DE2639549A1 - Blood purifier involving semipermeable and absorbent filters - for removal of toxic and urogenous metabolites from a small blood volume - Google Patents
Blood purifier involving semipermeable and absorbent filters - for removal of toxic and urogenous metabolites from a small blood volumeInfo
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Abstract
Description
Membraneinheit und Vorrichtung mit Membraneinheit zurMembrane unit and device with membrane unit for
Entgiftung des Blutes Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Membraneinheit und eine Vorrichtung mit Membraneinheit zur Entgiftung des Blutes, d. h. zur Entfernung von toxischen Metaboliten aus Blut.Blood Detoxification The present invention relates to a Membrane unit and a device with membrane unit for detoxifying the blood, d. H. for removing toxic metabolites from blood.
Unter Metaboliten sind diejenigen Bestandteile der lebenden Zellen zu verstehen, die den normalen Ablauf der Stoffwechsel reaktionen steuern, sowie Stoffwechselprodukte, die im menschlichen oder tierischen Organismus gebildet oder abgebaut werden, wie z. B. Harnstoff, Proteine, Kohlehydrate und Elektrolyte, wie z. B. Natrium- oder Kaliumsalze.Metabolites are those components of living cells to understand the reactions that control the normal course of metabolic reactions, as well Metabolic products that are formed in the human or animal organism or be dismantled, such. B. urea, proteins, carbohydrates and electrolytes, such as z. B. sodium or potassium salts.
Dialyse, Diafiltration und Hämoperfusion sind bekannte Verfahren zur Entfernung toxischer Metabolite aus Blut.Dialysis, diafiltration and hemoperfusion are known methods for Removal of toxic metabolites from blood.
Bei der Dialyse und Diafiltration erfolgt die Trennung mit permselektiven, d. h. selektiv durchlässigen Membranen, während die Hämoperfusion auf dem Prinzip der Adsorption beruht.The separation takes place during dialysis and diafiltration with permselective, d. H. selectively permeable membranes during hemoperfusion based on the principle of adsorption.
Bei dem Dialyseverfahren werden die auszuscheidenden Stoffe, nämlich Wasser und harnpflichtige Substanzen, wie z. B. Harnsäure, Harnstoff, Kreatinin, Kohlehydrate und Peptide, über eine permselektive Membran im Austausch mit einer Spüllösung, in der sich einige der für den Organismus lebensnotwendigen Substanzen befinden, ausgeschieden. Die treibende Kraft für den Stoffaustausch ist hierbei für jede diffusible Substanz deren Konzentrationsdifferenz zwischen beiden Seiten der Membran.In the dialysis process, the substances to be eliminated are, namely Water and urinary substances such as B. uric acid, urea, creatinine, Carbohydrates and peptides, through a permselective membrane in exchange with a Rinsing solution that contains some of the essential substances for the organism are eliminated. The driving force for the mass transfer is here for each diffusible substance the difference in concentration between the two sides the membrane.
Das Diafiltrationsverfahren arbeitet mit einer einstellbaren Druckdifferenz als treibender Kraft. Alle Substanzen, deren Größe unterhalb der Trenngrenze der permselektiven Membran liegt, werden als Ultrafiltrat im gleichen Konzentrationsverhältnis wie im Blut abgepreßt. Das Ultrafiltrat kann verworfen werden; jedoch muß die dem Blut entzogene Ultrafiltratmenge mit allen lebensnotwendigen Substanzen im physiologischen Konzentrationsverhältnis ersetzt werden.The diafiltration process works with an adjustable pressure difference as the driving force. All substances whose size is below the separation limit of the permselective membrane are used as ultrafiltrate in the same concentration ratio like squeezed in the blood. The ultrafiltrate can be discarded; however, the dem Blood withdrawn amount of ultrafiltrate with all essential substances in the physiological Concentration ratio to be replaced.
Dialyse und Diafiltration werden in erster Linie zur Behandlung von chronischen Nierenkranken angewandt.Dialysis and diafiltration are primarily used to treat chronic kidney disease.
