DE2714754C2 - Hämodialysator - Google Patents

Description

I ' 3 4

II ammoniakverfahren hergestellt, wobei Baumwolle oder Ausführungsform der Trenneinlage,

f. Zellstoff in einer ammoniakalischen Kupferlösung auf- Fig. 12 einen Querschnitt einer weiteren Autfüh-

% gelöst wird, die durch eine öffnung in ein Ausfällungs- rungsform eines Hämodialysator-Gehäuses, in welchem

% bad aus verdünnter Schwefelsäure eingespritzt wird. ein Aufnahmegefäß für das Dichtungsmittel an der

% Die erfindungsgemäß verwendeten Zellulosefilme ha- 5 Trennlinie der Gehäusehälften angebracht ist,

ti ben Dicken zwischen 10 und 20 Mikron und können Fig. 13 einen Teilaufriß einer weiteren Ausführungs-

ί sowohl Toxine als auch Drogen aus dem Blut entfernen. form mit einer verstärkten Überlappungsverbindung an

is; Es wird ein Dichtungsmittel verwendet, um die Enden den Enden des Gehäuses,

%. und die SeiUoi ebener, paralleler Durchflußkanäle für F i g. 14 eine auseinandergezogene Schnittansicht der

,* das Blut und das Dialysat in dem Membranstapel abzu- io in F i g. 13 dargestellten Ausführungsform,

fe: dichten. Die Dichtung wird überall außer an den Stutzen Fig. 15 eine Schnittansicht längs der Linie 15-15 in

'..: angebracht, so daß das Blut und das Dialysat nicht um F i g. 13,

J,; die Kanten der Membran herumfließen und sich vermi- F i g. 16 eine Schnittansicht längs der Linie 15-15 in

;_:' sehen können. Die Abdichtung der Nebenwege und die Fig. 13,

,;^; Blut-Dialysat-Abdichtung werden im flüssigen Zustand 15 Fig. 17 eine Schnittansicht einer zweistufigen Stut-

t'i angebracht; das Dichtungsmittel fließt in den Zwischen- zendichtung,

j.i raum zwischen den Seiten und Enden der Membran, Fig. 18 eine der Fig. 17 ähnliche Ansicht und die

fi- füllt diese Räume aus, und liegt sowohl an der Membran Stutzenabdichtung in dichtender Position,

Jj? als auch am Gehäuse an. Das Dichtungsmittel ist ge- Fig. 19 eine Schnittansicht längs der Linie 19-19 in

il schmeidig und dehnbar und kann sich unter dem Einfluß 20 F i g. 17,

3§ der im Hämodiaiysator auftretenden Zugspannungen F i g. 20 eine perspektivische Anäichi einer anderen M verbiegen. Das Dichtungsmittel braucht nicht stark an Ausführungsform eines Keilstücks.
h der Membran zu haften, da die Membran Wasser auf- In der Zeichnung ist ein Hämodialysator-Gehäuse 10 H nimmt und bei ihrer Verwendung anschwillt; dabei wird und eine Membran 12 aus semipermeablem Material % eine gute Dichtung an all den Stellen geschaffen, an 25 gezeigt, die so zusammengefaltet ist, daß sie in das Gej? denen die Membran von dem ausgehärteten, festen häuse 10 paßt Das Gehäuse 10 weist eine Einlaßöffnung h Dichtungsmittel umgeben ist Falls das Dichtungsmittel 14 für Blut und eine Auslaßöffnung 16 für Blut auf. Ein ί nicht an der Membran haftet, kann der Hämodiaiysator Einlaßstutzen 18 und ein Auslaßstutzen 20 für das Dialy- ;' etwas höhere Drucke aushalten, da sich dann die Mem- sat sind vorgesehen, um den Durchfluß von Blut und ^i:! bran etwas verschieben kann und dabei die Zugspan- 30 Dialysat im Gegenstrom durch den Hämodiaiysator zu ,;.; nungen nach Bedarf verteilt ermöglichen. Die Stutzen für das Blut und das Dialysat :.; Das Dichtungsmittel soll thixotrope Eigenschaften enthalten im Gehäuse direkt über der Membran angehaben, so daß es gleichmäßig in den Stapel eindringt, brachte Verteilerkammern, so daß sich die Flüssigkeiten aber nicht durch Kapillarwirkung in die Kanäle gezogen gleichmäßig über den Hämodiaiysator verteilen. Die wird Die Thixotropie verhindert außerdem, daß das 35 Stutzen für das Blut und das Dialysat sind unterschied-Dichtungsmittel unter dem Einfluß der Schwerkraft in !ich ausgebildet, so daß ein falscher Anschluß ar. eine die Kanäle einströmt Die Verwendung eines Dich- Nieren-Dialyse-Maschine unmöglich ist Das Gehäuse ^r tungsmittels mit thixotropen Eigenschaften ergibt fer- 10 umfaßt eine Umhüllung 22, die längs einer Trennlinie ι ner einen glatten Meniskus in den Kanälen, so daß keine 24 in einen ersten Teil 26 und einen zweiten Teil 28 ί scharfen Winkte und Kanten auftreten, die die Mem- 40 unterteilt ist Die Teile 26 und 28 sind trapezoidförmig, Ci bran zerschneiden könnten. wobei die größere Basisseite an der Trennlinie 24 liegt ϊΐ Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbei- Ein Keilstück 30 und ein Keilstück 32 sind in der Umhül- |v spielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläu- lung 22 angebracht und drücken aufgrund ihrer Keilwir- fi tert In der Zeichnung zeigt kung die Membran 12 zusammen; gleichzeitig ermögli-Ii F i g. 1 perspektivisch das Gehäuse eines Hämodialy- 45 chen sie den Zusammenbau des Hämodialysators ohne "Λ sators, Ausübung von Scherkräften auf die Membran und trail F i g. 2 perspektivisch einen Membranstapel aus se- gen zur Abdichtung der letzten Falte der Membran bei. g; mipermeablem Material, das in mehrere Lagen gefaltet Die Keilstücke 30 bzw. 32 weisen die Querschnitte h ist, um Kanäle für den Durchfluß von Blut und Dialysat stumpfwinkliger Dreiecke auf, wobei die Spitzen der B, zu ergeben, 50 Dreiecke etwa mit der Trennlinie 24 zusammenfallen Il F i g. 3 perspektivisch einen Stapel mit angebrachtem und die Grundlinien der Dreiecke eine Wand des recht- |j Dichtungsmittel, eckigen Hohlraums zur Aufnahme des Membran-Stall F i g. 4 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in pe!' 1"? bilden. Dabei ist die Membran 12 in eine Vielzahl 0. F i g. 3, von laparelloartigen Falten gelegt, so daß im wesentli- h F i g. 5 eine auseinandergezogene Darstellung eines 55 chen parallele Kanäle 36 für des Blut und Kanäle 38 für ;■: zusammengebauten Hämodialysators, das Dialysat vorhanden sind. Für das Dialysat durchläs-I.-] F i g. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 in sige Trenneinlagen 40 sind in den Kanälen 38 für das ΐ| F i g. 3, Dialysat angebracht, um einerseits eine Halterung zu , F i g. 7 eine Schnittansicht längs der Linie 7-7 in ergeben und anoererseits zur Ausbildung der Kanäle 36 \\ F i g. 3, 60 und 38 im Stapel 12 beizutragen. Diese Kanäle für das F i g. 8 auseinandergezogen und perspektivisch eine Blut haben die Größe von Kapillaren, wenn dos Blut sie andere Ausführungsform des Hämodialysator-Gehäu- durchströmt

