DE2845602C2 - - Google Patents

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DE2845602C2
DE2845602C2 DE2845602A DE2845602A DE2845602C2 DE 2845602 C2 DE2845602 C2 DE 2845602C2 DE 2845602 A DE2845602 A DE 2845602A DE 2845602 A DE2845602 A DE 2845602A DE 2845602 C2 DE2845602 C2 DE 2845602C2
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housing
snap element
connection
opaque
hose lines
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DE2845602A
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Daniel B. Arlington Heights Ill. Us Granzow
Garry L. Hoffman Estates Ill. Us Carter
David Lindenhurst Ill. Us Ammann
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Baxter International Inc
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Baxter Travenol Laboratories Inc
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    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen geschlossenen Schlauchleitungen, bei dem die Schlauchleitungen im Verbindungsbereich in Flächen­ berührung miteinander gebracht und unter Aufbringung von Wär­ me bei Ausbildung einer Durchgangsöffnung miteinander ver­ schmolzen werden, sowie ein Verbindungsstück zur Herstellung einer solchen Verbindung.
Die Notwendigkeit für die Herstellung einer sterilen, abgedichteten Verbindung zwischen zwei Schlauchleitungen ergibt sich speziell auf dem Gebiet der Blut- und Blutkom­ ponentenhandhabung sowie auf anderen Gebieten, wo eine ste­ rile Verbindung zwischen zwei Behältern wünschenswert ist. Bei der Behandlung oder Verarbeitung von Blut kann es sich als wünschenswert erweisen, zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine Hälfte der in einem Beutel od. dgl. befindlichen Bluteinheit zu benutzen. In diesem Fall wird üblicherweise der nicht benutzte Teil der Bluteinheit innerhalb eines Ta­ ges nach dem Öffnen des Beutels verworfen, auch wenn ver­ sucht wurde, die Sterilität unter Anwendung üblicher bewähr­ ter Verfahren zur Ermöglichung eines aseptischen Zugangs zum Blutbeutel zu erhalten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich ein oder zwei aus der Luft eingeschleppte Bakterien, wenn diesen eine Vermehrungszeitspanne von mehr als nur eini­ gen Stunden zur Verfügung steht, in dem aufbewahrten Blut derart vermehren können, daß sich die Gefahr für eine Sepsis ergibt, wenn das Blut anschließend einem Patienten verab­ reicht wird.
Zur Reduzierung dieser Gefahr schlägt die US-PS 40 22 256 das eingangs genannte Verfahren vor, wobei die Aufbringung der Schmelzwärme durch auf Schmelztemperatur erhitzte Preß­ stempel erfolgt. Im Einwirkungsbereich der Preßstempel sind die Schlauchleitungen an den den Preßstempeln jeweils zuge­ wandten Seiten innenseitig mit einer nicht schmelzbaren Schicht versehen, durch die hindurch die Schmelzwärme an die unmittelbar aneinanderliegenden Flächen der Schlauchleitungen übertragen wird. Diese werden dabei unter Ausbildung einer relativ undefinierten Öffnung aufgeschmolzen. Beim Zu­ rückziehen der Preßstempel in die Ausgangslage besteht die Gefahr, daß schmelzbares Material an den Preßstempeln kleben bleibt. Hierdurch kann die Verbindung wieder aufgerissen oder zumindest ernstlich geschwächt werden. Des weiteren ist bei dem bekannten Verfahren nicht sichergestellt, daß an den aneinanderliegenden Außenflächen der miteinander zu verbin­ denden Schlauchleitungen vorhandene Bakterien von der Schmelzmasse eingeschlossen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine definierte sterile Fluidverbindung zwischen Schlauchleitungen erhalten wird.
Des weiteren soll erfindungsgemäß ein Verbindungsstück geschaffen werden, das die Ausbil­ dung definierter steriler Fluidverbindungen zwischen Schlauchleitungen erlaubt.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1, und hinsichtlich des Verbindungsstücks durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schlauchleitungen im Verbindungsbereich und die Aufbringung von Strahlungs­ wärme an der Verbindungsstelle läßt sich eine definierte und hochgradig sterile Fluidverbindung zwischen Schlauch­ leitungen herstellen. Aufgrund des durch Strahlungsenergie bewirkten Schmelzvorgangs derart, daß sich unter Zusammen­ ziehen des aufgeschmolzenen Materials eine definierte zen­ trale Öffnung bildet, werden etwa an den aneinanderliegenden Außenflächen der miteinander zu verbindenden Schlauchleitun­ gen vorhandene Bakterien von der Schmelzmasse eingeschlossen und abgetötet, zumal die Schmelztemperatur im Bereich von 220 bis 250°C liegt.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß es ganz allgemein be­ kannt ist, in der Kunststofftechnik Strahlungsenergie auszu­ nutzen (DE-Zeitschrift: "Neue Verpackung", 10/1975, Seiten 1316-1320), jedoch nicht zur Ausbildung definierter steri­ ler Fluidverbindungen zwischen Schlauchleitungen.
