DE2530413C3 - Beutelförmiges Blutfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein beuteiförmiges Blutfilter mit einem Außenkörper, der als ein mit den Anschlüssen für den Blutzulauf und den Blutablauf versehener flacher, aus zwei an ihrem Umfang miteinander thermisch verschweißten Folien aus flexiblem Kunststoff bestehender Beutelkörper ausgebildet ist, und mit einem mehrlagigen Filtereinsatz in Form eines flexiblen flächenförmigen Gebildes aus Filtermaterial, welches den Innenraum des Außenkörpers in einen Einlaßraum für das ungereinigte Blut und einen Auslaßraum für das gereinigte Blut unterteilt

Generell besteht eine wachsende Tendenz dahingehend, für Transfusionen konserviertes Blut aus einer Blutbank zu benutzen. Es ist jedoch bekannt, daß sich in dem konservierten Blut, auch bei geeigneten Konservierungs- und Lagerungsbedingungen, schon innerhalb von einigen Stunden nach der Blutabnahme denaturierte Blutbestandteile, wie Klumpen aus viskosen Thrombozyten, Agglutinationen von weißen Blutkörperchen oder dergleichen bilden können. Falls während einer chirurgischen Operation, einer künstlichen Dialyse oder ähnlichem ein äußerer Blutkreislauf angewendet wird, bilden sich nicht nur derartige denaturierte Blutbestandtejje, sondern es besteht dann außerdem die Möglichkeit, daß Fremdstoffe, wie Gewebestücke, kleine Muskelstücke, Lipoide oder Luft in das Blut des Blutempfängers eingebracht werden. Sowohl die denaturierten BlutbestandteiJe als auch die Fremdstoffe (nachfolgend zusammengefaßt als »schädliche Anteile« bezeichnet) führen bei dem Blutempfänger zu Abwehrreaktionen, die einen Zusammenbruch des Blutkreislaufes oder auch Erkrankungen zur Folge habrn können.

to Aus diesem Grunde müssen alle Bluttransfusions-Einrichtungen mit einem Blutfilter ausgestattet sein, welches die schädlichen Anteile aus dem Blut entfernt

Bei einer Gruppe der bekannten Blutfilter ist ein starres Außengehäuse vorgesehen, in das ein verhältnis-

ts mäßig fester Filtereinsatz mit dichtem Sitz eingebaut ist Daneben haben in neuerer Zeit aber die beuteiförmigen Blutfilter, die den eingangs definierten Aufbau besitzen, eine zunehmende Bedeutung bekommen. Sie weisen nämlich eine relativ große Filterfläche auf, was für Serien- oder Schnelltransfusionen sehr wichtig ist Weiterhin lassen sie sich in flach zusammengelegtem Zustand raumsparend lagern und außerdem können sie einfach als billige Wegwerfartikel hergestellt werden, die nicht mehr in aufwendiger Weise für einen Wiedergebrauch aufbereitet werden müssen. Auch diese beuteiförmigen Blutfilter sind bereits in mehreren Ausführungsformen bekannt

So ist in der ÜE-OS 23 33479 ein beuteiförmiges Blutfilter beschrieben, bei dem der Filtereinsatz als separater Beutel lose in dem mit dem Ablaufanschluß versehenen Außenkörper Hegt und nur über den Zulaufanschluß, der den Außenkörper durchdringt, befestigt ist Der Filtereinsatz besteht dabei aus einem in Zick-Zack-Form gefalteten Flächenmaterial, das in zwei Schichten aufeinandergelegt und entlang dem Rand zu einem geschlossenen Beutel verschweißt ist Jede dieser Schichten ist dabei zweilagig aus Kunststoffäden (vorzugsweise Polyester, aber auch Polypropylen, Polyäthylen, Polyamid oder Polycarbonat) ausgebildet, wobei die erste Lage eine grobe v^eitmaschige Struktur mit einer Porengröße von etwa 800—4000 um besitzt, während die zweite Lage eine Art Siebgewebe mit einer

