DE2747904A1

DE2747904A1 - Wellenartige abstuetzung fuer eine dialysatormembran

Info

Publication number: DE2747904A1
Application number: DE19772747904
Authority: DE
Inventors: Thomas W Winstead
Original assignee: Extracorporeal Medical Specialties Inc
Current assignee: Extracorporeal Medical Specialties Inc
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1978-05-18
Also published as: SE7711463L; NL7712571A; GB1589399A; BR7707278A; CA1079651A; AR214906A1; BE860798A; MX145131A; JPS5387600A; US4115273A; FR2370497A1

Description

IXi¹RACORPOREAL MEDICAL SPECIALTIES, INC., King of Prussia, Pennsylvania, USA

Wellenartige Abstützung für eine Dialysatormembran

Die Erfindung bezieht sich auf Massentransfereinrichtungen in denen unterschiedliche Strömungsmittel an die entgegengesetzten Seiten einer semipermiablen Membran herangeführt werden, so dass eine oder mehrere Komponenten des einen Strömungsmittels durch die Membran zu dem anderen Strömungsmittel wandern, und insbesondere auf ein völlig neuartiges und hochwirksames Material zur Abstützung der flexiblen Membran in Blutdialysatoren, die als künstliche Wieren verwendet werden.

Es bereits eine grosse Vielfalt von Vorschlägen zur Abstützung der für gewöhnlich dünnen und flexiblen Membran in Massentransfereinrichtungen und insbesondere in Dialysatoren veröffentlicht worden, von denen einige kommerziell und andere wiederum überhaupt nicht verwertet worden sind. Die irfindung wird in erster Linie anhand eines zum Gebrauch als künstliche Niere geeigneten Dialysatorwickels beschrieben, wobei es sich verstent, dass die Erfindung dadurch nicht eingeschränkt wird, weil das Abstützmaterial, das Gegenstand der Erfindung ist, ebenso in Blutdialysatoren in Form einer flachen Platte und andersartigen Dialysatoren sowie bei anderen Typen von Massentransfereinrichtungen verwendet werden kann.

Die Dialysatorwickel, die kommerziell verwertet worden sind,

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weisen ein aus sich kreuzenden Fäden aufgebautes maschenartiges bzw. netzartiges Material auf, das als Abstützung für die flachgedrückten, rohrförmigen Membranen dient. Die ersten Wickel, wie sie beispielsweise in den US-PSen 28 80 501 und 29 69 150 gezeigt sind, hatten ein Geflecht mit Uber- und Unterwebungen. Ein beträchtlicher Fortschritt bei kommerziellen Dialysatorwickeln wurde durch die Verwendung eines besonderen nicht gewebten Kunststoffgeflechts erzielt, das von Dr. Theodor Kolobow in "A New Dynamic Disposable Artificial Kidney" offenbart wurde; s. Transactions, American Society For Artificial Internal Organs, Volume X, Seiten 116 - 120 (1964), and Proceedings, Conference on Hemodialysis, (WOV. 9-10, 1964) National Institute of Health,Bethesda, Maryland, Seiten 87 - 94. In US Pat. No. Re. 27,510 ist die Anwendung dieses nicht gewebten Kunststoffgeflechts in einem Dialysatorwiekel mit mehrfachem Spiralanfang gezeigt»und eine verbesserte Ausrichtung der nicht gewebten Fäden eines solchen Geflechts ist in der US-PS 35 08 662 offenbart. Die US-PS 37 09 367 beschäftigt sich schliesslich mit einer besonderen Querschnittsform für solche Fäden.

Es ist ebenfalls bereits ein Material zur Abstützung der Membran vorgeschlagen worden, das nicht aus sich kreuzenden, in Form eines Geflechts bzw. Neζtes angeordneten Fäden aufgebaut ist, und in einem gewissen Umfang auch kommerziell verwertet worden, jedoch hat sich dieses Material in Wegwerf-Dialysatoren, insbesondere bei den allgemein Üblichen Wickeltypen, bis heute nicht als erfolgversprechend erwiesen. In der US-PS 30 77 268 ist ein Dialysatorwickel mit einem Abstützmaterial gezeigt, das einen in radialer Richtung undurchlässigen Kunststoffbogen mit einer "Schuhnagel"-Bossierung aufweist, deren Erhebungen auf beiden Seiten vorstehen. Um ein Ineinandergreifen der Spitzen der Erhebungen zu vermeiden, was praktisch zu einem Stillstand des Blutdurchlaufs