Als Strahlungsenergie kann je nach Wunsch sichtbare Strah­ lung, Infrarot-, Ultraviolett- oder Hochfrequenzenergie benutzt werden. Der Ausdruck "undurchsichtig" setzt voraus, daß die betreffenden Wandabschnitte einen hohen Prozentsatz der speziellen, sie beaufschlagenden Strahlungsenergie zu absorbieren vermögen. Der Ausdruck "transparent" bedeutet dagegen, daß von dem betreffenden Werkstoff ein geringerer Prozentsatz der Strahlungsenergie absorbiert wird. Vorteil­ haft wird gebündelte Infrarotstrahlungsenergie angewandt. Zur Lieferung der Strahlungsenergie können gewünschtenfalls auch Laser-Vorrichtungen eingesetzt werden.
Die undurchsichtigen, thermoplastischen Wandabschnitte können durch uniaxiale oder biaxiale Orientierung oder mit radialen Spannungsmustern vorgespannt werden, um die Bildung der zen­ tralen Öffnung beim Verschmelzen der undurchsichtigen Wand­ abschnitte zu begünstigen. Ebenso können jedoch auch nicht vorgespannte Wandabschnitte verwendet werden, bei denen sich die zentrale Öffnung durch Kohäsion bei der Schmelzverflüs­ sigung bildet.
Bevorzugte konstruktive Details des erfindungsgemäß ausge­ bildeten Verbindungsstücks sind in den Ansprüchen 3 bis 5 be­ schrieben.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäß hergestellten Verbindung zwischen Schlauchleitungen an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der Enden zweier Leitungen, deren andere Enden mit zwei Blutbeuteln oder dgl. verbunden sein können und die jeweils ein Gehäuse umfassen, das einen undurchsichtigen, thermoplastischen Wandab­ schnitt aufweist,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teillängs­ schnittansicht durch eines der Leitungsenden gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der beiden Leitungsenden gemäß Fig. 1 nach gegenseitiger Verbindung, um die undurchsichtigen Wandabschnitte in Flächenberührung miteinander zu bringen, zur Veranschaulichung der Beaufschlagung der undurchsichtigen Wandabschnitte mit einer für die Verschmelzung derselben und zur Bildung der zentralen Öffnung ausreichenden Strah­ lungsenergiemenge,
Fig. 4 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt der Anordnung gemäß Fig. 3 vor der Beaufschlagung mit Strahlungsenergie und
Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines Teils der Anordnung gemäß Fig. 3 nach der Beaufschlagung mit Strahlungs­ energie.
Die in der Zeichnung dargestellten Leitungen 10 und 12 weisen jeweils einen biegsamen Abschnitt 14 bzw. 16 auf, dessen eines Ende mit einem üblichen Blutbeutel 17 bzw. 19 oder dergleichen Behälter verbunden sein kann.
Weiterhin sind aus einem durchsichtigen, einen hohen Schmelz­ punkt besitzenden Kunststoff, wie Polycarbonat, bestehende Gehäuse 18 und 20 vor­ gesehen, die jeweils einen hohlen Innenraum 21, der mit der Bohrung des betreffenden Schlauchs 14 bzw. 16 in Ver­ bindung steht, sowie ein Schnappelement 22 und einen Schlitz 24 aufweisen. Das Schnappelement 22 und der Schlitz 24 sind jeweils in derart asymmetrischer Lage am Gehäuse ange­ ordnet, daß je ein Schnappelement 22 unter Herstellung einer praktisch dauerhaften Schnappsitzverbindung in einen zuge­ ordneten Schlitz 24 eines identischen Gehäuses einzurasten vermag. Dabei kann sich das betreffende Schnappelement 22 an der Außenseite des Schlitzes 24 mit Hilfe eines Wider­ hakens 26 verhaken.