ses mit einem Schnappverschluß und ausrichtenden Tei- Der Membran-Stapel 12 wird in den von der Umhüllen, lung 22 und den Keilstücken 30 und 32 definierten recht-F i g. 9 einen Teilquerschnitt der in F i g. 8 gezeigten 65 eckigen Raum eingesetzt and darin dichtend von Dich-Ausführungsform, tungsmitteln 42 festgehalten, wie dies insbesondere in F i g. 10 perspektivisch eine Membran-Trenneinlage, F i g. 3,6 und 7 gezeigt ist. Die Bahn 34 der Membran 12 F i g. 11 eine perspektivische Ansicht einer anderen verläuft ohne Unterbrechung von der Stelle, an der die

letzte Falte 44 die Keilfläche des ersten Keilstücks 30 überlappt, bis zur letzten Falte 46, welche die Keilfläche des zweiten Keilstücks 32 überlappt Um eine Vermischung von Dialysat und Blut zu verhindern, müssen die Stirnseiten 48 und 50 des Membran-Stapels 12 sowie die letzten Falten 44 und 46 abgedichtet werden; es besteht dann kein offener Durcnflußweg zwischen den Kanälen für den Blutstrom und den Kanälen für den Dialysatstrom. Das Dichtungsmittel dringt in die Kanäle an den Stirnseiten 48 und 50 ein, und die Durchflußkanäle 36 für das Blut liegen an der ersten offenen Seite 52, während die Durchflußkanäle 38 für das Dialysat an der zweiten offenen Seite 54 angeschlossen sind. Die Membran ist kürzer als die Innenlänge des Gehäuses, um einen Raum für das Dichtungsmittel zu schaffen, das somit gleichmäßig in die Stapelenden einfließen und die völlige Abkapselung der Membrankanten bewirken kann. Die letzten Falten 44 und 46 werden mit Dichtungsmittel an der Parallelseite 56 für den ersten Kanal und der Parallelseite 58 für den zweiten Kanal abgedichtet, wie dies beispielsweise in etwas vergrößerter Form in F i g. 5 gezeigt ist. Die letzte Falte 46 ist zwischen der Keilfläche 60 des zweiten Keilstücks 32 und der Keilfläche 62 des ersten Teils 26 der Umhüllung 22 eingeklemmt Die Keilflächen 60 und 62 erstrecken sich unter dem gleichen Winkel, so daß beim Einklemmen der letzten Falte 46 zwischen den beiden Oberflächen eine Halterung erfolgt Das Dichtungsmittel 42 wird an beiden Seiten der letzten Falte 46 angebracht, so daß die Kanten dieser Falte abgedichtet werden und Flüssigkeit nicht um sie herumströmen kann. Die letzte Falte 44 wird ebenfalls zwischen den zusammenwirkenden Flächen des ersten Keilstücks 30 und des ersten Teils 26 der Umhüllung 22 eingeklemmt und mit Dichtungsmittel abgedichtet. Das Dichtungsmittel füllt die Hohlräume zwischen den Wänden der Teile 26 und 28 und den jeweiligen Seiten, an denen sich die Kanäle im Stapel 12 öffnen. Es wird somit verhindert, daß Flüssigkeit einen Nebenweg um den Stapel herum durch die Hohlräume findet Die Keilflächen 64 und 66 erstrecken sich unter dem gleichen Winkel und berühren einander, obwohl sie in F i g. 6 zur Verdeutlichung der Darstellung voneinander beabstandet gezeigt sind.

