DE3004990C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Entgiften von Blut oder Blutkompartimenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 26 31 985 bekannt.

Zum Entgiften des Blutes bei Versagen der Nieren oder der Leber oder bei akuten Vergiftungen werden häufig Membranen verwen­ det. Je nach Verfahren unterscheidet man dabei zwischen beispielsweise Hämodialyse, Hämofiltration oder Plasmapherese (Plasmaseparation). In allen Fällen verlangt man von der Membran eine scharfe Trenngrenze, d. h. sie soll Moleküle bis zu einer bestimmten Größe hindurchlassen, alle übrigen aber zurückhalten. Beispielsweise soll eine Hämofiltrationsmem­ bran möglichst alle Moleküle bis zu einem Molekulargewicht von ca. 40 Tausend hindurchlassen, dagegen das Protein Albumin mit einem Molekulargewicht von ca. 46 Tausend und alle größeren Moleküle vollständig zurückhalten.

Bei der Plasmapherese (auch Plasmaseparation genannt) soll wie­ derum nur das Plasma die Membran passieren, während alle Blutkorpuskeln zurückgehalten werden müssen.

Alle Membrandetoxikationsprozesse haben ein gemeinsames Problem: Blut "erkennt" die Membran als körperfremde Oberfläche. Proteine werden an der Oberfläche adsorbiert, Thrombozyten und andere Blutkorpuskeln adherieren daran. Es bildet sich einer­ seits eine Sekundärmembran, d. h. die Trenngrenze der Membran verschiebt sich zu niedrigerer Molekülgröße; andererseits wird mit dem Adsorptions- und Adhäsionsprozeß die Blutgerinnung stimuliert. Schließlich kommt es durch den Wandkontakt zu Ver­ lusten an Blutkorpuskeln, insbesondere den Thrombozyten, wo­ durch das Gerinnungspotential des Patienten gestört wird. Der Mediziner verhindert die Blutgerinnung, indem er den Pa­ tienten vor und während der Detoxikationsbehandlung hochdosiert heparinisiert. Heparin ist eine Substanz, die in der Leber des Körpers gebildet wird und die Gerinnung verhindert.

Die unphysiologisch hohen Heparinmengen sind nicht nur sehr teuer, sondern für den Patienten auch schädlich. Daneben verhindern sie weder die Bildung der Sekundärmembran noch den Verlust an Thrombozyten.

Nun ist aus der DE-OS 25 59 154 bekannt, daß Aktivkohle durch Belegung mit Aggregationshemmern, wie z. B. Acetylsalicylsäure und anschließendes Einkapseln in eine Kunststoffmembran die Thrombozytenverluste sehr stark re­ duziert und - wie neuere Untersuchungen zeigten - damit gleichermaßen die Adsorption von Proteinen an dieser Membran reduziert wird. Man kann sich dies so erklären, daß die Aggregationshemmer durch die Kunst­ stoffmembran hindurchdiffundieren und dadurch auf der Blut­ seite in einer dünnen Schicht eine therapeutische Konzen­ tration bilden. es konnte weiterhin gezeigt werden, daß Aktivkohle und andere Adsorbentien große Mengen derartiger Aggregationshemmer aufnehmen können und sich dadurch auch als Depot eignen.

Als Aggregationshemmer ist an sich auch Hirudin bekannt (vgl. Duden, Wörterbuch medizinische Fachausdrücke, 3. Auflage 1979, S. 327).

Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Aggregation von Thrombozyten und die Adsorption von Proteinen an der Membran bei minimaler Heparinisierung des Blutes verhindert wird.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben Ausgestaltungen dieses Gegenstands an.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind demnach die obengenannten Erkenntnisse in der Weise kombiniert, daß auf der dem Blut abgewandten Seite der Detoxikationsmembran ein Depot an Aggre­ gationshemmern errichtet wird. Dieses Depot könnte vorzugs­ weise ein Adsorbens wie z. B. Aktivkohle sein, aber auch ein Kunststoff, welcher große Mengen dieses Aggregations­ hemmers aufnehmen kann, wäre denkbar.

