DE2542438C3

DE2542438C3 - Dialysator

Info

Publication number: DE2542438C3
Application number: DE2542438A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dr Eduard Fresenius Chemisch Pharmazeutische Industrie KG Apparatebau KG
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-09-24
Publication date: 1981-01-22
Also published as: SE7610542L; DE2542438B2; US4141836A; IT1068324B; JPS566300B2; DE2542438A1; FR2325408A1; JPS5241498A; FR2325408B1; GB1552950A; USRE31029E; SE422884B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dialysator. der ein Gehäuse mit je einem Zu- und einem Ablaufstutzen jeweils für das BI Jt und die Dialysierlösung sowie in dem Gehäuse einen rohrförmigen Kern und ringförmig um diesen angeordnete, zu den Stirnseiten des Kerns hin offene und untereinander mittels einer Abdichtnuise verbundene Hohlfasern umfaßt, die an diesen Stirnenden beiderseits in je einen mit einem Anschlußstutzen versehenen Sammelraum des Gehäuses münden, wobei die Kernwandung radiale Durchtrittsöffnungen enthält.

Ein solcher Dialysator ist beispielsweise aus der DE-OS 23 00 312. Fig. 8 bekannt. Bei diesem bekannten Dialysator ist eine den Kerninnenraum auf der einen Stirnseite verschließende Trennwand angeordnet. Die in den Kerninnenraum eintretende Dialysierlösung fließt durch die radialen Durchtrittsöffnungen der Kernwandung quer zur Längsrichtung der Hohlfasern in einen äußeren Sammelraum, der am Stirnende in einen ringförmigen, mit Anschlußstutzen versehenen Raum mündet.

Das zu behandelnde Blut fließt von einem Anschluß-Stutzen her entlang der genannten Trennwand an dem einen Ende des Kernes zu den Hohlfasern und sammelt »ich am anderen Ende des Kernes in einem ringförmigen Sammelraum, der mit Anschlußstutzen versehen ist. Die einander gegenüberliegenden Anschlußstutzen sind dabei für unterschiedliche Flüssigkeiten vorgesehen, so daß darauf geächtet werden muß, daß der Dialysator wegen des unsymmetrisch ausgebildeten Kernes auch in der richtigen bestimmungsgemäßen Weise angeschlos* sen wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe

zugrunde, einen Dialysator zu schaffen, in welchem eine möglichst gleichmäßige Strömungsverteilung erhalten werden kann, und der einen geringen Blutdurchflußwiderstand aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung geht die Erfindung von einem Dialysator der eingangs genannten Art aus und sieht vor, daß mindestens eine quer verlaufende Trennwand im Kerninnenuum nach dem Stirnende hin offene Räume bildet, in welchen die radialen Durchtrittsöffnungen angeordnet sind und nahe den vergossenen Enden in die Hohlfaseranordnung münden, und daß diese Räume an beiden Enden in Anschlußstutzen für d.e gleiche Flüssigkeit einmünden.

Mit diesen Merkmalen wird der weitere Vorteil erzielt, daß der Zwischenraum zwischen den Hohlfasern nach dem Gegenstromprinzip von der Dialysierlösung durchströmt wird, so daß ein intensiverer Austausch möglich ist als bei dem eingangs genannten Dialysator. Außerdem läßt sich ein solcher Dialysator symmetrisch aufbauen. Die symmetrische Ausbildung, die für Dialysatoren anderer Art bekannt ist, bietet dabei den Vorteil, daß die Anschlüsse praktisch unverwechselbar und unabhängig von der Durchströmungsrichtung des Dialysatorkernes sind.

Bei einem solchen Dialysator nach der DE-OS 15 66 589 ist ein Hohlfaserbündel ohne inneren Kern im Abstand von einem Gehäusemantel umgeben. Diest'r Dialysator besitzt aber den Nachteil, daß das Gehäuse keine Mittel aufweist, das Dialysat zwangsläufig in den Raum zwischen den Hohlfasern zu leiten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß dieser Dialysator nach dem Gleichstromprinzip arbeitet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kern mit den auf ihm angeordneten Hohlfasern von einem Mantel umgeben, so daß diese Baueinheit leicht ir; ein unabhängig gefertigtes Gehäuse eingesetzt werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse aus zwei gleichen Hälften gebildet ist. daß jede Gehäusehälfte einen koaxialen Anschlußstutzen und einen an die Stirnenden der Hohlfasern anschließenden Ringkanal aufweist, in den ein weiterer Anschlußstutzen mündet.

Diese Maßn.'Hmen tragen nicht nur zur möglichst einfachen Gesittung eines symmetrischen Dialysator gehäuses bei. vielmehr ermöglichen sie auch eine günstige Strömungsverteiliing auf der Einlaß- und Auslaßseite sowohl für die Dialysierlösung als auch für das Blut, wobei für die Dialysierlösung ein möglichst geringer Strömungswiderstand und damit eine hohe wünschenswerte Durchflußgeschwindigkeit erreicht wird.

Die F.rfindung ist nachstehend anhand von Ausfüh rungsbeispielen. die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. I eine .Schnittansicht durch den Dialysator;

F ι g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Hohlfaser körpers mit schräg zur Kernlängsachse verlaufenden Hohlfaserwindungen.

Der Dialysator 1 gemäß Pig. I besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse2, in dem sich ein Höhlfaserköfper 3 befindet. Der Hohlfaserkörper 3 besteht aus einem Kern 4, auf den eine aus Zelluloseacetat oder Polyacrylnitril bestehende Hohlfaser 5 gemäß den F ig. 2 oder 3 aufgewickelt ist.

Der Kern 4 ist rohrförmig und weist mindestens eine, sich radial erstreckende Trennwand 6 sowie an seinen beiden Enden 7 und 8, bzw. in der Nähe dieser beiden

Enden, mehrere am Umfang verteilte Durchtriusöffnungen 9 auf.

Die beiden Gehäusehälften 10 und 11 weisen je mit dem rohrförmigen Kern 4 fluchtende Zulaufstutzen 12 und Ablaufstutzen 13 sowie je einen weiteren Zulaufstutzen 14 und Ablaufstutzen 15 auf, die in einen Ringkanal 16 bzw. 17 im Inneren der Gehäusehälften 10 und 11 münden. Die Breite der beiden Ringkanäle 16 und 17 entspricht dabei z. B. der ringförmig auf dem Kern 4 angeordneten Lage aus Hohlfasern 18.

Ebenso wie der Kern 4 weist auch der Hohlfaserkörper 3 kreisförmigen Querschnitt auf. Am Umfang des Hohlfaserkörpers 3 ist ein Mantel 19 angeordnet, der nicht nur die äußeren Hohlfasern 18 zusammenhält, sondern auch für Dichtungszwecke vorgesehen ist.

Die Herstellung des Hohlfaserkörpers erfolgt gemäß F i g. 2 in der Weise, daß auf den Kern 4 die Hohlfaser 5 mit beliebig vielen Windungen 20, 21 bzw. 22 aufgewickelt wird, wobei dies entweder in der Weise geschieht, daß die Windungen schräg oder parallel zur Längsachse des Kernes 4 verlaufen. Dip Hohlfaser 5 wird während des Aufwickelvorganges hin- und hergeführt, so daß sie nach einem bestimmten Umdrehungswinkel der den Kern 4 tragenden Aufwikkelvorrichtung jeweils von einem Rand zum anderen Rand wandert Je nach der Größe des Neigungswinkels erhält man dabei einen kompakt oder einen leicht gewickelten Hohlfaserkörper.

Die Enden des derart gewickelten Hohlfaserkörpers werden sodann mit einem Gießharz durchtränkt, so daß alle Zwischenräume ausgefüllt und die Hohlfaser^ ndüngen fest eingebettet sind. In einem anschließenden Arbeitsgang werden die äußersten, von Gießharz durchtränkten Endebereiche des Hohlfaserkorpers 3 entlang den strichpunktierten Linien 23 und 24 η F i g. 2 abgeschnitten, so daß die Hohlfasern 18 etwa der Länge des Kernes 4 entsprechen und an ihren Stirnflächen offen bzw. frei zugänglich sind.

Wenn nach dem Aufwickelvorgang der Hohlfaser körper 3 an den Enden {29, 30) mit Gießharz durchtränkt, ausgehärlet und sodann an seinen Randbereichen abgeschnitten ist, wird der Mantel 19 aufgebracht, woraufhin der Hohlfaserkcirper 3 in das aus praktisch gleichen Gehäusehälften 10 und 11 bestehende Gehäuse 2 eingesetzt werfen kann. Nach dem Einsetzen werden die beiden Gehausehälften 10 und 11 im Bereich ihrer Flansche 27 und 28 fest miteinander verbunden.

Die Dialysierlösung tritt in den Dialysator ein durch den zentral angeordneten Zulaufstutzen 12 und gelangt lunächst in die eine Hälfte des rohrförmigen Kernes 4. »on wo sie durch die Durchtrittsöffnungen 9 strömt und »ich in den Zwischenräumen zwischen den Hohlfasern 18 verteilt. Nachdem die Dialysierlösung den Hohlfaser körper 3 durchflossen hat, tritt sie durch die Purchtrittsöffnung 9 am anderen Ende des Kernes 4 wieder in diesen ein und strömt sodann unmittelbar weiter zu dem Ablaufstutzen 13.