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führen würde, werden nach der US-PS 30 77 268 eine Reihe grosser Erhebungen und ein verdickter Trennrand mit einer Längsnut auf der einen Seite und damit zusammenwirkenden scheibenförmigen Vorsprüngen auf der anderen Seite vorgesehen, wodurch eine axiale Verschiebung benachbarter Wickellagen des Wickels verhindert wird. In der US-PS 33 62 540 ist eine Membranabstützung für einen Dialysator in Form einer flachen Platte beschrieben, die ebenfalls von jeder Seite eines zentralen Bogens vorstehende Erhebungen aufweist, wobei das Ineinandergreifen gegenüberliegender Erhebungen, was praktisch zu einer Verstopfung des Durchgangs für das Blut führen würde, mit Hilfe von Abstandshaltern an den Rändern dieser Einrichtung vermieden. Diese Lösung wirft jedoch beim Betrieb der Einrichtung Probleme auf. Bei den in diesen US-PSen offenbarten Einrichtungen des Wickeltyps und des Plattentyps sind die Erhebungen immer in identischen geometrischen Mustern angeordnet, so dass die Erhebungen auf der einen Seite des Blutdurchgangs entlang jeder beliebigen Linie voneinander genausoweit auf Abstand gehalten sind wie die direkt gegenüberliegenden Erhebungen auf der anderen Seite des Blutdurchgangs. Dies beschwört die unannehmbare Gefahr herauf, dass die gegenüberliegenden Erhebungen ineinandergreifen und praktisch den Blutdurchgang wie auch den Durchgang für das Dialysat sperren, wenn nicht spezielle abstandshaltende Massnahmen getroffen werden.

Die obengannten Probleme werden auch bei einer Anordnung gemäss der US-PS 39 60 730 mit Hilfe einer Membranabstützung gelöst, die nicht Gebrauch von sich kreuzenden, entweder in Form eines gewebten Geflechts oder eines nicht gewebten Netzes angeordneten Fäden macht, sondern aus einem erhaben gearbeiteten Kunststoffbogen besteht, der auf jeder Seite eine grosso Anzahl von Erhebungen aufweist, die in auf den entgegengesetzten Seiten des Blutdurchgangs unterschiedlichen geometrischen Mustern angeordnet sind, so dass die Rückenabschnitte der Erhebungen

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auf der einen Seite des Blutdurchgangs in jeder beliebigen Richtung nicht genauso weit voneinander auf Abstand gehalten sind wie die unmittelbar gegenüberliegenden Rückenabschnitte der Erhebungen auf der anderen Seite, wodurch zwangsläufig ein den Blutdurchgang erheblich behinderndes Ineinandergreifen der RückenabcchnitiB bis zu einem gewissen Ausmass vermieden wird.

Das HembranabstUtzmaterial gemäss der US-PS 39 60 730 weist Erhebungen auf, die auf jeder Seite des Materials vorstehen, wie erwähnt, wodurch es möglich ist, das Muster der Erhebungen auf der einen Seite des Bogens gegenüber dem Muster der Erhebungen auf der anderen Seite des Bogens winkelmässig zu versetzen bzw. anderweitig anzuordnen oder zu orientieren. Dieses "doppelseitige" Material hat jedoch Nachteile im Verlgeich zu einem Material mit im wesentlichen gleichförmiger Dicke, bei dem jede hohle Erhebung auf der einen Seite eine Vertiefung auf der anderen Seite des Materials bildet.

Material mit nur einer einzigen bzw. einheitlicher Dicke hat gegenüber einem doppelseitigen Material viele Produktionsvorteile. Das Gewicht pro Einheitsgrösse des Materials mit gleichförmiger Dicke ist geringer als das des doppelseitigen Materials, so dass im Vergleich zum doppelseitigen Material eine grössere Länge in einer - z.B. - 25 Kilorolle untergebracht werden kann, wodurch die Transport und Einbaukosten erheblich vermindert werden. Gleichzeitig ist die jeweilige in dem Dialysator verwandte Materialmenge zur MembranabStützung um einen kleinen aber feststellbaren Prozentsatz kleiner, was ebenfalls zur Erniedrigung der Kosten und des Gewichts beiträgt.

Ferner sind die Kosten für die Herstellung von Material gleichförmiger Dicke geringer als im Falle doppelseitigen Materials. Z.B. wird bei der Herstellung von Material mit einheitlicher

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Dicke von einem bedeutend dünneren, orientierten Kunststoffbogen ausgegangen, und die Formung des Kunststoffbogens kann beträchtlich schneller erfolgen, v/eil weniger zu verformen ist. Längere Kühlzeiten, die bei dickeren Erhebungen des doppelseitigen Materials notwendig sind, können vermieden werden. Dicke Abschnitte unmittelbar neben dünnen Abschnitten, wodurch man hinsichtlich der Geschwindigkeit bei der Ausbildung des doppelseitigen Materials unter Druck gesetzt wird, fehlen.

