DE2559154B2 - Detoxification of blood, hemodialysate fluid and the like - Google Patents
Detoxification of blood, hemodialysate fluid and the likeInfo
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Description
Erfindungsgegenstand ist «Ia3 im Patentanspruch il genannte Verfahren. Die im Patentanspruch 2 definierte Vorrichtung dient zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The subject of the invention is “Ia3 in claim 11 called procedure. The defined in claim 2 The device is used to carry out the method according to the invention.
In letzter Zeit hat die Hämoperfusion eine außerordentliche Bedeutung erlangt Man versteht darunter da» Entgiften von Blut mittels oberflächenaktiver Substanzen, insbesondere präparierten Aktivkohleteilchen. Infolge ihrer großen Oberfläche und der geringen Dicket der die Kohleteilchen umhüllenden Membran werden: die Schadstoffe aus dem die Teilchen durchströmendem Blut außerordentlich schnell adsorbiert Die Hämoperfusion würde sich daher im Prinzip auch als echte: Alternative zur Hämodialyse und somit als künstliche Niere eignen. Die Hämoperfusion hätte sogar ganz erhebliche Vorteile gegenüber den herkömmlichem künstlichen Nieren, da die Hämoperfusionszeit ganz wesentlich herabgesetzt werden kann und wegen der großen Ol>erfläche eines Bettes aus präparierten Aktivkohletetlchen ein Gerät gleicher oder sogar größerer Membranoberfläche wesentlich kleiner und kompakter konstruiert werden kann, so daß durchaus die Möglichkeit besteht, eine solche künstliche Niere transportabel zu machen.Hemoperfusion has recently acquired an extraordinary importance. Detoxifying blood by means of surface-active substances, in particular prepared activated carbon particles. As a result of their large surface and the small thickness of the membrane surrounding the coal particles: the pollutants from the particles flowing through Blood adsorbed extremely quickly The hemoperfusion would therefore, in principle, also be real: Alternative to hemodialysis and thus as an artificial one Kidney. Hemoperfusion would even have considerable advantages over conventional ones artificial kidneys, since the hemoperfusion time can be reduced considerably and because of the large oil surface of a bed made of prepared activated charcoal pellets a device the same or even larger membrane surface can be constructed much smaller and more compact, so that absolutely the possibility exists of making such an artificial kidney transportable.
Vor einem Einsatz der Hämoperfusion als Nierenetrsatz in größerem Maßstab müssen jedoch noch einig« Probleme gelöst werden. Bekannte Geräte bestehen aus zylindrisch Patronen, die mit einem Festbett aus Aktivkohleteilchen gefüllt sind. Die Patronen sind beidseitig verschlossen, und werden durch einen Boden und Deckel vorgesehenen Einlaß bzw. Auslaß in Längsrichtung durchströmt Bei der Umströmung der Aktivkohle! eilchen werden zwar die Giftstoffe, mit Ausnahme der Harnstoffe, aus dem Blut entfernt es besteht jedoch keine Möglichkeit das überschüssige Wasser aus dem Blut abzutrennen. Zu diesem Zweck müssen bekannten Hämoperfusionsgeräten noch gesonderte Vorrichtungen zur Ultrafiltration nachgeschaltet werden. Infolge des dadurch vergrößerten Totvolumens ist auch der Blutverlust größer. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß das Blut mit einer größeren körperfremden Oberfläche in Kontakt kommt und damit die Gefahr einer Denaturierung der Blutproteine und korpuskularen Blutbestandteile wächstBefore using hemoperfusion as a kidney substitute on a larger scale, however, there are still a number of problems to be solved. Well-known devices consist of cylindrical cartridges made with a fixed bed Activated carbon particles are filled. The cartridges are closed on both sides and have a bottom and cover provided inlet or outlet in the longitudinal direction flows through when flowing around the Activated carbon! It does remove toxins, with the exception of urea, from the blood However, there is no way to separate the excess water from the blood. To this end Known hemoperfusion devices must be followed by separate ultrafiltration devices will. As a result of the increased dead volume, the loss of blood is also greater. Another disadvantage is in seeing that the blood with a larger exogenous surface comes into contact and thus the risk of denaturation of the blood proteins and corpuscular blood components grows
ίο Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die genannten Schwierigkeiten vermieden werden, d. h. mit dem sowohl eine Entgiftung des Blutes als auch eine Entwässerung in einem Schritt stattfinden kann.ίο The invention is based on the object To create a method and a device with which the difficulties mentioned are avoided, d. H. with which both detoxification of the blood and drainage can take place in one step.