Porengröße von etwa 20—50 μπι ist Aus der BE-PS 7 19 795 ist ein beutelförmiges Filter

für parenterale Flüssigkeiten bekannt, bei dem der Filtereinsatz ein ebenes Flächenmaterial ist, das mit seinen Rändern in die Umfangsschweißnaht eingebettet ist, die die Kunststoffolien des Außenkörpers zu einem Beutel verbindet. Die Zulauf' und Auslaufanschlüsse

so sind dabei auf einander gegenüberliegenden Seiten des

Filtereinsatzes so angeordnet daß der Filtereinsatz den Innenraum des Außenkörpers gewissermaßen diagonal

in den Einlaßraum und den Auslaßraum unterteilt

Weiterhin geht aus der DEOS 19 30 602 ein

beutelförmiges Filter für medizinische Flüssigkeiten hervor, bei dem der Filtereinsatz ein U-förmig gefaltetes Flächenmaterial ist, das in dieser gefalteten Form entlang seinen Rändern mit dem Außenkörper verschweißt ist. Die Zulauf' und Ablaufanschlüsse stehen dabei mit den gegenüberliegenden Seiten der Faltung des Filtereinsatzes in Verbindung.

Bei allen bekannten Ausführungsformen der beuteiförmigen Filter stellt die am Rand des Filtereinsatzes umlaufende Schweißnaht eine besonders kritische Stelle

μ dar, an der im Gebrauch des Filters leicht ein Bruch auftreten kann. Dies gilt besonders, wenn der Rand des Filtereinsat7.es mit dem Außenkörper (der normalerweise aus Polyvinylchlorid oder einem entsprechenden, mit

dem Material des Filtereinsatzes nicht optimal verschweißbaren Material besteht) verschweißt ist, aber dies gilt auch dann, wenn der Filtereinsatz aus einem lose im Außenkörper liegenden, for sich am Umfangsrand verschweißten Beutel besteht. Der Grund für die Bruchanfälligkeit dieser Schweißnaht liegt, wie nunmehr erkannt wurde, in der Anordnung dieser Schweißnaht im Material des Filtereinsatzes. In allen bekannten Fällen ist diese Schweißnaht nämlich so angeordnet, daß sie auch senkrecht zur Schweißnahtebene beansprucht wird, wenn das Filter im Gebrauch unter den notwendigen Filterdruck gesetzt wird und sich dabei aufbläht Da sich diese Schweißnaht in einem faserigen Material von größerer Schichtdicke befindet, kann eine Beanspruchung senkrecht zur Schweißnahtebene sehr leicht dazu führen, daß einzelne Fasern zu stark geknickt werden und dann brechen oder sich aus dem Schweißverbund lösen. Das hat zur Folge, daß die Beanspruchung von den verbleibenden Fäden aufgenommen werden muß und diese dadurch auch zum Bruch kommen, bis schließlich das Filter an der betreffenden Stelle undicht und damit unbrauchbar wird. Wegen der Bruchanfälligkeit der Schweißnaht können die bekannten Filterbeutel nur mit relativ geringem Filterdruck betrieben werden.

Mit der Erfindung soll dieser Nachteil der beutelförmigcn Filter beseitigt werden, d. h. es soll ein beuteiförmiges Blutfilter geschaffen werden, welches einem höheren Filterdruck standhält, ohne daß zugleich die grundsätzlichen Vorteile der Filterbeutel aufgegeben zu werden brauchen.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung dadurch, daß der Filtereinsatz flach mit einer ihn rahmenartig umgebenden Stützfolie thermisch verschweißt ist, welche ihrerseits mit ihrem Außenrand zwischen den an ihrem Umfang miteinander verschweißten Folien des Beutelkörpers thermisch eingeschweißt ist