Diese und andere Vorteile bei der Verwendung von Material einheitlicher Stärke lassen seinen Gebrauch als Membranabstützung wünschenswert erscheinen, jedoch besteht das bislang ungelöste Problem, dass Material gleichförmiger Dicke natürgemäss bedingt, dass die Muster, in denen die Erhebungen angeordnet sind, auf beiden Seiten virtuell gleich sein müssen. Diese unvermeidbare Beschränkung schliesst die Möglichkeit aus, das Muster der Erhebungen auf der einen Seite gegenüber dem Muster der Erhebungen auf der anderen Seite des Bogens winkelmässig oder anderweitig zu versetzen, wie es in der US-PS 39 60 730 gezeigt ist.

Wicht destoweniger ist Material gleichförmiger Dicke als Trenneinrichtung in Massentransfervorrichtungen vorgeschlagen worden. Ein solches Material ist in der US-PS 37 38 813 gezeigt, die eine Massentransfervorrichtung offenbart, in der der glatte Gastransferfilm 13 einschichtig mit dem erhaben gearbeiteten Stützmaterial 15 aufgerollt ist, so dass der Sauerstoff im Zwischenraum zwischen der aussenliegenden Seite des Films 13 und der innenliegenden Seite des Bogens 15 zwischen seinen Erhebungen strömt, während das Blut im Zwischenraum zwischen der innenliegenden Seite des Films 13 und der aussenliegenden Seite des Bogens 15 zwischen seinen Erhebungen strömt. Da die Erhebungen, wie sie durch die gegenüberliegenden Hollen 23, 26 gebildet sind, jedoch abwechselnd von den entgegengesetzten

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Seiten des Bogens 15 vorstehen, sind sie natürlich in regelmässigen Mustern derart angeordnet, dass ein Ineinanandergreifen sowohl axial als auch in Umfangsrichtung grundsätzlich unvermeidlich ist. In der US-PS 37 38 813 wird nicht gezeigt, dass die Erhebungen in bestimmten Mustern angeordnet werden können, um ein Ineinandergreifen zu vermeiden.

In der US-PS 34 90 523 ist eine Transfervorrichtung gezeigt, die eine mittig angeordnete Hülle mit einem Paar an ihren entgegengesetzten Seiten befestigten Strömungsplatten aufweist, wobei Jede Strömungsplatte mehrere in Längsrichtung sinus-kosinusförmig verlaufende Längskanäle aufweist, deren gegenüberliegende, um 180° phasenverschobenen Kurven Kanäle bestimmen, die einander in regelmässigen Intervallen kreuzen und einen Einsturz verhindern. Obwohl die Verwendung von Wellenmustern zur Vermeidung eines Ineinandergreifens dort vorgeschlagen wird, wird weder offenbart noch vorgeschlagen, dass Wellenmuster so bemessen und angeordnet werden können, dass ein Ineinandergreifen ausgeschlossen ist, wenn ein langgestreckter AbstUtzbogen gleichförmiger Dicke für die Membran zusammengerollt wird, wie es in einem Dialysator vomWickeltyp benötigt wird.

Mit der Erfindung soll eine billige, wegwerfbare Massentransfereinrichtung geschaffen werden, wie z.B. ein Dialysatorwiekel für den Gebrauch in künstlichen Nieren, wobei die Abstützung in einem durchgehenden profilierten Bogen von im wesentlichen gleichmässiger Dicke besteht, der zur Schaffung voneinander auf Abstand gehaltener, im allgemeinen paralleler Membranstützflächen - jeweils eine auf jeder Seite des Bogens hinreichend steif ist, die Stützfläche auf der einen Seite des Bogens durch eine Reihe von voneinander auf Abstand gehaltenen Rückenabschnitten hohler, sich nach aussen zu der einen Stützfläche erstreckenden Erhebungen bestimmt ist und die Stützfläche auf der anderen Seite durch eine andere Reihe von voneinander auf Abstand gehaltender Ruckenabschnitte hohler

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sich nach aussen zu der anderen Stützfläche erstreckenden Erhebungen bestimmt ist, und ferner der Abstand zwischen den die Stützfläche auf der einen Seite bestimmenden Rückenabachnitten gegenüber dem Abstand zwischen den zwei Stützflächen hinreichend klein ist, um sicherzustellen, dass bei Betriebsdrücken die Membran nur die Kückenabschnitte berührt und sich nicht nach innen zwischen die Kückenabschnitte zu der Stützfläche auf der anderen Seite in einem !'lasse durchbiegt, dass der Durchgang für das andere Strömungsmittel blockiert wird, die dadurch gekennzeiclinet ist, dass die die Stützfläche auf der einen Seite bestimmenden Rückenabschnitte 52 zueinander und auch gegenüber den die Stützfläche auf der anderen Seite bestimmenden Rückenabsclinitte in einem bestimmten regelmässigen Muster angeordnet sind, das derart bemessen und angeordnet ist, dass beim Zusammenrollen einer gestreckten Länge des Bogens zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenuinfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrösse das Muster niemals deckungsgleich übereinander zu liegen kommt, wodurch der Tendenz der sich entsprechenden hohlen Erhebungen ineinanderzugreifen vermieden wird.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeiclinung näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine vergrösserte Ansicht eines Teils eines erfindungsgeinässen Abstützmaterials gleichmässiger Dicke, bei dem die Erhebungen in einem Wellenmuster angeordnet sind,