is Diese Aufgabe wird mit der Erfindung gelöstThis object is achieved with the invention
Die Angabe, daß quer zur Membran ein Druckgefälle herrscht wurde, obwohl sie eine Selbstverständlichkeit darstellt im Kennzeichen des Anspruchs 1 belassen, um die Übersichtlichkeit dieses Anspruchs nicht zu gefährden. Die Größe des Druckgradienten kann dabei durch Anlegung von Unterdruck an die von der Schicht abgewandten Seite der Membran oder von Oberdruck, beispielsweise durch eine vorgeschaltete Blutpumpe, an die der Schicht zugewandten Seite der Membran oder einer Kombination beider Maßnahmen erreicht werden. Da der Druckgradient die treibende Kraft für den Durchtritt der Wass;rmoleküle durch die Membran darstellt, kann dieser theoretisch beliebig beschleunigt werden.The statement that there was a pressure gradient across the membrane, although it was a matter of course represents in the characterizing part of claim 1 left to not to endanger the clarity of this claim. The size of the pressure gradient can be by applying negative pressure to the side of the membrane facing away from the layer or by applying positive pressure, for example by an upstream blood pump, on the side of the membrane facing the layer or a combination of both measures can be achieved. Since the pressure gradient is the driving force for the The water molecules pass through the membrane represents, this can theoretically be accelerated at will.
j·) Die Aktivkohleteilchen für die Hämoperfusion werden durch ein mehrschrittiges Verfahren präpariert Sie werden gewaschen, getrocknet in eine Kunststoffmembran eingekapselt und mit Humanalbumin beschichtet Diese Maßnahmen werden durchgeführt um einen Thrombozyten- bzw. Blutplättchenverlust zu vermeiden, der dadurch hervorgerufen wird, daß die Blutplättchen direkt mit der aktivierten Kohleoberfläche in Berührung kommen. Trotz dieser Maßnahmen tritt bei den so präparierten AkuVtohleteilchen bei einer einstündigen Perfusion noch ein Thrombozytenverlust von etwa 30% ein. Erfindungsgemäß wird dieser Thrombozytenverlust dadurch weiter gesenkt und in vertretbare Grenzen gebracht daß die Aktivkohleteilchen vor dem Einkapseln in eine Kunststoffmembran mit Acetylsalicylsäure oder Xanthinol-Nicotinat beschichtet werden. Man nimmt an, daß diese Verbindungen, die niedermolekulare Aggregationshemmer darstellen, durch den Kunststoffmantel hindurchdiffundieren und durch ihre Anwesenheit an der Kontaktflächej ·) The activated carbon particles for hemoperfusion are prepared by a multi-step process They are washed, dried in a plastic membrane encapsulated and coated with human albumin These measures are carried out around to avoid a platelet or platelet loss, which is caused by the fact that the Platelets come into direct contact with the activated carbon surface. Despite these measures occurs in the acuVtoble particles prepared in this way a one-hour perfusion still results in a platelet loss of about 30%. According to the invention this is As a result, thrombocyte loss is further reduced and brought within acceptable limits that the activated carbon particles coated with acetylsalicylic acid or xanthinol nicotinate before encapsulation in a plastic membrane will. It is believed that these compounds, which are low molecular weight aggregation inhibitors, diffuse through the plastic jacket and through their presence on the contact surface
>o Blut/Kunststoff die irreversible Thrombozytenaggregation verhindern.> o blood / plastic the irreversible platelet aggregation impede.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Hämoperfusionsverfahrens ist wenigstens ein Teil der Innenwandung des Behälters mit der Membran bedeckt und ist zwischen Membran und Wandung ein poröses Stützgewebe angeordnet und der Raum zwischen Membran und Behiilterwandung von dem Behälterinnenraum abgeschlossen und mit einem WasserauslaB versehen. Das unter bestimmtem Druck, der gegebenenfalls durchFor carrying out the hemoperfusion method according to the invention is at least a part of the inner wall of the container covered with the membrane and is A porous support fabric is arranged between the membrane and the wall and the space between the membrane and container wall closed off from the container interior and provided with a water outlet. That under certain pressure, possibly through
μ eine vorgeschaltete Blutpumpe erhöht werden kann, den Behälter durchströmende Blut wird einerseits beim Umströmen der Aktivkohleteilchen entgiftet und beim Entlangströmen an den mit der Membran versehenen Innenwänden des Behälters entwässert Das Wasserμ an upstream blood pump can be increased, Blood flowing through the container is detoxified on the one hand when it flows around the activated carbon particles and on the one hand The water drains along the inner walls of the container, which are provided with the membrane
f>i wird aus dem Raum zwischen Membran und Behälterwandung durch «inen separaten Auslaß abgezogen. f> i is withdrawn from the space between the membrane and the container wall through a separate outlet.