Die Hämoperfusion hingegen arbeitet nach einem anderen Prinzip und wird bisher nahezu ausschließlich nur dann eingesetzt, wenn eine besonders rasche Entgiftung des Blutes, wie z. B. bei akutem Leberversagen oder bei Vergiftungen, erfolgen muß. Hierbei werden Adsorbentien, wie Aktivkohle oder makroporöse Ionentauscherharze, zur Adsorption toxischer Metabolite eingesetzt. Die Adsorbentien werden, umhüllt mit porösem Membranmaterial, in granulierter Form als sogenannte Granulen oder in wäßriger Suspension umhüllt von Mikrokapseln in von Blut durchströmten Säulen eingesetzt. Die Umhüllung der Adsorbentien mit porösem Membranmaterial verhindert den direkten Kontakt mit dem Blut, wodurch die Blutverträglichkeit verbessert werden soll. Dennoch ist das Risiko einer Blutschädigung ziemlich groß, vor allem durch Verluste von Blutformkörpern und Proteinen, durch Mikroembolien aufgrund ausgeschwemmter Adsorbenspartikel und durch Störung der Strömungsgleichmäßigkeit in der vom Blut durchströmten Säule. Infolge dieses hohen Risikos wird die Hämoperfusion in der Praxis auf die Fälle beschränkt, in denen der Patient sich in einem komatösen Zustand befindet.Hemoperfusion, on the other hand, works on a different principle and has so far only been used almost exclusively when a particularly rapid one Detoxification of the blood, such as B. in acute liver failure or poisoning, must be done. Here, adsorbents such as activated carbon or macroporous ion exchange resins, used to adsorb toxic metabolites. The adsorbents are encased with porous membrane material, in granulated form as so-called granules or in aqueous suspension encased by microcapsules in columns through which blood flows. The coating of the adsorbents with porous membrane material prevents direct Contact with the blood, which is supposed to improve blood tolerance. Yet the risk of blood damage is quite high, especially from the loss of Blood form bodies and proteins, through microembolisms due to adsorbent particles washed out and by disturbing the flow uniformity in the column through which the blood flows. As a result of this high risk, hemoperfusion is in practice on the cases limited in which the patient is in a comatose state.
Weiterhin zeigen Hämoperfusionssysteme den Nachteil, daß das Adsorbens gewisse auszuscheidende Metabolite, wie Wasser, Harnstoff und Ammoniak, nicht oder nur unzureichend zu adsorbieren vermag. Auch zusätzliche aufwendige und teure Maßnahmen, wie der Einsatz von Enzymen in Mikrokapseln, bringen keine einfache und befriedigende Beseitigung dieser toxischen Metabolite.Furthermore, hemoperfusion systems have the disadvantage that the adsorbent certain metabolites to be eliminated, such as water, urea and ammonia, do not or can only insufficiently adsorb. Additional complex and expensive measures like the use of enzymes in microcapsules, do not bring simple and satisfactory Elimination of these toxic metabolites.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Diafiltration und Hämoperfusion miteinander zu kombinieren, indem man entsprechende Vorrichtungen in Serie schaltet.It has also been suggested diafiltration and hemoperfusion to combine with each other by connecting appropriate devices in series.
Dies ist jedoch infolge des großen Apparatevolumens, d. h.However, this is due to the large volume of the apparatus, i.e. H.
hohen Blutfüll- und Restvolumens der Vorrichtungen, von Nachteil; insbesondere besteht für den Patienten die erhöhte Gefahr der Hypotonie. Ferner zeigt die Hämoperfusionsvorrichtung die bereits oben gezeigten Nachteile, insbesondere besteht durch den zusätzlichen apparativen Aufwand ein höheres Risiko einer Blutschädigung. Weiterhin ist es schwierig, die beiden Vorrichtungen zu regulieren und aufeinander abzustimmen. Schließlich werden die Behandlungskosten wesentlich erhöht.high blood filling and residual volume of the devices, a disadvantage; in particular, there is an increased risk of hypotension for the patient. Further the hemoperfusion device shows the disadvantages already shown above, in particular there is a higher risk of blood damage due to the additional equipment required. Furthermore, it is difficult to regulate the two devices and to one another to vote. Ultimately, the treatment costs are increased significantly.
