DE2559332C3 - Membrane - Google Patents
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Description
2r)
4Γ>
Erfindungsgegenstand ist eine Membrane gemäß Ansprüchen 1 bis 3.
Membranen werden verwendet zur Isotopentren- to nung, zur Entsalzung von Meerwasser, zur Reinigung
von Trinkwasser und zur Dialyse, insbesondere für medizinische Zwecke.
Die Dialyse stellt eine selektive Diffusion gelöster Teilchen durch semipermeable Membranen dar. In γ,
der Medizin muß die Lochgröße für den Durchgang sogenannter Kristalloide (z. B. Elektrolyte, Glukose,
Harnstoff, Kreatin, Barbiturate) ausreichend sein, während Kolloide und korpuskulare Bestandteile (Eiweiß,
Fette, Blutzellen, Bakterien und Viren) mög- 6ο
liehst nicht passieren sollen (Pschyrembel, Klinisches
Wörterbuch, Walter de Gruyter & Co., Berlin 1969).
Dies geschieht in der Medizin mittels einer künstlichen Niere (Hämodialyse), in der das Blut und die bs
reinigende Flüssigkeit durch eine Membrane voneinander getrennt sind. Durch Diffusion, Osmose und
Ultrafiltration findet ein Austausch der Flüssigkeitsteile statt, die die Durchlässe der trennenden Membrane
passieren können. Die Art und die Anzahl der Teile, die an einem Austausch beteiligt sind, hängt
also von der Beschaffenheit der Folie hinsichtlich Lochgröße und Lochabstand ab.
Die in der Hämodialyse verwendeten Membranen sind halbsynthetische Zellophan- bzw. Cuprophanmembranen.
Durch Wässern des im trockenen Zustand porenlosen Zellophans quillt dieses auf. Es entstehen Hohlräume,
die aneinandergrenzen, wodurch Durchlässe in der Zellophanfolie entstehen, die zwischen 20 Ä
und 80 Ä (Streicher, Hämodialyse, Verlag C. Bindernagel, Friedberg, 1973) groß sind.
Da das Vorhandensein von Durchlässen und deren effektiver Durchmesser nicht vorherbestimmbar sind,
ist es nicht möglich, einen für eine Krankheitstherapie geeigneten Dialysator einzusetzen. Eine chronische
Urämie, ein akutes Nierenversagen, Arzneimittelintoxikationen und ähnliche Erkrankungen werden von
Bakterien, Viren, Giftstoffen unterschiedlicher Molekülgröße verursacht. Die noch unbekannten Urämiegifte
gehören z. B. zu den Mittelmolekülen, die ein Molekulargewicht von etwa 20000 haben und nur
durch eine lange Dialysedauer entfernt werden können.
Auch Membranrupturen sind nicht vollständig auszuschließen
und stellen eine Gefahr für das Leben des Patienten dar (Heimdialyse).
Membranen mit einem definierten Lochdurchmesser sind bekannt. Diese aus Nylonhohlfasern bestehenden
Membranen mit einem Lochdurchmesser von 20 Ä werden hauptsächlich in der Wasseraufbereitung
verwendet. Auch für die Hämodialyse werden Hohlfasern oder Folien mit einem Lochdurchmesser von
80 Ä angeboten, doch haben diese wie die bereits oben erwähnten Zellophanmembranen den Nachteil,
daß sie nur ein einziges Mal benutzt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Membrane so auszugestalten, daß sie mit Sicherheit Stoffe bestimmten
Durchmessers zurückhält und einen gleichmäßigen, schnellen Durchlaß von Stoffen geringerer
Größe gewährleistet. Des weiteren soll die Membrane nach Gebrauch (z. B. in der Hämodialyse) wiederverwendbar
sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Membrane gemäß den Patentansprüchen 1 bis 3 gelöst.
Das Vorhandensein von Durchlässen, die etwa senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, im Gegensatz
zu den gewundenen Durchtrittskanälen der herkömmlichen Membranen (Schwammstruktur), erlaubt
es, die Dauer der Hämodialyse von etwa 10 Stunden wesentlich herabzusetzen, wobei diese Zeit
nicht apparativ bedingt ist.
Die Membranen der vorliegenden Erfindung lassen sich nach Gebrauch sterilisieren und danach beliebig
wiederverwenden.
Aufgrund der kontrollierten Herstellung (senkrechte Durchlässe) und kontinuierlichen Verengung
der Durchlässe (Beschichtung) steht eine für den speziellen Anwendungsbereich geeignete Membrane zur
Verfügung.
