benutzt werden kann. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht einer zur Niere gehörenden Stützplatte,

Figur 2 eine Draufsicht eines zur Niere gehörenden Membranenpaares, das punktweise verschweißt oder zusammengeklebt worden ist,

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Fig. 3 ein Paket solcher Membranenpaare und Stützplatten, die zwischen zwei Klemmplatten und zwei Seitenschienen zus aiair.e ng ehalten werden. Der Schnitt entspricht einem Schnitt III-III in nachstehend angeführter Fig. 6,

Fig. U einen Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 in gleicher Weise einen Schnitt längs Linie V-V in Fig. 1, .· " ·

Fig. 6 eine Seitensicht des einen Endes der montierten Niere,

Fig. 7 und 8■Schnitte , die in Fig. 6 mit Pfeilen VII bzw. VIII gekennzeichnet sind,

Fig. 9 und 10 Draufsichten entsprechend Fig. 2 zur' Veranschaulichung etlicher verschiedener Muster, laut denen die Membranen der zur Niere gehörenden Membranenpaare zusammengefügt werden können.

Fig, 11 schliesslich stark vergrössert einen Schnitt längs Linie XI-XI .in Fig. 2.

Zur als Beispiel gezeigten Niere gehören, schalenförmige Stützplatten 1, die mit Membranenpaaren 2 zusammen zwischen einer oberen Spannplatte 3 und einer unteren Spannplatte 4 eingespannt sind. Diese Einspannung'ist mit Hilfe von Spannschienen 5 erfolgt, die beispielsweise von der Art sein können, wie sie zum Gegenstand des schwedischen Patentes 3^2 1M-4 geworden ist.

Die in Fig.. 1 dargestellte Stützplatte besteht aus einem äusseren Rahmen 6 mit inneren, quergehenden Stegen 7 und längsgehenden Stegen 8. An .einem jeden Ende befinden sich Einlauf- bzw. Auslaufkanäle 9 für Blut und Einlauf- bzw. Auslaufkanüle 10 für Spülflüssigkeit. Zwischen den Stützplatten 1 werden die paarweise zusammengefügten Membranen 2 angebracht, zum Beispiel laut dem ir. Fig. 2 dargestellten Pur.';~~u3ter, bei dein die einzelnen Punkte ir.it 11 bezeichnet worJ&r. sind. Zur Verhinderung dessen, dass die Salzlösung

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aus SalzVerteilungskanal 10 zwischen den Membranen einrinnen und sich mit Blut vermischen kann-, sind die Membranen im jeweiligen Paare auch durch Klebung oder Schweissung längs einer ringförmigen, um Kanal 10 herum verlaufenden Versiegelung 12 zusammengefügt.

Zwischen den Membranen 2 sind genau vor Blutverteilungskanal 9 Blutverteiler 13 angebracht, die in Fig. 8 genauer dargestellt sind und beispielsweise von der Art sein können, die Gegenstand des schwedischen Patentes 355 293 geworden ist. Diese Blutverteiler 13 bestehen aus einem äusseren Ring 14 und einem inneren Ring 15, die durch Querstege 16 miteinander in Verbindung stehen.-, Beim Zusammenbau werden sie an der in Fig. 4 gezeigten, versenkten Stelle 2 3 angebracht. Hierbei klemmt der äussere Ring 14 eine Membrane an einen an der darunterliegenden Stützplatte befindlichen Dichtungswulst 24 an, während der innere Ring 15 eine zweite Membrane an einen an der obenliegenden Stutzp.la.tte befindlichen Dichtungswulst 25 anklemmt. Hierdurch wird effektiv verhindert, dass Blut aus den Membranen ausdringt.

Um die Blutverteiler 13 zwischen den Membranen 2 in ein Mem- » branenpaar einführen zu können, ist die vor Kanal 9 liegende Zone-17 frei von Punktversiegelungen^ 11. In Fig. 2 ist rechts angedeutet, wie am Membranenpaar in Ergänzung zu den Punktversiegelungen 11 eine äussere, rundherum reichende Versiegelung IS angebracht sein kann. Falls aber die Membranen 2 mit Hilfe des in Fig. 4 dargestellten Dichtungswulstes 19 zwischen den Stützplatten festgeklemmt werden, kann man auf Versiegelung IS verdichten. Alternativ können Dichtungswulst 19 und Versiegelung 18 einander ergänzen und eine Extrasicherheit gegen Leckage zustandebringen.

5alzverteilur.gshar.al 10 in Stützplatte 1 ist von einem runden Hing ZC -it radialen Stegen 21 umgeben. Alternativ kann dieser Salzvertoilungsring gemäss schwedischem Patent 355 294 berge ζ to I It ".-:er den .