Bei dieser Anordnung fließt das Blut in dünnen plattenförmigen Kapillarkanälen auf einer Seite der Membran, während das Dialysat ebenfalls in Kapillarströmung an der gegenüberliegenden Seite der Membran durch die ursprünglich etwas dickeren plattenförmigen Kanäle fließt Die Membran ist so befestigt, daß sie ohne Zerreißen oder I ageverschiebung beträchtliche quer zu ihr auftretende Drucke aushalten kann; zur Halterung dient ein maschenförmiges Halterungsteil an jeder Membranseite. Die Halterungsteile sind an der Dialysatseite der Membran angebracht um eine Halterung gegen den auf der Blutseite auftretenden höheren Druck zu schaffen. Die Halterungsteile stehen zu ihrer Befestigung in direkter Berührung mit dem Dichtungsmittel an der Öffnungsseite 54 für den zweiten Kanal und sind indirekt über die Membran an der Öffnungsseite 52 des ersten Kanals selbst gehalten. Die verhältnismäßig steifen Hukerungsteile verhindern, daß sich die Membran verschieben kann und daß sich hierbei einige größere Durchflußkanäle ergeben, durch welche dann die gesamte Flüssigkeit strömen könnte.

Die von der Umhüllung und den Keilstücken gebildeten Keilflächen werden beim Zusammenbau des Hämodialysators mitverwendet Die Bahn 34 der semipermeablen Membran 12 wird aus einem praktisch dampfdich ten Behälter gezogen, in dem sie transportiert und gelagert wurde, und dann in einer Umgebung mit kontrollierter Feuchtigkeit mehrfach gefaltet, wobei die das Dialysat durchlassenden Trenneinlagen 40 in jede zweite Falte eingelegt werden. Die gefaltete Membran 12 wird dann zwischen die Keilstücke 30 und 32 eingelegt, wie dies z. B. in F i g. 5 gezeigt ist. Ein Dichtungsmittel wird im flüssigen Zustand auf die Innenflächen der Umhüllung 22 in den Gebieten aufgebracht, in denen eine

ίο Abdichtung geschaffen werden soll. Außerdem wird Dichtungsmittel mindestens auf die Oberflächen 60 und 68 und bei Bedarf auch auf die Oberflächen 66 und 70 aufgebracht Dann werden die Membran 12, die für das Dialysat durchlässigen Trenneinlagen 40 und die Keil stücke 30 und 32 in den zweiten Abschnitt 28 der Um hüllung 22 eingesetzt. Das Zusammenwirken der keilförmigen Flächen 66 und 70 und der benachbarten, sich nach außen verjüngenden, unter gleichem Winkel verlaufenden Oberflächen des zweiten Teils 28 ergibt beim Zusammenbau, daß die Membran 12 die Ausbildung einnimmt, welche sie im fertigen Hämodialysator schließlich hat Der erste Abschnitt 26 der Umhüllung 22 wird dann über den Stapel geschoben, bis die beiden Hälften der Umhüllung an der Trennlinie 24 zusammen stoßen, ohne daß hierbei Scherkräfte auf die Membran ausgeübt werden. Die Hälften der Umhüllung werden mit eirem Klebeband zusammengehalten, das die Trennungslinie 24 überdeckt und um das ganze Gehäuse verläuft Dichtungsmittel wird dann in den leeren Raum an den Stirnseiten 48 und 50 der Membran 12 eingespritzt um die Enden der Kanäle 36 und 38 abzudichten. Vor seinem Zusammenbau wird die gefaltete Membran zusammengedrückt. Die Anordnung kehrt dann langsam in die vor dem Zusammendrücken eingenommene Form zurück, so daß sich durch Zusammenpressen und sofortigen Einbau der Anordnung in das Gehäuse der Zusammenbau leicht durchführen läßt und die Membran im Gehäuse im zusammengepreßten Zustand ist nachdem sie sich vom Zusammendrücken erholt hat Man erhält somit Kanäle für das Blut von gleichförmiger Dicke. Da die Membran 12 bereits zusammengedrückt ist wenn der erste Abschnitt 26 der Umhüllung 22 über sie geschoben wird, werden auf die letzten Falten 44 und 46 von den sich auswärts verjüngenden Wän- den des ersten Teils 26 der Umhüllung keine Kräfte ausgeübt bis die beiden Hälften sich längs der Trennlinie 24 fast berühren. Dadurch werden die Falten 44 und 46 nicht durch Scherkräfte zerrissen, die auftreten, wenn sich eine Wand gegen die andere verschiebt wobei die letzten Falten zwischen die Wände gelangen kannten. Es besteht ausreichender Kontakt zwischen den Keilflächen beim Zusammenschieben der Umhüllungshälften, wobei die letzten Falten 44 und 46 der Membran so eingeschlossen sind, daß sie straffgezogen, jedoch nicht zerrissen werden. Das Dichtungsmittel wird dann ausgehärtet und der Hämodialysator mit einem Gas sterilisiert

In F i g. 10 und 11 sind zwei spezielle Ausführungsformen der Dialysat-durchlässigen Trenneinlagen gezeigt Die Trenneinlage 40 besteht aus runden Fäden 72 und 74, wobei die Fäden 72 in einer Ebene parallel zueinander angeordnet sind, wohingegen sich die parallelen Fäden 74 in rechten Winkeln zu den Fäden 72 erstrecken. Die Fäden 74 befinden sich in einer zweiten Ebene, die neben und parallel zu der von den Fäden 72 bestimmten Ebene verläuft

Im Betrieb drückt sich die zu beiden Seiten der Trenneinlage 40 befindliche Membran in die Zwischen-

räume zwischen den Fäden 72 und 74. Wenn der Druck an der Seite des Bluts ansteigt, treffen sich die Membranflächen etwa am Mittelpunkt zwischen den von den Fäden gebildeten Ebenen. Die Membranflächen werden in gegenseitige Berührung an den Lücken oder Zwischenbereichen der Dialysat-durchlässigen Trenneinlagen 40 nur dann gebracht, wenn der Druc'c plötzlich ansteigt, oder wenn der Druck an der Seite des Bluts bedeutend höher ist als an der Dialysat-Seite der Membran. Die in F i g. 11 gezeigte Dialysat-durchlässige Trenneinlage 76 umfaßt längliche Fäden dreieckigen Querschnitts, wobei die Berührung der Fäden an den Grundlinien der Dreiecke stattfindet. Die Trenneinlage 76 ist genauso angeordnet und funktioniert ebenso wie die oben erläuterte Trenneinlage 40.

In F i g. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines Hämodialysator-Gehäuses 82 gezeigt, bei dem Überlappungsverbindungen an den Enden des Gehäuses sowie Äuüric-niäbsChiiiüe und Schiiappverbindungni vorgesehen sind, um die Ausrichtung der Teile aufeinander während des Zusammenbaus des Gehäuses zu erleichtern und die Teile im zusammengebauten Zustand festzuhalten. Das Gehäuse 82 umfaßt eine Umhüllung 83, die längs einer Trennlinie 84 in zwei Teile 86, 88 unterteilt ist. Ein erstes Keilstück 90 wird in die Umhüllung 83 auf einer Seite des Gehäuses 82 eingesetzt, während ein zweites Keilstück 92 gegenüber dem ersten Keilstück 90 innerhalb der Umhüllung 83 angeordnet ist. Die Teile des Gehäuses 82 sind genauso angeordnet und funktionieren genauso wie vorher unter Bezugnahme auf das Gehc.jse 10 beschrieben.

Die am Gehäuse 82 angebrachten Schnapp- und Ausricht-Einrichtungen umfassen Ansätze 94, die von den entsprechenden Keilflächen des ersten Keilstücks 90 bzw. des zweiten Keilstücks 92 abragen. Diese Ansätze 94 sind so angeordnet, daß beim völligen Zusammenschieben der Hälften «6 und 88 die Ansätze in Rillen 96 einschnappen. Beim Zusammenschieben der Hälften gelangen die Ansätze 94 also auf Richtflächen 98 und werden von ihnen geführt, so daß beim Zusammenfügen der Hälften die Teile automatisch durch das Zusammenwirken der Ansätze 94 und der Richtflächen 98 aufeinander ausgerichtet werden.

Einfüllöffnungen 100 sind an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 82 angebracht und ermöglichen die Einspritzung des Dichtungsmittels in die Enden der Membran, die im Gehäuse 82 enthalten ist. Überlappungsverbindungen 102 sind an den Enden des Gehäuses 82 angebracht, um die Enden zu verstärken und um das Dichtungsmittel einzuschließen. Die Überlappungsverbindungen 102 sind an der Trennlinie 84 angeordnet und umfassen einen am ersten Teil 86 angebrachten äußeren Vorsprung 104, der in eine im zweiten Teil 88 angebrachte Rille paßt Ein Vorsprung 106 erstreckt sich vom zweiten Teil 88 und ragt in eine entsprechende, im ersten Teil 86 angebrachte Rille.

In F i g. 17,18 und 19 ist eine Ausführungsform einer Stutzendichtung gezeigt, die an den Stutzen für das Blut und das Dialysat angebracht werden kann, wobei jedoch nur die Öffnung 16 für das Blut gezeigt ist Die Dichtung 108 umfaßt eine Muffe 110, die gleitend auf Einsteckstutzen 112 aufgesetzt werden kann und dort steril und dichtend aufsitzt Der Einsteckstutzen 112 eignet sich zum Anschluß an eine Nieren-Dialyse-Maschine. Die Muffe 110 weist ein Ende 114 mit einer Durchlaßöffnung 116 auf, die im Innern angebracht ist und in Achsrichtung verläuft Eine zweistufige Abdeckung 116 kann über das Außenende der Muffe 110 geschoben werden und hat eine äußere Durchlaßöffnung 120 und einen Stift 122, der in Achsrichtung auf die Innenöffnung 116 ausgerichtet ist.