Für medizinische Zwecke ist es erforderlich, daß die Beschichtung aus einem sterilisierbaren Material
besteht.
Die durch die Sterilisation ermöglichte Wiederver*-
wend barkeit der Membrane bewirkt eine erhebliche
Herabsetzung der Behandlungskosten. Dies ist insbesondere für die Heimdialyse wichtig.
Aufgrund der vorausbestimmbaren Größe und Frequenz der Durchlässe lassen sich die Dialysatoren
derart verkleinern, daß evtl. tragbare künstliche Nieren hergestellt werden können.
Das Material der Membrane kann auch in dünner Schicht, z. B. durch Aufdampfen im Vakuum oder
elektrolytisch, auf eine Unterlage mit glatter Oberfläche aufgetragen werden; dann werden die Durchlässe
hergestellt, und anschließend wird die Membrane von der Unterlage getrennt.
In der Praxis geschieht dies meistens mittels der Dünnfilm-oder Fototechnik, die auch in anderen Anwendungsbereichen
Verwendung findet.
Dieses Verfahren erlaubt die Herstellung noch dünnerer Membranen, als es die beim Bohren verwendeten
Platten oder Folien darstellen.
Auf die Membrane wird durch Auf damofen im Vakuum oder galvanisch eine Beschichtung aufgebracht, ^u
Diese bewirkt zum einen eine Verengung der Durchlässe der Membrane, wobei Durchmesser von
einigen A erreicht werden, zum anderen verhindert eine geeignete Beschichtung bei der Verwendung der
Membrane für medizinische Dialysezwecke die Ausfällung von Bluteiweiß an der Membrane.
Ein gleichmäßigeres Zudampfen der Durchlässe wird erreicht, wenn die Folie während des Bedampfens
eine Taumelbewegung ausführt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch eine Membrane nach der Erfindung.
In einer Folie 1 aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke
von etwa 12 bis 13 μ werden mit Hilfe eines Laserstrahls Löcher 2 mit einem Durchmesser von etwa 5 μ
gebohrt. Danach wird im Hochvakuum eine Schicht 3 aus Gold auf die perforierte Folie 1 aufgedampft. Dadurch
wird der effektive Durchmesser des Lochs 2 verkleinert.
Durch die kontrollierte Herstellung einer Membrasie
ist es möglich, in dem Dialysator einer künstlichen Niere eine für die Behandlung der Erkrankung
geeignete Membrane zu verwenden. Geeignet bezieht sich dabei auf die Membranendicke, den Lochdurchmesser,
den Lochabstand und das Beschichtungsmaterial.
Ein vollständiger Satz von Membranen sollte einen Molekulargewichtsbereich bis etwa 60000 erfassen.
Eine optimale Behandlung des Erkrankten wird dadurch erreicht, daß der behandelnde Aizt aus einem
Satz Membranen verschiedenen Durchlasses die für die Behandlung geeignete Membrane griffbereit hat
und in eine künstliche Niere einsetzen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Membrane mit
1.1 Durchlässen, die einheitlichen Durchmesser und einheitliche Abstände voneinander
aufweisen und
1.2. senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
daß
1.3. ein Membranmaterial aus rostfreiem Stahl durch Laser- oder Elektronen-Strahlen
hergestellte Durchlässe aufweist und
1.4. unter Verengung der Durchlässe einseitig oder beidseitig mit Edelmetallen,
Chrom, Nickel, Vanadium. Titan, Glas oder Silicon beschichtet ist.
2. Membrane mit
2.1. Durchlässen, die einheitlichen Durchmesser und einheitliche Abstände voneinander
aufweisen und
2.2. senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß
2.3. ein feines Gewebe aus rostfreiem Stahl
2.4. unter Verengung der Durchlässe einseitig oder beidseitig mit Edelmetallen,
Chrom, Nickel, Vanadium, Titan, Glas oder Silicon beschichtet ist.
3. Membrane mit
3.1. Durchlässen, die einheitlichen Durchmesser und einheitliche Abstände voneinander
aufweisen und
3.2. senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß
3.3. ein Membranmaterial aus rostfreiem Stahl durch Dünnfilm- oder Phototechnik
hergestellte Durchlässe aufweist und
3.4. unter Verengung der Durchlässe einseitig oder beidseitig mit Edelmetallen,
Chrom, Nickel, Vanadium, Titan, Glas oder Silicon beschichtet ist.
10
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