DE3102331A1 - "hohlfiberbuendel fuer diffusionsgeraet und verfahren zu seiner herstellung sowie ein solches buendel enthaltendes dialysegeraet - Google Patents
"hohlfiberbuendel fuer diffusionsgeraet und verfahren zu seiner herstellung sowie ein solches buendel enthaltendes dialysegeraetInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEI N HOLD ■ München
DiPi. inc. G. DAN N EN BERG · dr. D. GUDEL- dipl.-inc. S. SCH U BERT · Frankfurt
CROSSE ESCHENHEIMER STR. 39 6OOO FRANKFURTAM MAIN 1
TELEFON : (0611) 281134 4- 287OU
TELEX: 413110
23. Januar 1981 Da/Ha
Baxter Travenol Laboratories, Inc.
One Baxter Parkway
Deerfield, Illinois 60015, V.St.A.
Hohlfiberbündel für Di££usionsgerät% und Verfahren
zu seiner Herstellung sowie ein solches Bündel enthaltendes Dialysegerät
Die Erfindung betrifft ein Hohlfiberbündel aus semlpermeablem Membranmaterial nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Weiter betrifft die Erfindung ein Dialysegerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15, welches ein solches Bündel
enthält. *jund ein Verfahren zu seiner Herstellung
In den Patentanmeldungen P 27 05 811.3 und P 28 189 64.0 ist eine Wickelvorrichtung für kapillare Hohlfibern gezeigt. Die Hohlfibern werden auf einen Haspel bzw. eine
Aufnahmespule gewickelt, um ein ringförmiges Fiberbündel zu bilden, das dann vorübergehend in einem Gehäuse nach
Art einer Klemmhülse aufgenommen wird, worauf die einzelnen im Gehäuse eingeschlossenen Bündel von dem ringförmigen
Bündel abgeschnitten werden. Ein hin- und hergehender Arm führt während des Wickelvorgange die Fibern über die Breite
des Bündels zwecks Verbesserung der Dialysiercharakteristiken von Dialysetoren, in welchen die Fiberbündel verwendet
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlfiberbündel zu schaffen, das vorteilhafter in der Herstellung
und leistungsfähiger bei Einsatz in einem Dialysegerät ist. Dabei ist der Anteil fehlerhaft hergestellter Bündel wesentlich geringer als bei der früheren Technik, während eine
verbesserte Leistung eines Dialysegeräts nach Einbau eines vollständigen Bündels in das Gehäuse eines solchen Geräts
festgestellt wurde, insbesondere bei Dialysegeräten für Blut. Die verbesserte Leistung ergibt sich aus mehreren
Gründen, darunter auch der glatte Schnitt der Enden des Bündels, das nach der vorliegenden Erfindung erstellt bzw. ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Maßnahme gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 oder Anspruch 7 gelöst
-8-
•owie durch ein Hohlflberbündel bzw. ein Dialysegerät mit
den Kennzeichen des Anspruchs 13 bzw. des Anspruchs 15.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Wie bereits dargelegt, geht die Erfindung davon aus, daß
Bündel von kapillaren Hohlfibern aus semipermeablem Membranmaterial
zur Verwendung in Diffusionsvorrichtungen durch
Wickeln von Hohlfibern auf einen Haspel zum Bilden eines ringförmigen Körpers aus Fibern geformt werden können, worauf
der ringförmige Körper in einzelne Bündel zerschnitten wird.
Gemäß der Erfindung werden die Hohlfibern dem Haspel, gewöhnlich von Vorratsspulen aus, über eine Schlitzführung im wesentlichen
parallel zur Rotationsachse des Haspels zugeführt und mit hinreichend geringer Spannung der Hohlfibern für
eine willkürliche Bewegung dieser Fibern innerhalb der Schlitzführung.
Dies hat zur Folge, daß die Bündel Hohlfibern in allgemein
nicht-paralleler Anordnung mit Überkreuzung benachbarter Fibern enthalten.
Zweckmäßig hat die Schlitzführung im wesentlichen die gleiche Breite wie der Haspel und der ringförmige Bündelkörper, so
daß die willkürliche Verteilung der Fibern sich zwischen den beiden Seiten des Bündels erstreckt.
Weiter wird vorzugsweise eine Mehrzahl von Hohlfibersträngen gleichzeitig von Spulen auf den Haspel durch eine Mehrzahl
von Schlitzen in der Schlitzführung gewickelt.
Vor dem Zerschneiden ist es vorteilhaft, die Hohlfiberbündel mit einem flexiblen Blatt zu umwickeln, welches typisch
-9-
aus Papier besteht. Danach werden die Bündel durch die
Papierumwicklung hindurchgeschnitten, wodurch ein verbesserter bzw. sauberer Schnitt der Bündelenden erhalten
wird.
Vorzugsweise wird für diese Umwicklung ein Papierblatt verwendet, das einen inneren, gegen das Bündel anliegenden Endteil von geradliniger Form aufweist. Ein äußerer, dem inneren
Endteil gegenüberliegender Endteil weist schräg nach innen gegen das äußere Ende verlaufende Seiten auf, so daß das
Blatt die Gestalt eines asymmetrischen Hexagons mit zwei benachbarten Ecken von 90° haben kann.
Als weitere Verbesserung sieht die Erfindung vor, daß auf dem flexiblen Blatt,und zwar näher zum äußeren als zum inneren Ende hin, eine Markierung vorgesehen ist. Infolgedessen
kann die Kompression des umwickelten Bündels durch das flexible Blatt vorbestimmt werden, indem während des Umwicklungsvorgangs das äußere Ende des Blattes auf die Markierung gelegt wird, wodurch das Ausmaß des Drucks der Umwicklung auf
das Bündel vorherbestimmbar und steuerbar 1st.
Das sich verjüngende äußere Ende des flexiblen Blattes erleichtert das Biegen des Papiers bzw. des Blattes beim Umwickeln des Bündels, um die vorbestimmte Kompression zu erzielen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Wickelvorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2 abgebrochen und vergrößert eine perspektivische Ansicht der Zuführeinrichtung zu dem Haspel mit
der Schlitzführung;
-10-
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Haspeleinrichtung, und zwar nach dem Wickelvorgang,
wobei zur Verdeutlichung der Darstellung Teile abgebrochen sind und der Haspel von
seiner Nabe abgenommen und in horizontale Lege verbracht ist, und wobei ein Teil des
ringförmigen Körpers aus gewickelten Fibern soeben mit einem flexiblen Blatt umwickelt
wird;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine AusfUhrungsform
eines flexiblen Blattes, wie es gemäß der Erfindung zur Verwendung kommen kann;
Fig. 5 abgebrochen eine perspektivische Ansicht des flexiblen Blattes in aufgewickeltem
Zustand, um den ringförmigen Körper aus Fibern herum;
Flg. 6 abgebrochen eine perspektivische Ansicht, die den Vorgang des Schneidens der Enden
eines Bündels durch seitliche Teile des flexiblen Blattes zeigt; und
geräts mit einem Gehäuse, welches seinerseits ein Bündel aus Hohlfibern gemäß der Erfindung
enthält.
Mit Bezugnahme auf die Zeichnung können die Bündel der Erfindung hergestellt werden, indem kapillare Hohlfibern
10, beispielsweise aus zellglasartiger Zellulose (umgefällter Zellstoff) etwa von der Art, wie sie unter dem
Handelsnamen Cuprophan erhältlich ist, von einer Anzahl
Spulen 12 aus auf einen Haspel 14 in einer Einrichtung gewickelt werden,welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel dreizehn Gabelglieder 16 am Umfang des Haspels
gelagert aufweist, um die Fibern 10 aufzunehmen und
-11-
zu halten, während ein ringförmiger Körper 18 aus Hohlfibern geformt wird.
Die Gesamtzahl der Fibern 10 durchläuft eine an einer Konsole 21 gelagerte Schlitzführung 20 mit einer Anzahl
von FUhrungsschlitzen 22, die - wie ersichtlich - sich
in einer Richtung erstrecken, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse 24 des Haspels 14 verläuft. Die Spulen
12 mit dem Fibermaterial können einfach lose auf Spindeln 26 angeordnet sein, so daß auf die Hohlfibern 10 im wesentlichen keine Spannung bzw. kein Zug ausgeübt wird,
während sie von den Spulen 12 ab- und auf den Haspel
14 auflaufen. Daraus folgt, daß der Haspel 14 flott rotieren kann mit einer Drehzahl von vorzugsweise 100 bis
200 U/min und insbesondere 160 U/min, wobei die Spulen mit den Hohlfibern 10 ungehindert ablaufen und bewirken,
daß die Fibern 10 Querbewegungen ausführen bzw. oszillieren, während sie in allgemein willkürlicherAnordnung durch die
Führungsschlitze 22 laufen. Die Folge davon ist, daß der ringförmige Körper 18 aus Hohlfibern und infolgedessen
auch die schließlich daraus geformten Hohlfiberbündel Fibern in allgemein nicht-paralleler Anordnung mit Uberkreuzüng
benachbarter Fibern aufweisen.