Die Erfindung, die sowohl bei einem flach-diagonal im Außenkörper angeordneten als auch bei einem U-förmig gefalteten Filtereinsatz angewendet werden kann, vermeidet das Problem der Bruchanfälligkeit der am Filtereinsatz angebrachten Schweißnaht in einfacher Weise. Mit Hilfe der StützfolK? gelingt es nämlich, die kritische Schweißnaht am Rand des Filtereinsatzes aus dem Bereich der Umfangsschweiß- « naht des Außenkörpers herauszubringen und so anzuordnen, daß für diese Schweißnaht nur noch Beanspruchungen in Richtung der Schweißnahtebene auftreten können, wenn sich der Filterbeutel unter dem Filterdruck aufbläht Solchen Beanspruchungen kann die Schweißnaht erheblich besser widerstehen. So haben Versuche gezeigt, daß eine Schweißnaht zwischen einer PVC-Folie und einem Polyamid-Faservlies bei Beanspruchung senkrecht zur Schweißnahtebene bereits mit 4,0 kg Belastung brach, dagegen bei Beanspruchung in der Schweißnahtebene eine Belastung von 11,3 kg aushalten konnte.

Nachfolgend werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand der zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei bedeutet &o

F i g, I eine Draufsicht a'jf ein erstes Ausführungsbeispiel des Blutfilters,

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie H-H der Fig. I,

Fig. 3 eine detaillierte Querschnittsansicht eines in μ dem Filter gemäß F i g. 1 verwendeten Filtereinsatzes,

F i g. 4 eine auseinandergezogene Ansicht der Einzelteile des Filters gemäß f i g. 1,

F i g. 5 eine Ansicht zur Erläuterung der Herstellungsweise des Filters gemäß F i g. 1 und

Fig.6 eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Blutfilters.

In der Darstellung der F i g. 1 ist das Blutfilter 1 einbezogen in eine Einrichtung zur diskontinuierlichen Bluttransfusion gezeigt Dieses Blutfilter 1 enthält einen sack- oder beuteiförmigen Außenkörper 9 (nachfolgend als »Beutelkörper« bezeichnet), der an einem seiner beiden Enden mit einem Blutzulauf 2 und am anderen Ende mit einem Blutablauf 3 versehen ist, weiche jeweils zu einem Rohrstutzen 14 bzw. 15 geformt sind. Von dem Rohrstutzen 14 verläuft ein flexibler Schlauch 4 zu einer Spitze, die als Hohlnadel 6 ausgeführt ist und in den Boden eines Blutvorratsgefäßes 5 hineinragt Auf den Schlauch 4 ist, z. B. etwa bei seiner halben Länge, eine Schlauchklemme 7 aufgesetzt, mit deren Hilfe der Schlauch 4 zusammengedrückt werden kann, um die Durchflußmenge des durch ihn hindurchströmenden Blutes zu steuern. Andererseits ist der Rohrstutzen 15 mit einem flexiblen Schlauch 8 vert<*aden, der innerhalb der Bluttransfusions-Einrichtung z. B. i-a einem Tropfbehälter und dann weiter zu einer Injektionsnadel (beides nicht mehr dargestellt) führt

Der Beutelkörper 9 ist aus weichem und schmelzbarem Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus Polyvinylchlorid. Wie am deutlichsten aus F i g. 2 zu ersehen ist, wird das Innere des Beutelkörpers 9 durch einen elastischen Filtereinsatz 10, der zu einer U-Form gebogen ist, in zwei Teile geteilt, nämlich einen Einlaßraum und einen Auslaßraum. Dem durch den Zulauf 2 einströmenden Blut werden beim Durchströmen des Filtereinsatzes 10 alle schädlichen Anteile entzogen, und das so gereinigte Blut fließt dann durch den Ablauf 3 wieder ab. Der Filtereinsatz 10 ist entlang seinen Seitenteilen, wie weiter unten noch beschrieben wird, dicht mit einer Stützfolie 13 verbunden, durch die er in seiner Lage innerhalb des Beutelkörpers 9 gehalten ist Die Verbindung zwischen dem Filter 10 und der Stützfolie 13 erfolgt ebenfalls durch thermisches Verschweißen.

Wie in F i g. 3 gezeigt setzt sich der Filtereinsatz 10 aus mehreren, z. B. fünf, flächenförmigen Filterlagen 11 zusammen, die in der Reihenfolge 15a bis He aufeinandergelegt sind und in dieser Reihenfolge von dem Blut durchströmt werden. Die Lage 11a ist dabei ein offenes Netzwerk aus Kunststoffäden mit einer Porenabmessung von 100 bis 250 μπι; ihre Funktion besteht in der Entfernung relativ grober schädlicher Anteile. Die Lagen 116, Uc, Hd und Ud entfernen relativ feine schädliche Anteile; sie bestehen jeweils aus einem synthetischen Faservlies mit einer Porenabmessung von 10 bis 80 μτπ» das ein offenes Netzwerk aus K.u:*i<t$toffäden oder eine poröse Faserschicht sein kann. Bevorzugt ist dieses Faservlies ohne Bindemittel aus Endlos· Fäden aus thermisch schmelzoaiem Kunststoff, wie z.B. Polyamid oder Polyester hergestellt Beispielsweise besteht es aus Polyamid 6 und besitzt eine Dichte von 0,21 g/cm³, ein Porenvolumen von 133cm³/g, eine Porosität von 46% sowie eine durchsehnittliehe Porenabmessung von 20-30 μηι= Ebenfalls besonders geeignet ist ein solches Faservlies mit einer Dichte von 030 g/cm³, einem Porenvolumen von 1,41 cmVg, einer Porosität von 30% und einer durchschnittlichen Porenabmessung von 15 bis 30μπι. Alle ohne Bindemittel hergestellten Faservliese sind chemisch und physikalisch beständig und geben darüber hinaus wenig Flocken ab.

Der Beutelkörper 9 ist beispielsweise, wie in F i g. 4 dargestellt, aus zwei Polyvinylchloridfolien 12 gebildet. Weiterhin ist zu ersehen, daß der Filtereinsatz 10 durch die schon kurz erwähnte Stutzfolie 13 gehalten ist, welche mit dem Kunststoff, aus dem der Sackkörper 9 gefertigt ist, verschmelzbar ist. Dabei kann die Stützfolie 13 aus demselben Material bestehen wie die Folien 12 (also z. B. Polyvinylchlorid), ebenso kann es auch aus einem anderen Material hergestellt sein, solange es sich nur um thermisch mit den Folien 12 verschmelzbares Material handelt. Konstruktiv bildet die Stützfolie 13 einen flachen Rahmen, dessen innere öffnung vom Filtereinsatz 10 eingenommen wird, wobei der gesamte umlaufende Rand 10a des Filtereinsatzes 10 thermisch mit dem Innenrand der Stützfolie 13 so verschmolzen ist. daß an der Stützfolie 13 noch ein freier Außenrand 10 verbleibt, der thermisch an die Folien 12 angeschmolzen werden kann. Die Breite d der StUtzfolie 13 entspricht der Breite der Folien 12, während deren Länge /| größer ist als die Länge Ii der Folien 12, aber kleiner als die doppelte Länge der Folien 12.

Die Herstellung des vorangehend beschriebenen Blutfilters ist in Fig.5 veranschaulicht. Zunächst werden die beiden Folien 12, die den Beutelkörper 9 bilden, einander gegenüber gelegt. Dann wird der bereits vorher an die Stützfolie 13 angeschmolzene Filtereinsatz 10 einmal längs gefaltet und so zwischen die Folien 12 gebracht, daß sich der gesamte umlaufende Außenrand der Stützfolie 13 zwischen den Folien 12 befindet. Danach werden der Rohrstutzen 14, der als Zulauf 2 dient, zwischen den sich gegenüber liegenden Querrändern der Stützfolie 13 sowie der Rohrstutzen 15. der als Ablauf 3 dient, zwischen den unteren Querrändern der Folien 12 angeordnet, und zwar derart, daß die Rohrstutzen 14 und IS einander koaxial gegenüber liegen. Schließlich erfolgt in dieser besonderen Lage das dichte Verbinden der einzelnen Teile, indem die Außenränder der Folien 12 und der Stützfolie 13 erhitzt werden. Dadurch wird der Filtereinsatz 10, wie in F i g. 2 gezeigt, in U-förmig gekrümmter Form in den Beutelkörper 9 eingebettet, wobei er das Beutelkörperinnere in den Einlaßraum und den Auslaßraum unieneiit.

