DE2948597A1

DE2948597A1 - Membranfiltervorrichtung

Info

Publication number: DE2948597A1
Application number: DE19792948597
Authority: DE
Inventors: Gaylord L Berry; James H Devries; James R Hitchcock
Original assignee: Baxter Travenol Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1979-12-03
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DK544879A; SE7910450L; ES8102825A1; FR2444471A1; BR7908156A; IL58787A0; IT7928293A0; IT1127307B; AU5329079A; ES487198A0; NO794150L; FI793994A; GB2037614A

Description

Patentbeschreibung

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Membranfiltervorrichtung für die Membran-Plasmapherese (It. F. Lejeune und W. Bunjes, "Wörterbuch für Ärzte": Wiederzuführung von Blut nach Waschung in physiologischer Kochsalzlösung unter Ausscheidung des Blutplasmas) und insbesondere eine wegwerfbare bzw. einmal benutzbare Filterzelle für diesen Zweck.

Bei der typischen Plasmapherese wird das Gesamtblut von Spendern in Beuteln gesammelt, und die Beutel werden in eine Zentrifuge eingebracht, in welcher das Blutplasma vom Gesamtblut abgetrennt wird. Das Plasma wird aus den Beuteln entnommen, und das Restblut wird zum Spender zurückgeführt.

In neuerer Zeit sind automatisierte Zentrifugen entwickelt worden, welche das Gesamtblut kontinuierlich vom Spender ab-

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nehmen, das Gesamtblut zur Abtrennung oder Ausscheidung des Plasmas schleudern, das Plasma sammeln bzw. gewinnen und das Restblut in seinem plasmaarmen Zustand kontinuierlich zum Spender zurückleiten.

Im Hinblick auf den komplizierten Aufbau der Zentrifugenanlage und die Kosten für diese wurde bereits vorgeschlagen, die Plasmapherese ohne Benutzung einer Zentrifuge durchzuführen. Zu diesem Zweck wurde das Ausfiltern von Zellen aus dem Gesamtblut mittels einer mikroporösen Membran vorgeschlagen (vgl. z.B. US-PS 3 705 100). Es hat sich dabei gezeigt, daß eine Membran-Plasmapheresevorrichtung ein blutplättchenfreies Plasma liefert, während Zentrifugenvorrichtungen Plasma liefern, das noch einen gewissen Blutplättchengehalt besitzt. Weiterhin hat es sich herausgestellt, daß derartige Membranvorrichtungen so ausgelegt werden können, daß sie wesentlich größere Plasmamengen in kürzerer Zeit zu liefern vermögen als Zentrifugenvorrichtungen.

In der USA-Patentanmeldung Serial No. 942 077 (13.9.1978) ist eine Parallelmembran-Plasmapheresevorrichtung beschrieben. Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie als kostensparender, einmal benutzbarer Packungsstapel ausgebildet sein kann und zudem eine beträchtlich große Membranoberflache besitzt.

Die Erfindung stellt nun eine Verbesserung dieser vorgeschlagenen vorrichtung dahingehend dar, daß erfindungsgemäß eine einmal benutzbare bzw. wegwerfbare Filterzelle für die Membran-Plasmapherese vorgesehen ist, die einen außerordentlich einfachen Aufbau besitzt und kostensparend herzustellen ist,

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während sie dennoch eine wirkungsvolle Plasmapherese zu gewährleisten vermag.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer verbesserten Membranfiltervorrichtung für die Plasmapherese, die speziell einfach und kostensparend aufgebaut sein und dennoch einen hohen Wirkungsgrad bei der Plasmapherese gewährleisten soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Membranfiltervorrichtung für die Membran-Plasmapherese, mit einer Membran zum Ausfiltern von Blutzellen bzw. -körperchen aus Gesamtblut erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie eine einmal benutzbare bzw. wegwerfbare Filterzelle aus einer ersten flexiblen Folie mit einer angerauhten Unterseite, einer zweiten flexiblen Folie mit einer angerauhten Oberseite sowie zwei Filtermembranen mit jeweils einer Porengröße von etwa 0,1 - 2 μτα aufweist, daß die beiden Filtermembranen unter Festlegung einer Blutströmungsbahn zwischen sich dicht nebeneinander angeordnet sind, daß die beiden flexiblen Folien unter Zwischenfügung der Membranen auf gegenüberliegenden Seiten derselben angeordnet sind, wobei die angerauhten Flächen jeder Folie der betreffenden Membran zugewandt ist, daß die erste Folie und die erste Filtermembran zwischen sich einen ersten Plasma-Filtratraum festlegen, daß die zweite Folie und die zweite Filtermembran zwischen sich einen zweiten Plasma-Filtratraum festlegen, daß mit der Blutströmungsbahn ein Bluteinlaß und ein Blutauslaß in Verbindung stehen und daß ein Plasmaauslaß an mindestens einen der Plasma-Filtraträume angeschlossen ist.