Figur 2 eine besonders stark vergrösserte Draufsicht auf einen Teil des erfindungsgemässen Abstützmaterials, wobei die Erhebungen noch genauer dargestellt sind,

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Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2,

Figur 4 eine besonders stark vergrösserte stilisierte Ansicht, die zeigt, wie die gegenüberliegenden Erhebungenbenachbarter Lagen des Stützmaterials zueinander angeordnet sind,

Figur 5 einen vergrösserten Schnitt ähnlich den der Figur 4, der zeigt, wie die gegenüberliegenden Erhebungen benachbarter Abschnitte der Membran abstützen, und

Figur 6 eine teilweise aufgeschnitte perspektivische Ansicht des Stützmaterials gemäss der Erfindung, wie es in einem Dialysatorwickel für eine künstliche lJiere verwendet werden kann.

Figur 6 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel einer Massentransfervorrichtung, das das erfindungsgemässe Stützmaterial zur Abstützung der permeablen Membran aufweist. Als Ausführungsbeisniel dient ein Dialysator 10 vom Wickeltyp für den Gebrauch in künstlichen Wieren.

Der Dialysator 10 weist einen im allgemeinen zylindrischen Kern 12 aus einem starren Kunststoffmaterial mit einer üialysateinlasskrone 14 an seinem unteren Ende in einer seitlichen Innenwandung 18 auf, die das Dialysat daran hindern soll, nach oben durch das Innere des Kerns 12 zu fHessen, und die das Dialysat derart leiten soll, dass es durch die Einlasskrone 14 nach aussen zum dialysierenden Abschnitt des Dialysators fliesst.

Der dialysierende Abschnitt 20 des Dialysators 10 besteht aus einer Membran 22 und einem Stützmaterial 24, die gemeinsam um den Kern 12 etwa derart aufgerollt sind, wie es in der US-PS 35 08 bo2 beschrieben ist. Die Membran 22 bildet eine langgestreckte flachgedrückte Röhre, von der die eine ^eite einen

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ersten Abschnitt 2ü der Membran und die andere Seite einen zweiten Abschnitt l'o dei' Membran bildet, die einander nahe gegenüberliegen, um zwischen ihren Innenflächen einen Durchgang jU zu bilden, der das Blut in schlichter Strömung aufnimmt. Der Durchgang Tür dai; Blut ist relativ lang und verläuft spiralförmig nach aussen, wobei er im Querschnitt im wesentlichen linear ist. Das Stützmaterial 24 gemäss der Erfindung, das unten nocli genauer beschrieben werden wird, besteht im wesentlichen aus einem einzigen Kunststoffbogen, der Erhebungen aufweist, die eine erste Stützfläche 32 und eine zweite Stützfläche 34 zur Positionierung der Membran bilden, um einen Durchgang 36 zu schaffen, der das turbulent strömende Dialysat aufnimmt, das gegen die Aussenflachen der Membranabschnitte strömt. Der Durchgang für das Dialysat ist relativ kurz, axial nach oben gerichtet und im Querschnitt spiralförmig.

Das starre Aussengehäuse des Dialysators besteht im wesentlichen aus einer tassenförmigen oberen Kappe 38 und einer tassenföriaigen unteren Kappe 4ü, die bei 16 an ihren Rändern miteinander verbunden sind. Der Boden der unteren Tasse 40 weist ein sich nach unten erstreckendes, mittiges, sich verjüngendes Anschlussstück 4? auf, das für eine Verbindung mit einer Dialysateinlassöffnung einer künstlichen Wiere geeignet ist. Der Boden der oberen Kappe 38 weist eine grosse mittige Öffnung 44 auf, um einen Zugang für die Blutschläuche zu schaffen, sowie eine Reihe kleinerer, um die Öffnung 44 herum angeordneter öffnungen 46, um für einen Abfluss des Dialysats aus dem Dialysator zu sorgen. Das starre Aussengehäuse ist im einzelnen in der US-PS 38 53 769 beschrieben.

ferner sind Anschlussstücke 48 vorgesehen, um die Enden des spiralförmigen Blutdurchgang yü mit Schläuchen 50 zu verbinden, die an das Zirkulationssystem eines Patienten ange-