Auch wurde bereits beschrieben, das bei der Diafiltration anfallende Ultrafiltrat über giftadsorbierende Stoffe zu leiten und das entgiftete Filtrat anschließend wieder dem Blutkreislauf zuzuführen. Die nach diesem Prinzip arbeitenden Vorrichtungen zeigen insbesondere den Nachteil, daß nur das vom Blut abgetrennte Ultrafiltrat, nicht jedoch die nicht abgepreßte Hauptmenge des Blutes, in Kontakt mit dem Adsorbens treten kann.It has also already been described that which occurs during the diafiltration Ultrafiltrate through poison-adsorbing substances guide and detoxify Subsequently feed the filtrate back into the bloodstream. According to this principle working devices show in particular the disadvantage that only that of the blood separated ultrafiltrate, but not the main amount of blood that has not been squeezed out, can come into contact with the adsorbent.
Ausgehend von diesen bekannten Vorrichtungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Membraneinheit zur Entfernung von toxischen Metaboliten aus Blut vorzuschlagen, die die aufgezeigten Nachteile nicht oder nicht in diesem Maße aufweist und die sich insbesondere durch ihre Einfachheit, das verringerte Risiko für den Patienten und die rasche und intensive Entfernung der toxischen Metabolite auszeichnet.Based on these known devices, there is the task of present invention therein, a membrane unit for the removal of toxic metabolites To propose out of blood that does not or does not have the disadvantages shown in this Has dimensions and which is reduced in particular by its simplicity Risk to the patient and the rapid and intensive removal of the toxic metabolites excels.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Membraneinheit zur Entfernung von toxischen Metaboliten aus Blut. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Hohlraum aufweist, durch den das zu reinigende Blut strömt und der durch mindestens eine flächenhafte permselektive Membran und mindestens ein Adsorbens gebildet wird, das gegebenenfalls mit einer porösen Membran umhüllt oder in diese eingebettet ist.According to the invention, this object is achieved by a membrane unit for removing toxic metabolites from blood. It is characterized by that it has a cavity through which the blood to be purified flows and the by at least one sheet-like permselective membrane and at least one adsorbent is formed, which optionally envelops with a porous membrane or in this is embedded.
Die permselektive Membran besteht aus dem bereits in der Dialyse und Diafiltration eingesetzten Material, wie z. B.The permselective membrane consists of that already in dialysis and Diafiltration material used, such as. B.
regenerierter Cellulose aus Viskose oder Cuoxamlösung, koaguliertem Celluloseacetat, koaguliertem Polyamid, koaguliertem Polypeptid, koaguliertem Protein und/oder koaguliertem Polysulfon. Um gegebenenfalls die umständliche Aufbewahrung der semipermeablen Membran im feuchten Zustand vor der Inbetriebnahme der Membraneinheit zu umgehen, können sogenannte Trockenmenbranen, die wiederanfeuchtbar sind und die vor allem aus Celluloseacetat oder Polyamid bestehen, verwendet werden.regenerated cellulose from viscose or cuoxam solution, coagulated Cellulose acetate, coagulated polyamide, coagulated polypeptide, coagulated protein and / or coagulated polysulfone. About the cumbersome storage the semi-permeable membrane in the moist state before the membrane unit is put into operation to avoid so-called dry membrane, which are rewettable and which mainly made of cellulose acetate or polyamide, can be used.
Die Porengröße der permselektiven Membran liegt im Bereich von 10 bis 50 R. Die Membran kann antithrombogen und biokompatibel ausgerüstet sein.The pore size of the permselective membrane is in the range of 10 up to 50 R. The membrane can be antithrombogenic and biocompatible.
Vorzugsweise befindet sich die permselektive Membran auf einer porösen Trägerschicht, die zur Ableitung des Filtrats, wie Wasser und Harnstoff, fähig ist und auch der Verstärkung und Stützung der Membran dient, so daß die Membran leicht zu handhaben ist und Membranbeschädigungen vermieden werden. Die poröse Trägerschicht besteht beispielsweise aus Papier oder einem Gewebe oder Gelege sowie aus aus Stapelfasern gepreßten Vliesen, insbesondere solchen aus Kunststoff, wie Polyester. Auch gesinterte Kunststofe, wie gesintertes Polyäthylen, werden als poröse Trägerschicht eingesetzt.The permselective membrane is preferably located on a porous one Support layer capable of draining the filtrate such as water and urea and also serves to reinforce and support the diaphragm so that the diaphragm is lightweight can be handled and membrane damage avoided. The porous support layer consists for example of paper or a fabric or scrim and of staple fibers pressed nonwovens, in particular plastic such as polyester. Sintered plastics, such as sintered polyethylene, are also used as a porous carrier layer used.