Diese Depot wird an der dem Blut abgewandten Seite der Membran durch ein geeignetes Verfahren, wie z. B. Schweißen oder Kleben, fixiert. Das Depot soll so dimensioniert werden, daß die therapeutische Konzentration des Aggregations­ hemmers auf der Blutseite der Membran während der gesamten Behandlungsdauer aufrechterhalten wird, wodurch die Heparini­ sierung des Patienten minimiert, ja sogar vermieden werden kann. Letzteres ist dann der Fall, wenn auch in den übrigen Kunststoffteilen des extrakorporalen Blutkreislaufs, wie z. B. in den Zu- und Ableitungsschläuchen und der Blutpumpe, derartige Depots vor­ gesehen werden.

Im Falle der Hämodialyse kann als Depot das auf der dem Blut abgewandten Seite strömende Dialysat genutzt werden. In die­ sem Fall wird der Aggregationshemmer vorher im Dialysat ge­ löst.

Ein zweites Problem bei der Detoxikation liegt darin begründet, daß viele Toxine an Proteine gebunden sind und dadurch nicht oder nur in geringem Umfang aus dem menschlichen Kreislauf entfernt werden können, es sei denn, man trennt das gesamte Blutplasma ab, verwirft es und substituiert es durch Spender­ plasma. Dies ist teuer und für den Patienten risikoreich (Gefahr von Infektionen). Es sind aber Katalysatoren bekannt, die die Verbindung zwischen Proteinen und Toxinen lockern bzw. aufbrechen und dadurch die anschließende Entgiftung er­ möglichen.

Würde man dem Gesamtblut jedoch den Katalysator zugeben, so wären in vielen Fällen toxische Konzentrationen erforderlich, abgesehen davon, daß das Toxin überall im Blutkreislauf frei­ gesetzt würde, nicht nur - wie gewünscht - ausschließlich an der Membran.

Bringt man dagegen auch den Katalysator im Depot unter und sorgt dafür, daß er ebenso wie der Aggregationshemmer durch die Membran zur Blutseite hindurch diffundiert und dort in der erforderlichen Konzentration vorhanden ist, so erfolgt das Lösen des Toxins vom Protein an der gewünschten Stelle, und die Menge des in den Blutkreislauf ausgeschwemmten Katalysators ist nur ein Bruchteil von der im anderen Fall notwendigen.

Acetylsalicylsäure ist als ein solcher Katalysator bekannt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Depot untergebracht, erfüllt er bei der Diffusion zur Blutseite der Membran eine mehrfache Funktion: er verhindern die Aggregation von Thrombozyten und anderen Blutkorpuskeln, behindert die Bildung von Sekundärmembranen, wirkt als Katalysator für das Lösen des Toxins vom Protein und erlaubt eine wesentlich geringere Heparinisierung des Patienten.

Aber auch bei Katalysatoren, die nicht ins Blut gelangen dürfen, ist deren Fixierung im Depot möglich. Nur muß dann die Membran so ausgebildet sein, daß das mit dem Toxin beladene Protein bis zum Depot - in diesem Fall vorzugsweise ein Adsorbens - gelangt.

Die hier beschriebenen Verfahren der Blutentgiftung unter Einsatz von Membranen sind grundsätzlich auch in zwei oder mehreren Stufen denkbar. Es wird dann zunächst ein Blutkom­ partiment abgetrennt, z. B. Plasma (bei der Plasmapherese) oder Hämofiltrat (bei der Hämofiltration), das im nächsten Schritt - wiederum unter Einsatz einer Membran - entgiftet wird. Mit Ausnahme der Tatsache, daß dann keine Blutkor­ puskeln mehr vorhanden sind, bleiben alle übrigen Probleme erhalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher auch für die Entgiftung von Blutkompartimenten geeignet.

Die Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung: in allen Fällen ist der Druck auf der Blutseite P ₁ höher als auf der dem Blut ab­ gewandten Seite der Membran P ₂, so daß es aufgrund des vorhandenen transmembranen Drucks stets zu einem trans­ membranen Flow von der Blutseite zur dem Blut abgewandten Seite kommt.

In Fig. 1 strömt das Blut 2 an einer plattenförmigen Poren­ membran 1 aus Zelluloseacetat entlang. Diese dient der Plasmapherese. Das Adsorbens 3 ist feinkörnige Kohle, die mit Zelluloseacetat an die Rückseite der Membran geklebt wurde. Die Aktivkohleoberfläche ist mit Acetylsalicylsäure 4/5 beladen, die in diesem Fall die erwähnte Mehrfachfunktion ausübt und deshalb sowohl die Bezeichnung 4 für Aggregations­ hemmer als auch 5 für Katalysator hat.

In Fig. 2 ist die Membran 1 (sie dient der Hämofiltration) zweischichtig. Die dem Blut 2 abgewandte Kunststoffschicht 3 ist mit einem Aggregationshemmer 4 und einem Katalysator 5 beladen. Die Membran könnte aber auch das Depot selbst dar­ stellen, wenn dafür ein geeigneter Kunststoff ausgewählt wird.

Fig. 3 zeigt eine Kapillarmembran 1, die außen mit einem anorganischen Adsorbens 3 ausgerüstet ist. Die Katalysatoren 5 sind hier verschiedene Metallsalze, die unlöslich an der Ober­ fläche fixiert sind, während der Aggregationshemmer 4 durch die Membran 1 hindurch diffundieren kann. Hier dient die Membran der Entgiftung von Blutplasma, das zuvor an einer anderen Membran von den Blutkorpuskeln durch Plasmapherese abgetrennt wurde.

Fig. 4 zeigt die Kapillare eines Dialyseschlauches 1. Im Inneren strömt Blut 2. Das im Außenraum strömende Dialysat 3 dient hier als Depot. In ihm ist Acetylsalicylsäure 4/5 gelöst, das die bereits erwähnte Mehrfach­ funktion übernimmt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Entgiften von Blut oder Blutkompartimenten, aufweisend eine semipermeablen Membran (1), an der das Blut oder das Blutkompartiment auf der einen Seite entlangströmt, und an der es aufgrund einer angelegten transmembranen Druckes oder einer angelegten transmembranen Konzentrationsdifferenz zu einem Durch­ tritt an mit Toxinen beladenem Fluid durch die Poren der Membran kommt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Blut oder dem Blutkompartiment abgekehrten Seite der Membran (1) ein Depot (3) vorgesehen ist, das einen Aggregationshemmer (4) enthält, und daß die Membran (1) für den Aggregationshemmer (4) durch­ lässig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot auch einen Katalysator (5) enthält, der aus einer Substanz besteht, die die Lockerung oder Lösung der zwischen Toxin und Protein bestehenden Bindung begünstigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot (3) für Katalysator (5) und Aggregationshemmer (4) aus einem Adsorbens besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens Aktivkohle ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot (3) aus einem Kunststoff mit großer Aufnahmefähigkeit für Aggregationshemmer (4) und Katalysator (5) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Hämodialyse verwendet wird und die Dialysatflüssigkeit als Depot (3) dient.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aggregationshemmer (4) aus einer Substanz besteht, die einerseits die Aggregation von Blutkorpuskeln untereinander und deren Adhäsion an der Membran (1) hemmt und andererseits die Neigung der Proteine, an der Membran (1) zu adsorbieren, re­ duziert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des im Depot (3) untergebrachten Aggregationshemmers (4) so groß ist, daß aufgrund seiner Diffusion durch die Membran (1) auf der dem Blut oder dem Blutkompartiment (2) zugewandten Seite stets eine therapeutische Konzentration aufrechterhalten wird.