DE2631985A1

DE2631985A1 - Vorrichtung zur diffusion von substanzen zwischen zwei fluida via semipermeablen membranen

Info

Publication number: DE2631985A1
Application number: DE19762631985
Authority: DE
Inventors: Gerhard Riede
Original assignee: Gambro AG
Current assignee: Gambro AG
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1977-03-17
Also published as: SE393533B; GB1555983A; GB1555986A; GB1555987A; FR2402461A1; US4390424A; BR7605752A; CH595846A5; BE845659A; GB1555985A; NL7608889A; IT1062122B; US4224159A; FR2402462A1; DE2631985C2; FR2402461B1; FR2402462B1; SE393533C; FR2323425A1; FR2323425B1

Description

DR, WILLRATH 14.Juli 1976

D R. W E 8 E R 11/.ep

DipL-PHYS. SEIFFERT " ' 2631985

Patentanwälte

62 WIESBADEN P 10 787-125

Gustav-Freytag-Straße 25
Postfach 6145 Tel. 372720

Gambro AG.

c/o Herrn Camillo Andina,
Himmelrich 11, Baar,. Zug/Schweiz

Priorität: v. 11.September 1975 in Schweden Anm-.No.: 751 0097-4

YORRICHTyNG_-ZyRDIFFySIgNVgNSyBSTANZENZWISCHENZWEI

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Diffusion von Substanzen zwischen zwei Fluida via semipermeablen Membranen, die paarweise zwischen Stützplatten in einem Stapel von mindestens zwei solchen Platten und mindestens einem Membranenpaar angeordnet sind, wobei jede Platte zum Ein- bzw. Auslauf angeschlossene Durchflusskanäle für das jeweilige Fluid aufweist, wobei ein erstes Fluid zur Durchleitung zwischen den paarweise angeordneten Membranen vorgesehen ist und ein zweites Fluid zur Durchleitung vor diesen Membranen und der erwähnte Stapel zwischen einem Bo-■denteil und einem Kopfteil eingeklemmt ist.

Konstruktionen vorerwähnter Art sind an und für sich bekannt und beispielsweise in den schwedischen Patenten 218 441, 301 029, 325 370 und 314 167 genauer beschrieben. Bei diesen älteren Konstruktionen bestand das Problem der Zustandebringung eines über der ganzen Arbeitsfläche gleichmässig

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verteilten Druckes, kombiniert mit einem zweckmässigen--,Druck in den Bereichen um die erwähnten Durchflusskanäle herum, um dort eine gute Dichtung zu bewirken. Sonst besteht nämlich entweder die Gefahr einer ausseren Leckage oder einer Leckage zwischen den vorerwähnten beiden Fluida.

Die Erfindung behebt das Problem in der in den.Patentansprüchen genauer angegebenen Weise. Die Benutzung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in erster Linie zur Reinigung von Blut vorgesehen, d.h. als eine sogenannte künstliche Niere. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die erfindungsgemässe Konstruktion auch vielen anderen Zwecken dienen kann. Sie ist beispielsweise zum Sauerstoffzusatz zum Blut brauchbar. Hierbei besteht eines der vorgenannten Fluida aus Blut, während das andere aus Sauerstoff oder einer Sauerstoff mischung besteht. Alternativ kann die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ueberführung von Substanzen von einem Gas nach einem anderen benutzt werden. Mit Fluid ist also in der vorliegenden Patentanmeldung sowohl Gas als auch Flüssigkeit gemeint. Da die erfindungsgemässe Vorrichtung jedoch vor allem zur Reinigung von Blut gedacht ist, wird sie nachstehend in Verbindung mit einer solchen Benutzung beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen als Beispiel drei vorgezogene Ausführungsarten der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt sind. Sämtliche Ausführungsbeispxele sind hierbei also in erster Linie zur Benutzung als künstliche Niere gedacht. Es zeigen:

Fig. 1 eine solche künstliche Niere von oben gesehen, Fig. 2 die gleiche Niere von der Seite und teilweise im Schnitt gesehen,

Fig. 3 und *f einen Schnitt längs den Linien A-A bzw. B-B in. Fig. 2,

Fig. 5, 6, 7, und 8 entsprechende Sichten der zweiten Aus- .

führungsart der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei Fig.

9 diese Vorrichtung von unten gesehen darstellt,

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Fig. 10, 11, 12 und 13 Ansichten entsprechend Fig. 1-4 einer dritten Ausführungsart der erfindungsgemässen Konstruktion.