Die permselektive Membran wird mit der porösen Trägerschicht beispielsweise durch Kleben oder Siegeln der Ränder verbunden. Bevorzugt wird die Membranschicht direkt auf der Oberfläche der Trägerschicht durch Koagulation oder Regenerieren einer geeigneten Lösung der membranbildenden Substanz erzeugt.The permselective membrane is with the porous support layer for example connected by gluing or sealing the edges. The membrane layer is preferred directly on the surface of the carrier layer by coagulation or regeneration a suitable solution of the membrane-forming substance generated.
Das Adsorbens besteht aus einem faserförmigen Körper oder einem flächenhaften Gebilde, d. h. einem Gewebe, Gewirke, Vlies oder Geflecht, das gegebenenfalls mit einer porösen Membran umhüllt oder in diese eingebettet ist. Unter Gewebe ist ein aus Kette und Schuß aufgebautes Flächengebilde zu verstehen. Ein Geflecht ist definitionsgemäß ein in der Art eines gängigen Maschendrahtes aufgebauter Körper.The adsorbent consists of a fibrous body or a flat one Structure, d. H. a woven, knitted fabric, fleece or braid, optionally with encased or embedded in a porous membrane. Under tissue is a to understand flat structure built up from warp and weft. A braid is by definition a body constructed in the manner of a common wire mesh.
Liegt das Adsorbens in granulierter Form vor, so ist es gewöhnlich in eine poröse Membran eingebettet oder wird -von dieser umhüllt. Das granulierte Adsorbens kann aber auch nur oberflächlich auf ein flächenhaftes Gebilde aufgebracht sein.When the adsorbent is in a granulated form, it is common embedded in a porous membrane or enveloped by this. The granulated However, adsorbent can also only be applied superficially to a planar structure be.
Als Adsorbentien werden flächenhafte oder faserförmige Gebilde oder Granulen aus Verbindungen mit lonentauscherkapazität z. B. sulfonierte Polyolefine, z. B. Polyäthylen, oder hydrophobe poröse Kunstharze, z. B. Polystyrol, oder aus Aktivkohle verwendet. Vorzugsweise hat die Aktivkohle die Form eines Gewebes oder Geflechtes oder einer Faser, bestehend aus einem unter Sauerstoffausschluß zu Kohlenstoff pyrolysiertem Textilmaterial, das mit einer porösen Membran umhüllt oder in diese eingebettet ist.Flat or fibrous structures or are used as adsorbents Granules of compounds with ion exchange capacity z. B. sulfonated polyolefins, z. B. polyethylene, or hydrophobic porous synthetic resins, e.g. B. polystyrene, or from Activated carbon used. Preferably, the activated carbon is in the form of a fabric or Braid or a fiber, consisting of a carbon in the absence of oxygen pyrolyzed textile material that is wrapped in a porous membrane or in this is embedded.
Das Textilmaterial besteht aus Fasern aus synthetischem Material, wie Polyamide, Polyester oder Polyacrylnitril oder natürlichem Material wie Cellulose. Die poröse Membran hat eine Porengröße von 10 bis 1 000 R, vorzugsweise 50 bis 200 R, und besteht aus regenerierter Cellulose aus Viskose oder Cuoxamlösung, koaguliertem Celluloseacetat, koaguliertem Polyamid, koaguliertem Polypeptid, koaguliertem Protein und/oder koaguliertem Polysulfon. Die poröse Membran wird durch übliche Verfahren hergestellt.The textile material consists of fibers made of synthetic material, such as polyamides, polyesters or polyacrylonitrile or natural material such as cellulose. The porous membrane has a pore size of 10 to 1,000 R, preferably 50 to 200 R, and consists of regenerated cellulose from viscose or cuoxam solution, coagulated Cellulose acetate, coagulated polyamide, coagulated polypeptide, coagulated protein and / or coagulated polysulfone. The porous membrane is made by conventional methods manufactured.
Wenn das Adsorbens aus einem gegenüber gewissen Blutbestandteilen aggressiven Material besteht, wird es von der porösen Membran umhüllt, so daß kein direkter Kontakt zwischen Blut und dem Adsorbens besteht. Die poröse Membran wird insbesondere direkt auf der Oberfläche des Adsorbens erzeugt oder wird durch Gießen, Regenerieren und/oder Koagulieren einer Lösung des membranbildenen Polymer und granulierten Adsorbens hergestellt. Sie kann gewünschtenfalls antithrombogen und biokompatibel ausgerüstet sein.When the adsorbent is made up of certain blood components aggressive material, it is enveloped by the porous membrane so that no there is direct contact between the blood and the adsorbent. The porous membrane is generated in particular directly on the surface of the adsorbent or is made by Pouring, regenerating and / or coagulating a solution of the membrane-forming polymer and granulated adsorbent. If desired, it can be antithrombogenic and equipped to be biocompatible.