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Die Figuren 9 und 10 sollen erklären, wie das Punktmuster 11 gernass Fig. 2 gegen andere Muster, ausgetauscht werden kann, die eine etwas andere Wirkung haben. In Fig. 9 ist beispielsweise dargestellt, wie die Punkte gegen längsgehende und quergehende Linienversiegelungen ausgetauscht sind. Hierdurch wird das Blut gezwungen, die Bewegungsrichtung ständig zu ändern, wodurch sein Weg durch die Niere länger wird.

In Fig. 10 sind fünf verschiedene Muster eingezeichnet. Natürlich sieht der Fachmann aber ein, dass die beiden Membranen auch gemäss unzähligen anderen Mustern zusammengefügt werden

können. Beispielsweise kann es in gewissen Fällen angebracht sein, die beiden Membranen entlang längsgehenden Linien zusammenzufügen, die nur an einem Teil der Länge der Niere entlanggehen, oder sich über ihre ganze Länge erstrecken können. Im letzteren Falle müssen natürlich Querkanäle zur Verteilung des Blutes, auch nach den Aussenbereichen hin, angeordnet werden.

Schliesslich zeigt Fig. 11 in vergrössertem Masstabe einen Schnitt längs Linie XI-XI in Fig. 2. Aus der Figur geht hervor, dass man zwischen den Punkten 11 gut definierte Blutkanäle 22 erhält.

Die Erfindung ist natürlich nicht nur auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche abwandelbar. Beispielsweise können Details der gezeigten Konstruktion gegen äquivalente Details der Konstruktionen gemäss einem der schwedischen Patente 218 441, 301 029, 325 370, 314 167, 342 143, 342 144, 355 283, 355 294 und 365 119 ausgetauscht werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Diffusion von Stoffen zwischen zwei Fließmedien durch semipermeable Membranen (2), die paarweise zwischen Stützplatten (1) in einem Stapel von mindestens zwei solchen Platten angeordnet sind, wobei zu einer jeden Platte (1) an den Ein- bzw. Auslauf angeschlossene Durchlaufkanäle (9, 10) für das jeweilige Fluidum gehören, von denen ein erstes Fluidum angeordnet ist, um zwischen den paarweise angebrachten Membranen (2) und einem zweiten Fluidum vor diesen Membranen geleitet zu werden, und die paarweise angeordneten Membranen außerdem zwischen sich ein Netzwerk von Kanälen für das erwähnte erste Fluidum bilden, dadurch gekennzeich net, daß Dicke und Volumen dieses Netzwerkes von Kanälen gut definiert sind, indem die Membranen (2) eines Membranenpaares durch Klebung, Wärmeversiegelung oder dergleichen in einem Muster von Punkten /11), Linien und/oder kleineren Bereichen miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Membranenpaar auch längs den äußeren Kanten (18) der Membranen (2) sowie

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vorzugsweise ebenfalls um den Einlauf und Auslauf (10) für das erwähnte zweite Fluidum, das angeordnet ist, um außerhalb der paarweise angebrachten Membranen geleitet zu werden, zusammengefügt ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Abdichtung längs den Kanten der Membranen (2) das Membranenpaar zwischen zu beiden Seiten anliegenden Stützplatten (1) fest zusammengepreßt ist, von denen zumindest eine einen rundherum gehenden Dichtungswulst (19) aufweist, der die Membranen (2) an die zweite Stützplatte (1) andrückt.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stützplatten (1) aus einem äußeren Rahmen ( 6) zusammensetzen, an dem sich Verteilungsorgane (10, 20, 21) zur Verteilung des genannten zweiten Fluidums nach den Bereichen zwischen eingehenden Membranenpaaren und zur Abteilung dieses Fluidums befinden, wobei diese Organe zusammen Durchlaufkanäle (10) für dieses zweite Fluidum bilden.

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5. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (1) an ihren Enden versenkte Stellen (23) mit einem zentral durchgehenden Loch (8) aufweisen und zwischen den einzelnen Membranen (2) in den Membranenpaaren angebrachte Verteiler (13) für das erwähnte erste Fluidum aufnehmen, wobei diese Verteiler (13) und die durchgehenden Löcher (9) zusammen Durchlaufkanäle für dieses erste Fluidum bilden.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (1) in dem äusseren Rahmen (6) durch ein inneres Rahmenwerk aus beispielsweise einander kreuzenden Querstützen (7) und Längsstützen (8) versteift sind.

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