Zur Konstruktion gemäss Fig. 1-4 gehört ein Kopfteil 1 und ein Bodenteil 2 sowie ein dazwischen liegendes Paket Stützplatten 3. Zwischen Cjedem Paar nebeneinander liegenden solchen Stützplatten 3 ist ein Membranenpaar 4 angeordnet. In Fig. (2-4) sind diese Membranenpaare durch die Trennungslinie gwischen den Stützplatten 3 representiert. Dies ist geschehen, um die einzelnen Figuren nicht unnötig vergrössern zu müssen. In dem gezeigten Beispiel sind sowohl der Kopfteil als auch der Bodenteil schalenförmig und aus einem Rahmenwerk von Flanschen 5 bzw. 6 sowie Seitenwänden 7 bzw. 8 aufgebaut.

Wie am besten aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, werden die Kopf- und Bodenteile von hakenförmigen Verschlussorganen zusammengehalten. Am unteren Teil bestehen diese hakenförmigen Verschlussorgane aus einem kontinuierlichen, äusseren Flansch, der wesentlich um die ganze Peripherie dieses Teiles herumläuft. An dem oberen Teil sind diese Verschlussorgane statt dessen als separate Haken 10 geformt. Die Haken 10 sind hierbei zum innenliegenden Teil hingewendet und so angeordnet, dass sie unter Flansch 9 eingreifen können. Genau vor jedem Haken 10 ist im oberen Teil 1 ein Loch 11 angebracht. Hierdurch lässt sich dieser obere Teil in einem einfachen, zweiteiligen Spritzgusswerkzeug ohne bewegliche Kerne im Spritzgussverfahren herstellen.

Das Blut kommt durch Einlauföffnung 12 herein und die Reinigungsflüssigkeit durch öffnung 13. Dies kann beispielsweise in der in vorstehend erwähnten Patenten genauer beschriebenen Weise geschehen. In gleicher Weise wird das Blut bzw. die Reinigungsflüssigkeit durch die öffnungen 14 bzw. 15 entfernt. Schliesslich ist ein Loch mit 16 bezeichnet worden, das nur dazu dient, die Mortage der Niere zu erleichtern und das da- ■ nach durch einen nicht gezeigten Pfropfen und eine Packung 17 verstopft wird.

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Bei Montage der gezeigten Niere ist es sehr wichtig, dass um die ganze Peripherie der Niere, über die ganze wirksame Fläche bzw.um die Öffnungen 12, 13, 14 und 15 herum, ein gleichmässiger Druck geschaffen wird. Sonst kann es nämlich entweder zu einer Leckage aus der Niere heraus, oder zwischen dem Blut und der Reinigungsflüssigkeit kommen. Praktische Versuche haben hierbei ergeben, dass die dargestellten, hakenförmigen Verschlussorgane dazu gebracht werden können, den gewünschten Druck in gewünschter Verteilung zu geben. Diese Druckverteilung wird durch die schmaler werdende Form der Niere weiterhin verbessert. Diese Form ergibt nämlich einen kleinen Abstand zwischen den öffnungen 12-15 sowie dem nächsten Verschlussorgan, im Vergleich damit, dass die Form ganz rechteckig wäre.

Die Konstruktion gemäss Fig. 5-9 stimmt im Prinzip mit der gemäss Fig.1-4 überein. Daher sind die gleichen Hinweisbezeichnungen benutzt worden, jedoch mit dem Zusatz eines Primzeichens. Der Unterschied besteht vor allen Dingen in der Konstruktion des Kopfteils 1. Dieser ist hierbei im Wesentlichen als eine Platte mit hakenförmigen Verschlussorganen 10' gebaut, die dazu dienen, in Löcher 11'₉ die in den Wänden 8' von Unterteil 2' vorhanden sind, einzugreifen. Unterteil 2' ist hierbei also schalenförmig mit einem oberen, ausgeschwungenen Kantenteil 8a¹. Im übrigen stimmt die Konstruktion wesentlich mit der gemäss Fig. 1-4 überein. Auch die Funktion ist im Wesentlichen gleich.

Ebenfalls die Konstruktion gemäss Fig.10-13 ist im Wesentlichen die gleiche, wie die gemäss Fig. 1-4. Daher sind auch hier die gleichen Hinweisbezexchnungen zur Anwendung gekommen, jedoch mit Zusatz eines Biszeichens. Der wesentliche Unterschied besteht hier im Bau der Verschlussorgane 9" und 10". Diese sind hier als relativ zueinander umgekehrte U-förmige Haken geformt, die in Linie miteinander gebracht werden können. Sie bilden hierbei eine Rinne, in die eine oder mehrere Schienen 20" zwecks Verschluss der Teile 1" und 2" im

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Verhältnis zueinander eingeschoben werden können. Sonst gleicht die Konstruktion und Funktion wesentlich der Konstruktion gemäss Fig.. 1-4·. -Daher dürfte es nicht notwendig sein, diese Ausführungsart im Detail zu beschreiben.

Die Erfindung ist natürlich nicht nur auf die drei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern lässt sich im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche abwandeln. Beispielsweise kann die Form der zur Konstruktion gehörenden Details wesentlich geändert werden, ohne dass der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

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Claims

PATENTANSPRUECHE.

(1) Vorrichtung zur Diffusion von Substanzen zwischen zwei Fluida via semipermeablen Membranen (I)₅ die paarweise zwischen Stützplatten 03) in einem Stapel von mindestens zwei solchen Platten (3) und mindestens einem Membranenpaar (4-. 4·) angeordnet sind, wobei zu jeder Platte zum Ein- bzw. Auslauf angeschlossene Durchflusskanäle für das jeweilige Fluid gehören (12, 13, IM-, 15), von denen ein erstes Fluid zwischen den paarweise angeordneten Membranen (4) durchgeleitet werden soll und ein zweites Fluid vor diesen Membranen (¹O, und wobei der erwähnte Stapel zwischen einem Bodenteil (2) und einem .Kopfteil (1) eingeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens einer dieser Kopf- bzw. Bodenteile (1, 2) schalenförmig gebaut und zur direkten Zusammenkopplung mit dem anderen dieser Teile (1, 2) angeordnet ist.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Wände (8) des schalenförmigen Teiles (2) einen wesentlichen Teil der.Seitenflächen des erwähnten Paketes und vorzugsweise mindestens die Hälfte von diesen decken.

3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 und 2, wobei sowohl der erwähnte Kopfteil (1), als der erwähnte Bodenteil

(2) schalenförmig sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (1, 2) hakenförmige Verschlussorgane (9, 10) aufweisen, die an den jeweiligen Teilen genau voreinander angebracht sind, wobei der eine schalenförmige Teil den anderen teleskopisch umgreift.

4_;_ Vorrichtung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die hakenförmigen Verschlussorgane (9) am einen Teil (2) aus einem vorzugsweise kontinuierlich laufenden, äusseren Flansch (9) bestehen, der wesentlich um die ganze Peripherie dieses Teiles herumläuft, während der andere Teil (1) separate Haken (10) aufweist,

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die zum innenliegenden Teil nach innen gewendet sind, wobei in diesem Teil genau vor jedem Haken (10) ein Loch (11) angebracht ist j so dass er in einem einfachen, zweiteiligen Spritzgusswerkzeug ohne bewegliche Kerne im Spritsgussverfahren hergestellt werden kann.

5. Vorrichtung gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Kopfteil (1), als auch der Bodenteil (2) aus.einem Rahmenwerk von Flanschen (5,6) aufgebaut sind, um hohen Druck aushalten zu können.

6. Vorrichtung gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Form vl· des erwähnten Paketes länglich ist und die jeweiligen Durchflusskanäle (12-15) an den Enden angeordnet sind, wobei die Stützplatten (3) eine an den Enden schmaler werdende Form aufweisen, wodurch der Abstand vom jeweiligen Kanal (12-15) zum nächsten Zusammenkopplungsorgan (9, 10) kleiner ist, als bei einer ganz rechtwinkeligen Form.

7. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Unterteil (2') schalenförmig ist und einen oberen, ausgeschwungenen Kantenteil (8a¹) hat, wobei dieser ausgeschwungene Kantenteil (8a^f) Löcher (II¹) aufweist, in denen hakenförmige Verschlussorga-. ne (10') eines wesentlich planen Kopfteiles (l^f) angebracht sind, um einzuschnappen, wenn dieser Kopfteil (I¹), entgegen der Wirkung des Druckes vom zusammengepressten Paket von Stützplatten (3) und zwischenliegenden Membranenpaaren (4, 4), zum Bodenteil (2^f) heruntergepresst wird.

8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 und 2, wobei sowohl der erwähnte Kopfteil (1"), als auch der erwähnte Bodenteil (2") schalenförmig sind, dadurch gekennzeichnet , dass diese beiden Teile (1", 2") relativ

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zueinander umgekehrte, U-förmige Verschlussorgane (9", 10") aufweisen, die angebracht sind, um unter Bildung einer Rinne in Linie zueinander gebracht werden zu können, in welcher Rinne eine oder mehrere Verschlusschienen (20") angeordnet sind, um zwecks Verschluss der zusammengepressten Teile eingeschoben werden zu können.

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