Die Abdeckung 118 paßt genau in das Außenende der Muffe 110 und sitzt dort dichtend. Ein Ring 124 ist auf der zylindrischen Innenseite der zweistufigen Abdekkung 118 angebracht, so daß er mit der Rille 126 der ersten Stufe auf der zylindrischen Außenfläche der Muffe zusammenpaßt, wenn die Dichtung in einer ersten, offenen Stellung ist, während die Rille 128 der zweiten Stufe benutzt wird, wenn sich die Dichtung 108 in der zweiten, geschlossenen Stellung befindet. Wenn die Dichtung 108 über den Einsteckstutzen 112 geschoben ist, wird säe vor Verunreinigungen geschützt und bleibt

is im sterilen Zustand. Wenn die Abdeckung 118 in der beispielsweise in F i g. 17 gezeigten offenen Stellung ist, kann von der Umgebung Flüssigkeit durch die äußere Durchlaßöffnung 120 und durch die innere Durchlaßöffnung i iö ins innere des Hämodiaiysators über den Einsteckstutzen 112 strömen. Wenn die Abdeckung 1 !8 in der in F i g. 18 gezeigten geschlossenen Stellung ist, sitzt der Stift 122 in der Durchlaßöffnung 116 in einer genau passenden, sterilen Verschlußstellung, so daß die Flüssigkeit nicht in beiden Richtungen durch die öffnung 116 treten kann. Die Passung von Stift 122 und innerer Durchlaßöffnung 116 ist so genau, daß kein Durchtritt von Flüssigkeiten oder Dämpfen durch diese öffnungen stattfindet. Bei Bedarf kann ein nicht dargestelltes, für Bakterien undurchlässiges Filter in der äußeren Durchlaßöffnung eingesetzt werden. Die Muffe 110 hat einen verbreiterten Bereich 130, an welchem sie angefaßt und in den Einsteckstutzen 112 eingesteckt werden kann, ohne daß hierbei Gefahr besteht, daß die Abdeckung 118 von der offenen in die geschlossene Stellung verschoben wird. An der inneren zylindrischen Wand der Muffe 110 sind Ringe 132 und 134 angebracht, um zusammen mit dem Einsteckstutzen 112 sine sterile Abdichtung zu schaffen.
In Fig.20 ist eine weitere Ausführungsform eines Keilstücks 136 gezeigt, an dessen Bodenfläche abgerundete Erhebungen 138 angebracht sind, die unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsachse des Keilstücks 136 geneigt sind. Die Erhebungen 138 dienen als Ersatz für die letzte, für das Dialysat durchlässige Trenneinlage zu beiden Seiten des Membranstapels. Die Erhebungen 138 schaffen einen Abstand vom äußersten Punkt der Erhebung zur flachen Oberfläche des Keilstücks 136; dieser Abstand entspricht etwa der halben Tiefe, die eine Trenneinlage erzeugt An den Punkten, an denen

so sich eine für das Dialysat durchlässige Trenneinlage neben der Innenfläche eines Keilstücks befindet wird die von der Trenneinlage gestützte Membran bei einem plötzlichen, durch das Blut bewirkten Druckanstieg auf die volle, von der Trenneinlage geschaffene Tiefe ausgedehnt, bis sie an der Oberfläche des Keilstücks anliegt. Die letzte voile Membranbahn muß sich deshalb manchmal doppelt soweit strecken wie die anderen Membranbahnen des Stapels. Die anderen Membranbahnen brauchen sich nur um die halbe von der Trenneinlage definierte Tiefe auszudehnen, da sie dann auf der anderen Seite auf eine Membranbahn treffen, die sich ebenfalls um die halbe von der Trenneinlage definierte Tiefe ausgedehnt hat Durch Verwendung der auf der Oberfläche des Keilstücks 136 angebrachten Erhebungen 138 anstelle der Trenneinlage wird verhindert, daß an der letzten Membranlage an jeder Stapelseite bei normalem Betrieb zu starke Zugspannungen auftreten.
In F i g. 12 ist eine Ausführungsform eines Keilstücks

gezeigt, bei welchem die Spitze des von den Keilflächen definierten Dreiecks entfernt worden ist. Das Keilstück 140 ist an seiner Spitze mit einer glatten Oberfläche 142 versehen. Wenn diese Oberfläche 142 an den Hälften 86 und 88 des Gehäuses anliegt, wird ein kleiner Dichtungsraum neben der Trennlinie 84 geschaffen, so daß sich ein eventuell auf den Keiiflächen verbliebenes, überschüssiges Dichtungsmittel dort ansammeln kann, ohne das Verschließen des Gehäuses zu beeinträchtigen.

Die gesamte Herstellung des Hämodialysators von der Entfernung der semipermeablen Membran vom dampfdichten Membran-Vorratsbehälter bis zur Sterilisierung des Hämodialysators findet unter Bedingungen statt, bei denen der Feuchtigkeitsgehalt der Membran auf den erwünschten Werten gehalten wird. Die Stutzen für das Blut und das Dialysat werden mit abnehmbaren Dichtungsstopfen versehen, so daß beim Transport und der Lagerung des fertigen Hämodiaiysators keine wesentliche Veränderung im Feuchtigkeitsgehalt der Membran auftritt. Bei konstantem Feuchtigkeitsgehalt ändern sich die Abmessungen der Membran und damit die Zugspannungen am Gehäuse und in der Membran nicht und weichen nicht von den bei der Herstellung des Hämodialysators aufgetretenen Zugspannungen ah. Der Hämodialysator kann deshalb verhältnismäßig hohe Drucke während kurzer Zeiten bei seiner Verwendung aushalten. Derartige hohe Drucke treten häufig über kürzere Zeitabschnitte beim normalen Betrieb eines Hämodialysators auf. Im allgemeinen beträgt die kurzzeitige Zerreißfestigkeit des beschriebenen Hämodialysators im nassen Zustand mehr als 1200 mm Hg bei Verwendung einer 114 Mikron dicken Membran.

Ein Ausführungsbeispiel eines Hämodialysators hat Außenabmessungen von etwa 30 cm χ 44 cm χ 5 cm und wiegt 338 Gramm. Die Stutzen für den Anschluß an eine Dialyse-Maschine ragen etwas vom Gehäuse ab, so daß der Hämodialysator leicht angeschlossen werden kann. Der rechteckige Hohlraum zur Aufnahme der gefalteten Membran 12 hat Abmessungen von etwa 283 cm χ 44 cm χ 34 cm. Der stumpfe Winkel an der Spitze des dreieckigen Keilstücks beträgt etwa 165°. Die Gehäuseteile sind aus Polykarbonat hergestellt und haben einen trapezförmigen Querschnitt wobei die größere Grundlinie des Trapezoids an der Trennlinie anliegt. Die Wände der Gehäusehälften laufen nach außen auf die Trennlinie unter dem gleichen Winkel wie die benachbarten Oberflächen der Teilstücke zu; der Winkel beträgt etwa 7°. Die Membran hat eine Gesamtfläche von etwa 1,4 Quadratmetern, eine Dicke von etwa 114 Mikron und besteht aus einem Zellulosematerial, das mittels eines Kupferoxydammoniakverfahren hergestellt worden ist Die Membran ist so gefaltet daß sich 62 Kanäle für das Dialysat und 61 Kanäle für das Blut ergeben. Ein biegsames Urethan-Dichtungsmittel mit einer Shore-A-Härte von 65 wird zur Abdichtung des Hämodialysators verwendet; das Dichtungsmittel wird in flüssiger Form angebracht und an Ort und Stelle ausgehärtet Das Dichtungsmittel benetzt die Membran nicht Bei den für das Dialysat durchlässigen Trenneinlagen handelt es sich um nicht gewebtes Polypropylen-Material in Form offener Maschen, wobei die runden Propylen-Fäden eine Dicke von etwa 0,25 mm haben und übereinandergelegt und miteinander verbunden werden, so daß sie unter Winkeln von etwa 90° einander schneiden. Die Trenneinlagen sind so angebracht, daß sich die einzelnen Fäden unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsachse des Hämodialysators erstrecken.

ίο

Die Fäden sin ή miteinander an den Kreuzungspunkten verbunden, ohne miteinander verwoben zu sein. Die offenen Zwischenräume zwischen den Fäden sind rechtekkig und haben eine Breite von etwa 1,60 mm. Die Durchflußkanäle für das Blut und das Dialysat haben in der fertigen Einheit Abmessungen von etwa 27,3 cm χ 3,8 cm. Für die Dialyse steht eine Membranfläche von etwa 1,2 Quadratmetern zur Verfügung. Das zur Auffüllung des Dialysators benötigte und in ihm nach seiner ίο Verwendung verbleibende Blutvolumen ist sehr klein und beträgt etwa 2,2 Milliliter. Bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 200 Milliliter pro Minute und einer Dialysat-Durchflußgeschwindigkeit von 500 Milliliter pro Minute beträgt die Harnstoff-Reinigungsrate etwa 146 Milliliter pro Minute. Die Reinigungsrate für Kreatinin beträgt etwa UO Milliliter pro Minute bei iien oben angegebenen Strömungswerten. Der Dr JckabJall bei diesen Strömungsgeschwindigkeiten beträgt 10 bzw. 2u mm Hg an der Biutseite bzw. der Dialysatseite des Hämodialysators. Die Ultrafiltrationsrate beträgt etwa 3,0 Milliliter pro Stunde pro Millimeter Hg-Druck. Das Dialysat wird in bekannter Weise entgast ehe es durch den Hämodialysator geschickt wird. Die kurzzeitige Zerreißfestigkeit im nassen Zustand beträgt etwa 1200 mm Hg-Druck an der Membran.

Die Durchflußwege für das Blut sind sehr dünn und infolge der Form der für das Dialysat durchlässigen Trenneinlagen etwas gewellt. Die Wellung der Durchflußwege für das Blut gewährleistet daß das gesamte Blutvolumen bei seiner Zirkulation mit der Membran in Berührung kommt und somit eine wirkungsvolle Dialyse erzielt wird. Das Leervolumen des Dialysators beträgt etwa 310 Milliliter. Der Hämodialysator ist so ausgeführt und die in ihm verwendeten Materialien sind so beschaffen, daß eine Sterilisation im trockenen Zustand möglich ist. Auch kann ein Gas benutzt werden, um eine Leckprüfung des Härnodiaiysatcrs durchzuführen. Die geringen Druckabfälle von Blut und Dialysat am Hämodialysator ermöglichen es, mit sehr geringen notwendigen Ultrafiltrationsraten auszukommen. Beim Betrieb des Hämodialysators ist der Druck an oer Seite des Bluts höher als an der Seite des Dialysats, so daß beim Auftreten eines Lecks kein Dialysat in den Patienten gepumpt wird. Wenn der an der Membran auftretende Druck auf 500 mm Hg erhöht wird, ergibt sich eine sehr hohe Ultrafiltrationsrate. Die Reinigungsgeschwindigkeiten nehmen während einer einzigen Behandlung nicht wesentlich ab. Sie nehmen jedoch etwas ab, wenn der Hämodialysator ein zweites Mal verwendet wird.

so Eine Abnahme der Dialysat-Strömungsgeschwindigkeit auf 300 Milliliter pro Minute ergibt keinen übermäßigen Abfall der Reinigungsgeschwindigkeiten.

Als Dichtungsmittel wird ein ausdehnungsfähiges Material mit einer Shore-A-Härte von etwa 50—70 und vorzugsweise von 55—65 verwendet das im nichtgehärteten Zustand eine thixotrope Flüssigkeit ist Das Dichtungsmittel muß an Ort und Stelle im zusammengebauten Hämodialysator aushärtbar sein und die Kanten der Membran einkapseln und abdichten können. Die Ausdehnung des ausgehärteten Dichtungsmittels ist von großer Wichtigkeit für den Betrieb der Anordnung. Bei Verwendung eines Polyurethan-Dichtungsmittels mit einer Shore-A-Härte von 65 beträgt die Zerreißfestigkeit im nassen Zustand etwa 750 mm Hg. Wenn man die

SH Zugspannung in der Membran auf den Werten des Herstellungsvorgangs bis zum Ende der Verwendung hält steigert man die Zerreißfestigkeit im nassen Zustand auf etwa 1200 mm Hg. Es lassen sich auch Membranen aas

11

Materialien wie PolyacrylnitriS, Zelluloseazetat, Polypeptide und dergl. einsetzen. Die Trenneinlage soll genügend steif und etwas zusammendrückbar sein, danach aber langsam in den Zustand vor der Zusammendrükkung zurückkehren. Geeignete Materialien für die Her- s stellung der Trenneinlagen sind Polypropylen, Polyäthylen, Polyäthylen-Terephthalat und dergl. Geeignete Materialien für das Gehäuse sind verhältnismäßig starre, ungiftige Stoffe, die sich mit dem Dichtungsmittel verbinden lassen: zu diesen Materialien gehören beispiels- io weise Polykarbonate, Akrylnitril, Butadien, Styrol, Styrol-Akrylnitril, Polyester, Delrin, Nylon und dergl.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

1 2 Bei dem Dialysator nach der DE-PS 26 43 144 ist die Patentansprüche: Anordnung so getroffen, daß die Membranbahn akkor deonartig in mehrere Lagen gefaltet und mit ihren bei-

1. Hämodialysator mit einem im wesentlichen den gegenüberliegenden langen Rändern zwischen je starren Gehäuse, welches eine Hülle bildende vorge- 5 zwei Gehäuseflansche eingeklemmt ist, welche mit Hilfe formte Elemente mit Einlaß- und Auslaßdurchgän- von Klemmstreifen aneinander gehalten sind. Somit ergen umfaßt, wobei eine semipermeable Membran in folgt eine einfache Montage, und es ergibt sich auch eine eine Vielzahl von Iaparelloartigen Falten gelegt und sichere Abdichtung dieses bekannten Dialysators. innerhalb des Gehäuses gehalten ist, dadurch Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht gekennzeichnet, daß zwei die Faltenlagen ab- io darin, einen Hämodialysator der eingangs umrissenen schließende Keilstücke (30,32) vorgesehen sind, wel- Art anzugeben, mit welchem eine dauerhaft hohe Ultrache mit keilartigen Flächen des Gehäuses zusam- filtrationsrate möglich ist, welcher eine hohe Zerreißfemenwirken, und daß die letzte Falte (44, 46) der stigkeit im nassen Zustand aufweist und während seines Membran (12) zwischen diesen zusammenwirken- Einsatzes frei von Undichtigkeiten ist und bei welchem den Flächen angeordnet und dszwischen verkeilt ist. t5 die Membran während des Zusammenbauens des Hä-

2. Hämodialysator nach Anspruch 1, dadurch ge- modialysators schonend angeordnet wird, so daß sie kennzeichnet, daß das Gehäuse (10) längs einer nicht zerrissen werden kann.