In abgewandelter Ausführungsform kennzeichnet sich diese Vorrichtung dadurch, daß die Folien und die Filtermembranen drei

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aufeinander ausgerichtete (deckungsgleiche) Ränder aufweisen, daß die Folien jeweils eine größere Oberfläche besitzen als die Membranen und daß die Plasmasammelkammer durch die Bereiche der Folien gebildet ist, die außerhalb der Erstreckung der Membranen liegen. Bluteinlaß- und -auslaßstutzen stehen dabei mit der Blutströmungsbahn in Verbindung, während ein Plasmaauslaß an die Plasmasammelkammer angeschlossen ist.

Die flexiblen Lagen oder Folien können aus Kunststoff-Folien bestehen, die beim Extrudieren mit angerauhten Oberflächen versehen werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer wegwerfbaren Filterzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung der abgewandelten Ausführungsform.

Die wegwerfbare Filterzelle für die Membran-Plasmapherese gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt zwei flexible Lagen bzw. Folien 4 und 6 sowie zwei Filtermembranen 8 und 10.

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Die flexible Folie 4 besitzt eine angerauhte Unterseite, welche der angerauhten Oberseite 12 der Folie 6 entspricht. Die Folien 4 und 6 bestehen vorzugsweise aus einem biegsamen bzw. flexiblen Kunststoff, wie Polyäthylen oder Polyvinylchlorid (PVC), und sie sind mit einer Dicke von etwa 0,38 mm ex-

trudiert, wobei die angerauhte Fläche eine Vielzahl von im Extrudat geformten, jeweils etwa O,25 mm tiefen Längsnuten bzw. -rillen aufweist.

Selbstverständlich können die angerauhte Unterseite der Folie und die angerauhte Oberfläche 12 der Folie 6 auf jede beliebige andere Art angerauht sein, die auf noch zu beschreibende Weise einen Plasmastrom zu einer Plasmasammelkammer zuläßt. Diese angerauhten Flächen können z.B. mit einander kreuzenden Nuten oder Rillen oder mit einer Vielzahl von auf Abstände verteilten Vorsprüngen versehen sein, durch ein mit den flexiblen Folien in Berührung stehendes Maschendraht- oder Siebelement oder aber eine Kombination aus derartigen Elementen geformt sein.

Obgleich die Folien 4 und 6 aus wirtschaftlichen Gründen aus extrudiertem Kunststoff bestehen, können sie gewünschtenfalls auch aus Metallfolie, wie Aluminiumfolie, hergestellt werden. Eine solche Aluminiumfolie kann eine angerauhte Fläche durch entsprechende Formung dieser Folie selbst aufweisen, oder sie kann mit einem die angerauhte Fläche bildenden Kunststoff beschichtet sein.