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schlossen sind. In ähnlicher Weise ist eine Einrichtung zur Verbindung der Enden des axialen Durchgangs 36 für das Dialysat mit dem Dialysesystem einer künstlichen Niere (nicht gezeigt) vorgesehen. Diese Einrichtung ist derart ausgebildet, dass sie in Verbindung mit einem vollständigen Dialysatrückführsystem oder einem, in dem das Rückführsystem mit frischer Dialysatzufuhr kombiniert ist, verwendet wer- dert. Die Erfindung ist jedoch auf solche Vorrichtungen nicht beschränkt, weil sie auch als eine vollständig geschlossene künstliche lMiereneinheit für den Gebrauch in einem Einwegsystem bzw. Rückführeinwegsystem mit negativem Dialysatdruck für den Strömungsmittelabfluss Anwendung finden kann. Das Stützmaterial, das unten noch näher beschrieben werden wird, kann ausserdem in einer grossen Vielfalt von künstlichen frieren einschliesslich der Einschicht- und Mehrschichttypen, die in flachen Platten mit gestapeltem oder gewickeltem Aufbau angeordnet sind, verwendet werden, sowie bei anderen Massentransfervorrichtungen einschliesslich der künstlichen Lungen, künstlichen Plazenten, Wasserreinigungsvorrichtungen u. dgl. Daraus ergibt sich, dass die Erfindung nicht auf das hier konkret beschriebene Ausfuhrungsbeispiel beschränkt ist.

Im folgenden wird nun insbesondere Bezug auf die Figuren 1 bis 5 genommen. Das Stützmaterial 24 besteht aus einem durchgehenden, profilierten Bogen, dessen Dicke im wesentlichen gleich ist in dem Sinne, dass eine Erhebung auf einer Seite des Materials eine entsprechende Vertiefung auf der anderen Seite des Materials bildet. Das Material kann nicht-giftiger Kunststoff sein oder ein anderes Material, das bei Zimmertemperatur ausreichend felxibel ist, so dass es zu einem Wickel zusammengerollt werden kann, und das bei Körpertemperatur (ca. 37 ⁰C) hinreichend steif ist, so dass voneinander auf Abstand gehaltenem im allgemeinen parallele Membranstützflächen 32 und 34 auf jeder Seite des Bogens 24 gebildet wer- *kann

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-lüden. Die erste Stützfläche 32 fuf der einen Seite des Bogens wird durch eine Reihe voneinander auf Abstand gehaltener
Rückeabschnitte !^2 hohler Erhebungen 54 bestimmt, die sich
nach aussen zu der einen Stützflüche 32 erstrecken. Die
zweite Stützfläche 3^Z+ auf der anderen Seite wird durch eine
andere Reihe von voneinander aui' Abstand gehaltender Rückenabschnitte 1>C hohler Erhebungen 5>ü bestimmt, die sich nach
aussen zu der anderen Stützfläche 3^ erstrecken. Der Abstand 52a zwischen den Rückenabschnitten 52, die die Stützfläche J>2 au! der einen Seite des Bogens bilden, ist gegenüber dem Zwischenraum 33 zwisciien den zwei Stützflächen 32, 3^ hinreichend klein, um sicherzustellen, dass bei Betriebsdrücken die Membran nur die Rückenabschnitte berührt und sich nicht nach innen zwischen den Rückenabschnitten zu der Stützfläche 3^ auf der anderen Seite in einem Masse durchbiegt, dass der Durchgang
36 für das Dialysat verstopft wird.

Die Küci<cn.-il>Nchiii Lte ':>Γ, die die Stützfläche 32 auf der einen Seite du:, o_;',eiir. ?U bestimmen, sind zueinander und auch gegenüber den Rückenubüchnitten 5b, die die Stützfläche 3b auf der anderen Seite des Bogens bestimmen, in einem bestimmten Muster angeordnet, das derart bemessen und angeordnet ist, dass beim Zusammenrollen (s. Bezugszeichen 20) einer gestreckten Länge des Dogens 2k zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumi'angsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrösse das
Wüster niemals deckungsgleich übereinander zu liegen kommt,
wodurch der Tendenz der sich entsprechenden hohlen Erhebungen 5^i 5U ineinanderzugreifen entgegengewirkt wird.

Das bestimmte Muster·, in dem die Rückenabschnitte der hohlen Erhebungen angeordnet sind, um die Tendenz der sich entsprechenden hohlen Erhebungen beim Zusammenrollen des Bogens ineinanderzugreifen zu vermeiden, kann viele Formen annehmen.
Bevorzugt werden regelmässige Wellenmuster, von denen einige in Figur 1 dargestellt sind. In dieser Figur sind die hohlen Erhebungen l>k, die nach au.ssen von der zugewandten Seite des

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Bogens 24 wegstehen, mit dick ausgezogenen Kreisen dargestellt, während die den hohlen .Erhebungen 58, die nach aussen von der abgewandten Seite Bogens wegstehen, entsprechenden Vertiefungen mit dünn ausgezogenen Kreisen dargestellt sind. Die konvexen Erhebungen 54 sind zueinander und auch gegenüber den konkaven Erhebungen 50 in einem bestimmten regelmässigen Wellenmuster angeordnet, das in der dargestellten Ausführungsform sowohl eine Reihe durchgender Querwellen als auch eine Reihe durchgehender Längswellen aufweist, obwohl es beim Erfindungsgegenstand nicht unbedingt erforderlich ist, wie unten erklärt werden wird, dass beim Stützmaterial von einem Muster Gebrauch gemacht wird, das sowohl Quer- als auch Längswellen aufweist.