Trennlinie (24) in zwei Teile unterteilt ist, die je einen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

trapezförmigen Querschnitt aufweisen, daß sich die daß zwei die Faltenlagen abschließende Keilstücke vor-

Trennliipe(24) längs der größeren Grundlinie eines 20 gesehen sind, weiche mit keilartigen Flächen des Ge-

jeden Teiles erstreckt, daß ein raar dieser Keiieie- häuses zusammenwirken, wobei die letzte Falte der

mente (30, 32) in dem Gehäuse (10) aufgenommen Membran zwischen diesen zusammenwirkenden Flä-

ist, wobei jeder Querschnitt dieser Keilelemente im chen angeordnet und dazwischen verkeilt ist

allgemeinen in der Form eines stumpfwinkligen Zweckmäßig ist das Gehäuse längs einer Trennlinie in

Dreieckes vorliegt, daß diese Keilelemente an ge- 25 zwei Teile unterteilt, die je einen trapezförmigen Quer-

genüberliegenden Seiten dep Gehäuses angeordnet schnitt aufweisen, wobei sich die Trennlinie längs der

sind, wobei sich die Spitzen der Dreiecke ungefähr größeren Grundlinie eines jeden Teiles erstreckt und

an der Trennlinie befinden, daß die Schenkel dieser ein Paar dieser Keilelement; in dem Gehäuse aufge-

Dreiecke sich im allgemeinen im gleichen Winkel nommen ist, wobei jeder Querschnitt dieser Keilele-

wie die benachbarten Innenwände des Gehäuses er- 30 mente im allgenmnen in der Form eines stumpfwinkli-

strecken, u;id daß sich die Grundlinien dieser Drei- gen Dreieckes vorliegt und diese KeUelemente an ge-

ecke im allgemeinen rechtvmdig zu der Trennlinie genüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet

(24) erstrecken. sind, wobei sich die Spitzen der Dreiecke ungefähr an

3. Hämodialysator nach Anbruch 2, dadurch ge- der Trennlinie befinden und die Schenkel dieser Dreiekkennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Überlap- 35 ke sich im allgemeinen im gleichen Winkel wie die bepungsverbindung (104,106) an der Trennlinie (24) an nachbarten Innenwände des Gehäuses erstrecken und gegenüberliegenden Gehäuseenden umfaßt sich die Grundlinien dieser Dreiecke im allgemeinen

4. Hämodialysator nach einem der Ansprüche 1 rechtwinklig zu der Trennlinie erstrecken.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilelemente Zweckmäßig umfaßt das Gehäuse eine Überlap-

und die mit ihnen zusammenwirkenden Flächen des 40 pungsverbindung an der Trennlinie an gegenüberlie-

Gehäuses einander zugeordnete Verriegelungsele- genden Gehäuseenden.

mente, insbesondere in Form von Ansätzen (94) und Vorzugsweise weisen die Keilelemente und die mit

Rillen (96) aufweisen. ihnen zusammenwirkenden Flächen des Gehäuses ein-

5. Hämodialysator nach Anspruch 2, dadurch ge- ander zugeordnete Verriegelungselemente, insbesondekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) an seinen Stirn- 45 re in Form von Ansätzen und Rillen auf.

Seiten, insbesondere im Bereich der Trennlinie (24), Das Gehäuse weist an seinen Stirnseiten, insbesonde-

öffnungen (100) aufweist durch welche die Stirnsei- re im Bereich der Trennlinie vorzugsweise Öffnungen ten (48,50) des Membranstapels (12) nach dem Ein- auf, durch welche die Stirnseiten des Membranstapels bau mittels eines einzuspritzenden Dichtungsmittels nach dem Einbau mittels eines einzuspritzenden Dichverschließbar sind. 50 tungsmittels verschließbar sind.

Wenn der Feuchtigkeitsgehalt einer Zellulosemem-

bran auf einem Wert gehalten wird, der dem Gleichgewicht mit der Feuchtigkeit von Luft von einer relativen Feuchtigkeit von mindestens 46% und vorzugsweise

Die Erfindung betrifft, einen Hämodialysator mit ei- 55 von mindestens etwa 50% entspricht, bleibt die Ultrafil-P nem im wesentlichen starren Gehäuse, welches eine trationsrate im allgemeinen auf bestimmten Werten, die

^i Hülle bildende, vorgeformte Elemente mit Einlaß- und Zerreißfestigkeit im nassen Zustand wird beträchtlich

;J Auslaßdurchgängen umfaßt, wobei eine semipermeable erhöht, es werden keine Risse oder Verbiegungen der

r,y Membran in eine Vielzahl von Iaparelloartigen Falten Gehäuse beobachtet, und Undichtigkeiten des Hämo-

;■ gelegt und unterhalb des Gehäuses gehalten ist. eo dialysators im klinischen Einsatz sind ebenso wie die

's. In der DE-OS 24 06 077 ist ein Blutdialysator mit ei- Neigung der Membranen, bei der Herstellung zu zerrei-

'{:■■ nem Stapel von Platten beschrieben, die durch semiper- Ben, praktisch eliminiert.

Q meable Membranen voneinander getrennt sind. Die Bei dem Hämodialysator wird der Wassergehalt der

f_f; ganze Anordnung ist dabei in einem Gehäuse vorgese- Membran auf einem Wert gehalten, der eine wesentli-

;; hen, welches zusammen mit einander gegenüberliegen- 65 ehe Schrumpfung der Membran zwischen dem Zeit-

·[ den keilartigen Haltern den Membranstapel so zusam- punkt ihrer Herstellung und ihrer Verwendung im Hä-

mendrückt, daß ihn das zweiteilige Gehäuse vollständig modialysator verhindert.

ti umgibt und in dieser Position verriegelt werden kann. Die Zellulosemembran wird mit einem Kupferoxyd-