Das Blut durchfließt den Dialysator 1 in entgegengesetzter Richtung. Es tritt durch den Zulaufstutzen 14 ein, der in den Ringkanal 16 mündet. Von dort verteilt sich das Blut auf die Hohlfasern 18, aus denen es in der anderen Gehäusehälfte 10 in den Ringkanal 17 strömt,

ίο der es sammelt und dem Ablaufstutzen 15 zuleitet.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt deutlich die Dichtfunktion des Mantels 19, der einen Bypass für die Dialysierlösung parallel zu den Hohlfasern 18 verhindert.

i"> Eine weitere Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion ist, daß die mit Hilfe eines Gießharzes verschlossenen Endbereiche 29 und 30 des Hohlfaserkörpers 3 absolut dicht sind, da sonst Dialysierlösung in die beiden Ringkanäle 16 und I⁷ gelangen kann. Die

2n Lage der Durchtrittsöffnungen y -5t dabei so gewählt, daß sie unmittelbar neben den mit Gierfharz durchtränkten Endbereichen 29 und 30 liegen.

Durch die Zufuhr der Dialysierlösung aus dv.rr mittig angeordneten Kern in die Zwischenräume zwischen den

-· Hohiiasern 18 verteilt sich die Dialysierlösung sehr rasch über den gesamten Querschnitt der ringförmig angeordneten Hohlfa^rn 18. Die Übergangszone vcn gleichmäßig durchspültem bzw. nicht durchspültem Querschnitt ist am Einlauf und Auslauf sehr kurz, was

J» eine Erhöhung der Austauschleistung durch bessere Ausnutzung der eingebauten Hohlfaseroberfläche mit sich bringt. Dies kann dahingehend genutzt werden, daß unter Verzicht auf eine Effektivitätssteigerung eine entsprechend geringere Menge Hohlfasermatenal in

i'i den Dialysator eingebaut wird, und ferner läßt sich der blutseitige Durchflußwiderstand stark herabsetzen, wenn die Anzahl der Hohlfasern vermehrt und ihre Länge verkürzt wird, wobei die Gesamtoberfläche gleich bleibt. Damit ist eine Voraussetzung dafür

4" geschaffen, daß der extrakorporale Blutkreislauf bei der Hämodialyse ohne Blutpumpe, lediglich unter Ausnutzung des natürlichen arteriovenösen Druckgefälles. betrieben werden kann.

Es ist möglich, anstelle der Trennvand 6 unmittelbar

■»' neben den Durchtrittsöffnungen 9 entsprechende Trennwände vorzusehen, damit die Dialysierlösung auf dem kürzesten Wege in das Innere des Hohlfaserkorpers 3 gelangt.

Ferner kann es auch zweckmäßig sein, wenn in

">" Abänderung zu dem oben beschriebenen Herstellungsgang der Mantel 19 aufgebracht wird, bevor die Er.den des Hohlfaserkorpers mit Gießharz durchtränkt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Dialysator, der ein Gehäuse mit je einem Zu- und einem Ablaufstutzen jeweils für das Blut und die Dialysierlösung sowie in dem Gehäuse einen rohrförmigen Kern und ringförmig um diesen angeordnete, zu den Stirnseiten des Kerns hin offene und untereinander mittels einer Abdichtmasse verbundene Hohlfasern umfaßt, die an diesen Stirnenden beiderseits in je einen mit einem Anschlußstutzen versehenen Sammelraum des Gehäuses münden, wobei die Kernwandung radiale Durchtrittsöffnungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine quer verlaufende Trennwand (6) im Kerninnenraum nach dem Stirnende hin offene Räume bildet, in weichen die radialen Durchtrittsöffnungen (9) angeordnet sind und nahe den vergossenen Enden (29,30) in die Hohlfaseranordnung (5) münden, und daß diese Räume an, beiden Enden in Anschlußstutzen (12,13) für die gleiche Flüssigkeit einmünden.

?.. Dialysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4) mit den auf ihm angeordneten Hohlfasern von einem Mantel (19) umgeben ist.

3. Dialysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus zwei gleichen Hälften (10, 11) gebildet ist, daß jede Gehäuscliäifte einen koaxialen Anschlußstutzen (12, 13) und einen an die Stirnenden der Hohlfasern anschließv-.iden Ringkanal (16, 17) aufweist, in den ein weiterer Anschk'Qstutzr" mündet.