Vorzugsweise haben die Schlitze 22 im wesentlichen die Breite des Haspels 14 und des ringförmigen Körpers 18,
der darauf geformt wird. Auch die Breite der Aussparungen 28 in den Gabelgliedern 16 entspricht im wesentlichen
diesem Ausmaß.
Nach dem Wickelvorgang kann der Haspel von der ihn tragenden Nabe 30 abgenommen werden, indem er von Klemmen
32 oder anderen gewünschten Befestlgungsniittels für den
kreisförmigen abnehmbaren Haspel 14 von der Drehnabe abgezogen wird. Dann kann, wie in Fig. 3 gezeigt, der
-12-
Haspel 14 horizontal um eine allgemein mit 34 bezeichnete Bandsäge herum angeordnet werden, die herunterschwenkbar
ist, um das bandförmige Sägeblatt in eine Abstützung 36 zu verbringen, die - wie ersichtlich - ein *?aar Platten
aufweist, zwischen die das Sägeblatt 38 paßt. Die verschiedenen Fiberbündel können von dem ringförmigen Körper
18 dadurch getrennt werden, daß dieser ringförmige Körper einfach auf die Abstützung 36 in gewünschter Lage gelegt
wird und dann die Bandsäge 34 zum aufeinander folgenden
Abschneiden der einzelnen Bündel Jeweils abgesenkt wird.
Nach bevor dieses grobe Abschneiden erfolgt, wird ein flexibles Blatt 40, insbesondere Papierblatt, das vorzugsweise
aus Polypropylenpapier hergestellt 1st, um denjenigen Abschnitt des ringförmigen Körpers herumgewickelt,
der als nächster abgeschnitten werden soll, um ein einzelnes Bündel 42 von Fibern 1O zu bilden. Gemäß
Fig. 5 kann das Blatt 40 vorzugsweise in der mit 44 bezeichneten Dimension eine Breite von etwa 28 cm und in
der mit 46 bezeichneten Dimension eine Länge von etwa 38 cm aufweisen für das spezielle Umwickeln von Bündeln
einer normalen Größe zur Verwendung in allgemein konventionell dimensionierten Gehäusen von Dialysegeräten mit kapillaren
Hohlfibern.
Das Blatt 40 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, als Wickel um
ein Bündel 42 herumgeschlungen, so daß sein inneres Ende 48, welches gegen das Bündel 42 anliegt, das Ende mit
geradliniger Begrenzung und zwei Ecken 50 mit Winkeln von 90° ist. Das äußere Endteil 52 gegenüber dem inneren
Ende 48 weist Seiten 54 auf, die einwärts gegen das Ende hin verlaufen, so daß die Breite des äußeren Endes 56 vorzugsweise
weniger als die Hälfte der Breite des inneren Endes 48 und vorzugsweise etwa 20 bis 40 % der Breite des
inneren Endes beträgt.
-13-
Auf dem flexiblen Blatt AO ist eine Markierung 58 angebracht, die dem äußeren Ende 56 näher liegt als dem inneren
Ende 48. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Markierung 58 aus einem einfachen Loch im Blatt 40, welches
gleichzeitig mit dem Schneiden der Blattform ausgestanzt werden kann. Es kann Jedoch gewUnschtenfalls auch eine
Tintenmarkierung oder ein anderes Merkmal vorgesehen werden.
Zweck der Markierung 58 isi; als Indikator für die Kompression des umwickelten Bündels zu dienen, indem die Kompression während des Wickelvorgangs durch Plazieren des
äußeren Endes 56 auf die Markierung vorbestimmt werden kann. Dies erfolgt also in der Weise, daß beim Umwickeln
des ringförmigen Körpers 18 mit dem Blatt 40 mit dem inneren Ende 48 begonnen und das Blatt, wie gezeigt, um den Körper
18 herumgewunden wird. Die abgeschrägt verlaufenden Seiten 54 erleichtern das Biegen und das druckausübende Verengen
des gewickelten Blattes 40, um durch Anziehen der Umwicklung Druck auf das Bündel 42 auszuüben, bis das äußere Ende
56 des Blattes 40 über der Markierung 58 liegt, wie in Fig. 5 gezeigt 1st. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das
Bündel 42 unter einem vorbestimmten Kompressionsdruck, ausgeübt durch das Blatt 40, der Jeweils einheitlich ist,
vorausgesetzt, daß die Umwicklung unter den gleichen Bedingungen erfolgt und daß die gleiche Größe und Form des
flexiblen Blattes 40 Jeweils verwendet wird. Das gewünschte Maß an Kompression wird durch die Lage der Markierung 58
gesteuert. Die Umwicklung kann durch einen einfachen Klebstreifen 60 gesichert werden.