Da der Filtereinsatz 10 aus einem Material wie Polyamid oder Polyester besteht, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das für die Stützfolie 13 z. B. verwendete Polyvinylchlorid, können sich beim Zusammenschmelzen der Stützfolie mit dem Filtereinsatz Fehlstellen bilden, insbesondere kleine Poren. Dadurch jedoch, daß der Filtereinsatz 10 an die Stützfolie 13 angeschmolzen werden kann, bevor die Verbindung der Stützfolie 13 mit den Folien 12 des Beutelkörpers 9 hergestellt wird, läßt sich die Entstehung solcher Poren weitgehend kontrollieren. Außerdem erzeugen solche Poren, selbst wenn sie entstehen, keine Beschädigung des fertigen Filterbeutels, was ein großer Vorteil ist. Darüber hinaus können Fehlstellen infolge eines fehlerhaften Zusammenschmelzen? entdeckt werden, bevor der Filtereinsatz 10 bereits an die Stützfolie 13 angeschmolzen worden ist was ein weiterer Vorteil ist. Hinzu kommt, daß beim Zusammenbau des Blutfilter 1 als Ganzes nur noch die bereits mit dem Filtereinsatz 10 verbundene Stützfolie 13 an die Folien 12 angeschmolzen werden muß, was den Zusammenbau wesentlich vereinfacht Schließlich kann das Material für die Stützfoüe 13 dasselbe sein wie das für den Beutelkörper 9. so daß in der Verbindung dieser beiden Teile sich keine Poren bilden können.

Im Betrieb des Blutfilters 1 wird die Hohlnadel 6 der Bluttransfusions-Einrichtung in den Boden des Vorratsgefäßes 5 eingestochen, wodurch die Bluttransfusions-Einrichtung mit dem Vorratsgefäß 5 verbunden wird. Ί Anschließend wird die Schlauchklemme 7 gelöst, so daß das Blut aus dem Gefäß 5 durch den Schlauch 4 und den Zulauf 2 hindurch in den oberen Einlaßraum des Blutfilters 1 hineinfließen kann. In dem Blutfilter 1 sammelt sich das Blut oberhalb des flächigen, U-förmig

ίο gebogenen Filtereinsatzes 10, der dadurch eine sackförmige Form annimmt, wie in F i g. 2 gezeigt Danach läuft das Blut der Reihenfolge nach durch die Lagen Ha, 1 ib. lic, Hd und lie des Filtereinsatzes 10 hindurch, wobei die schädlichen Anteile, die in dem Blut enthalten sind, in

i> den Lagen 11a bis He aufgefangen werden. Das aus dem Filtereinsatz 10 ablaufende gereinigte Blut sammelt sich im Auslaßraum des Beutelkörpers 9 und verläßt diesen durch den Ablauf 3. Es strömt dann durch den flexiblen Schlauch 8 zu weiteren Teilen der Bluttransfu-

:ii sions-Einrichtung, z. B. zu einem Tropfzylinder und weiter zu einer Injektionsnadel (beides nicht gezeigt).

Vor Inbetriebnahme des Blutfilters 1 liegen der Filtereinsatz 10 und der Beutelkörper 9 flach aufeinander, d. h. sie bilden ein flaches Päckchen, das auf kleinste

2ϊ Abmessungen gebracht werden kann. Wenn im Betrieb der Filtereinsatz 10 durch das hindurchlaufende Blut auseinarvder gedrückt wird, werden die Filterlagen 11a bis 11 e infolge ihrer Flexibilität voneinander abgehoben, und als Folge davon wird die nutzbare Filterfläche einer

in jeden Filterlage vergrößert. Da außerdem auch der Beutelkörper 9 flexibel ist, wird auch er in ähnlicher Weise auseinander gedrückt, so daß er die Filterwirkung der auseinander gedrückten Filterlagen nicht behindert. Das Blutfilter 1 expandiert somit je nach der

ti anfallenden Blutmenge, mehr oder weniger stark zur sackartigen Form, wodurch die gesamte Oberfläche der Fiiterlagen wirksam an der Blutfilterung teilnehmen kann, ohne daß es zur Erzeugung eines toten Raumes innerhalb des Beutelkörpers kommt. Darüber hinaus gestattet es die flexible Ausbildung des Blutfilters aber auch, falls während der Transfusion eine Separation des Blutes innerhalb des Beutelkörpers stattfindet, das separierte Biut durch manuelles Quciaviicti lic» ocuicikörpers wieder vollständig zu vermischen. Schließlich s tritt, weil die Filterfläche extrem groß ist im Vergleich zu den Querschnittsflächen des Zulaufs 2 und des Ablaufs 3, ein Abfall der Filtergüte infolge schwankender Durchlaufgeschwindigkeit des Blutes praktisch nicht ein.

so Bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Filtereinsatz 10 innerhalb des Beutel^örpers 9 in U-Form untergebracht Die Erfindung ist jedoch nicht an diese Anordnung des Filtereinsatzes gebunden. Vielmehr ist es entsprechend Fig.6 beispielsweise möglich, die Stützfoüe auf zwei einander diagonal gegenüberliegenden Seiten der die Stutzen 14 und 15 tragenden Ränder mit dem Beutelkörper 9 zu verschweißen, so daß der Filtereinsatz 10 flach bleibt und dennoch das Innere des Beutelkörpers in zwei

bo Räume unterteilt Weiterhin ist es auch möglich, das untere Ende des U-förmigen Filtereinsatzes gemäß F i g. 1 oder 2 in eine W-Form zu bringen bzw. den in Fig.6 gezeigten flachen Filtereinsatz durch eine doppelte Faltung in eine S-Konfiguration. In jedem Fall bleibt dabei der Ausgangszustand des Blutfilters im ganzen flach, und außerdem können dabei, wegen der Verwendung der Stützfolie 13, in jedem Fall relativ hohe Filterdrücke zugelassen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Beuteiförmiges Blutfilter mit einem Außenkörper, der als ein mit den Anschlüssen für den Blumilauf und den Blutablauf versehener flacher, aus zwei an ihrem Umfang miteinander thermisch verschweißten Folien aus flexiblem Kunststoff bestehender Beutelkörper ausgebildet ist, und mit einem mehrlagigen Filtereinsatz in Form eines flexiblen flächenförmigen Gebildes aus Filtermaterial, welches den Innenraum des Außenkörpers in einen Einlaßraum für das ungereinigte Blut und einen Auslaßraum für das gereinigte Blut unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) flach mit einer ihn rahmenartig umgebenden Stützfolie (13) thermisch verschweißt ist, weiche ihrerseits mit ihrem Außenrand zwischen den an ihrem Umfang miteinander verschweißten Folien (12) des Beutelkörpers (9) thermisch eingeschweißt ist

2. Blutfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) mit seiner Stützfolie (13) innerhalb des Beutelkörpers (9) U-förmig gebogen angeordnet ist

3. Blutfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) mit seiner Stützfolie (13) innerhalb des Beutelkörpers (9) flach in diagonaler Lage angeordnet ist

4. Blutfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (10) mehrere übereinander gelegte Filterlagen (Hölle,) enth&ii, von denen jede aus einem Faservlies mit einer Porenabmessung von 20 bis 80 μπι besteht

5. Blutfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Faservli'=«» aus einem ohne Bindemittel aus Endlos-Fäden aus schmelzbarem Kunststoff hergestellten Faservlies besteht

6. Blutfilter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß der Filtereinsatz (10) zusätzlich eine Filterlage aus einem Faservlies mit einer Porenabmessung von 100 bis 250 μπι enthält