Vorzugsweise weist das Adsorbens und/oder die poröse Membran auf der zur permselektiven Membran hingerichteten Oberfläche eine Profilierung auf, die anstelle eines Abstandshalters den vom Blut durchströmten Hohlraum aufrecht erhält, und/oder es wird eine poröse Trägerschicht mit einer profilierten Oberfläche verwendet, auf die eine permselektive Membran aufgebracht ist und die somit ebenfalls eine Profilierung aufweist. Ist die Profilierung nicht vorhanden, so ist zwischen permselektiver Membran und Adsorbens ein zusätzlicher Abstandshalter erforderlich, z. B. in Form von Stützplatten, eines Gewebes oder Geflechtes.Preferably, the adsorbent and / or the porous membrane on the to the permselective membrane executed surface a profiling that instead of a spacer, maintains the cavity through which the blood flows, and / or a porous carrier layer with a profiled surface is used, to which a permselective membrane is applied and thus also a Has profiling. If the profiling is not available, then between permselective Membrane and adsorbent require an additional spacer, e.g. B. in shape of support plates, a fabric or mesh.
Die Profilierung der Oberfläche zeigt beispielsweise die Form regelmäßig verteilter Noppen oder Streifen oder eine Riffelung, wobei sich die Profilierung über die gesamte Oberfläche der porösen Membran und/oder permselektiven Membran bzw. porösen Trägerschicht erstreckt. Neben der Aufgabe, den für den Blutdurchfluß notwendigen Hohlraum aufrechtzuerhalten, bewirkt die Profilierung eine gute Durchmischung des zu reinigenden Blutes und eine Vergrößerung der Oberfläche des Adsorbens und/oder der Membran.The profiling of the surface shows the shape regularly, for example distributed knobs or strips or a corrugation, whereby the profiling over the entire surface of the porous membrane and / or permselective membrane or porous carrier layer extends. In addition to the Task that for maintaining the necessary cavity for blood flow causes the profiling a good mixing of the blood to be cleaned and an enlargement of the surface of the adsorbent and / or the membrane.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung zeigt die bisher erläuterte Membraneinheit eine zusätzliche zweite permselektive Membran, die sich benachbart und im Abstand zur Rückseite des Adsorbens erstreckt. Als Rückseite des Adsorbens ist diejenige Oberfläche des Adsorbens bzw.In a further embodiment of the invention, the previously explained Membrane unit an additional second permselective membrane, which is adjacent and extends at a distance from the rear of the adsorbent. As the back of the adsorbent is the surface of the adsorbent or
seiner porösen Membranhülle zu verstehen, die von der Oberfläche der ersten permselektiven Membran abgewendet ist. Durch die zweite permselektive Membran und die Rückseite des Adsorbens wird ein weiterer, zweiter Hohlraum gebildet, durch den ebenfalls das zu reinigende Blut geführt wird. Die Strömungsrichtung kann die gleiche sein wie im ursprünglichen Hohlraum oder entgegengesetzt, wobei das Blut nach dem Durchströmen des ersten Hohlraums durch umlenkende Einbauten dem zweiten Hohlraum zur weiteren Reinigung zugeführt wird.to understand its porous membrane covering that of the surface of the first permselective membrane is turned away. Through the second permselective membrane and the back of the adsorbent is formed by a further, second cavity which the blood to be purified is also carried. The direction of flow can be the be the same as in the original cavity or opposite, being the blood after flowing through the first cavity through deflecting internals the second Cavity is fed for further cleaning.