Um den Wasserdurchtritt noch zu erhöhen, kann zweckmäßig der Raum zwischen Membran undIn order to further increase the water penetration, the space between the membrane and
Behälterwandung evakuiert werden. Die Höhe des Druckgefälles quer zur Membran bestimmt die Geschwindigkeit des Wasserdurchtritts. Durch eine entsprechende Abstimmung von Blutdruck im Innenraum des Behälters und Vakuum im Zwischenraum zwischen Membran und Behälterwandung kann die Entwässerungsgeschwindigkeit in gewissen Grenzen beliebig eingestellt und geregelt werden.Container wall are evacuated. The height of the pressure drop across the membrane determines the speed the passage of water. By adjusting the blood pressure in the interior accordingly of the container and the vacuum in the space between the membrane and the container wall can increase the dewatering speed can be set and regulated as required within certain limits.
Der Behälter kann ein Zylinder aus Kunststoff sein und die Membran und das Stutzgewebe Schlauchstacke entsprechenden Durchmessers. Das Stützgewebe liegt dabei au der Innenwandung des Zylinders an und trägt die schlauchförmige Membran.The container can be a cylinder made of plastic and the membrane and the supporting fabric can be tubular stacks corresponding diameter. The supporting fabric lies against the inner wall of the cylinder and carries the tubular membrane.
Um ein Austragen der Aktivkohleteilchen aus der Vorrichtung zu vermeiden, ist zweckmäßig am Boden \s und Deckel des Behälters vor dem Auslaß bzw. Einlaß ein feines Sieb angeordnet, dessen lichte Maschenweite kleiner als der Partikeldurchmesser istTo avoid a discharge of the activated carbon particles from the device, is appropriate at the bottom \ s and lid of the container before the outlet or inlet of a fine sieve arranged, the mesh size is smaller than the particle diameter
Es können mehrere Behälter in einem größeren Gehäuse patronenartig zusammengefaßt sein, und einen gemeinsamen EiniaS bzw. Auslaß aufweisen. Durch die Anwendung eines solchen Stecksystems kinn die Austauschoberfläche beliebig erweitert und unterschiedlichen Anforderungen angepaßt werden. Eine besonders günstige Konfiguration ergibt sich, wenn sechs Behälter um einen siebten Behälter gleichen Durchmessers angeordnet sind und die Anordnung von einem zylindrischen Gehäuse eng umgeben ist.Several containers can be combined like a cartridge in a larger housing, and one have common inlet or outlet. Through the Using such a plug-in system, the exchange surface can be expanded and varied as desired Requirements can be adjusted. A particularly favorable configuration results when six containers are arranged around a seventh container of the same diameter and the arrangement of is closely surrounded by a cylindrical housing.