Wie in Figur 1 dargestellt, bezieht sich das regelmässige Wellenmuster auf die entgegengesetzt gerichteten hohlen Erhebungen, die in einer Reihe durchgehender Querwellen angeordnet sind, wie es mit der Wellenlinie 60 angedeutet ist, deren Achsen im allgemeinen quer zur Aufrollrichtung 64 des langgestreckten Bogens verlaufen, wobei die Achsen der Querwellen 60 gegenüber der Aufrollrichtung geneigt sind, d.h. nicht genau senkrecht zu ihr verlaufen, wie es mit dem Bezugszeichen 62 angedeutet ist. Der Winkel 62 und die Wellenlänge der Wellen 60 sind derart gewählt, dass beim Aufrollen des langgestreckten Bogens zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrösse das Uuerwellenmuster niemals deckungsgleich auf sich selbst zu liegen kommt. Die Querwellen schliessen mit der Aufrollrichtung 64 beispielsweise einen Winkel von 91 bis ein, wobei der bevorzugte, in der Figur gezeigte Winkel etwa bei 92°, wie z.B. 91° 57', liegt. In der von solchen Winkelmassen Gebrauch machenden Ausführungsform sollte die Länge der Querwellen zwischen 1,2 und 10,2 cm betragen, wobei eine bevorzugte Wellenlänge etwa 1,9 cm und eine bevorzugte

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Wellenamplitude etwa 0,8 mm beträgt.

Wie ebenfalls in Figur 1 gezeigt, kann das bestimmte regelmässige v.ellenmuster auch hohle Erhebungen 54, 58 umfassen, die in einer Reihe durchgehender Längswellen 70 angeordnet sind, deren Achsen im allgemeinen parallel zur Aufrollrichtung 64 des langgestreckten Bogens verläuft. Die Wellenlänge der Längswellen wird derart gewählt, dass beim Aufrollen des langgestreckten Bogens zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrösse das Längswellenmuster niemals deckungsgleich auf sich selbst zu liegen kommt. Die Wellenlänge der Längswellen 70 liegt zwischen 1,2 cm und 18,6 cm, wobei eine bevorzugte Wellenlänge etwa 1,9 cm und eine bevorzugte Wellenamplitude etwa 0,8 mm beträgt.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Längswellenmuster 70 geringfügig gegenüber der Aufrollrichtung 64 in derselben Weise geneigt, wie das Uuerwellenmuster 60 nicht senkrecht zur Aufrollrichtung steht. Dies ist jedoch beim Erfindungsgegenstand nicht notwendig, wenn das Längswellenmuster ausschliesslich, d.h. ohne Uuerwellenmuster, angewandt wird. In diesem Fall kann das Längswellenmuster zur Aufrollrichtung, wie gezeigt, geneigt sein, kann aber auch parallel zur Aui'rollrichtung verlaufen. In beiden Fällen kann die Wellenlänge des Längswellenmusters beträchtlich langer sein, z.B. näher an der Wellenlänge von 18,6 cm liegen.

In der bevorzugten Ausführungsform kann im Hinblick auf die hohlen in einem geneigten uuerwellenmuster angeordneten Erhebungen der Abstand zwischen den jeweiligen Wellen variiert werden, jedoch wird ein Wellenabstand von etwa 1,6 mm bevorzugt.

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Die obengenannten Grössenangaben bezüglich der Länge und der Amplitude der Längswellen und der uuerwellen die gegenüber der Aufrollrichtung geneigt sind, sind derart berechnet worden, dass beim Aufrollen des langgestreckten Bogens zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrosse kein Wellenmuster jemals auf sich selbst zu liegen kommen wird. Um dies zu gewährleisten, sind bei den obengenannten Grössenangaben Umfangsgrössen ins Auge gefasst worden, innerhalb derer der Dogen zylindrisch aufgerollt wird, wobei der durch den Kern 12 bestimmte Innenumfang 22,9 cm und der durch das Aussengehäuse 38, 40 bestimmte Aussenumfang etwa 32,4 cm beträgt, und ferner die effektive Dicke 33 des Bogens - das ist der Abstand zv/ischen der Stützfläche auf der einen Seite und der Stützfläche 34 auf der anderen Seite - im Bereich von 0,5 mm bis 4,8 mm, vorzugsweise bei 1,1 mm, liegt. Andere Innen- und/oder Aussenumfangsgrössen und/oder eine andere effektive Dicke des Stützmaterials haben natürlich eine entsprechende Änderung der Kenngrössen des Wellenmusters zur Folge, um die Vorteile der Erfindung zu erhalten.