In dieser dreiteiligen Membraneinheit bestehen die permselektiven Membranen aus dem gleichen oder verschiedenem Material oder aus permselektiven Membranen mit verschiedenem Volumenfluß und/oder unterschiedlicher Molekulargewichtsausschlußgrenze. Vorzugsweise befinden sich die permselektiven Membranen auf porösen Trägerschichten. Es gelten hierzu und bei der Ausgestaltung der Adsorbensschicht die die oben beschriebene Membraneinheit betreffenden Erläuterungen in analoger Weise.The permselective ones exist in this three-part membrane unit Membranes made of the same or different material or of permselective membranes with different volume flow and / or different molecular weight exclusion limit. Preferably the permselective membranes are on porous support layers. It apply in this regard and in the design of the adsorbent layer, the one described above Explanations relating to the membrane unit in an analogous manner.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Entfernung von toxischen Metaboliten aus Blut. Sie besteht aus mindestens einem Zulauf für das zu reinigende Blut, mindestens einem Ablauf für das gereinigte Blut und mindestens einem Ablauf für das Filtrat. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf für das zu reinigende Blut und der Ablauf für das gereinigte Blut mit dem Hohlraum mindestens einer Membraneinheit in Verbindung stehen, die die kennzeichnenden Merkmale der Membraneinheit nach einem der Ansprüche aufweist, und daß der Ablauf des Filtrats mit der permselektiven Membran der Membraneinheit oder gegebenenfalls mit der porösen Trägerschicht in Verbindung steht.The invention also relates to a device for removal of toxic metabolites from blood. It consists of at least one inlet for the blood to be cleaned, at least one drain for the cleaned blood and at least a drain for the filtrate. It is characterized in that the inlet for the blood to be cleaned and the drain for the cleaned blood with the cavity at least a membrane unit in connection, which have the characteristic features of the Membrane unit according to one of the claims, and that the outflow of the filtrate with the permselective membrane of the membrane unit or optionally with the porous one Support layer is in connection.
Mehrere Ausführungsbeispiele werden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine spiralförmig aufgewickelte Membraneinheit im Schnitt.Several exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the figures. 1 shows a spiral-shaped membrane unit in section.
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Membraneinheit im Schnitt. 2 shows a further embodiment of the membrane unit in section.
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Membraneinheit in perspektivischer Ansicht geschnitten. 3 shows a third embodiment of the membrane unit in perspective Cut view.
In Fig. 1 ist eine spiralförmig aufgewickelte Membraneinheit im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus dem mit einer porösen Membran 1 umhüllten Adsorbens 2, das aufgrund einer Profilierung seiner Oberfläche im Abstand von der permselektiven Membran 3 gehalten wird. Die permselektive Membran 3 befindet sich auf einer porösen Trägerschicht 4, auf deren gegenüberliegender Oberfläche ebenfalls eine permselektive Membran 5 aufgebracht ist.In Fig. 1, a spiral wound membrane unit is in section shown. It consists of the adsorbent encased in a porous membrane 1 2, which due to a profiling of its surface at a distance from the permselective Membrane 3 is held. The permselective membrane 3 is located on a porous Carrier layer 4, on the opposite surface also a permselective Membrane 5 is applied.
Die Zuführung des Blutes erfolgt über einen nicht dargestellten Zulauf vertikal zur Zeichenebene in die von Adsorbens 2 und permselektiver Membran 5 gebildeten Hohlräume 6, das Blut durchströmt die Hohlräume und wird anschließend über einen nicht dargestellten Ablauf der Vorrichtung entnommen. Das durch die permselektive Membran 3 bzw. 5 durchtretende Filtrat wird über die poröse Trägerschicht 4, die mit Ablaufrohren 7 in Verbindung steht, abgeleitet. Sofern nach dem Prinzip der Dialyse gearbeitet wird, so tritt an die Stelle der porösen Trägerschicht ein Abstandshalter, der einen Hohlraum für den Durchlaß einer Spüllösung aufrecht erhält. Das Blut durchströmt die gewickelte Membraneinheit in axialer Richtung, es ist auch möglich, daß das Blut in Richtung der Wicklung der Spirale fließt, wobei es je nach Strömungsrichtung zentral oder am Umfang der Wicklung abgeführt wird.The blood is supplied via an inlet (not shown) vertical to the plane of the drawing in that formed by adsorbent 2 and permselective membrane 5 Cavities 6, the blood flows through the cavities and is then passed through a not shown sequence of the device removed. That through the permselective Membrane 3 or 5 passing filtrate is over the porous support layer 4, the communicates with drain pipes 7, derived. If according to the principle of Dialysis is worked, so takes the place of the porous Carrier layer a spacer that maintains a cavity for the passage of a rinse solution receives. The blood flows through the wound membrane unit in the axial direction, it is also possible for the blood to flow in the direction of the winding of the coil, wherein depending on the direction of flow, it is discharged centrally or at the circumference of the winding.