Zur Vereinfachung der Sterilisierung kann die Membran in den einzelnen Behältern auswechselbar sein. Da nach Gebrauch die gesamte Innenauskleidung entfernt wird, besteht keine Gefahr einer Störung durch Restproteinanhaftungen an den Wänden der Vorrichtung. To simplify the sterilization, the The membrane in the individual containers can be replaced. Since after use the entire inner lining is removed, there is no risk of interference Residual protein buildup on the walls of the device.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur 3s Aufbereitung von Dialysatflussigkeit eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß die Aktivkohleteilchen mit einem entsprechenden Enzym beladen werden. Es ist bereits bekannt, im Inneren der Aktivkohleteilchen ein Enzym, beispielsweise Urease, einzukapseln, weiches den durch die Membran gelangten Harnstoff in Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt Da Ammoniak jedoch außerordentlich giftig ist, ist es günstig, die Zersetzung bis zu Stickstoff und Wasser fortzuführen. Bei einem solchen Einsatz der Vorrichtung ist am oberen Austritt des Geräte eine Gasblasenfalle angeordnet, in welcher der Stickstoff aufgefangen und entfernt wirdThe device according to the invention can also be used for 3s preparation of dialysate fluid, provided that the activated carbon particles are loaded with an appropriate enzyme. It is already known, inside the activated carbon particles an enzyme, for example urease to encapsulate, soft the through the membrane passed urea into ammonia and carbon dioxide decomposed because ammonia is extraordinarily high is toxic, it is beneficial to continue the decomposition down to nitrogen and water. With one of these Using the device, a gas bubble trap is arranged at the upper outlet of the device, in which the Nitrogen is captured and removed
Nachfolgend ist eine Ausfuhrungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt soAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawings, for example. In it shows so
F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung, «indF i g. 1 shows a schematic longitudinal section through the device, «ind
Fig.2 eine Draufsicht auf einen Schnitt durch ein Gerät, in dem mehrere Behälter zusammengefaßt sind.Fig.2 is a plan view of a section through a Device in which several containers are combined.
Die im Schnitt in Fig. I dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Kunststoffzylinder f0, in dessen beide öffnungen ein Boden 12 und ein Deckel 14 eingepaßt sind; Deckel bzw. Boden sind mit O-Ringen gegen die Zylinderwand abgedichtet Im Boden 12 ist ein Einlaß 16 für die Blutzufuhr und im Deckel 14 ein Auslaß 18 für die Blutabfuhr angeordnetThe device shown in section in Fig. I consists of a plastic cylinder f0, in both of which openings a bottom 12 and a lid 14 are fitted; Lid and base are with O-rings against the Cylinder wall sealed In the bottom 12 is an inlet 16 for the blood supply and in the cover 14 an outlet 18 for the Arranged blood drainage
An der Innenwandung des Zylinders liegt ein schlauchförmiges Stützgewebe 20 an, das am besten in einer Ausnehmung in der Innenwandung des Zylinders 10 liegt, so daß sein Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Dichtungen ist Am inneren Umfang des Stützgewebes 20 ist eine schlauchförmige Membran 22 angeordnet, welche beispielsweise mit den O-Ringen in Boden und Deckel gegenüber der Innenwand des Behälters 10 abgedichtet ist Der zwischen Membran 22 und Innenwand des Behälters 10 gebildete Ringraum 24 ist über einen Auslaß 26 mit einer nicht gezeigten Wasserabfuhrleitung verbunden. Über den Auslaß 26 kann der Ringraum 24 auch evakuiert werden.On the inner wall of the cylinder is a tubular support fabric 20, which is best in a recess in the inner wall of the cylinder 10, so that its inner diameter is equal to that The inner diameter of the seals is on the inner circumference of the support fabric 20 is a tubular Membrane 22 arranged, which for example with the O-rings in the bottom and cover opposite the The inner wall of the container 10 is sealed between the membrane 22 and the inner wall of the container 10 The annular space 24 formed is connected via an outlet 26 to a water discharge line, not shown. Above the outlet 26, the annular space 24 can also be evacuated.
Das innere des Behälters 10 ist mit entsprechend präparierten Aktivkohleteilchen 28 dicht gefüllt Die Korngröße der Teilchen wird dabei so bemessen, daß der Druckverlust beim Durchströmen des Behälters in vertretbaren Grenzen bleibtThe interior of the container 10 is tightly filled with appropriately prepared activated carbon particles 28 Grain size of the particles is dimensioned so that the pressure loss when flowing through the container in acceptable limits
Ober dem Einlaß 16 bzw. vor dem Auslaß 18 ist jeweils ein feinmaschiges Sieb 30 angeordnet, das ein Ausschwemmen der Aktivkohleteilch/r- > verhindern soILA fine-meshed screen 30 is arranged above the inlet 16 and in front of the outlet 18, which is a Flushing out the activated carbon particle / r-> prevent soIL
Der in Fig. 1 gezeigte Behälter strüt eine Art Patrone dar, die am besten in ein modulares Stecksystem eingesetzt wird, wie es beispielsweise im Querschnitt in F i g. 2 gezeigt ist In diesem Beispiel sind sieben Patronen in einer engen Packung angeordnet und von einem Gehäuse 32 umgeben. Das Gehäuse weist dabei am Boden nicht gezeigte Steckverbindungen auf, über welche die Einlasse 16 der einzelnen Patronen zu einem gemeinsamen Blu&infuhrstutzen zusammengeführt werden. Gleiches gilt für die Auslässe 18. Die einzelnen Verbindungen sind dabei so ausgebildet, daß wahlweise auch weniger Patronen in das Gehäuse eingesetzt werden können.The container shown in Fig. 1 struts a species Cartridge that is best used in a modular plug-in system, such as that in the Cross-section in FIG. 2 In this example, seven cartridges are arranged in a tight package and surrounded by a housing 32. The housing has plug connections (not shown) on the bottom on, through which the inlets 16 of the individual cartridges to a common Blu & infuhrstutzen be merged. The same applies to the outlets 18. The individual connections are like this designed that, optionally, fewer cartridges can be used in the housing.