Wenn zwei Gehäuse 18 und 20 einmal miteinander verbunden worden sind, lassen sie sich nur noch mit ziemlicher Mühe voneinander trennen. Vorzugsweise sind erweiterte Abschnitte 28 jedes Schnappelements 22 so bemessen, daß sie sich an die Innenwand des Schlitzes 24 des zugeordne­ ten Gehäuses anzulegen vermögen und dadurch die Trennung der Gehäuse noch schwieriger gestalten, indem sie die Fähig­ keit der Schnappelemente 22 zu einer Rückwärtsdurchbiegung verringern.
Jedes Gehäuse 18, 20 ist mit einem undurchlässigen bzw. undurchsichtigen Wandabschnitt 30 versehen, der aus einem thermoplastischen Material mit einem Schmelzpunkt von vorzugsweise mindestens 200°C bestehen kann.
Für diese Wandabschnitte können beispielsweise Polycarbonate, oder Polysulfon verwendet werden. Verwendbar sind auch Poly­ äthersulfonmaterialien.
Der thermoplastische, undurchsichtige Wandabschnitt 30 ent­ hält einen ihn undurchsichtig machenden Füllstoff, wie Ruß. Gewünschtenfalls können jedoch auch andere Füllmaterialien, welche die jeweils angewandte Strahlungsenergie zu absor­ bieren vermögen, verwendet werden, beispielsweise Eisen­ oxid, Mangandioxid oder dergleichen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Wandabschnitt 30 als Scheibe ausgebildet, die in ihrem Mittelteil 32 vorzugsweise dünner ist als in den Umfangsbereichen. Die Scheibe 30, die um ihren Umfang herum beispielsweise durch Ultraschallschweißung in einer Ausnehmung 34 des Gehäuses festgelegt sein kann, wölbt sich leicht nach außen, so daß gemäß Fig. 4 eine gute Andruckberührung zwischen den einan­ der zugewandten Scheibenflächen erreicht wird. Eine Ringnut 33 ermöglicht ein Fließen des Kunststoffs des Wandabschnitts beim Einsetzen desselben in das durchsichtige Gehäuse.
Fig. 4 veranschaulicht außerdem die Arretierung der Schnappelemente 22 in den gegenüberstehenden Schlitzen 24 der einander zugeordneten Gehäuse, wodurch eine dauer­ hafte Verbindung zwischen den Gehäusen hergestellt wird und die undurchsichtigen Wandabschnitte 30 gegeneinander angedrückt werden, wobei sie von den betreffenden Gehäusen umschlossen und durch diese geschützt sind.
Nach der Verbindung werden die Gehäuse 18 und 20 mit einer Strahlungsenergie bestrahlt, die von den betreffenden, verwendeten undurchsichtigen Wandabschnitten absorbiert wird. Insbesondere kann vorzugsweise Infrarotstrahlung angewandt werden. Diese Strahlung kann beispielsweise durch zwei 150-W-Lampen mit elliptischem Reflektor geliefert werden. Diese Lampen erzeugen ge­ bündeltes Infrarotlicht, das auf die Mittelpunkte der aneinan­ der anliegenden Wandabschnitte 30 fokussiert werden kann, um sie innerhalb einer Zeitspanne von vorzugsweise 10 bis 20 s schnell auf ihren Schmelzpunkt zu erwärmen und sich dabei miteinander verschmelzen zu lassen, wobei sich durch Spannungsaufhebung oder einfach durch Kohäsionskräfte in den Wandabschnitten 30 eine Öffnung 36 bildet.
An den Wandabschnitten 30 anhaftende Bakterien werden durch die Erwärmung auf die Schmelztemperatur abgetötet und auß­ erdem durch das sich anschließend wiedererhärtende Material der Wandabschnitte 30 eingeschlossen. Auf diese Weise wird zwischen den sterilen Strömungsdurchgängen 21 unter Gewähr­ leistung der Aufrechterhaltung der Sterilität eine Verbindung hergestellt.
Die zum Schmelzen gebrachten Wandabschnitte 30 verschmelzen sich miteinander unter Bildung einer luftdichten Abdich­ tung um die Öffnung 36 herum, durch die eine Unterbrechung der Sterilität des Durchgangs verhindert wird. Gleichzeitig wird die Schweißnaht 38 zwischen den betreffenden Membranen bzw. Wandabschnitten 30 durch die im wesentlichen dauer­ hafte Verbindung zwischen den betreffenden Gehäusen 18 und 20 vor einem mechanischen Auseinanderbrechen ge­ schützt.
Falls wahlweise Hochfrequenzenergie oder dergleichen als Strahlungsenergie angewandt werden soll, können die un­ durchsichtigen Wandabschnitte 30 aus einem plastifizierten Polyvinylchlorid hergestellt sein, während die restlichen Abschnitte der Gehäuse 18 und 20 aus einem Kunststoff bestehen können, der für Hochfrequenzenergie verhältnismäßig unempfindlich ist, beispielsweise aus Polypropylen, Poly­ äthylen, Poly(vinylchlorid-vinylidenchlorid) oder einem ähnlichen Werkstoff, der bei Bestrahlung mit Hochfrequenz­ energie oder unter dem Einfluß hochenergetischer, elektri­ scher Hochfrequenzstrahlungsfelder keiner wesentlichen Erwärmung unterliegt.
Nach dem beschriebenen Verfahren kann somit eine sterile Verbindung beispielsweise zwischen einem vollen und einem leeren Blutbeutel hergestellt werden, indem einfach zwei von diesen Beuteln abgehende Leitungen, die mit je einem Ge­ häuse 18 bzw. 20 versehen sind, auf die beschriebene Weise miteinander verbunden werden. Die miteinander verbundenen Gehäuse können dabei für kurze Zeit, beispielsweise etwa 15 s, gebündelter Infrarotstrahlung ausgesetzt werden, um die undurchsichtigen Wandabschnitte anzuschmelzen, sich mit­ einander verschmelzen zu lassen und eine Öffnung durch diese Wandabschnitte zu bilden. Auf diese Weise wird eine sterile Verbindung erreicht, über welche ein Teil des im vollen Blutbeutel enthaltenen Bluts zur Verwendung zum leeren Blut­ beutel geleitet werden kann. Anschließend können die Blut­ beutel mittels einer herkömmlichen Vorrichtung voneinander getrennt werden, indem die eine oder beide biegsame Leitungen 14 und 16 zwischen dem betreffenden Blutbeu­ tel und den Gehäusen 18, 20 thermisch verschweißt werden. Die Blutbeutel können sodann ihrer vorgesehenen Verwen­ dung zugeführt oder erneut über längere Zeiträume hinweg gelagert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen ge­ schlossenen Schlauchleitungen, bei dem die Schlauchlei­ tungen im Verbindungsbereich in Flächenberührung mit­ einander gebracht und unter Aufbringung von Wärme bei Ausbildung einer Durchgangsöffnung miteinander ver­ schmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchleitungen im Verbindungsbereich jeweils mit einem undurchsichtigen, thermoplastischen Wandabschnitt versehen und mit diesen Wandabschnitten in Flächenberüh­ rung gebracht werden, und daß anschließend die Wärme als Strahlungsenergie aufgebracht wird, so daß die Durchgangsöffnung sich unter Zusammenziehen des aufge­ schmolzenen Materials ausbildet.
2. Verbindungsstück am Ende einer Schlauchleitung zur Aus­ bildung einer Fluidverbindung zwischen dieser und einer anderen Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (18 bzw. 20) gehäuseartig ausgebildet und aus für Strahlungs­ energie transparentem Material hergestellt ist, und daß an einer Seite des Gehäuses (18 bzw. 20) ein undurch­ sichtiger Wandabschnitt (30) dichtend eingefügt, insbe­ sondere eingeschweißt, ist, welcher unter Einfluß von Strahlungsenergie derart schmelzbar ist, daß eine Öff­ nung (36) entsteht.
3. Verbindungsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der undurchsichtige Wandabschnitt (30) vorgespannt ist.
4. Verbindungsstück nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) ein Schnappelement (22) und einen asymmetrisch dazu angeordneten Schlitz (24) aufweist, und daß das Schnappelement (22) in einen zugeordneten Schlitz (24) eines zweiten Gehäuses (20) einsetzbar ist und der Schlitz (24) des ersten Gehäuses (18) das zugeord­ nete Schnappelement (22) des zweiten Gehäuses (20) aufzu­ nehmen vermag.
5. Verbindungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnappelement (22) an seiner einen Seite einen Wider­ haken (26) aufweist, und daß ein Versteifungselement (28) vorgesehen ist, welches einer Biegung des Schnappelements (22) in der dem Widerhaken (26) gegneüberliegenden Rich­ tung entgegenwirkt.
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