Es wird nun insbesondere auf Figur S» Bezug genommen, die die grundsätzlichen betriebsmässigen Zusammenhänge der Elemente des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Der erste Abschnitt 26 und der zweite Abschnitt 28 der Membran 22 sind einander dicht gegenübergestellt, so dass zwischen ihren Innenflächen ein Durchgang 30 für das Blut geschaffen wird. Die erste Stützfläche 32' liegt neben dem ersten Abschnitt 28 der Membran, wohingegen die zweite Stützfläche 34 neben dem zweiten Abschnitt 26 der Membran liegt, um den Durchgang 30 für das 31ut zv/ischen den Innenflächen der Membran zu bestimmen und ebenfalls einen Durchgang 36 für das Dialysat gegenüber den Aussenflüchen der Membran und um die jeweiligen Erhebungen ί?4·, t>8iBruin zu schaffen. Die KückenabschniLteL*;? · der Erhebungen ^ljh liegen an der Aussenfläche des ersten Abschnitts

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2-ä der Membran und die Rückenabschnitte 56 der Erhebungen liegen an den Aussenflüchen des zweiten Absclinitts 26 der Membran an, so dass sich der erste und der zweite Abschnitt der Membran in auf Abstand gehaltenen Intervallen innerhalb des Blutdurchgangs 30 berühren. Die Erhebungen sind in regelmässigen Wellenmustern angeordnet, wie oben beschrieben, die für einen derartigen Kontakt in auf Abstand gehaltenen Intervallen verariwortlich sind, die beträchtlich grosser als der seitliche Abstand 52a zwischen unmittelbar voneinander angrenzenden einzelnen Erhebungen sind, um die Durchschnittsbreite des Blutdurchgangs 30 zu regeln.

Zum besseren Verständnis des relevanten Standes der Technik und damit letztlich zum besseren Verständnis der Vorteile, die mit der Erfindung erzielt werden, wird das Studium der obengenannten Veröffentlichungen empfohlen.

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Claims

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Patent-(Schutz-)Ansprüche

Hembranabstützung für den Gebrauch in einer Membrantransfervorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Abscnnitt einer flexiblen Membran, die zv/isehen ihren Innenflächen einen abgeflachten Durchgang für das eine Strömungsmittel bilden, wobei die Membranabstützung die Aussenflächen der Membran berühren, um den Durchgang für das eine Strömungsmittel zu definieren und ausserdem den Durchgang für das andere Strömungsmittel zu schaffen, das gegen die Aussenflächen der Membranabschnitte drückt, weiterhin die Membranabstutzung aus einem durchgehenden profilierten Bogen von im wesentlichen gleichmüssiger Dicke besteht, der zur Schaffung von voneinander auf Abstand gehaltener, im allgemeinen paralleler Membranstützflächen - jeweils auf jeder Seite des Bogens - hinreichend steif ist, die Stützfläche auf der einen Seite des Bogens durch eine Reihe von voneinander auf Abstand gehaltenen Rückenabschnitten hohler, sich nach aussen zu der einen Stützfläche erstreckender Erhebungen bestimmt ist und die Stützfläche auf der anderen Seite durch eine andere Reihe von voneinander auf Abstand gehaltenen Rückenabschnitten hohler, sich nach aussen zu der anderen Stützfläche erstreckender Erhebungen bestimmt ist, und ferner der Abstand zwischen den die Stützflächen auf der einen Seite

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OftlQlNAL INSPECTED

bestimmenden Rückenabschnitten gegenüber dem Abstand zwischen den zwei Stützflächen hinreichend klein ist, um sicherzustellen, dass bei Betriebsdrücken die Membran nur die kückenabschnitte berührt und sich nicht nach innen zwischen den Rückenabschnitten zu der Stützfläche auf der anderen Seite in einem Hasse durchbiegt,dass der Durchgang für das andere Strömungsmittel blockiert wird, dadurcii gekennzeichnet, dass die die Stützfläche (32) auf der einen Seite bestimmenden kückenabschnitte (52) zueinander und auch gegenüber den die Stützfläche (34) auf der anderen Seite bestimmenden Rückenabschnitten in einem bestimmten regelmässigen Huster angeordnet sind, das derart bemessen und angeordnet ist, dass beim Aufrollen einer gestreckten Länge des Bogens (24) zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrosse das Huster niemals dekkungsgleich übereinander zu liegen kommt, wodurch die Tendenz der sich entsprechenden hohlen Erhebungen (54, 58) ineinanderzugreifen vermieden wird.
2. Hembranabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte Muster ein regelmässiges Wellenmuster ist, was die Erhebungen (54, 58) anbelangt, die in einer Reihe durchgehender Querwellen (60) angeordnet sind, deren Achsen im allgemeinen quer zur Aufrollrichtung (64) des langgestreckten Bogens (24) verläuft, und dass die Achsen der Querwellen (60) gegenüber der Aufrollrichtung (64) in einem Winkel derart geneigt sind, dass beim Aufrollen des langgestreckten Bogens (24) zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrosse das Wellenmuster niemals deckungsgleich auf sich selbst zu liegen kommt.