Eine weitere in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Ausführungsform der Membraneinheit besteht aus einer Vielzahl, zu einem Bündel zusammengeraffter, kapillarartiger, schlauchförmiger permselektiver Membranen 8 von im wesentlichen gleicher Länge und Durchmesser, die an ihren nicht dargestellten Enden in einer Platte verankert sind, beispielsweise durch Eingießen in ein Kunstharz. In dem von jeder schlauchförmigen Membran gebildeten Innenraum befindet sich mit poröser Membran 1 überzogenes Adsorbens 2 in granulierter, flächenhafter oder faserförmiger Gestalt.Another embodiment shown in section in FIG The membrane unit consists of a large number of capillary-like, tubular permselective membranes 8 of substantially the same length and Diameters which are anchored in a plate at their ends (not shown), for example by pouring into a synthetic resin. In that of each tubular The interior space formed by the membrane is located with an adsorbent coated with a porous membrane 1 2 in granular, flat or fibrous form.
Das zu behandelnde Blut wird durch den Innenraum 6 der schlauchförmigen Membran 8 bzw. Membranen geführt, wobei die toxischen Metabolite teils durch die permselektive Membran 8, teils durch die poröse Membran 1 zu dem Adsorbens 2 diffundieren und somit entfernt werden. In Abwandlung der dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, daß die schlauchförmigen, permselektiven Membranen im Abstand zueinander und berührungsfrei angeordnet sind. Dadurch wird die Berührungsfläche zwischen der äußeren Oberfläche der permselektiven Membran und einer eventuell vorhandenen Spüllösung vergrößert.The blood to be treated is through the interior 6 of the tubular Membrane 8 or membranes out, with the toxic metabolites partly through the permselective membrane 8, diffuse partly through the porous membrane 1 to the adsorbent 2 and thus be removed. In a modification of the embodiment shown, it is even possible that the tubular, permselective membranes are arranged at a distance from one another and without contact. This creates the touch area between the outer surface of the permselective membrane and any existing one Irrigation solution enlarged.
Die in Fig. 3 im Querschnitt abgebildete Ausführungsform der Membraneinheit besteht aus einer leporelloartig gefalteten porösen Trägerschicht 4, die beidseitig mit permselektiven Membranen 9 beschichtet ist. Zwischen benachbarten Lagen dieser Faltung befinden sich mit poröser Membran 1 umhüllte Adsorberschichten 2, die eine profilierte Oberfläche aufweisen und damit die Kanäle 6 bilden.The embodiment of the membrane unit shown in cross section in FIG. 3 consists of a leporello-like folded porous carrier layer 4, which on both sides is coated with permselective membranes 9. Between neighboring layers of this Folding are with a porous membrane 1 enveloped adsorber layers 2, the one have a profiled surface and thus form the channels 6.
Es ist auch möglich, eine Membraneinheit durch Vertauschung der Schichten so zu gestalten, daß die mit poröser Membran umhüllte Adsorberschicht leporelloartig gefaltet ist, während die beidseitig mit permselektiver Membran umhüllten porösen Trägerschichten sich zwischen benachbarten Lagen der Faltung befinden.It is also possible to create a membrane unit by interchanging the layers to be designed in such a way that the adsorber layer covered with a porous membrane is leporello-like is folded, while the porous membrane, which is enveloped on both sides with a permselective membrane Carrier layers are located between adjacent plies of the fold.