Das Blut tritt in den Zylinder 10 über Einlaß 16 ein, nachdem es gegebenenfalls vorher noch eine Blutpumpe zur Druckerhöhung durchströmt hat Der Zylinder 10 ist mit entsprechend präparierten Aktivkohleteibhen dicht gefallt Ober Auslaß 26 ist der Ringraum 24 entsprechend evakuiert Das Blut strömt durch das Aktivkohlebett »sch oben, wobei die in ihm enthaltenen Giftstoffe durch die Ummantelung der Aktivkohle hindurchgelangen und an der Oberfläche der Teilchen adsorbiert werden. Infolge des Druckgefälles zwischen dem Innenraum des Zylinders 10 und dem Ringraum 24 tritt eine bestimmte Wassermenge durch die Membran 22 in den Ringraum 24 über. Das poröse Stützgewebe 20 ennöglicht ein Abfließen der Wassermenge fiber Auslaß 26. Durch die Einstellung des Druckgradienten kann die während der Verweilzeit des Blutes im Zylinder abgetrennte Wassermenge leicht geregelt werden.The blood enters cylinder 10 via inlet 16, after it has possibly previously flowed through a blood pump to increase the pressure. The cylinder 10 is with appropriately prepared activated charcoal pieces fallen The annular space 24 is evacuated accordingly via outlet 26. The blood flows through the activated carbon bed »Sch up, taking into account the toxins it contains pass through the coating of the activated carbon and adsorbed on the surface of the particles will. As a result of the pressure gradient between the interior of the cylinder 10 and the annular space 24 occurs a certain amount of water through the membrane 22 into the annular space 24 over. The porous support fabric 20 Allows the amount of water to flow out via outlet 26. By adjusting the pressure gradient, the The amount of water separated during the residence time of the blood in the cylinder can be easily regulated.
Die gesamte Entgiftungskapazität hängt naturlich von der Anzahl der in einem- Gehäuse parallel geschalteten Patronen ab. Die Membranoberfläche einer einzigen Patrone beträgt ca. 167 cm2. Bei einer Höhe von 18 cm und einem Durchmesser von 5 cm können 7 Patronen zu einer kompakten Einheit vereinigt werden, die ohne weiteres transportabel istThe total detoxification capacity naturally depends on the number of cartridges connected in parallel in a housing. The membrane surface of a single cartridge is approximately 167 cm 2 . With a height of 18 cm and a diameter of 5 cm, 7 cartridges can be combined into a compact unit that is easily transportable
Nach Beendigung der Hämoperfusion wird der gesamte Einsatz jeder Patrone herausgenommen und weggeworfen, so daß die Reinigung von an den Wanden anhaftenden Blutresten und die Sterilbation der Patrone wesentlich erleichtert und vereinfacht wird.Upon completion of the hemoperfusion, the entire insert of each cartridge is removed and thrown away, so that the cleaning of blood residues adhering to the walls and the sterilization of the Cartridge is made much easier and simplified.
Claims (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OI | Miscellaneous see part 1 | ||
| OI | Miscellaneous see part 1 | ||
| OGA | New person/name/address of the applicant | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BLUECHER, HUBERT VON BLUECHER, HASSO VON, 4000 DUE |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CHMIEL, HORST, PROF. DR.-ING., 7250 LEONBERG, DE |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |