DE2952539A1 - REPLACEMENT DEVICE FOR TWO DIFFERENT LIQUIDS - Google Patents
REPLACEMENT DEVICE FOR TWO DIFFERENT LIQUIDSInfo
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Description
1)1)
Anmelder: Nikkiao Co., Ltd, No, 43-«-2, 3~chome, Ebisu, Shibuya-ku, Tokyo (Japan) Applicant: Nikkiao Co., Ltd, No, 4 3 - «- 2, 3 ~ chome, Ebisu, Shibuya-ku, Tokyo (Japan)
2)2)
Shinetsu Polymer Co,, Ltd., No. 11, 4-chome, Nihonbashi-Shinetsu Polymer Co ,, Ltd., No. 11, 4-chome, Nihonbashi-
honcho, Chuo-ku, Tokyo (Japan)honcho, Chuo-ku, Tokyo (Japan)
Austauschvorrichtung für zwei unterschiedliche FlüssigkeitenExchange device for two different liquids
Die Erfindung bezieht sich auf eine Austauschvorrichtung, bei der zwei Flüsslgkeitstypen über eine Austauschmembran miteinander in Kontakt gebracht werden, so daß der Austausch von Bestandteilen über die Membran erfolgt, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Blutreinigung, durch die das Blut, schlechte bzw. verbrauchte Stoffe und vergiftete Bestandteile, die in ihm enthalten sind, abgibt, und mit Nährstoffen oder anderen Bestandteilen durch die Membran ergänzt wird.The invention relates to an exchange device in which two types of liquids are connected to one another via an exchange membrane are brought into contact so that the exchange of components takes place across the membrane, and in particular relates the invention to a device for blood purification, through which the blood, bad or used substances and poisoned components, which are contained in it, releases, and is supplemented with nutrients or other components through the membrane.
Eine künstliche Niere, Lunge, Leber oder dgl. ist allgemein als Vorrichtung zur Blutreinigung bekannt. Γη der künstlichen Niere wird das Blut über eine durchlässige Austauschmembran, z.B. Caprophan, mit einem Dialysat in Berührung gebracht, um verbrauchte Bestandteile, wie z.B. Harnstoff, Createnin oder andere im Blut enthaltene Bestandteile in das Dialysat abzugeben. In der künstlichen Lunge wird das Blut über eine Austauschmembran, z.B. Silizium-Membran, mit einem Sauerstoffstrom in BerührungAn artificial kidney, lung, liver or the like is generally known as a blood purification device. Γη the artificial Kidney, the blood is brought into contact with a dialysate through a permeable exchange membrane, e.g. Caprophan To release used components such as urea, createnin or other components contained in the blood into the dialysate. In the artificial lung, the blood is passed through an exchange membrane, e.g. silicon membrane, in contact with a stream of oxygen
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gebracht, um Kohlendioxyd aus dem Blut abzugeben, und Sauerstoff In das Blut aufzunehmen.brought to release carbon dioxide from the blood, and oxygen To be absorbed into the blood.
Die das Blut reinigenden Vorrichtungen, die bisher verwendet wurden, sind aufgrund ihrer Konstruktion unterteilt in Wicklungsbzw. Spulen-, Kiel- und Hohlfasertypen. Die Spulentype wird durch mehrmaliges Wickeln als rohrförmige Austauschmembran um einen Kern hergestellt, so daß ein Austausch von Bestandteilen zwischen Innen -und Außenseite der Rohrmembran durchgeführt wird. Die Kiel-Type wird durch Stapeln flacher Austauschmembranen so hergestellt, daß ein Durchgang für Blut und ein Durchgang für Dialysat oder Gas zwischen benachbarten Membranen geformt wird, um den Austausch durchzuführen. Die Hohlfasertype wird durch Bündeln einer Anzahl Hohlfasermembranen so hergestellt, daß Durchgänge bzw. Kanäle für unterschiedliche Flüssigkeiten innerhalb und außerhalb der Hohlfaser für den Austausch geformt werden.The blood purifying devices used hitherto were, due to their construction, are divided into winding and / or winding. Coil, keel and hollow fiber types. The coil type is through multiple wrapping made as a tubular exchange membrane around a core, so that an exchange of components between Inside and outside of the tubular membrane is carried out. The keel type is made by stacking flat replacement membranes so that that a passage for blood and a passage for dialysate or gas is formed between adjacent membranes around the To carry out an exchange. The hollow fiber type is made by bundling a number of hollow fiber membranes so that passages or channels for different liquids are formed inside and outside the hollow fiber for exchange.
Die vorerwähnten Vorrichtungen zur Blutreinigung haben Nachteile, und es besteht bisher keine ausreichende Vorrichtung. Bei der Spulentype ist z.B. eine einzige Rohrmembran gewöhnlich mehrmals gewickelt, und dies führt zu einem außergewöhnlich langen Weg zur Sicherung eines erforderlichen Membranbereiches, und ein starker Druckverlust des Strömungsweges innerhalb des Rohres führt zu einem außerordentlich, hohen Innendruck. Wenn das Blut innerhalb des Rohres strömen kann, wird es nachteilig durch denThe above-mentioned blood purification devices have drawbacks, and there has not yet been a sufficient device. In the Coil type, for example, a single tubular membrane is usually wound several times, and this leads to an exceptionally long path to secure a required membrane area, and a strong pressure loss in the flow path within the pipe leads to an extraordinarily high internal pressure. When the blood can flow inside the pipe, it is disadvantageous by the
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hohen Innendruck beeinflußt. Wenn eine Vorrichtung dieser Art als künstliche Niere verwendet wird und das Dialysat kann innerhalb des Rohres strömen/ so wird die Steuerung der Ultrafiltrationsmenge schwierig. Sobald die Vorrichtung al? künstliche Lunge verwendet wird und das Gas innerhalb des Rohres strömen kann, macht andererseits der lange Wege die Kohlendioxyd-Konzentration im Abwärtsgasstrom hoch und senkt die Freigabefähigkeit von Kohlendioxyd herab.high internal pressure. When such a device is used as an artificial kidney and the dialysate is allowed to flow inside the tube, control of the amount of ultrafiltration becomes difficult. As soon as the device al? artificial lung is used and the gas can flow inside the tube, on the other hand, the long path makes the carbon dioxide concentration in the downward gas flow high and lowers the releasability of carbon dioxide.
Bei der Kiel-Type wird der Druckverlust möglicherweise gesteuert, aber die Flüssigkeitsströmung ist beliebig und die Leistung der Blutreinigung kann nicht gesteigert werden. Bei dieser Art besteht weiter ein wesentlicher Nachteil darin, daß eine Teilungswand zwischen den beiden Durchgängen aus einer dünnen Membran besteht, ähnlich der Spulentype, die ebenfalls leicht deformiert, so daß eine gefinge Druckdifferenz auf den Seiten der Membran die Größe der Durchgänge ändern kann, um die Austauschleistung zu ändern. Nämlich die größere Weite des Strömungsweges reduziert e ine Scherkraft und erhöht einen Widerstand der Grenzschicht gegen Diffusion, was zu einer geringeren Austauschleistung führt.In the case of the keel type, the pressure loss may be controlled, but the flow of fluid is arbitrary and the blood purification performance cannot be increased. In this type there is Another major disadvantage is that a partition wall between the two passages consists of a thin membrane exists, similar to the coil type, which is also slightly deformed, so that there is a small pressure difference on the sides of the membrane can change the size of the passages to change the exchange performance. Namely, the greater width of the flow path is reduced a shear force and increases the resistance of the boundary layer to diffusion, which leads to a lower exchange performance.
Bei der Hohlfaser-Type besitzt die Hohlfaser einen Widerstand gegen Deformation unter Druck, und daher ist die Variation in der Austauschleistung nicht so hoch wie bei den anderen vorerwähnten Typen. Da jedoch die Anwendung der Zentrifugalkraft während der Schleuderstufe erforderlich ist, ist ein verhältnismäßig hoher Kostenaufwand für die Einrichtung erforderlich,In the case of the hollow fiber type, the hollow fiber has a resistance against deformation under pressure, and therefore the variation in the exchange performance is not as great as the others mentioned above Types. However, since the application of centrifugal force is required during the spinning stage, one is proportionate high costs for the set-up required,
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Weiter ist eine ausreichende Bündelung und ein kompaktes Packen der Hohl fasern schwierig, und ein Filmwiderstand bzw. Grenzschichtwiderstand im äußeren Durchgang ist groß, so daß die Austauschleistung nicht genügend erhöht wird.Next is sufficient bundling and compact packing the hollow fibers difficult, and a film resistance or interface resistance in the outer passage is large, so that the Exchange performance is not increased enough.
Als Ergebnis einer sorgfältigen Prüfung haben die Erfinder zwecks Erzielung einer wirksamen Austauschvorrichtung, die die vorerwähnten Nachteile bei einfachem Aufbau aber ohne jede Änderung in der Austauschleistung und im Druckverlust bei einer leichten Herstellung aufweisen, festgestellt, daß, wenn die Austauschmembran von einer festgelegten Dicke mit einer Anzahl verlängerter bzw. länglicher Poren (Kapillarität) mit festgelegtem Durchmesser Versehen wird, die durch einen gegenüberliegenden Querschnittsbereich verlaufen, und die länglichen Poren sowie die Außenflächen der Membranen als zwei verschiedene Flüssigkeits« kanäle bzw. Flüssigkeitsdurchgänge verwendet werden, durch die eine stabile Austauschleistung erhalten werden kann, wegen der geringeren Deformation der länglichen Poren gegen den inneren und äußeren Druck, und der Grenzschichtwiderstand kann verringert werden infolge einer Schwerkraft, die auf einen Flüssigkeitsstrom trotz Stapelung der Membranen ausgeübt wird, was zu einer außerordentlich hohen Austauschfähigkeit führt.As a result of careful study, the inventors have found an effective replacement device which has the the aforementioned disadvantages with a simple structure but without any change in the exchange performance and in the pressure loss in one Have easy manufacture, found that when the exchange membrane of a fixed thickness with a number elongated or elongated pores (capillarity) is provided with a fixed diameter, which run through an opposite cross-sectional area, and the elongated pores as well the outer surfaces of the membranes as two different liquids " channels or liquid passages are used through which a stable exchange performance can be obtained, because of the lower Deformation of the elongated pores against the internal and external pressure, and the interface resistance can be reduced as a result of gravity, which is exerted on a liquid flow despite the stacking of the membranes, resulting in a extraordinarily high interchangeability leads.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, ein Austauschvorrichtung vorzusehen, die die Änderung der Austauschleistung und den Druckverlust vermeidet und einen einfachen AufbauA main object of the invention is to provide an exchange device capable of changing the exchange performance and avoids the pressure loss and a simple structure
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aufweist, der eine leichte. Herstellung zuläßt.comprises a light. Manufacturing allows.
Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt die Austauschvorrichtung nach der Erfindung eine Anzahl aufeinander gelegter Austauschmembranen, von denen jede eine Mehrzahl länglicher, parallel zu einer bestimmten Richtung angeordneter Poren aufweist, die und die Abstände zwischen den Austauschmembranen Kanäle bzw. Durchlässe für unterschiedliche Flüssigkeiten bilden. Die Räume zwischen den Austauschmembranen sind vorzugsweise mit porösen oder netzförmigen Trägern versehen.To solve this problem, the exchange device according to the invention has a number of exchange membranes placed on top of one another, each of which has a plurality of elongated pores arranged parallel to a particular direction, the and the spaces between the exchange membranes form channels or passages for different liquids. the Spaces between the exchange membranes are preferably provided with porous or reticulated supports.
Bei der Austauschvorrichtung nach der Erfindung können die Austauschmembranen und die Träger rechteckiges Profil mit festgelegter Größe .und abwechselnder Stapelung besitzen.In the exchange device according to the invention, the Replacement membranes and the carrier have a rectangular profile with a fixed size and alternating stacking.
Wahlweise kann eine einzelne Austauschmembran gefaltet werden mit Faltlinien parallel zu den länglichen Poren, um einen Membranstapel zu bilden, und die Träger können zwischen die Membranen eingesetzt werden. Andererseits kann die einzelne Austauschmembran zwischen zwei Trägern und zusammengefaltet gehalten werden.Optionally, a single exchange membrane can be folded with fold lines parallel to the elongated pores to form a To form membrane stacks, and the carriers can be inserted between the membranes. On the other hand, the individual Exchange membrane can be held between two supports and folded together.
Alternativ können die Austauschmembranen und der Träger aufeinander gestapelt und um einen zylindrischen Kern in Spulenform gewickelt werden, wobei die länglichen Poren parallel zu einerAlternatively, the replacement membranes and the carrier can be on top of one another stacked and wound around a cylindrical core in a coil shape with the elongated pores parallel to a
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Mittelachse des zylindrischen Kernes liegen.The central axis of the cylindrical core lie.
Bei einer Austauschvorrichtung der vorbeschriebenen Art können die länglichen Poren als Kanäle oder Durchgang für Blut und die Räume zwischen den Membranen als Kanal oder Durchgang für eine das Blutreinigende Flüssigkeit verwendet werden, um eine das Blut reinigende Austauschvorrichtung zu bilden.In an exchange device of the type described above, the elongated pores can be used as channels or passageways for blood and the spaces between the membranes can be used as a channel or passage for a blood-purifying liquid to a to form the blood purifying exchange device.
In der Austauschvorrichtung mit gefalteten Membranen können die länglichen Poren der Austauschmembran als Kanal für Blut und eine Oberfläche der gefalteten Membranen als Kanal für die das Blut reinigende Flüssigkeit verwendet werden, während die anderen Oberflächen als zweiten Kanal für ein Heizmittel verwendet sind, um dadurch eine das Blut reinigende Vorrichtung mit Wäremaustauschfunktion zu erhalten.In the exchange device with folded membranes, the elongated pores of the exchange membrane can act as a channel for blood and a surface of the pleated membranes can be used as a channel for the blood purifying liquid while the other surfaces are used as a second channel for a heating means, thereby a blood purifying device with heat exchange function.
Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben, in der .Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:The invention is explained in detail below with reference to the drawing described, in the .Executive examples are shown. Show it:
Figur 1 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Austauschmembran, die ein Hauptelement der Austauschvorrichtung nach der Erfindung 1st,Figure 1 is a partial perspective view of an exchange membrane, which is a main element of the exchange device according to the invention,
Figur 2 einen Schnitt durch eine Ausführung der Austauschvorrichtung nach der Erfindung,FIG. 2 shows a section through an embodiment of the exchange device according to the invention,
Figur 3 einen Schnitt nach Linie ΙΙΙ-ΓΙΙ der Figur 2,Figure 3 is a section along line ΙΙΙ-ΓΙΙ of Figure 2,
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Figur 4 einen Schnitt durch eine andere Ausführung der Austauschvorrichtung nach der Erfindung,FIG. 4 shows a section through another embodiment of the exchange device according to the invention,
Figur 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Figur 4,Figure 5 is a section along line V-V of Figure 4,
Figur 6 eine Ansicht einer weiteren Ausführung nach der Erfindung in einer Herstellungsstufe.FIG. 6 shows a view of a further embodiment according to the invention in a production stage.
Nach Figur 1 ist eine Austauschmembran 10 als Hauptelement einer Vorrichtung nach der Erfindung aus einem Material hergestellt, welches die Eigenschaft hat, nur von ausgewählten Substanzen durchdrungen zu werden, und welches Element mit einer Anzahl länglicher Poren 12 versehen ist, die von einem Ende 10a zum anderen Ende (10b) durchlaufen. Die Dicke d der Membran und der Porendurchmesser sind nicht besonders begrenzt aber vorteilhaft in der Größenordnung von 50 bis 300 M für d und 40 bis^ 250 A{ für den Durchmesser. Der Porendurchmesser ist naturgemäß kleiner als die Dicke d der Membran. Um die Membran 10 herzustellen, wird eine Anzahl Drähte gewünschten Durchmessers parallel angeordnet, über die ein Membranmater.ial gegossen wird, um einen Film bzw. eine Schicht zu bilden, die die Drähte abdeckt bzw. überzieht, worauf die Drähte aus der Schicht entfernt werden/ um die Austauschmembran 10 nach Figur 1 herzustellen.According to Figure 1, a replacement membrane 10 as the main element of a device according to the invention is made of a material which has the property of being penetrated only by selected substances, and which element is provided with a number of elongated pores 12 which extend from one end 10a to go through the other end (10b). The thickness d of the membrane and the pore diameter are not particularly limited, but advantageously on the order of 50 to 300 µm for d and 40 to 250 Å for the diameter. The pore diameter is naturally smaller than the thickness d of the membrane. To make the membrane 10, a number of wires of desired diameter are placed in parallel over which a membrane material is cast to form a film covering the wires, and the wires are then removed from the layer / in order to produce the exchange membrane 10 according to FIG.
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Das Material der Austa.uschmembran kann nach, dem jeweiligen Anwendungszweck ausgewählt werden. Für die künstliche Niere kann vorzugsweise benutzt werden Caprophan, Zellulose-Azetat, Polyvinyl formaldehyd, Eval, Hydron, Polyacrylnitril und Polytnetacrylnitrile. Für die künstliche Lunge kann vorzugsweise verwendet werden Silicongummi, Naturgummi, Polyalkylsulphone, Äthylzellulose, Teflon oder dergleichen. Eine mikroporöse Schicht bzw. ein mikroporöser Film, der eine Anzahl Poren von nicht mehr als 0,5 44 The material of the exchange membrane can be selected according to the respective application . Caprophan, cellulose acetate, polyvinyl formaldehyde, Eval, hydron, polyacrylonitrile and polytnetacrylonitrile can preferably be used for the artificial kidney. For the artificial lung, silicone rubber, natural rubber, polyalkylsulphone, ethyl cellulose, Teflon or the like can preferably be used. A microporous layer or film that has a number of pores not exceeding 0.5 44
in vertikaler Richtung aufweist, kann ebenfalls vorteilhaft benutzt werden. Für andere Anwendungszwecke, z.B. zum Entmineralisieren von Seewasser, zur Reinigung von ^ferbrauchtem . Wasser, zur Metallrückgewinnung aus verbrauchtem Industriewasser und dgl. können vorteilhaft benutzt werden Polyamid, Zellulose-Trlacetat, Polyvinylalkohol, Polybenzimidazol und andere Ionenaustauschmembranen. in the vertical direction can also be used to advantage. For other purposes, e.g. for demineralizing of sea water, for the purification of used water. Water, to Metal recovery from used industrial water and the like can advantageously be used polyamide, cellulose trlacetate, Polyvinyl alcohol, polybenzimidazole and other ion exchange membranes.
Das Austauschgerät, welches die vorstehend beschriebene Membran 10 benutzt, wird nun anhand der Zeichnung beschrieben, in der ein AusfUhrungsbeispiel dargestellt ist.The replacement device using the membrane 10 described above will now be described with reference to the drawing in which an exemplary embodiment is shown.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine rechteckige Austauschmembran 10 einer festgelegten Größe mit längsgerichteten länglichen Poren Eine Anzahl Membranen 10 und poröse oder netzförmige Träger 14 werden abwechselnd gestapelt und ein sich ergebender Stapel 16 ist in ein Gehäuse 18 eingepaßt und an seinen Längskanten mit Dichtungen 20 in Form von Klebstoffen oder Dichtungen versehen.Figures 2 and 3 show a rectangular exchange membrane 10 of a fixed size having longitudinally elongated pores. A number of membranes 10 and porous or reticulated supports 14 are alternately stacked and a resulting stack 16 is fitted into a housing 18 and has gaskets 20 at its longitudinal edges In the form of adhesives or seals.
- 11 030029/0750 - 11 030029/0750
29b2b33 - 11 - 29b2b33 - 11 -
An den längsgerichteten sich gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 18 sind Yerteilerrätme 22 und 24 definiert, die mit den länglichen Poren 12 der Austauschmembran 10 des Stapels kommunizieren, während an den Längsseiten des Gehäuses 18 Verteilerräume 26 und 28 definiert sind, die von den Verteilerräumen 22 und 24 durch die Dichtungen 20 hermetisch getrennt sind. Das Gehäuse ist mit Stützen 30, 32. 34 und 36 zum Kommunizieren der Verteilerräume 22, 24, 26 und 28 mit äußeren Flüssigkeitskreis versehen.At the longitudinally opposite ends of the housing 18 dividers 22 and 24 are defined which communicate with the elongated pores 12 of the exchange membrane 10 of the stack, while distribution spaces 26 and 28 are defined on the longitudinal sides of the housing 18, which are defined by the distribution spaces 22 and 24 are hermetically separated by the seals 20. The housing is provided with supports 30, 32, 34 and 36 for communicating the distribution rooms 22, 24, 26 and 28 provided with an external liquid circuit.
Nach einer Ausführung der Erfindung bilden die porösen oder netzförmigen Träger 14, die mit den Austauschmembranen 10 abwechselnd gestapelt sind, bestimmte Räume zwischen gegenüberliegenden Flächen der benachbarten Austauschmembranen. Jeder Träger kann vorteilhaft aus einem nicht gewebten Stoff, einem Netz, einem Maschenschirm, einer durchlochten Schicht oder eines durchlochten Films und einem erhaben gearbeiteten Film bzw. einer ererhaben gearbeiteten Schicht bestehen und dient als Abstandshalter zur Verhinderung der Blockade eines Oberflächendurchganges 37 außerhalb der Austauschmembran 10, als Prallplatte zur Erzeugung einer Turbulenz im Flächenkanal 37 für ein wirkungsvolles Mischen der Flüsigkeiten und als Verstärkung der Membranen. Der vorzugsweise am besten verwendete Träger 14 zur Erzeugung der Flüssigkeitsturbulenz 1st ein Maschen- bzw. Netzschirm aus gewebten Monofilementen, wobei das Verhältnis von Faserdurchmesser zur Maschenweite vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 10 beträgt.According to one embodiment of the invention, the porous or reticulated supports 14 alternate with the exchange membranes 10 are stacked, defining spaces between opposing faces of the adjacent exchange membranes. Any porter can advantageously be made of a non-woven fabric, a net, a mesh screen, a perforated layer or a perforated one Films and a raised worked film or a raised worked layer exist and serves as a spacer to prevent the blockage of a surface passage 37 outside the exchange membrane 10, as a baffle plate for generating a turbulence in the surface channel 37 for an effective mixing of the liquids and as a reinforcement of the membranes. The preferably The carrier 14 best used to create the fluid turbulence is a mesh screen made of woven fabric Monofilament, where the ratio of fiber diameter to Mesh size is preferably 1: 3 to 1:10.
- 12- 12
630029/07SO630029/07 SO
29h2b3929h2b39
Wenn bei dem so aufgehauten Austauschgerät die ersten Flüssige keitskanäle (30, 22, 12, 24 und 32) in Längsrichtung des Gehäuses 8 mit einem Blutkreis verbunden werden und die zweiten Flüssigkeitskanäle (34, 26, 37, 38 und 36) in Querrichtung zu den ersteren Kanälen mit einem Dialysat-Kreis verbunden werden, dann wird eine Austausch- oder Dialyse-Wirkung zwischen den länglichen Poren 12 und den Flächen der Austauschmembran 10 so erreicht, daß das Gerät wirkungsvoll als künstliche Niere benutzt werden kann. Wenn die ersten Flüssigkeitskanäle mit dem Blutkreislauf verbunden werden und die zweiten Flüssigkeitskanäle mit dem Sauerstoffkreis, kann das Gerät in gleicher Weise wirkungsvoll als künstliche Lunge benutzt werden.When the first liquid comes out of the replacement device that has been built up in this way speed channels (30, 22, 12, 24 and 32) are connected in the longitudinal direction of the housing 8 with a blood circuit and the second fluid channels (34, 26, 37, 38 and 36) are connected in the transverse direction to the former canals with a dialysate circuit, then there is an exchange or dialysis effect between the elongated pores 12 and the surfaces of the exchange membrane 10 achieved so that the device can be effectively used as an artificial kidney. When the first fluid channels with the Blood circulation and the second fluid channels are connected to the oxygen circuit, the device can be effective in the same way can be used as an artificial lung.