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3. Ilembranabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das "bestimmte Huster ein regelmässiges Wellenmuster ist, was die Erhebungen (54, 58) anbelangt, die in einer Reihe durchgehender Längswellen (70) angeordnet sind, deren Achsen im allgemeinen parallel zur Aufrollrichtung (64) des langgestreckten Bogens (24) angeordnet sind, und dass die Wellenlänge der Längswellen derart ausgewählt ist, dass beim Aufrollen des langgestreckten Bogens zu einer Rolle mit einer vorgegebenen Innenumfangsgrösse und einer vorgegebenen Aussenumfangsgrösse das Wellenmuster niemals deckungsgleich auf sich selbst zu liegen kommt.
4. hembranabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine langgestreckte Länge des Bogens (24) zusammen mit dem ersten und dem zweiten Abschnitt der flexiblen Membran (26, 28) zu einer Rolle mit vorgegebenem Innen- und Aussenumfang aufgerollt ist,um einen Dialysator vom Wickeltyp zum Gebrauch mit einer künstlichen Niere zu bilden, v/obei das bestimmte Wuster ein reguläres Wellenmuster ist, das derart bemessen und angeordnet ist, dass es niemals entlang irgendeiner radialen Linie des Wickels deckungsgleich auf sich zu liegen kommt.
5. Dialysator vom Wickeltyp gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeflachte Durchgang (30) für das eine Strömungsmittel relativ lang und im wesentlichen im Querschnitt linear ist und spiralförmig nach aussen verläuft, dass Anschlussstücke (48) zum Anschluss der Enden des spiralförmigen Durchgangs an Schläuche (50) für eine Verbindung mit dem Zirkulationssystem eines Patienten vorgesehen sind, dass der Durchgang (36) für das andere Strömungsmittel relativ kurz, axial gerichtet und im Querschnitt spiralförmig ist und dass Mit-

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tel zur Verbindung der Enden des axialen Durchgangs mit dem Dialysesystem einer künstlichen Niere vorgesehen sind.
6. Dialysator vom Wickeltyp gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte reguläre Wellenmuster sich auf Erhebungen (54, 58) bezieht, die in einer Reihe durchgehender Querwellen (60) angeordnet sind, deren Achsen im allgemeinen quer zur Aufrollrichtung (64) des langgestreckten Bogens (24) verlaufen, und dass die Achsen der Querwellen gegenüber der Aufrollrichtung (64) um einen Winkel (62) derart geneigt sind, dass die Querwellen des Wellenmusters niemals deckungsgleich übereinanderliegen.
7. Dialysator vom Wickeltyp gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das reguläre Wellenmuster sich ferner auf Erhebungen (54, 58) bezieht, die in einer Reihe durchgehender Längswellen (70) angeordnet sind, deren Achsen senkrecht zu den Achsen der Querwellen (60) verlaufen, und dass die Wellenlänge der Längswellen derart bestimmt ist, dass die Längswellen (70) des Wellenmuster niemals deckungsgleich übereinanderliegen.
8. Dialysator vom Wickeltyp gemäss Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abschnitt (26, 28) der flexiblen Membran die Form einer flachgedrückten Röhre aufweist, die zusammen mit dem langgestreckten Bogen (24) aufgerollt ist, dass der Bogen (24) aus Stützmaterial aus Kunststoff thermogeformt ist und in radialer Richtung für das Dialysat undurchlässig ist, und dass die hohlen, sich nach aussen zu der einen Stützfläche (52) des Bogens (24) erstreckenden Erhebungen (54) von den Abmessungen her gleich gross wie die hohlen, sich

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nach aussen zu der anderen Stützfläche (34) des Bogens (24) erstreckenden Erhebungen (58) sind.
9. Dialysator vom Wickeltyp gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der Uuerwellen (60) im Bereich zwischen 1,2 cm und 10, 2 cm liegt und die Achsen der Querwellen (60) gegenüber der Aufrollrichtung (64) um einen Winkel zwischen 91 und 94° geneigt sind, und dass die Wellenlänge der Längswellen (70) im Bereich zwischen 1,2 cm und 18,6 cm liegt.
10. Dialysator vom Wickeltyp gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenumfang etwa 22,9 cm und der Aussenumfang etwa 32,4 cm beträgt, und dass der Abstand zwischen den zwei Stützflächen (32, 34) auf jeder Seite des Bogens (24) etwa im Bereich von 0,5 bis 4,8 mm liegt.

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