Neben den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der Membraneinheit besteht auch die Möglichkeit, die Membraneinheiten in Form von rechteckigen oder kreisförmigen Platten zu einem Stapel hintereinander anzuordnen, wobei eine der Zahl der Membraneinheiten entsprechende Anzahl von Zuleitungsstegen zur Zuführung des zu behandelnden Blutes in die einzelnen Membraneinheiten und eine entsprechende Anzahl von Ableitungskanälen am gegenüberliegenden Ende der jeweiligen Membraneinheiten vorhanden sind. Ferner kann die Zuführung des zu behandelnden Blutes auch in die erste Membraneinheit der gestapelten Membraneinheiten, die Abführung des behandelten Blutes aus der letzten Membraneinheit des Stapels erfolgen. Das Blut wird hierbei am Ende jeder Membraneinheit umgelenkt und in die benachbarte Membraneinheit eingeführt, die dann in Gegenrichtung durchströmt wird.In addition to the embodiments of the membrane unit shown in the figures there is also the possibility of the membrane units in the form of rectangular or circular To arrange panels in a stack one behind the other, wherein a number of feed webs corresponding to the number of membrane units for feeding the blood to be treated into the individual membrane units and a corresponding number of drainage channels at the opposite end of the respective Membrane units are present. Furthermore, the supply of the blood to be treated also into the first membrane unit of the stacked membrane units, the discharge of the treated blood from the last membrane unit of the stack. That Blood is diverted at the end of each membrane unit and into the adjacent one Membrane unit introduced, which is then traversed in the opposite direction.
Bei allen Vorrichtungen mit der erfindungsgemäßen Membraneinheit kann an die Stelle der porösen Trägerschicht ein Abstandshalter eingebaut werden, der einen Hohlraum aufrechterhält. Durch diesen Hohlraum wird das Filtrat abgeführt oder, wenn nach dem Dialyseverfahren gearbeitet wird, die Spüllösung fließen.In all devices with the membrane unit according to the invention can a spacer can be installed in place of the porous carrier layer, which maintains a cavity. The filtrate is discharged through this cavity or, if the dialysis procedure is used, flow the irrigation solution.
Die erfindungsgemäße Membraneinheit und die damit ausgerüsteten Vorrichtungen eignen sich in hervorragendem Maße zur Entfernung von toxischen Metaboliten aus Blut.The membrane unit according to the invention and the devices equipped therewith are excellent for removing toxic metabolites Blood.
Sie vereinigen bei geringem Apparatevolumen die Vorteile der Dialyse- und Diafiltrationsvorrichtungen mit denen der Hämoperfusionsvorrichtung, d. h. sie sind auch zur Abtrennung von Wasser, Harnstoff und Ammoniak aus Blut geeignet.They combine the advantages of dialysis with a small device volume and diafiltration devices with those of the hemoperfusion device, d. H. she are also suitable for separating water, urea and ammonia from blood.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Entfernung von toxischen Metaboliten aus Blut. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß man das zu reinigende Blut gleichzeitig an einer flächenhaften permselektiven Membran und einem Adsorbens vorbeiführt und das Filtrat ableitet.The invention also relates to a method for removal of toxic metabolites from blood. It is characterized by being able to purifying blood at the same time on a sheet-like permselective membrane and a Adsorbent passes and the filtrate discharges.
Wird das Blut mit einem Ober- oder Unterdruck von 0,1 bis 1 bar durch den von Membraneinheit und Adsorbens gebildeten Hohlraum geleitet, so erhält man analog zur Diafiltration ein Ultrafiltrat; folglich sind dem Blut die entzogenen und für den Organismus unentbehrlichen Substanzen in physiologischer Konzentration in einer Ersatzflüssigkeit zuzuführen. Wird hingegen nach dem Prinzip der Dialyse gearbeitet, so ist auf der dem Blut abgewendeten Oberfläche der permselektiven Membran eine Spüllösung vorbeizuführen, in der sich die für den Organismus lebensnotwendigen Substanzen befinden.The blood is passed through with an upper or lower pressure of 0.1 to 1 bar passed through the cavity formed by the membrane unit and adsorbent, so one obtains analogous to diafiltration, an ultrafiltrate; consequently those withdrawn are from the blood and substances indispensable for the organism in physiological concentration to be supplied in a substitute liquid. However, it is based on the principle of dialysis worked, so is on the surface of the permselective membrane facing away from the blood to pass a rinsing solution in which the vital for the organism Substances are located.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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FR2510412A1 (en) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | Layme Investment Bv | Appts. for blood filtration and purificn. - employs dialysing tubes surrounded by absorbent enabling filtrate to be reinjected |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0041692A1 (en) * | 1980-06-06 | 1981-12-16 | Nikkiso Co., Ltd. | Blood oxygenator |
EP0045033A1 (en) * | 1980-07-23 | 1982-02-03 | Terumo Corporation | Body fluid-filtering device |
FR2510412A1 (en) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | Layme Investment Bv | Appts. for blood filtration and purificn. - employs dialysing tubes surrounded by absorbent enabling filtrate to be reinjected |
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