Die Membranen 8 und 10 bestehen jeweils aus einer lagen- bzw. folienartigen mikroporösen Membran mit einer Porengröße, die ein Ausfiltern von Plasma aus dem Gesamtblut zuläßt, vorzugsweise mit einer Porengröße von etwa 0,1 - 2 pn und insbesondere

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mit einer mittleren Porengröße von etwa 0,65 pm. Die Membranen 8 und 10 besitzen ein Porenvolumen von mehr als 60 % und von durchschnittlich etwa 80 %. Die Membranen bestehen dabei vorteilhaft aus einem polymeren Material, in welchem die Poren eine vergleichsweise gewundene Bahn festlegen. Die Dicke jeder Membran liegt vorzugsweise bei 0,05 - 0,1 mm.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Folien 4, 6 und die Membranen 8, 10 jeweils rechteckig, wobei ihre Ränder A, B und C jeweils miteinander verschweißt sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind die Ränder D der Folien 4,6 und der Membranen 8, 10 ebenfalls miteinander verschweißt, so daß eine kompakte Einheit (Fig. 2) gebildet wird. Die Filter-Membranen 8 und 10 sind dabei mit kreisrunden öffnungen 13 versehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind Folien und 6 mit größerer Oberfläche als bei den Membranen 8 und 10 miteinander deckungsgleich angeordnet, wobei die Ränder E der Membranen 8 und 10 miteinander verschweißt sind; gewünschtenfalls kann anstelle der Schweißnaht eine Faltung in einer einzigen, die beiden Membranen 8 und 10 bildenden Lage vorgesehen sein.

Der Membranstapel gemäß Fig. 4 mit den Membranen 8 und 10, deren Außenränder miteinander verschweißt sind, legt zwischen den beiden Membranen eine Blutströmungsbahn 14 fest. Die Membran ist dabei mit öffnungen 16 und 18 versehen, und die Folie 4 trägt einen Bluteinlaß(stutzen) 20, der mit der öffnung 16 in Verbindung steht und um diese herum abgedichtet ist, sowie einen Blutauslaß(stutzen) 22, der mit der öffnung 18 kommuniziert und um diese herum abgedichtet ist, wodurch eine Verbindung zwischen Einlaß 20 und Auslaß 22 und mit der Blutströmungsbahn

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hergestellt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist eine thermische Schweißnaht E* quer über die Membranen 8 und 10 gezogen, so daß die eine Seite der Blutströmungsbahn 14 geschlossen und letztere von den miteinander fluchtenden öffnungen 13 getrennt ist. Die öffnungen 13 stehen mit einem ersten Plasmafiltratraum 24 zwischen Membran 8 und Folie 4 sowie mit einem zweiten Plasmafiltratraum 26 zwischen Membran 10 und Folie 6 in Verbinduna. Ein mit den öffnungen 13 fluchtender Plasmaauslaß(stutzen) 30 steht mit den FiItraträumen 24 und 26 in Verbindung und ist mit einer geeigneten Leitung verbindbar, über welche das Plasma abziehbar ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind ein Plasmafiltratraum 24 zwischen Membran 8 und Folie 4 sowie ein Plasmafiltratraum 26 zwischen Membran 10 und Folie 6 festgelegt. Wegen der im Vergleich zu den Membranen 8, 10 größeren Oberfläche der Folien 4 und 6 wird zwischen den Flächenbereichen der Folien 4 und 6, die nicht über den Membranen 8, 10 liegen, eine Plasmasammelkammer 28 gebildet, die mit einem Plasma-Auslaß(stutzen) verbunden ist, an den eine Leitung zum Abziehen des Blutplasmas anschließbar ist.

Vorzugsweise bestehen die Folien 4 und 6 aus einem Thermoplast, so daß die Schweißnähte auf thermischem Wege hergestellt werden können. Wahlweise können die Schweißnähte mit Binde- oder Klebemitteln, durch ültraschallschweißung oder auf andere Weise so geformt werden, daß sie flüssigkeitsdicht sind.

Im Gebrauch wird die wegwerfbare Filterzelle in eine vorzugsweise für Dauergebrauch vorgesehene Vorrichtung eingesetzt, wobei an den Stutzen 20 eine Leitung angeschlossen wird, über

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welche das Blut von einer Vene des Patienten eingeführt werden kann, während an den Stutzen 22 eine Leitung für die Rückführung der roten Blutkörperchen und an den Stutzen 30 eine Plasmagewinnungsleitung angeschlossen werden. Die vorstehend beschriebene Filterzelle kann bei der Vorrichtung gemäß der eingangs genannten USA-Patentanmeldung eingesetzt werden.

Obgleich vorstehend nur zwei spezielle Ausführungsformen der _# Erfindung dargestellt und beschrieben sind, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

Membranfiltervorrichtung für die Membran-Plasmapherese, mit einer Membran zum Aus filtern von Blutzellen bzw.-körperchen aus Gesamtblut, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine einmal benutzbare bzw. wegwerfbare Filterzelle aus einer ersten flexiblen Folie (4) mit einer angerauhten Unterseite, einer zweiten flexiblen Folie (6) mit einer angerauhten Oberseite (12) sowie zwei Filtermembranen (8, 10) mit jeweils einer Porengröße von etwa 0,1 - 2 μια aufweist, daß die beiden Filtermembranen (8, 10) unter Festlegung einer Blutströmungsbahn (14) zwischen sich dicht nebeneinander angeordnet sind, daß die beiden flexiblen Folien (4, 6) unter Zwischenfügung der Membranen auf gegenüberliegenden Seiten derselben angeordnet sind, wobei die angerauhten Flächen jeder Folie (4, 6) der betreffenden Membran (8 bzw. 10) zugewandt ist, daß die erste Folie (4) und die erste Filtermembran (8) zwischen sich

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einen ersten Plasma-Filtraträum (24) festlegen, daß die zweite Folie (6) und die zweite Filtermembran (10) zwischen sich einen zweiten Plasma-Filtratraum (26) festlegen, daß mit der Blutströxnungsbahn (14) ein Bluteinlaß (2O) und ein Blutauslaß (22) in Verbindung stehen und daß ein Plasmaauslaß (30) an mindestens einen der Plasma-Filtraträume angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Filtermembranen (8, 10) jeweils mit einer Öffnung (13) versehen sind, die eine Verbindung zwischen den beiden Plasma-Filtraträumen herstellt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (E') zur Trennung der Blutströmungsbahn von den Offnungen in den Filtermembranen vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

das Trennmittel eine quer über die Filtermembranen verlaufende Schweißnaht (E¹) ist, welche die eine Seite der Blutströmungsbahn zwischen den Filtermembranen verschließt und welche einwärts von den Öffnungen (13) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden flexiblen Folien (4, 6) und die beiden Filtermembranen (8, 10) jeweils rechteckig geformt und längs aller vier Ränder miteinander verschweißt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die beiden Folien (4, 6) von den Filtermembranen (8, 10) ent-

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fernte Abschnitte aufweisen, die eine Plasma-Sammelkammer (28) bilden, mit welcher der Plasmaauslaß (30) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folien und die beiden Filtermembranen jeweils rechteckig sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folien und die beiden Filtermembranen an drei Rändern miteinander verschweißt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien und die Filtermembranen drei aufeinander ausgerichtete (deckungsgleiche) Ränder aufweisen, daß die Folien jeweils eine größere Oberfläche besitzen als die Membranen und daß die PlasmasammeIkammer (28) durch die Bereiche der Folien gebildet ist, die außerhalb der Erstreckung der Membranen liegen.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Filtermembranen (8, 10) an ihren Umfangsrändern durchgehend miteinander verschweißt sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden flexiblen Folien (4, 6) an ihren ümfangsrändern durchgehend miteinander verschweißt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schweißnaht durch eine Faltung ersetzt ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

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gekennzeichnet, daß die angerauhten Folienflächen in diesen Flächen geformte Nuten bzw. Rillen aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden angerauhten Folienflächen jeweils eine Vielzahl von auf Abstände verteilten Vorsprüngen tragen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden angerauhten Folienflächen jeweils in unmittelbarer Berührung mit diesen Flächen stehende Maschengewebe- bzw. Sieblagen aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die angerauhten Folienflächen jeweils eine Vielzahl von Längsnuten bzw. -rillen aufweisen.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden flexiblen Folien aus einem Kunststoff bestehen und beim Extrudieren mit den angerauhten Flächen versehen worden sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierten Folien jeweils etwa 0,38 nun dick sind und daß jede angerauhte Fläche Längsnuten bzw. -rillen mit einer Tiefe von etwa 0,25 mm aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden flexiblen Folien aus flexibler Metallfolie hergestellt sind.

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