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine andere Ausführung des Austauschgerätes nach der Erfindung, bei der ein einzelner Streifen der Austauschmembran 10 in Zick-Zack-Form gefaltet und in das Gehäuse in der vorbeschriebenen Weise eingepaßt ist. Die Träger 14 sind zwischen den benachbarten Membranen eingesetzt und die gegenüberliegenden Enden sind mit den Dichtungen 20 versehen, um den Stapel 16 zu bilden. Bei dieser Ausführung soll die Austauschmembran 10 so gefaltet werden, daß die Fallinien parallel zu den langen Poren angeordnet werden. Bei dieser Ausführung werden zwei Flüssigkeitskanäle 37a und 37b auf gegenüberliegenden Außenflächen der Austauschmembran 1O gebildet. Nämlich die Verteiler 26 und 28 an den Enden beider Längsseiten erzeugen die Flüssigkeits-Figures 4 and 5 show another embodiment of the replacement device according to the invention in which a single strip of the exchange membrane 10 is folded in a zigzag shape and inserted into the housing is fitted in the manner described above. The carriers 14 are inserted between the adjacent membranes and the opposite ones Ends are provided with seals 20 to form stack 16. In this embodiment, the replacement membrane 10 be folded so that the falling lines are arranged parallel to the long pores. In this execution, two Liquid channels 37a and 37b are formed on opposite outer surfaces of the exchange membrane 1O. Namely the distributors 26 and 28 at the ends of both long sides generate the liquid
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030029/0760030029/0760
29S2b3929S2b39
kanäle. Als Ergebnis werden die Verteiler 26 und 28 mit einem Paar Stutzen 34a, 34b und 36a,36b versehen. Um einen Kurzschluß der Stutzen 34a nach 34b und des Stutzens 36a nach 36b zu verhindern und die Flüssigkeitströmung durch den Kanal 37a und 37b zu gewährleisten, werden die Dichtungen 38 zwischen den gefalteten Enden der Membran und der Innenfläche des Gehäuses vorgesehen.channels. As a result, the manifolds 26 and 28 are provided with a pair of nozzles 34a, 34b and 36a, 36b. To a short circuit the nozzle 34a to 34b and the nozzle 36a to 36b and prevent the flow of liquid through the channel 37a and 37b To ensure this, the seals 38 are provided between the folded ends of the membrane and the inner surface of the housing.
Wenn bei der Ausführung des vorbeschriebenen Austauschgerätes die ersten.Flüssigkeitskanäle (30, 22, 12, 24 und 32) mit dem Blutkreis verbunden werden und die zweiten Flüssigkeitskanäle (34a, 26m 37a, 26 und 34b) sowie die dritten Flüssigkeitskanäle (36a, 28, 37b,8, 28 und 26b) mit dem Sauerstoffkreis verbunden werden, kann das Gerät wirksam als künstliche Lunge benutzt werden.Wenn insbesondere die zweiten und dritten Flüssigkeitskanäle so gebaut werden, und mit einem Heizmedium gespeist werden, kann das Gerät wirksam als Austauschgerät mit einem Wärmeaustauscher z.B. als künstliche Lunge oder künstliche Niere verwende*: werden.If the first liquid channels (30, 22, 12, 24 and 32) with the Blood circuit are connected and the second fluid channels (34a, 26m 37a, 26 and 34b) and the third fluid channels (36a, 28, 37b, 8, 28 and 26b) connected to the oxygen circuit the device can effectively be used as an artificial lung. In particular, if the second and third fluid channels are built in this way and fed with a heating medium, the device can be used effectively as a replacement device with a heat exchanger, e.g. as an artificial lung or artificial kidney *: will.
In einer Abänderung der Ausführung kann ein einzelner Streifen der Austauschmembran zwischen zwei Trägerstreiifen der gleichen Größe gehalten und zusammengefaltet werden, um den Stapel zu bilden, der den gleichen Aufbau des Austauschgerätes erzeugt wie die Ausführung nach den Figuren 4 und 5.In a modification of the embodiment, a single strip of the exchange membrane can be placed between two carrier strips of the same Size can be held and folded to form the stack that creates the same structure of the replacement device like the embodiment according to FIGS. 4 and 5.