Nachdem dies geschehen 1st, kann der oben beschriebene grobe Schnitt außerhalb der Kante 62 (Fig. 5) des flexiblen
Blattes 40 mittels der Bandsäge 34 durchgeführt und solchermaßen das Bündel 42 vom Rest des ringförmigen Körpers 18
abgetrennt werden. Danach kann ein Feinschnitt mit einer
Klinge 63 oder einem gewünschten anderen Werkzeug, beispielsweise einer rotierenden Blattklinge durchgeführt
werden, welcher das Bündel innerhalb der Kante 62 schneidet, wie in Fig. 6 gezeigt. Der Kompressionsdruck des
Blattes 40 gewährleistet dabei, einen verbesserten, saubereren Feinschnitt des Bündels.
Die umwickelten Bündel können dann durch Spülen in einem Lösemittel gereinigt werden, etwa einem Fluorchlorkohlenwasserstoff-Lösemittel, wie es unter dem Handelenamen
Freon bekannt ist, um Innerhalb der Bohrungen der Hohlfibern etwa verbliebenes Lösemittel, wie beispielsweise
Isoprop.-ylmyristat (Myristinsäureisopropylester) zu beiseltigen. Wenn das flexible Blatt 40 aus Polypropylen-Papier hergestellt ist, widersteht es einer Zersetzung
durch ein Freon-Lösemittel.
Nach dem Trocknen können die umwickelten Bündel in das
offene Ende eines rohrartigen Gehäuses 64 eingeführt werden, wonach die Papierumwicklung herausgezogen werden
kann, ohne die Fibern oder deren Anordnung im Gehäuse 64 zu beeinträchtigen. Die Enden des Bündels 42 innerhalb
des Gehäuses 64 können dann in üblicher Welse vergossen
und sonstigermaßen in Übereinstimmung mit bekannten Techniken behandelt werden, woraufhin dann übliche Endkappen'
66 angebracht werden können, um ein Dialysegerät gemäß Fig. 7 zu erhalten, dessen axiale Zugänge einen Weg durch
die Hohlfibern hindurch und dessen seitliche Zugänge einen Weg durch das Bündel in Berührung mit den Außenflächen der
Hohlfibern ergeben.
fS
Leerseite
Claims (15)
1. Verfahren zum Herstellen eines Hohlfiberbündels aus semipermeablem Membranmaterial und zur Verwendung in
einem Diffusionsgerät, wobei die Höhlfibern auf einen Haspel gewickelt einen ringförmigen Körper aus diesen
Fibern bilden, der dann zu einzelnen Bündeln zerschnitten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfibern (10) dem Haspel (14) über eine Schlitzführung (20) im wesentlichen parallel zur Rotations
achse (24) des Haspels mit hinreichend geringer Spannung der Hohlfibern für eine willkürliche Bewegung innerhalb
der Schlitzführung während des Wickeins zugeführt werden, wodurch die Bündel &2) Fibern in nicht-paralleler
Anordnung mit Überkreuzung benachbarter Fibern enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführung (20) im wesentlichen von der
Breite des Haspels (14) und des ringförmigen Körpers (18) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Hohlfibersträngen gleichzeitig von Spulen (12) auf den Haspel (14) durch eine Mehrzahl
von Schlitzen (22) der Schlitzführung (20) hindurch gewickelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Zerschneiden des ringförmigen Körpers (18)
in einzelne Bündel (42), diese Bündel mit einem flexibelen Blatt (40) umwickelt und danach durch
diese Umwicklung hindurch zerschnitten werden, wodurch ein saubrerer Schnitt der Bündelenden
erhalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Blatt (40) ein solches aus Polypropylenpapier verwendet wird.
dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Blatt (40) ein solches aus Polypropylenpapier verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das flexible Blatt (40) einen inneren, gegen das Bündel (42) anliegenden Endteil (48) von gradliniger
Form aufweist und einen äußeren Bndteil (52) gegenüber dem inneren Bndteil, dessen Seiten (54) schräg nach
innen gegen das äußere Ende (56) verlaufen, und daß auf dem Blatt näher zum äußeren als zum inneren Ende
hin eine Markierung (58) vorgesehen ist, die es gestattet, die Kompression des Bündele während des
Umwickeins vorherzubestimmen, indem das äußere Ende (56) des flexiblen Blattes auf die Markierung (58)
gelegt wird.
7. Verfahren zum Herstellen eines Hohlfiberbündels aus semipermeablem Membranmaterial und zur Verwendung in
einem Diffusionsgerät, wobei die Hohlfibern auf einen Haspel gewickelt einen ringförmigen Körper aus diesen
Fibern bilden, der dann zu einzelnen Bündeln zerschnitten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfibern (10) dem Haspel (14) über eine Schlitzführung
(20) im wesentlichen parallel zur Rotationsachse (24) des Haspels mit hinreichend geringer Spannung
der Hohlfibern für eine willkürliche Bewegung innerhalb
der Schlitzführung während des Wickeins zugeführt werden, wodurch der ringförmige Körper (18) Windungen
nicht-paralleler Stränge mit Überkreuzung benachbarter Windungen aufweist; daß weiter Abschnitte dieses ringförmigen
Körpers mit flexiblen Blättern (40) umwickelt werden und daß schließlich einzelne Fiberbündel
aus dem Ringkörper mit Schnittführung durch die Umwicklung geschnitten werden, wodurch die einzelnen
Bündel saubrere Schnitte an den Bündelenden erhalten.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführung (20) im wesentlichen von der Breite des Haspels (14) und des ringförmigen Körpers (18) ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführung (20) im wesentlichen von der Breite des Haspels (14) und des ringförmigen Körpers (18) ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Blatt (40) ein solches aus Polypropylenpapier verwendet wird.
dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Blatt (40) ein solches aus Polypropylenpapier verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet,
daß das flexible Blatt (40) einen inneren, gegen das Bündel (42) anliegenden Endteil (48) von gradliniger
Form aufweist und einen äußeren Endteil (52) gegenüber dem inneren Endteil, dessen Seiten (54) schräg nach
innen gegen das äußere Ende (56) verlaufen, und daß auf dem Blatt näher zum äußeren als zum Inneren Ende
hin eine Markierung (58) vorgesehen ist, und daß die Kompression des umwickelten Bündels durch Plazierung
des äußeren Endes (56) während des UmwicklungsVorgangs
auf die Markierung (58) vorbestimmt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Hohlfibersträngen gleichzeitig von Spulen (12) auf den Haspel (14) durch eine Mehrzahl
von Schlitzen (22) der Schlitzführung (20) hindurch gewickelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-11,
dadurch gekennzeichnet, daß das umwickelte Bündel in einem Fluorchlorkohlenwasserstoff-Lösemittel
der unter dem Handelsnamen Freon bekannten Art gespült wird.
13. Hohlfiberbündel aus semipermeablem Membranmaterial, dadurch gekennzeichnet,
daß Stränge von Kapillar- bzw. Hohlfibern (10) innerhalb des Bündels (42) im allgemeinen nicht-parallel mit
Überkreuzung benachbarter Stränge angeordnet sind; daß das Bündel von einem Wickel aus einem flexiblen
Blatt (40) umwickelt ist, das einen inneren, dem Bündel (42) anliegenden Endabschnitt (48) von gradlinigem
Verlauf aufweist und diesem gegenüber einen äußeren Endabschnitt (52) mit einem äußeren Ende (56)
und Seiten (54), die einwärts auf das Ende (56) hin verlaufen, und daß eine Markierung (58) auf dem Blatt
näher zum äußeren als zum inneren Ende hin vorgesehen 1st und das äußere Ende (56) des gewickelten Blatts
(40) über der Markierung (58) liegt, und wobei das Bündel durch die Umwicklung mit dem Blatt (40) eine
durch die Lage der Markierung (58) vorbestimmte Kompression aufweist.
14. Hohlfiberbündel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Blatt (40) ein solches aus Polypropylenpapier
verwendet wird.
15. Dialysegerät mit einem verbreiterte Enden aufweisenden rohrförmigen Gehäuse, ersten, axial an den Gehäuseenden
vorgesehenen Ein- und Auslässen, zweiten, den Gehäuseenden benachbarten Ein- und Auslässen, die über
die verbreiterten Teile in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche
1-12 hergestelltes HohlfiberbUndel (42) oder ein Hohlfiberbündel nach Anspruch 13 oder 14 innerhalb
des Gehäuses (64) angeordnet und an dessen Enden derart abdichtend gehalten let, daß sich ein erster Strömungsweg durch die Hohlfibern (10) hindurch zwischen den
ersten Ein- und Auslässen ergibt, und ein zweiter Strömungsweg durch das Bündel und in Berührung mit
den Außenflächen der Hohlfibern (10) zwischen den zweiten Ein- und Auslässen.
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