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030029/0750030029/0750
Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausbildung des Austauschgerätes nach der Erfindung, bei der ein einzelner Streifen der Austauschmembran 1O und ein einziger Streifen des Trägers 14 um einen gegebenen zylindrischen Kern 40 in Spulenform gewickelt sind. Bei dieser Ausführung können die länglichen Poren 12 der Austauschmembran 10 entweder parallel zur Spulenachse oder in Umfangsrichtung ausgerichtet sein. Die parallele Orientierung ist vorzuziehen, weil die Ümfangsorientierung eine viel größere Länge der länglichen Poren 12 erfordert, die den Nachteil von Druckverlusten haben. Nach der Ausführung der Figur 6 ist der Träger 14 auf die Austauschmembran 10 aufgelegt, die durch das Klebemittel oder eine andere Dichtung 42 umgeben ist und dann um den Zylinderkern 40 mit den länglichen Poren parallel zur Achse des Zylinderkerns 40 zur Bildung eines Spulenkörpers gewickelt ist, der den Träger 14 enthält. Der so aufgebaute Spulenkörper ist an beiden Enden mit Rohren 44a und 44b versehen, die durch die Dichtungsschichten 42 verlaufen. Die Rohre 44a und 44b kommunizieren an ihren einen Enden mit dem Membranflächenkanal 37, der in den Spulenkörper gebildet ist, während die anderen Enden mit den äußeren Flüssigkeitskreisen kommunizieren können, indem sie hermetisch dicht durch die Flansche 46 und 48 verlaufen, die an gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Kernes 40 vorgesehen sind. Die Zahl der Rohre 44a und 44g kann optimal erhöht werden. Später befindet sich der Spulenkörper in einem nicht dargestellten zylindrischen Gehäuse, dessen innere Fläche hermetisch mit der äußeren Membranfläche verbunden wird, um Verteilerräume 50 und 52 zwischen denFIG. 6 shows a further embodiment of the exchange device according to the invention, in which a single strip of the exchange membrane 10 and a single strip of carrier 14 around a given one cylindrical core 40 are wound in a coil shape. In this embodiment, the elongated pores 12 of the exchange membrane 10 be aligned either parallel to the coil axis or in the circumferential direction. The parallel orientation is preferable because the circumferential orientation has a much greater length of the elongated Requires pores 12, which have the disadvantage of pressure losses. After the embodiment of Figure 6, the carrier 14 is on the Exchange membrane 10 placed, which is surrounded by the adhesive or other seal 42 and then around the cylinder core 40 is wound with the elongated pores parallel to the axis of the cylinder core 40 to form a bobbin that holds the carrier 14 contains. The bobbin thus constructed is provided at both ends with tubes 44a and 44b penetrating through the sealing layers 42 run. The tubes 44a and 44b communicate at one of their ends with the membrane surface channel 37, which is in the bobbin is formed, while the other ends can communicate with the outer liquid circuits by being hermetically sealed extend through flanges 46 and 48 provided at opposite ends of cylindrical core 40. The number of Tubes 44a and 44g can be optimally increased. The bobbin is later located in a cylindrical one, not shown Housing, the inner surface of which is hermetically connected to the outer membrane surface, to provide distribution spaces 50 and 52 between the
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29b2b3329b2b33
Flanschen 46, 48 und dem Spulenkörper zu bilden. Diese beiden Verteilerräume 50 und 53 kommunizieren miteinander durch die länglichen Poren 12 der Austauschmembran 10 und mit den äußeren Flüssigkeitskreisen durch die Stutzen 54 und 56 der Flansche 46 und 48.To form flanges 46, 48 and the bobbin. These two Distribution rooms 50 and 53 communicate with each other through the elongated pores 12 of the exchange membrane 10 and with the outer liquid circuits through the nozzles 54 and 56 of the flanges 46 and 48.
Bei dieser Ausführung des Austauschgerätes können die ersten Flüssigkeitskanäle 44a, 37, 44b und die zweiten Flüssigkeitskanäle 54, 50, 12, 52, 56 mit den erforderlichen Flüssigkeitskreisen verbunden werden/ um eine wirksame künstliche Lunge oder künstliche Niere zu bilden.In this embodiment of the replacement device, the first liquid channels 44a, 37, 44b and the second liquid channels 54, 50, 12, 52, 56 can be connected to the required fluid circuits / to make an effective artificial lung or artificial Kidney to form.
Das Austauschgerät nach der Erfindung kann seinen stabilen Aufbau gegen Deformation unter inneren und äußeren Drücken infolge des Widerstandes der länglichen Poren in der Austauschmembran beibehalten. Weiter kann die Austauschmembran mit den länglichen Poren zur Herstellung des Stapels oder des Spulenkörpers benutzt werden, um unter Druck in das festgelegte Gehäuse eingepaßt zu werden und dadurch die stabilen Flüssigkeitskanäle zu gewährleisten, wodurch das ganze Gerät kompakt, herzustellen ist. Somit kann das Austauschgerät nach der Erfindung höheren Scherkräften der Flüssigkeit unterworfen werden als ein übliches Austauschgerät aus hohlen Fasern, und besitzt einen geringeren Grenzschichtwiderstand infolge des Bewegungseffekts, der auf den porösen oder netzförmigen Träger beruht, was zu einer extrem guten Austauschleistung führt.The replacement device according to the invention can its stable structure against deformation under internal and external pressures as a result of Maintain resistance of the elongated pores in the exchange membrane. The exchange membrane with the elongated pores can also be used used to make the stack or the bobbin, to be fitted into the fixed housing under pressure and thereby to ensure the stable fluid channels, whereby the whole device is compact to manufacture. Thus, the replacement device according to the invention higher shear forces of the liquid are subjected to than a conventional replacement device hollow fibers, and has a lower interface resistance due to the movement effect that is applied to the porous or reticulated carrier based, which leads to an extremely good exchange performance.
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030029/0750030029/0750
2 ü b 2 b 32 over b 2 b 3
Ι)·ί·-, folgende Hoispiol zeigt die Horste] 1 unq dei künstlichen Lunge nach dor Kriindung.Ι) · ί · -, the following Hoispiol shows the clumps] 1 and the artificial ones Lungs after birth.
Hei spie]Hey spit]
Lino ίϊΐ 1 i eongununiiiieinbran mit einer Breite von 1'j chi, einer Länge V(JIi K) <"in und einer I)J cko von 2OO /(A war vorsehen mi t länglichen I'oicn von 1OO /,', im I)ui ehmosiser IjoJ einem Abstand von *>O /ii , Lino ίϊΐ 1 i eongununiiiieinbran with a width of 1'j chi, a length V (JIi K) <"in and an I) J cko of 2OO / (A was provided with elongated I'oicn of 100 /, ', im I) ui ehmosiser IjoJ a distance of *> O / ii,
// ii
um cine Aust auschmeiubran 7.\\ bilden. Andere] :;ei 1 ν v;nrde ein volle:; .'!bhi rmnozt inii (^iIi(1I Hreile von eiw.i 15 cm, einer Länge von ι twii IO cm, eine] Diele von 24OA) und < iiiei M.i· chcnwei t e von (:OO /.{ benut^i , um einen Ί ι äqer zu bilden. .'.! / n;>( aiiüclimenl)] aiie und 23 Tiäqer wurden ImmiuIzI , um einer. SI .im1] herzustellen mil einer Dicke von 1O mm, nu:> dem eine künstliche Lunge? ent ίφΐ eehend I'igur 2 1κ;ι-gent el 11 wurde.to form cine Aust auschmeiubran 7. \\ . Others] :; ei 1 ν v; nrde a full :; . '! bhi rmnozt inii (^ iIi ( 1 I hreile of eiw.i 15 cm, a length of ι twii IO cm, a] plank of 240A) and <iiiei Mi · chcnwei te of (: OO /. { used ^ i, in order to form a Ί ι aqer.. '.! / n;> (aiiüclimenl)] aiie and 23 Tiäqers became ImmiuIzI to produce a. SI .im 1 ] with a thickness of 10 mm, nu:> the one artificial lung? ent ίφΐ eehend I'igur 2 1κ; ι-gent el 11 was.
In din e rs; ton rlür.s.i qkei 1 «kanälen (die länglichen Γ< ι cm) dei" küjii-tliehen Lunge konnten floo ml/min eine:; fri srhgopnri ni ort en Ki ndei bl ut es; mit einem Haemal οι i x-Woi t von '2b ? 1 ließen, wählend 1 !/min Jjauoistoli in den zweiten Γ1 ünsi qkei t »kanä ]e-n (Meiiü)i'anobe] 1 lächenkanälon) iließen konnten. Wenn di(> T<i !drücke des; Si'uie] st oi i:; und d(?.·; Kohl ondi o::yd·; des Hlutc-s; am Ilinlaß der künstlichen Lungen 3'.· rmn/H'.] und M mm/Uq war, so waien diene am /lusla/i \?b mm/Hg und ΊΟ mm/Hq. :i(jgar ι.ίίπι del /'usla'i für Hint voi(. ngt wurde, um den Drtie) am Hlutausfluß bis; auf 3OO mm/Hq 7U ('jIiöIhii, v;uid(Mi die Teildiüeke von ijaiiei s-M.of 1 und I'.olilondJoxyd dos; Hlutcs; am Aunlaß d(^]- künstlichen Lunge im we;;ent 1 i dien konrt.nnt. geh ill ton.In din e rs; ton rlür.si qkei 1 «canals (the elongated Γ <ι cm) dei" küjii-tliehen lungs could floo ml / min a :; fri srhgopnri ni ort en ki ndei blood it; with a haemal οι i x-woi t from '2b ? 1, choosing 1! / min Jjauoistoli in the second Γ1 ünsi qkei t »kanä] en (Meiiü) i'anobe] 1 laughing canalon) il be. If di (> T <i! press des; Si' uie] st oi i :; and d (?. ·; Kohl ondi o :: yd ·; des Hlutc-s; at the inlet of the artificial lungs 3 '. · rmn / H'.] and M mm / Uq was, so waien serve am / lusla / i \? b mm / Hg and ΊΟ mm / Hq.: i (jgar ι.ίίπι del / 'usla'i for Hint voi (. ngt was to the Drtie) at the Hlutausfluß up to; to 3OO mm / Hq 7U ('jIiöIhii, v; uid (Mi the part diüeke of ijaiiei sM.of 1 and I'.olilondJoxyd dos; Hlutcs; at the outlet d (^] - artificial lung in the we ;; ent 1 i dien konrt.nnt . go ill ton.
(J 3 0 J ? 9 / () 7 1. 0(J 3 0 J? 9 / () 7 1. 0
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |