DE3236310A1 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING A LIQUID FILTRATE - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING A LIQUID FILTRATEInfo
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Description
COBE Laboratories, Inc. ". 11 283COBE Laboratories, Inc. "11,283
1201 Oak Street
Lakewood, Colorado 802151201 Oak Street
Lakewood, Colorado 80215
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Verfahren- und VorrichtungMethod and device
zum Abscheiden einesto deposit a
flüssigen Filtratsliquid filtrate
Die Erfindung betrifft das Abscheiden flüssiger Filtrate, die keine eine bestimmte Größe übersteigende Partikel 'enthalten, von flüssigen Partikelmischungen.The invention relates to the separation of liquid filtrates which do not contain any particles exceeding a certain size, of liquid particle mixtures.
Erfindungsgemäß wird eine mikroporöse Membran-Filtervorrichtung mit einer Einrichtung versehen,'die die Geometrie entweder des Durchflußkanals für die Partike!mischung oder des Filtratkanals während des Betriebs verändert. Dies schafft eine erhöhte Vielseitigkeit beim Variieren verschiedener Steuerparameter der Vorrichtung in -Abhängigkeit von herrschenden oder gewünschten Betriebsbedingungen, wie etwa Durchsatz im Einlaß, Partikelkonzentration im Einlaß oder Filtrationsgeschwindigkeit. Diese Betriebsbedingungen können sich mit der Zeit oder·von Anwendungsfall zu Änwendungsfall ändern. Beispielsweise kann ein gewünschter Durchsatz beim Zuführen der Partikelmischung zur Vorrichtung aufrechterhal-According to the invention is a microporous membrane filter device provided with a device, which the geometry of either the flow channel for the particle! mixture or of the filtrate channel changed during operation. This creates increased versatility in varying different Control parameters of the device as a function of prevailing or desired operating conditions, such as throughput in the inlet, particle concentration in the inlet or Filtration rate. These operating conditions can change over time or · from application to application change. For example, a desired throughput can be maintained when feeding the particle mixture to the device.
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ten werden, und man kann die Scherung und andere Steuerparameter lediglich durch Einstellung der Kanalhöhe variieren, um die Strömung zu optimieren, jedoch ein Verstopfen und einen Bruch der Partikel-Zellwände zu vermeiden.and you can vary the shear and other control parameters just by adjusting the channel height, to optimize the flow, but to avoid clogging and rupture of the particle cell walls.
Bevorzugte Ausführungsformen sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Die Höhe des für die Partikelmischung vorgesehenen Durchflußkanals, der der Membran gegenüberliegt, wird dadurch variiert., daß man die Membran-Abscheidevorrichtung zusammendrückt.; die Membran-Abscheidevorrichtung wird in einer Halterung zwischen einer Frontplatte und ,einer Kolbenplatte, die entlang einer quer zur Prontplatte verlaufenden Achse verschiebbar ist, zusammengepreßt, und man gibt· Druck auf die Rückseite der Kolbenplatte auf, um die.auf die Abscheidevorrichtung ausgeübte Kompression zu variieren; die Prontplatte der Halterung ist · mit Löchern versehen, durch die die Zu- und Abflüsse der Membran-Filtervorrichtung hindurchgehen; die Halterung weist eine hinter der Kolbenplatte liegende Rückenplatte auf,, die über eine Membran abdichtend mit der Kolbenplatte verbunden ist, um eine Druckkammer zwischen der Rückenplatte und der Kolbenplatte zu bilden, wobei die Rückenplatte fest mit der Prontplatte verbunden ist, so daß Druckanstiege in der /DruckkammeiT"2ftf~eirreT~1iompression der zwischen der Kolbenplatte und der Prontplatte liegenden Pil- ■ tervorrichtung führen; die Geometrie des Strömungskanals· wird variiert in Abhängigkeit von Änderungen eines Steuerparameters der Abscheidevorrichtung:; der Steuerparameter . ist der Druckabfall awlsehen' dem Einlaß und dem Auslaß des Kanals für die Partikolmischung; es sind Einrichtungen vorgesehen, um den Druckabfall, .zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Kanals, für die Partikelmischung zu messen, den Durchsatz der Partikelmischung beim Eintritt- in'die Abscheidevorrichtung zu. ermitteln und ein proportionalesPreferred embodiments are characterized by the following features marked: The height of the flow channel provided for the particle mixture, which is opposite the membrane, is varied by compressing the membrane separator. the membrane separator is in a holder between a front plate and, a piston plate, which runs along a transverse to the front plate extending axis is slidable, pressed together, and there is · pressure on the back of the piston plate to vary the compression exerted on the separation device; the front plate of the bracket is provided with holes through which the inflows and outflows of the membrane filter device pass; the bracket points a back plate located behind the piston plate, which is sealed with the piston plate via a membrane is connected to form a pressure chamber between the back plate and the piston plate, the back plate is firmly connected to the front plate, so that pressure rises in the / pressure chamber "2ftf ~ erreT ~ 1iompression of the piston lying between the piston plate and the front plate lead device; the geometry of the flow channel is varied depending on changes in a control parameter the separator :; the control parameters. is the pressure drop at the inlet and outlet of the Channel for the particle mixture; Means are provided to reduce the pressure drop,. Between the inlet and the Outlet of the channel to measure the particle mixture, the Throughput of the particle mixture on entry into the separation device to. determine and a proportional
Verhältnis zwischen dem Druckabfall und dem Durchsatz der Partikelmischung durch Höhenänderung des Kanals für.die Partikelmischung aufrechtzuerhalten; das proprtionale Verhältnis zwischen dem Druckabfall und dem .Durchsatz der Partikelmischung wird aufrechterhalten, solange der Druckabfall unterhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt, und der Druckabfall wird bei Anstiegen des Durchsatzes der Fartikelmischurigüber einen Wert, der dem vorbestimmten Niveau des Druckabfalls entspricht, auf"diesem Niveau gehalten; der über der Membran herrschende Druckabfall wird dadurch auf einer vorbestimmten Höhe gehalten, daß man. den Filtratdurchsatz einstellt; der Einlaß der Partikelmischung ist an eine von einem Patienten kommende Leitung angeschlossen, und -die konzentrierte Partikelmischung, die die Vorrichtung verläßt, wird gemeinsam mit einem Ersatzfluid zu dem Patienten zurückgeführt; die Partikel sind geformte Elemente (formed elements); das Filtrat ist Plasma.Relationship between the pressure drop and the throughput of the Particle mixing by changing the height of the channel for the Maintain particle mixing; the proportional relationship between the pressure drop and the .throughput of the Particle mixing is maintained as long as the pressure drop is below a predetermined level, and the pressure drop becomes greater as the throughput of the particle mixer increases above a value equal to the predetermined one Level of the pressure drop is maintained at "this level; the pressure drop across the membrane is held at a predetermined level by the fact that. adjusts the filtrate throughput; the inlet of the particle mixture is connected to a line coming from a patient, and -the concentrated particle mixture that leaves the device is returned to the patient along with a replacement fluid; the particles are formed elements; the filtrate is Plasma.
Die Erfindung schafft ferner eine Halterung zum Tragen und Komprimieren einer Membran-Abscheidevorrichtung, die einen Kanal für eine Partik'elmischung und einen Filtratkanal aufweist, zwischen einer Frontplatte· und einer Kolbenplatte, die entlang einer quer zu den Platten verlaufenden Achse verschieblich ist, wobei die Halterung ferner eine Druckeinrichtung umfaßt, die den auf die Rückseite der Kolbenplatte einwirkenden Druck verändert, um die Zusammendrückung der Abscheidevorrichtung und die Geometrie eines in dieser angeordneten Strömungskanals zu variieren. Bevorzugte Äusführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte Löcher aufweist, durch die die Zu- und Abflüsse der Abscheidevorrichtung hindurchgehen, wobei die Halterung ferner mit einer Rükkenplatte versehen ist, die über eine Membran abdichtendThe invention also provides a holder for supporting and compressing a membrane separation device, the has a channel for a particle mixture and a filtrate channel, between a front plate and a piston plate, which is displaceable along an axis extending transversely to the plates, the holder also being a pressure device which changes the pressure applied to the rear side of the piston plate in order to the compression of the separation device and the geometry of a flow channel arranged in this to vary. Preferred embodiments are characterized in that the front plate has holes, through which the inflows and outflows of the separation device pass, the holder also having a back plate is provided, which is sealing via a membrane
mit der Hinterfläche der Kolbenplatte verbunden ist, um eine Druckkammer zwischen der Rückenplatte und der Kolbenplatte zu bilden.connected to the rear surface of the piston plate to a pressure chamber between the back plate and the piston plate to build.
Die Erfindung schafft ferner eine Abscheidevorrichtung mit einer Membran innerhalb eines Gehäuses zur Bildung eines Kanals für eine Partikelmischung sowie eines FiI-tratkanals. Die den Filtratkanal begrenzende Einrichtung bildet eine Drosselstelle innerhalb des Kanals, so daß sich, hervorgerufen durch den Filtratstrom, ein Druckabfall über dem Filtrat-Strömungsweg ergibt. Dies stellt eine passive Verminderung der entlang der Membran auftretenden Änderungen im Druckabfall über der Membran dar, wodurch größere Geschwindigkeitsgradienten im Strömungskanal für die Partikelmischung und dementsprechend eine größere Strömung entlang der Membran zulässig werden. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Die Strömungsbegrenzer umfassen Einrichtungen mit V-förmigen, gegen die Membran gerichteten Nuten, die V-förmige Kanäle bilden, deren stromaufgelegene Abschnitte flacher als die stromabgelegenen Abschnitte sind; alternativ dazu können die Strömungsbegrenzer. Einrichtungen mit einer Fläche umfassen, deren Rauhigkeit'entlang dem Filtratkanal groß genug ist, um eine Strömung zwischen der Fläche und der Membran zuzulassen, jedoch andererseits klein genug, um den gewünschten Druckabfall zu erzeugen; ferner kann der Strömungsbegrenzer aus einem in den Filtratkanal eingesetzten Strömungswiderstand bestehen (beispielsweise aus einem Gewebe oder aus Fasermaterial); es sind eine Mehrzahl von Membranen sowie eine Mehrzahl von Einrichtungen zum Begrenzen von Filterkanälen, Strömungskanälen für die Partikelmischung und Piltratkanälen vorgesehen, wobei die Einrichtungen zur Begrenzung der Filtratkanäle aus paral-The invention also provides a separation device with a membrane inside a housing to form a channel for a particle mixture and a fluid channel. The device delimiting the filtrate channel forms a throttle point within the channel, so that caused by the filtrate flow, there is a pressure drop across the filtrate flow path. This represents represents a passive reduction in the changes in pressure drop across the membrane occurring along the membrane, thereby greater velocity gradients in the flow channel for the particle mixture and, accordingly, a larger flow along the membrane will be allowed. Preferred embodiments are characterized by the following features characterized: The flow restrictors comprise devices with V-shaped, directed against the membrane Grooves that form V-shaped channels, their upstream Sections are shallower than the downstream sections; alternatively, the flow restrictors. Include facilities with a surface, the roughness' along the filtrate channel is large enough to to allow a flow between the surface and the membrane, but on the other hand small enough to achieve the desired Create pressure drop; Furthermore, the flow limiter can consist of a flow resistance inserted into the filtrate channel consist (for example of a fabric or of fiber material); there are a plurality of Membranes and a plurality of devices for delimiting filter channels, flow channels for the particle mixture and piltrate channels provided, the devices for delimiting the filtrate channels from parallel
lelen Platten bestehen; das Gehäuse und die mikroporösen Membranen können die Geometrie der Durchflußkanäle für die Partikelmischung verändern, und zwar in Abhängigkeit von einer äußeren, auf das Gehäuse einwirkenden Kraft; die Änderung der Geometrie ist eine Änderung in der Höhe; zu dem Gehäuse gehört eine Abstandsplatte, die in abdichtender Berührung mit der mikroporösen Membran steht.lelen panels are made; the case and the microporous Membranes can change the geometry of the flow channels for change the particle mixture, specifically as a function of an external force acting on the housing; the change in geometry is a change in height; the housing includes a spacer plate, which is sealed in Contact with the microporous membrane is.
Die Erfindung schafft außerdem eine Abscheidevorrichtung mit einer Membran, die in einem Gehäuse angeordnet ist, um einen Kanal für eine Partikelmischung und einen Filtratkanal zu bilden. Wenn eine äußere Kraft, auf das Gehäuse einwirkt, so ergibt sich eine Änderung in der Geometrie des Kanals für die Partikelmischung. Das Gehäuse und die Membran bilden ferner Einlaß- und Auslaßleitungen für die Partikelmischung, die groß genug sind, um zugehörige Druckabfälle hervorzurufen, wobei letztere klein genug sind, um den Druckabfall in den Strömungskanal für die Partikelmischung dadurch zu bestimmen, daß Messungen in externen Leitungen durchgeführt werden, die mit den Ein- und Auslässen verbunden sind. Bevorzugte Ausführungsformen dind dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Membranen sowie eine Mehrzahl von Einrichtungen vorgesehen sind, welche Filtratkanäle, Filterkanäle und Strömungskanäle für die Partikelmischung begrenzen, wobei die die Filtratkanäle begrenzenden Einrichtungen parallele Platten sind; wobei ferner das Gehäuse eine Abstandsplatte umfaßt, die in abdichtender Berührung mit der mikroporösen Membran steht; und wobei schließlich die Änderung in der Geometrie eine Änderung in der Höhe ist.The invention also provides a separation device with a membrane, which is arranged in a housing, around a channel for a particle mixture and a Form filtrate channel. When an external force acts on the housing, there is a change in the Geometry of the channel for the particle mixture. The case and the membrane also forms inlet and outlet conduits for the particle mixture that are large enough to to cause associated pressure drops, the latter are small enough to determine the pressure drop in the flow channel for the particle mixture in that Measurements are carried out in external lines that are connected to the inlets and outlets. Preferred Embodiments are characterized in that a plurality of membranes and a plurality of devices are provided which limit the filtrate channels, filter channels and flow channels for the particle mixture, wherein the means delimiting the filtrate channels are parallel plates; further comprising the housing a spacer plate in sealing contact with the microporous membrane; and finally the change in geometry is a change in height.
Ferner schafft die Erfindung eine Abscheidevorrichtung mit einem Kanal für eine Partikelmischung und mit einemFurthermore, the invention creates a separation device with a channel for a particle mixture and with a
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Filtratkanal, der von einer Membran begrenzt wird, die . zwischen einer mit Öffnungen versehenen Platte und einer Stirnplatte sitzt. Die Platten sind am Umfang miteinander verschweißt, und die Vorrichtung kann eine Änderung in der Geometrie ihrer Kanäle für die Partikelmischung oder ihrer Piltratkanäle in Abhängigkeit· von einer von außen auf die Vorrichtung einwirkenden Kraft hervorrufen. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Es sind eine Mehrzahl von Kunststoff-Membranhalteplatten zwischen der mit öffnungen versehenen Platte und der Stirnplatte sowie eine Mehrzahl von Kanälen für die. Partikelmischung, Piltratkanäle und Membranen vorgesehen, wobei die Platten am Umfang miteinander verschweißt sind; zwischen'jedem Paar von Membranhalteplatten befinden sich zwei Membranen; eine Abstandsplatte bildet eine Abdichtung gegenüber mindestens einer Membran; die Vorrichtung kann'eine Änderung in der Höhe der Kanäle für die Partikelmis-chung hervorrufen, und zwar, in Abhängigkeit von einer äußeren Kraft, die auf die mit öffnungen versehene Platte und die Stirnplatte einwirkt.Filtrate channel, which is bounded by a membrane that . seated between an apertured plate and an end plate. The plates are on the perimeter with each other welded, and the device may have a change in the geometry of its channels for the particle mixture or their piltrate canals as a function of an external force acting on the device. Preferred Embodiments are characterized by the following features: There are a plurality of plastic membrane holding plates between the plate provided with openings and the face plate and a plurality of channels for the. Particle mixture, piltrate channels and membranes are provided, the plates being welded to one another at the periphery are; between each pair of membrane retaining plates there are two membranes; a spacer plate forms a seal with respect to at least one membrane; the The device can cause a change in the height of the channels for the particle mixture, depending on from an external force acting on the apertured plate and the face plate.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Abscheidevorrichtung geschaffen, die eine Membran aufweist, welche innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, um einen Kanal für eine Partikelmischung und einen Filtratkanal zu begrenzen.· Das Gehäuse umfaßt eine elastische Abstandsplatte in' abdichtender Berührung mit der Membran,, um eine Verminderung in der Höhe eines der Kanäle; hervorzurufen, wenn die Abstandsplatte zusammengedrückt· wird. Bevorzugte Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Membranen., Filtratkanälen und' Kanälen für die Partikelmischung vorgesehen sind und daß das Gehäuse eine Mehrzahl von parallelen Platten umfaßt, wobei der Kanal für die Partikelmischung von einem Paar von Membranen be-According to a further feature of the invention is a separation device created having a membrane which is arranged within a housing to a Channel for a particle mixture and a filtrate channel · The housing includes a resilient spacer plate in sealing contact with the membrane, for a decrease in the height of one of the channels; evoke when the spacer plate is compressed. Preferred embodiments are characterized in that a plurality of membranes., Filtratkanäle and 'channels are provided for the particle mixture and that the housing a Comprises a plurality of parallel plates, the channel for the particle mixture being of a pair of membranes
grenzt wird, die durch eine elastische Abstandsplätte voneinander getrennt sind.is bordered by an elastic spacer are separated from each other.
Ferner schafft die Erfindung eine- Abscheidevorrichtung mit einem Paar von mikroporösen Membranen, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind,, um einen Strömungskanal für eine Partikelmischung zwischen den Membranen sowie ein Paar von Filtratkanälen zu' begrenzen, wobei jeder PiItratkanal auf einer Seite.von einer Membran begrenzt wird. Durch Verwendung von zwei Membranen zur Begrenzung des Kanals für die Partikelmischung wird bewirkt, daß beide großflächigen Seiten des Kanals für die Partikelmischung aktiv an der Abscheidung des Piltrats teilnehmen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Membranen, Filtratkanälen und Kanälen für die Partikelmischung vorgesehen, wobei das Gehäuse eine Mehrzahl paralleler Platten umfaßt.The invention also provides a separation device with a pair of microporous membranes disposed within a housing, around a Flow channel for a particle mixture between the To limit membranes and a pair of filtrate channels, each filtrate channel being limited on one side by a membrane. By using two membranes to limit the channel for the particle mixture causes both large sides of the channel for the particle mixture to be actively involved in the deposition of the Participate in piltrats. In a preferred embodiment, a plurality of membranes are filtrate channels and channels for the particle mixture provided, the housing comprising a plurality of parallel plates.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der.beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:Further advantages and features of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments in connection with the accompanying drawing. The drawing shows in:
Pig. 1 eine schematische Darstellung eines Blutzellen-Abscheideapparates nach der Erfindung;.Pig. 1 is a schematic representation of a blood cell separator according to the invention ;.
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Abscheidevorrichtung und einer Halterung der Vorrichtung nach Fig. 1;2 shows a perspective view of a separation device and a holder of the device according to Fig. 1;
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch die Halterung nach Fig. 2, und zwar entlang der Linie 3-3 in Fig. 2; ■3 shows a vertical section through the holder 2, along the line 3-3 in Fig. 2; ■
Pig. k einen Horizontalschnitt durch die Halterung entlang der Linie 4 - 4 in Fig. 3;Pig. k shows a horizontal section through the holder along the line 4-4 in FIG. 3;
Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Abscheidevorrichtung;Fig. 5 is an exploded perspective view of the separating device;
Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Satzes von Kanälen der Abscheidevorrichtung;'Figure 6 is an exploded perspective view of a set of channels of the separator;
Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Teil des Elementensatzes nach Fig. 6;7 shows a schematic vertical section through part of the set of elements according to FIG. 6;
Fig. 8 einen schematischen Vertikalschnitt durch den Elementensatζ gemäß Fig. 6, und zwar nach dem Zusammendrücken der Abscheidevorrichtung;Fig. 8 is a schematic vertical section through the element set according to FIG. 6, namely after compression the separator;
Fig'. 9 ein Blockdiagramm einer Steuerelektronik für das System nach Fig. 1;Fig '. Figure 9 is a block diagram of control electronics for the system of Figure 1;
Fig. 10 einen Vertikalschnitt entsprechend der Linie 10 - 10 in· Fig. 6j jedoch durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Plattenelements der Abscheidevorrichtung nach Fig. 5.10 shows a vertical section along line 10-10 in FIG. 6j, but through a modified embodiment of a plate element of the separation device according to FIG. 5.
Fig. 1 zeigt eine Plasmapheresis-Vorrichtung 10 zum Abscheiden von Plasma (kleinen Blutbestandteilen, einschließlich Immunkörpern, Albuminen und'anderen Proteinen) von den "geformten Elementen" (roten Blutzellen, weißen Blutzellen und Thrornbozyten) aus dem Blut eines Patienten und zum Zurückfordern der geformten Elemente zusammen mit Ausgleichs-'fluid zum Patienten. Dieses Verfahren findet vielfältige Anwendung, unter anderem zum therapeutischen Entfernen pathologischer Substanzen, die im Plasmaanteil des Bluts eines Patienten enthalten sind. Die Vorrichtung 10 umfaßt eineFig. 1 shows a plasmapheresis device 10 for separating plasma (small blood components, including Immune bodies, albumins and other proteins) from the "formed elements" (red blood cells, white blood cells and platelets) from a patient's blood and for reclamation of the shaped elements together with balancing fluid to the patient. This method has a wide range of uses, including for the therapeutic removal of pathological ones Substances found in the plasma portion of a patient's blood. The device 10 includes a
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Blut-Einlaßleitung 12 und eine Blut-Rückführleitung 14, die an Leitungen angeschlossen -sind, welche mit dem Patienten in Verbindung stehen. Die Eirilaßleitung 12 enthält einen Druckfühler 15 mit zugehöriger Tropfkammer 17 stromauf einer peristaltischen Blutpumpe 16 zur überwachung des Blutdrucks in dieser Einlaßleitung 12. An letzterer ist ferner eine nicht dargestellte Zuleitung für ein Antikoagulationsmittel.angeschlossen.■Stromab der Blutpumpe 16 befindet sich eine Bluteinlaß-Tropfkammer l8 mit zugehörigem Druckfühler 19. Eine Abscheidevorrichtung 20 für geformte Elemente weist eine Blut-Einlaßöffnung 22 (zur Aufnahme des gesamten Bluts des Patienten), eine Blut-Auslaßöffnung 26 und eine Plasma-Piltratöffnung 28 auf. Die Blut-Einlaßöffnung 22 steht über eine Leitung 24 mit dem Auslaß der Tropfkammer 18 in Verbindung. Die Plasma-Piltratöffnung 28 ist über eine Leitung 30 an eine Plasma-Tropfkammer 32, eine peris taltische Plasmapumpe 34 und ein Plasma-Sammelgefäß 36 angeschlossen. Die Plasma-Tropfkammer 32 ist mit einem zugehörigen Druckfühler 37 versehen. Die Abscheidevorrichtung 20 sitzt innerhalb einer Klemm-Halterung 38, die im folgenden noch näher beschrieben wird und die die Abscheidevorrichtung 20 zusammendrückt, um die Höhe der in letzterer enthaltenen Blutkanäle zu variieren, und zwar mit Hilfe eines Drucks, der von einer Druckquelle 40 geliefert wird. Letztere besteht aus einer Druckkammer mit einem Kolben, der über eine Spindel angetrieben wird, welche ihrerseits an einen Steuermotor angeschlossen ist. Die Halterung 38 weist- ein Ventil 1Il auf, das zum Abblasen von Luft dient. Die Blut-Auslaßöffnung 26 ist über eine Leitung 42 an ein Verbindungsstück 44 angeschlossen, dem aus einem Reservoir über eine peristaltische Pumpe 48 Ersatzfluid zugeführt wird. Das Verbindungsstück 44 ist über eine Leitung 47 an eine Rücklauf-Tropfkammer 43Blood inlet line 12 and a blood return line 14 connected to lines which are in communication with the patient. The Eirilaß line 12 contains a pressure sensor 15 with an associated drip chamber 17 upstream of a peristaltic blood pump 16 for monitoring the blood pressure in this inlet line 12. A feed line (not shown) for an anticoagulant is also connected to the latter. Downstream of the blood pump 16 there is a blood inlet drip chamber 18 with associated pressure sensor 19. A separating device 20 for shaped elements has a blood inlet opening 22 (for receiving all of the patient's blood), a blood outlet opening 26 and a plasma piltrate opening 28. The blood inlet opening 22 is connected to the outlet of the drip chamber 18 via a line 24. The plasma piltrate opening 28 is connected via a line 30 to a plasma drip chamber 32, a peristaltic plasma pump 34 and a plasma collecting vessel 36. The plasma drip chamber 32 is provided with an associated pressure sensor 37. The separating device 20 sits within a clamping bracket 38, which will be described in more detail below and which compresses the separating device 20 in order to vary the height of the blood channels contained in the latter, with the aid of a pressure which is supplied by a pressure source 40 . The latter consists of a pressure chamber with a piston that is driven by a spindle, which in turn is connected to a control motor. The bracket 38 weist- a valve to 1 Il, which serves for blowing off air. The blood outlet opening 26 is connected via a line 42 to a connection piece 44 to which replacement fluid is supplied from a reservoir via a peristaltic pump 48. The connection piece 44 is connected to a return drip chamber 43 via a line 47
323 631Q323 631Q
angeschlossen, die einen zugehörigen Druckfühler 50 aufweist. Der Auslaß der Tropfkammer 43 ist an einen Luftblasendetektor 52 sowie an die zum Patienten führende Rückführleitung 14 angeschlossen.connected, which has an associated pressure sensor 50. The outlet of the drip chamber 43 is to an air bubble detector 52 and connected to the return line 14 leading to the patient.
Fig. 2 zeigt die innerhalb der Klemm-Halterung 38 angeordnete Abscheidevorrichtung 20. Die öffnungen 22, 26 und 28 erstrecken sich durch Löcher in einer Frontplatte 54, die vertikal verschieblich zwischen seitlichen Trägern 56 und 57 sitzt. Die Abscheidevorrichtung 20-wird von einer Kolbenplatte 58 in Berührung mit der Frontplatte 54 gehalten, wobei sich die Kolbenplatte 58, wie dargestellt, zum Teil über eine Abdeckplatte 60 hinaus erstreckt. FIG. 2 shows the separating device 20 arranged within the clamping holder 38. The openings 22, 26 and 28 extend through holes in a faceplate 54 that are vertically slidable between side supports 56 and 57 seated. The separating device 20-becomes from a piston plate 58 in contact with the faceplate 54 held, the piston plate 58, as shown, in part extends beyond a cover plate 60.
Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß die. Kolbenplatte 58 kreisförmige Kolbenvorsprünge 62 .und 64 trägt, die von der Rückseite der Kolbenplatte abstehen. Rollen-Membranen 66 bzw. 68 sind über Schrauben 70 bzw. 72 und kreisförmige Halteelemente 74 bzw. 76 mit den Kolbenvorsprüngen 62 bzw. 64 verbunden. An ihrem Umfang sind die Membranen 66 bzw. 68 abdichtend zwischen Kappen 78 bzw. 80 und der Innenfläche einer Hinterplatte 82 eingeklemmt. Die Hinterplatte 82 weist zylindrische Vertiefungen 84 und 86 zur Aufnahme der beiden Kolbenvorsprünge und ihrer.zugehörigen Halteelemente auf. Ein als Teil eines Universalgelenks dienendes Aufnahme-Anschlußelement 88, das zum Anschluß an die Druckquelle 40 dient, steht mit der Vertiefung 86 in Verbindung,, während das Luftabblase-Ventil 4l an die Vertiefung 84 angeschlossen ist. Ein Kanal 90 schafft eine Verbindung zwischen den Vertiefungen 84 und 86.From Fig. 3 it can be seen that the. Piston plate 58 carries circular piston projections 62 and 64 which protrude from the rear of the piston plate. Roller diaphragms 66 and 68 are connected to the piston projections 62 and 64 by means of screws 70 and 72 and circular retaining elements 74 and 76, respectively. At their circumference, the membranes 66 and 68 are clamped between caps 78 and 80 and the inner surface of a rear plate 82 in a sealing manner. The rear plate 82 has cylindrical recesses 84 and 86 for receiving the two piston projections and their associated holding elements. A female connector 88, which serves as part of a universal joint and is used for connection to the pressure source 40, is connected to the recess 86, while the air vent valve 41 is connected to the recess 84. A channel 90 creates a connection between the recesses 84 and 86.
Aus Fig. 4 ergibt sich, daß die Frontplätte 54 einFrom Fig. 4 it can be seen that the front plate 54 is a
Paar von V-förmigen Nuten 92 aufweist, in die V-förmige •Vorsprünge 94 passen, die sich von quergerichteten Verlängerungen der seitlichen Träger 56 und 57 nach hinten erstrecken. Stifte 96 ragen von den seitliehen Trägern 56 und 57 nach innen, wobei ihre freien Enden in vertikale Nuten 98 eingreifen, die entlang den Seitenkanten der Frontplatte 54 verlaufen. Wie dargestellt, ragen Abschnitte der Kappe 78, des Umfangs der Membran .66 und des zugehörigen Umfangs der Hinterplatte ,82 in Ausnehmungen 100 und 102-der seitlichen Träger 56 und 57 hinein.Has pair of V-shaped grooves 92 into which V-shaped projections 94 fit, extending from transverse extensions the side supports 56 and 57 extend rearward. Pins 96 protrude from the side supports 56 and 57 inward, with their free ends in vertical Grooves 98 engage, which run along the side edges of the faceplate 54. As shown, protrude Sections of the cap 78, the perimeter of the diaphragm .66 and the associated circumference of the rear plate, 82 in recesses 100 and 102 - of the side supports 56 and 57 into it.
Fig. 5 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung der Abscheidevorrichtung 20. Die Blut-Einlaßöffnung 22, die Blut-Auslassöffnung 26 und die Plasma-Filtratöffnung 28 sitzen auf der Vorderseite einer aus Kunststoff bestehenden Öffnungsplatte 104. Zwischen der Öffnungsplatte 104 und einer Rückenplatte I06 befinden sich sechs Sätze 108 von Plasma-Blut-Plasma-Kanälen, wobei in Fig. 5 lediglich drei Sätze dargestellt sind. Jeder Satz IO8 umfaßt zwei Membran-Tragplatten 110, zwei aus Kunststoff bestehende, mikroporöse Membranen 112 (die eine Dicke von etwa 0,17- mm und eine mittlere Porengröße von etwa 0,6 Mikron aufweisen), sowie eine zwischen den Membranen 112 liegende Abstandsplatte 114 mit einer Dicke von etwa 0,1 mm. Benachbarte Sätze IO8 der Plasma-Blut-Plasma-Kanäle haben eine Membran-Tragplatte 110 gemeinsam. Fig. 6 zeigt die Tragplatten, die Membranen und-die. Abstandsplatte, die zu einem Kanal-Satz 108 gehören. Blutkanäle B liegen zwischen den Membranen 112, und Plasmakanäle P zwischen den Membran-Tragplatten 110 und den Membranen 112. Jede Membran-Tragplatte 110 besteht aus Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS) und ist etwa 2,9-mm dick, 222 mm lang und 83 mm breit. Löcher II6 in denFig. 5 shows an exploded view of the separation device 20. The blood inlet opening 22, the blood outlet opening 26 and the plasma filtrate opening 28 sit on the front of an orifice plate 104 made of plastic. Between the orifice plate 104 and a back plate I06 there are six sets 108 of plasma-blood-plasma channels, wherein in Fig. 5 only three sentences are shown. Each set IO8 includes two membrane support plates 110, two made of plastic existing microporous membranes 112 (which have a thickness of about 0.17 mm and a mean pore size of about 0.6 Microns), as well as a spacer plate 114 lying between the membranes 112 and having a thickness of approximately 0.1 mm. Adjacent sets IO8 of the plasma-blood-plasma channels have a membrane support plate 110 in common. Fig. 6 shows the support plates, the membranes and the. Spacer plate, belonging to a channel set 108. Blood channels B lie between the membranes 112, and Plasma channels P between the membrane support plates 110 and the membranes 112. Each membrane support plate 110 is made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and is approximately 2.9 mm thick, 222 mm long and 83 mm wide. Holes II6 in the
Tragplatten 110 und Löcher 130 in den Membranen 112
fluchten mit der Einlaßöffnung 22, um das einströmende Blut aus der Einlaßöffnung 22 in sämtliche Blutkanäle B
des Kanal-Satzes 108 zu leiten. Löcher 118 in den Tragplatten 110 fluchten gleichermaßen mit der -Blut-Auslaßöffnung
26 sowie mit Löchern 132 in den Membranen 112,
um die konzentrierte Mischung aus geformten Elementen
von den Blutkanälen B zur Auslaßöffnung 26 strömen zu
lassen. Löcher 120 in den Tragplatten 110 fluchten mit
der Plasma-Filteröffnung 28 und mit Löchern 134 in den
Membranen 112, damit das Plasma aus den FiItrat-Plasmakanälen
P zur Plasma-Filtratöffnung 28 strömen kann.Support plates 110 and holes 130 in the membranes 112
are aligned with the inlet opening 22 in order to guide the inflowing blood from the inlet opening 22 into all of the blood channels B of the channel set 108. Holes 118 in the support plates 110 are equally aligned with the blood outlet opening 26 and with holes 132 in the membranes 112,
the concentrated mixture of shaped elements
flow from the blood channels B to the outlet opening 26
permit. Holes 120 in the support plates 110 are aligned
the plasma filter opening 28 and with holes 134 in the membranes 112 so that the plasma can flow from the filtrate plasma channels P to the plasma filtrate opening 28.
Auf den oberen und unteren Flächen 123 der Tragplatten 110 ist eine Mehrzahl von V-förmigen, langgestreckten
Nuten 122 vorgesehen, die durch drei parallele Stege 124 voneinander getrennt sind. Rund um den Umfang der
oberen und unteren Flächen 123 der Tragplatten 110 verlaufen ununterbrochene Dichtränder, und zwar unter Einschluß
der Löcher 116, 118 und 120 sowie der Nuten 122. Jeder Dichtrand hat einen halbkreisförmigen Querschnitt
mit einem Radius von ungefähr 0,1 mm und ragt über die
Ebene der oberen bzw. unteren Fläche 123 der Tragplatte 110 hinaus. Wie es sich aus den Figuren 7 und 8 ergibt,
sind die Dichtränder 126 auf den oberen und unteren
Flächen nicht aufeinander ausgerichtet. Ähnliche ununterbrochene Dichtränder 133 auf den ·Tragplatten 110 umgeben
die Löcher 120. Die V-förmigen Nuten 122 werden von
Flächen gebildet, die in einem Winkel von 45° zu den
Flächen 123 stehen. Die V-förmigen -Nuten 122 sind ungefähr 1 mm breit und 0,5 mm tief. Spitzen 125 der Plattenabschnitte
zwischen benachbarten Nuten 122 (Fig. 7 und 8) liegen etwa 0,07 mm oberhalb bzw. unterhalb der Flächen
125. Die Oberflächen der Stege 124 liegen auf gleicherA plurality of V-shaped, elongated grooves 122, which are separated from one another by three parallel webs 124, are provided on the upper and lower surfaces 123 of the support plates 110. Around the scope of the
The upper and lower surfaces 123 of the support plates 110 run uninterrupted sealing edges, including the holes 116, 118 and 120 and the grooves 122. Each sealing edge has a semicircular cross-section with a radius of about 0.1 mm and protrudes over the
Level of the upper or lower surface 123 of the support plate 110 also. As can be seen from Figures 7 and 8, the sealing rims 126 are on the top and bottom
Faces not aligned. Similar uninterrupted sealing rims 133 on the support plates 110 surround the holes 120. The V-shaped grooves 122 are defined by
Faces formed at an angle of 45 ° to the
Areas 123 stand. The V-shaped grooves 122 are approximately 1 mm wide and 0.5 mm deep. Tips 125 of the plate sections between adjacent grooves 122 (FIGS. 7 and 8) are approximately 0.07 mm above or below the surfaces 125. The surfaces of the webs 124 are on the same level
ORIGINALORIGINAL
32363 ΊΟ32363 ΊΟ
Ebene mit den Flächen 123. Die Nuten 122 enden nahe dem Auslaß-Loch 120. in einem querlaufenden Plasma-Auslaßkanal 128, der das Plasma aus den Nuten sammelt und au einem L-förmigen Kanal 129 leitet, welcher unterhalb des Dichtrandes 133 verläuft und zwischen den Flächen 123 mit dem Inneren des Lochs 120 in Verbindung steht. An den Schmalseiten der Tragplätten 110 sind öffnungen 180 und Vorsprünge l82 vorgesehen, die zu entsprechenden Vorsprüngen und öffnungen der benachbarten Platten passen, um eine Ausrichtung während des Zusammenbaus zu ermöglichen.·Plane with the surfaces 123. The grooves 122 end near the Outlet hole 120 in a transverse plasma outlet channel 128, which collects the plasma from the grooves and directs it to an L-shaped channel 129, which is below the sealing edge 133 and is between the surfaces 123 with the interior of the hole 120 in communication. On the narrow sides of the support plates 110 are openings 180 and protrusions 182 provided, which mate with corresponding protrusions and openings of the adjacent plates to a Alignment during assembly.
Nach dem Zusammenbau werden die Abschnitte der Membranen 112, die die Löcher 130 und 132 umgeben, mit den gegenüberliegenden Flächen der Tragplatten 110 heiß versiegelt, um eine Abdichtung der Bluteinlaß- -und -auslaßsammelleitungen zu ergeben und einen übertritt zwischen den Blut- und Plasmakanälen zu verhindern. Die Tragplatten 110, die Membranen 112 und die Abstandsplatten 114' werden zusammengebracht. Dabei schaffen die Dichtränder 126 eine gute Abdichtung zwischen den Abstandsplatten 114, den Membranen 112 und den Tragplatten 110. Die Umfangsbereiche der Tragplatten werden miteinander verschweißt, so daß sich der geschmolzene Werkstoff ABS benachbarter Tragplatten 110 vermischt. Wie es sich am besten aus den Figuren 7 und 8 ergibt, liegen die Ränder der Membranen 112 und der Abstandsplatte Il4 innerhalb der Kanten der Tragplatten 110. An den Enden des Stapels erfolgt in gleicher Weise eine Vermischung des Kunststoffmaterials der Öffnungsplatte 1.04 und der Rückenplatte' 106 mit dem der benachbarten Tragplatten 110, so daß der gesamte Stapel- miteinander verbunden und abgedichtet wird, um die Abscheidevorrichtung 20 zu bilden. Die Abschnitte der Membranen 112, die die Löcher 134 umgeben, werden von den ununterbrochenen Dichträndern 133, die auf den Flächen der Tragplatten 110 rundOnce assembled, the portions of membranes 112 surrounding holes 130 and 132 are heat sealed to the opposing surfaces of support plates 110, to seal the blood inlet and outlet manifolds to surrender and one crosses between the blood and to prevent plasma channels. The support plates 110, the membranes 112 and the spacer plates 114 'are brought together. The sealing edges 126 create a good seal between the spacer plates 114, the membranes 112 and the support plates 110. The peripheral areas of the support plates are welded together so that the molten material ABS of adjacent support plates 110 mixed. As best seen in Figures 7 and 8, the edges of the membranes 112 and the spacer plate lie Il4 within the edges of the support plates 110. At the ends of the stack, a Mixing of the plastic material of the orifice plate 1.04 and the back plate '106 with that of the adjacent support plates 110 so that the entire stack is connected to one another and sealed to form separator 20. The portions of the membranes 112 that make up the Surrounding holes 134 are formed by the uninterrupted sealing edges 133, which on the surfaces of the support plates 110 around
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- ψ- ZZ, - ψ- ZZ,
um die Löcher 120 vorgesehen sind, zusammengequetscht, um Plasma-Auslaßkanäle zu bilden, die gegenüber den Blut-Auslaßkanälen, nämlich den Löchern 118, abgedichtet sind. Zwar sind aus Gründen der einfacheren Herstellung und Montage auch auf der Einlaßseite der Tragplatten 110 Löcher 135, queriaufende .Kanäle 139, L-fÖrmige Kanäle 137 und . Dichtränder l4l (ähnlich den Löchern 120, den querlaufenden Auslaßkanälen 128, den L-förmigen Kanälen 129 und den Dichträndern 133) vorgesehen, jedoch befindet sich an dieser Stelle keine der Filtratöffnung 28 entsprechende Öffnung. Das in den V-förmigen Nuten 122 gesammelte Pla-sma wird also in die Löcher 120 geleitet, die mit der Plasma-Piltratöffnung 28 in Verbindung stehen. : are provided around the holes 120, squeezed together to form plasma outlet channels which are sealed against the blood outlet channels, namely the holes 118. For reasons of simpler manufacture and assembly, holes 135, cross-running .Kanäle 139, L-shaped channels 137 and 110 are also on the inlet side of the support plates. Sealing edges 14l (similar to the holes 120, the transverse outlet channels 128, the L-shaped channels 129 and the sealing edges 133) are provided, but there is no opening corresponding to the filtrate opening 28 at this point. The pla-sma collected in the V-shaped grooves 122 is thus directed into the holes 120 which are connected to the plasma piltrate opening 28. :
Die Öffnungsplatte 104, die Rückenplatte 106, die Membran-Tragplatten 110 und die Abstandsplatte Il4 bilden insgesamt ein Gehäuse, welches gemeinsam mit den mikroporösen Membranen 112 die Plasma- und Blutkahäle begrenzt.The orifice plate 104, the back plate 106, the membrane support plates 110 and the spacer plate II4 together form a housing which, together with the microporous Membranes 112 define the plasma and blood passages.
Eine Blut-Einlaßsammelleitung, die das Blut aus der Einlaßöffnung 22 auf die Blutkanäle B verteilt, wird gebildet von den Löchern 116, den Membranen 112., den Löchern 130 sowie den halbkreisförmigen und dreieckigen Vertiefungen, die in den Flächen der Tragplatten 110 rund um die Löcher 116 ausgebildet sind. Eine Blut-Auslaßsammelleitung wird in ähnlicher Weise geschaffen durch die Löcher 118', die Membranen 112, die Löcher 132 sowie die halbkreisförmigen und dreieckigen Vertiefungen, die in den Bnlächen der Tragplatten 110 rund um die Löcher 118 ausgebildet sind. Beide dieser Sammelleitungen sind groß genug,' um-einen Druckabfall zu erzeugen, der ausreichend kleiner als der Druckabfall entlang den Blutkanälen B ist, um eine Druckänderung entlang den Blutkanälen dadurch feststellen zu können, daß man den Druck inA blood inlet manifold, which distributes the blood from the inlet opening 22 to the blood channels B, is formed by the holes 116, the membranes 112, the holes 130 and the semicircular and triangular depressions in the surfaces of the support plates 110 around the Holes 116 are formed. A blood outlet manifold is similarly created by the holes 118 ', the membranes 112, the holes 132 as well as the semi-circular and triangular depressions lächen n in the B of the base plates are formed around the holes 118 around 110th Both of these collecting lines are large enough to generate a pressure drop which is sufficiently smaller than the pressure drop along the blood channels B to be able to determine a pressure change along the blood channels by the fact that the pressure in
BAD ORIGINAL ;^BAD ORIGINAL; ^
externen Leitungen mißt, die an die Blut-JSinlaßöffnung und -Auslaßöffnung" angeschlossen sind.external lines attached to the blood inlet port and outlet opening "are connected.
Im Betrieb werden die Blut-Eilaßleitung.12 und die Rückführleitung l4 mit dem Patienten verbunden.. Eintretendes Blut wandert durch die Einlaßleitung 12, die Blutpumpe 16 und die Leitung 24 zur Einlaßöffnung 22 der Abscheidevorrichtung 20. Das Blut strömt durch die Löcher 116 der Tragplatten 110 sowie durch die Löcher 130 der Membranen 112 und tritt in die Blutkanäle B zwischen den Membranen 112 ein. Da die Abschnitte der Membranen 112, die die Löcher 130 umgeben, mit den gegenüberliegenden Abschnitten der Tragplatten 110, die die Löcher.116 umgeben, abgedichtet sind, kann das eintretende Blut nur durch die Membranen 112 hindurch zu deren Plasmaseiten gelangen, die den Tragplatten 110 gegenüberliegen.In operation, the Blut-Eilaßleitung.12 and the Return line 14 connected to the patient Blood travels through the inlet line 12, the Blood pump 16 and the line 24 to the inlet port 22 of the Separator 20. The blood flows through the holes 116 of the support plates 110 and through the holes 130 of the Membranes 112 and enters the blood channels B between the membranes 112. Since the sections of the membranes 112, which surround the holes 130 are sealed with the opposite portions of the support plates 110 surrounding the holes 116, the entering blood can only pass through the membranes 112 to their plasma sides which are opposite the support plates 110.
Normalerweise-ist der Druck in den Blutkanälen B höher als der Druck in den Plasmakanälen P auf den anderen Seiten der Membranen 112. Dies führt dazu, daß die Membranen 112 gegen die Spitzen 125 der Tragplatten 110 gedrückt werden, wodurch sich die Blutkänäle B bilden. Diejenigen Bestandteile des Blutes, die kleiner als die Poren der Membranen 112 sind, gehen durch letztere hindurch und strömen an den V-förmigen Nuten .122 sowie an den gegenüberliegenden Flächen der Membranen 112 entlang, woraufhin sie zu dem querlaufenden Auslaßkanal 128, dem L-förmigen Kanal 129 sowie zu dem Plasmaauslaß-Loch 120 in der Tragplatte 110 gelangen. Aufgrund der Druckdichtung zwischen den Dichträndern 133 und den die öffnungen 134 umgebenden Abschnitten der Membran 112 tritt kein Leck-· verlust zwischen den Plasmakanälen P und den Blutkanälen B auf.Normally the pressure in the B blood channels is higher than the pressure in the plasma channels P on the other sides of the membranes 112. This causes the membranes 112 are pressed against the tips 125 of the support plates 110, whereby the blood channels B are formed. Those components of the blood which are smaller than the pores of the membranes 112 pass through the latter and flow along the V-shaped grooves .122 and the opposite surfaces of the diaphragms 112, whereupon they to the transverse outlet channel 128, the L-shaped channel 129 and reach the plasma outlet hole 120 in the support plate 110. Due to the pressure seal between the sealing edges 133 and the openings 134 surrounding sections of the membrane 112, there is no leakage loss between the plasma channels P and the blood channels B.
Die geformten Elemente, die größer als die Poren in den Membranen 112 sind, und die anderen Bestandteile, die nicht .durch die Membranen hindurchgehen, fließen durch die Blutauslaß-Löcher 132 der Membranen sowie durch die Löcher der Tragplatten 110; Auch hier verhindert die Abdichtung zwischen den Abschnitten der Membranen 112, die die Löcher umgeben, gegenüber den Abschnitten der Tragplatten 110, die die Löcher 118 umgeben, Leckverluste der geformten Elemente in'Richtung auf die Plasmakanäle P. In den Tragplatten 110, und zwar in den Abschnitten, die die Löcher 116 und 118 umgeben, ist eine stufenförmige Vertiefung ausgebildet, und der Druck des Blutes drückt die entsprechenden Abschnitte der Membran 112 gegen die Tragplatten 110. Die querlaufenden Austrittskanäle 128 sind schmal genug und die Membranen 112 sind steif genug, um bei den angewendeten Drücken ein Versperren der Austrittskanäle 128 durch die Membranen zu verhindern.The shaped elements that are larger than the pores in the Membranes 112, and the other components that do not pass through the membranes, flow through the blood outlet holes 132 of the membranes and through the holes in the support plates 110; Here, too, prevents the seal between the sections of the membranes 112 that make up the holes Surrounded, opposite the portions of the support plates 110 that surround the holes 118, leakage losses of the molded Elements in the direction of the plasma channels P. In the support plates 110, in the portions surrounding the holes 116 and 118, is a stepped depression formed, and the pressure of the blood presses the corresponding portions of the membrane 112 against the support plates 110. The transverse exit channels 128 are narrow enough and the membranes 112 are stiff enough to block the exit channels 128 at the pressures applied through the membranes to prevent.
Gemäß Pig. 1 fließt das Plasmafiltrat aus der Piltratöffnung 28 durch die Leitung 30, die Tropfkammer 32 und die Plasmapumpe 34 zum Sammelgefäß 36. Die konzentrierte Mischung der geformten Elemente gelangt aus der Austrittsöffnung 26 durch die Leitung 42 zum Verbindungsstück 44, wo Ersatzfluid aus dem Reservoir 46 hinzugefügt wird. Das Zusatzfluid aus dem Reservoir 46 wird dem Verbindungsstück 44 von der Pumpe 48 in gesteuerter Menge zugeführt, und zwar in Abhängigkeit von den besonderen Umständen des Patienten und von der Steuerelektronik der Pumpe 48. Beispielsweise kann die Zufuhr des Ausgleichsfluids schneller als die Plasmaableitung erfolgen, wenn man dem Patienten überschüssiges Fluid zuführen will, um dessen Blutdruck hoch.zu halten und diejenigen Probleme zu vermeiden, die mit niedrigem Blutdruck verbunden sind. In bestimmtοη Fällen kann die Zufuhr des AusgleichsfluidsAccording to Pig. 1 the plasma filtrate flows out of the piltrate opening 28 through line 30, drip chamber 32 and the plasma pump 34 to the collecting vessel 36. The concentrated mixture of the shaped elements passes from the outlet opening 26 through the line 42 to the connector 44, where replacement fluid from reservoir 46 is added. The make-up fluid from reservoir 46 becomes the connector 44 supplied by the pump 48 in a controlled amount, depending on the particular circumstances of the patient and from the control electronics of the pump 48. For example, the supply of the compensating fluid faster than the plasma drainage, if you want to supply the patient with excess fluid, for his Keep blood pressure high and avoid those problems associated with low blood pressure. In certain cases, the supply of the compensation fluid
auch langsamer als die Plasmaableitung erfolgen. Die konzentrierte Mischung der geformten Elemente fließt gemeinsam mit dem Ersatzfluid dureh die Leitung kli die Tropfkammer kj>, den Luftblasen-Detektor 52 und die Rückführleitung Ik, woraufhin sie zu dem Patienten gelangt.also take place more slowly than the plasma discharge. The concentrated mixture of the shaped elements flows together with the replacement fluid through the line kl i, the drip chamber kj>, the air bubble detector 52 and the return line Ik, whereupon it reaches the patient.
Während der Plasmapheresis wird die Blutpumpe 16 so betrieben, daß sie das Blut mit der gewünschten Geschwindigkeit fördert. Häufig handelt es sich um die Maximalgeschwindigkeit, die erzielbar ist, ohne den jeweiligen Patienten zu schädigen oder das Blutgefäß, aus dem das Blut entnommen wird, zusammenfallen zu lassen. Die Scherung oder Schergeschwindigkeit (shear rate) kann sodann dadurch auf einem gewünschten Niveau (nämlich groß genug, um ein Verstopfen der Poren zu verhindern, jedoch klein genug, um eine Hämolyse zu vermeiden) gehalten werden, indem man die Höhe zwischen den Membranen 112, also die Höhe der Blutkanäle B steuert. Dies geschieht dadurch, daß man die Abscheidevorrichtung 20 mittels der Halterung 38 komprimiert,During the plasmapheresis, the blood pump 16 is operated so that that it pumps the blood at the desired rate. Often it is the maximum speed, which can be achieved without harming the patient or the blood vessel from which the blood is drawn is taken to collapse. The shear or shear rate (shear rate) can then thereby at a desired level (namely, large enough to prevent pore clogging, but small enough to to avoid hemolysis) by removing the Height between the membranes 112, that is to say the height of the blood channels B controls. This is done by having the separation device 20 compressed by means of the holder 38,
Die folgende Gleichung gibt die Scherung SR für eine voll ausgebildete Strömung eines Newton'sehen Fluids in einem rechtwinkligen Kanal wieder, dessen Breite im Vergleich zur Höhe ausreichend groß ist, um die End- oder Randeffekte vernachlässigen zu können:The following equation gives the shear SR for a fully developed flow of a Newtonian fluid in a right-angled channel, the width of which is sufficiently large compared to the height to accommodate the end or To be able to neglect edge effects:
2/32/3
(1)(1)
H2 w 1W-. I 12 u 1H 2 w 1 W-. I 12 and 1
Hierin, bedeutet:Herein, means:
Q = Durchsatz des Fluids im rechtwinkligen KanalQ = flow rate of the fluid in the right-angled channel
w = Breite des Kanalsw = width of the channel
H = Höhe des KanalsH = height of the duct
1 = Länge des Kanäle1 = length of the channel
&? - Druckverlust entlang dem Kanal * &? - pressure loss along the channel *
u = Viskosität des Fluids.u = viscosity of the fluid.
Aus dem ersten Äquivalent der Gleichung (1) ergibt sich, daß die Scherung direkt proportional zum Blutdurchsatz und umgekehrt proportional zum Quadrat der Höhe H des Kanals ist. Das zweite Äquivalent der Gleichung (1) zeigt, daß der Druckverlust entlang dem Kanal von der Scherung und der Kanalhöhe abhängt und somit ein Maß für diese ist.From the first equivalent of equation (1) it follows that the shear is directly proportional to the blood flow rate and is inversely proportional to the square of the height H of the duct. The second equivalent of equation (1) shows that the Pressure loss along the channel depends on the shear and the channel height and is therefore a measure of this.
Fig. 7 zeigt den Blutkanal B bei niedrigem Druck aus der Druckquelle 40 und relativ hohem Blutdurchsatz. Fig. 8 zeigt den Blutkanal bei soweit vermindertem Blutdurchsatz, daß die Kanalhöhe H vermindert werden muß, um unter diesen neuen Bedingungen die gewünschte Scherung aufrecht zu erhalten. Dies geschieht durch Erhöhung des Drucks aus der Druckquelle 40, woraus ein erhöhter Druck zwischen der Hinterplatte 82 und der Kolbenplatte 58 resultiert. Letztere wandert also nach rechts in Fig. 4, wodurch die Abscheidevorrichtung 20 zwischen der Kolbenplatte 58 und der Frontplatte 54 zusammengedrückt wird. Ein Teil der Kompression wird von den Membranen 112 und ein Teil von den Abstandsplatten 114 sowie den Kunststoff-Tragplatten 110 aufgenommen. Da die Membranen 112 bereits von den Spitzen 125 getragen werden, führen Änderungen in der Dicke der Abscheidevorrichtung 20 zu Änderungen der Höhe H zwischen den Membranen 112. Diese Höhenänderungen werden in dem Apparat 10 dadurch gesteuert, daß man den Druckabfall entlang den Blutkanälen B überwacht und steuert. ■ . 7 shows the blood channel B at low pressure from the pressure source 40 and a relatively high blood throughput. Fig. 8 shows the blood channel with the blood flow rate reduced to such an extent that the channel height H must be reduced in order to be below it new conditions to maintain the desired shear. It does this by increasing the pressure from the Pressure source 40, from which an increased pressure between the rear plate 82 and the piston plate 58 results. Latter thus migrates to the right in Fig. 4, whereby the separating device 20 between the piston plate 58 and the front plate 54 is compressed. Part of the compression is received by the membranes 112 and part of the spacer plates 114 and the plastic support plates 110. Since the membranes 112 are already supported by the tips 125, changes in the thickness of the separator result 20 to changes in the height H between the membranes 112. These changes in height are recorded in the apparatus 10 controlled by monitoring and controlling the pressure drop across the B blood channels. ■.
Pig. 9 zeigt eine Steuerelektronik ΐβΟ zur Durchführung eines bestimmten Verfahrensablaufs beim Betrieb der Vorrichtung 10. Nach diesem Verfahrensablauf wird die Höhe H so variiert, daß sich ein Druckabfall Δ P zwischen der Einlaßöffnung 22 und der Auslaßöffnung 26 entsprechend den folgenden Gleichungen (2) und (3) ergibt:Pig. 9 shows control electronics ΐβΟ for carrying out a certain process sequence during operation of the device 10. After this process sequence, the height H is varied such that a pressure drop Δ P between the inlet opening 22 and the outlet opening 26 in accordance with the following equations (2) and (3 ) results in:
- v -(2) - v - (2)
P = [l.CLmm Hg/ml/minJ χ Qß für 2IO Z. Qg £ 100 ml/minP = [1.CLmm Hg / ml / minJ χ Q ß for 2 IO Z. Qg £ 100 ml / min
P = 100 mm Hg ' für 160 > Qn > 100 ml/minP = 100 mm Hg 'for 160> Q n > 100 ml / min
Darin bedeutet QR den gesamten in die Abscheidevorrichtung 20 eintretenden Blutdurchsatz. Q R therein denotes the total blood throughput entering the separation device 20.
Der über den Membranen, also von Seite zu Seite auftretende Differenzdruck TMP nahe dem Auslaßende der Membranen 112 wird bei 25 mm Hg gehalten, es Sei denn, der Plasmadurehsatz Qp stiege bei dem Versuch, den Wert TMP von 25 mm Hg zu erreichen, auf 0,6 Qß. Pur diesen Fall wird Qp auf 0,6 QB begrenzt. Der Wert von 25 mm Hg gilt für den Differenzdruck TMP am Auslaßende, weil dies zu einer Strömung durch die Membranen 112 führt, die annehmbar ist. Dabei liegt gleichzeitig der Differenzdruck nahe dem Einlaßende bei oder unterhalb von 125 mm Hg. Dieser Wert ist nicht hoch genug, um zu einer Hämolyse oder zu einem Verstopfen der Poren zu führen. Der Druck in den Plasmakanälen P bleibt über deren Länge im wesentlichen konstant.The differential pressure TMP across the membranes, i.e. from side to side, near the outlet end of the membranes 112 is maintained at 25 mm Hg, unless the plasma rate Q p increases in an attempt to reach the TMP value of 25 mm Hg 0.6 Q ß . For this case, Q p is limited to 0.6 Q B. The value of 25 mm Hg applies to the differential pressure TMP at the outlet end because this results in a flow through the membranes 112 which is acceptable. At the same time, the differential pressure near the inlet end is at or below 125 mm Hg. This value is not high enough to lead to hemolysis or to clogging of the pores. The pressure in the plasma channels P remains essentially constant over their length.
Bei der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrensablaufs erhält ein 4 P-Steuersignalgeber 162 Signale von der Blutpumpe 16, die den gesamten in die Abscheidevorrichtung 20 eintretenden Blutdurchsatz' Qrt widergeben. DerWhen the method sequence described above is being carried out, a 4 P control signal generator 162 receives signals from the blood pump 16 which reflect the total blood throughput Q rt entering the separation device 20. Of the
B . Steuersignalgeber liefert ein Steuersignal ^j P1, das demB. Control signal generator provides a control signal ^ j P 1 that the
gewünschten Druckabfall entlang den Blutkanälen B ent-the desired pressure drop along the blood channels B
spricht, an einen Komparator ΐββ. Eine Subtraktionsschaltung 164 erhält Signale von dem Druckfühler 19, die den Druck an der Einlaßöffnung 22 der Abscheidevorrichtung 20 anzeigen. Ferner erhält diese Subtraktionsschaltung Signale von dem Druckfühler 50, die den Druck der konzentrierten Mischung der geformten Elemente wiedergeben, und zwar bei deren Austritt aus den Blutkanälen B durch die Auslaßöffnung 26. Die Subtraktionsschaltung 164 liefert ein Signal ß. P, das den tatsächlichen Druckverlust entlang den Blutkanälen B wiedergibt, an den Komparator 166. Wenn das Signal A Pf dem Signal A P gleicht, legt der Komparator 166 an den Motor der Druckquelle 4o ein Signal an, welches bedeutet, daß der Druck in der Halterung 38 auf dem augenblicklichen Wert gehalten werden soll, um auch die Höhe H in den Blutkanälen B in der derzeitigen Größe beizubehalten.speaks to a comparator ΐββ. A subtraction circuit 164 receives signals from the pressure sensor 19 which indicate the pressure at the inlet opening 22 of the separation device 20. Furthermore, this subtraction circuit receives signals from the pressure sensor 50 which reflect the pressure of the concentrated mixture of the shaped elements, namely when they emerge from the blood channels B through the outlet opening 26. The subtraction circuit 164 supplies a signal β. P, which represents the actual pressure loss along the blood channels B, to the comparator 166. If the signal A P f equals the signal AP, the comparator 166 applies a signal to the motor of the pressure source 4o which means that the pressure in the Holder 38 should be kept at the current value in order to also maintain the height H in the blood channels B at the current size.
Wenn das Signal ^ Pf das Signal ^P um mehr als einen vorbestimmten Betrag übersteigt, sendet der Komparator 166 an den Motor der. Druckquelle 40 solche Signale, daß der Druck in der Halterung 38 erhöht wird, um die Höhe H zu vermindern und den Istwert Δ P des Druckverlustes auf den Sollwert J^. Pf ansteigen zu lassen. Wenn 2} P' um einen vorbestimmten Wert kleiner als Δ P ist, lassen die vom Komparator 166 an den Motor der Druckquelle 40 gelieferten Signale den Druck in der Halterung 38 abfallen, um eine Vergrößerung der Höhe H in den Blutkanälen B zu bewirken. Die Druckquelle 40 wird derart überwacht und gesteuert, daß in der Halterung 38 bestimmte Sicherheits-Druckgrenzen nicht überschritten werden können.When the signal ^ P f exceeds the signal ^ P by more than a predetermined amount, the comparator 166 sends the motor to the. Pressure source 40 such signals that the pressure in the holder 38 is increased in order to reduce the height H and the actual value Δ P of the pressure loss to the nominal value J ^. Let P f increase. If 2} P 'is less than Δ P by a predetermined value, the signals supplied by the comparator 166 to the motor of the pressure source 40 drop the pressure in the holder 38 in order to cause the height H in the blood channels B to be increased. The pressure source 40 is monitored and controlled in such a way that certain safety pressure limits in the holder 38 cannot be exceeded.
Eine Subtraktionsschaltung 168 erhält Signale von dem Rruckfühler 50, die den Druck in der konzentrierten Mischung aus den geformten Elementen beim Verlassen der A subtraction circuit 168 receives signals from the pressure sensor 50 which determine the pressure in the concentrated mixture of the shaped elements as it exits the
Blutkanäle B durch die Auslaßöffnung 26 anzeigen. Ferner erhält diese Subtraktionsschaltung Signale von dem Druckfühler 37, die den Druck des Plasmas in der Abscheidevorrichtung 20 wiedergeben. Die Subtraktionsschaltung 168 liefert Signale TMP als Anzeige des tatsächlich herrschenden Membran-Differenzdrucks nahe dem Auslaßende der Abscheidevorrichtung 20. Ein 0-Steuersignalgeber 172 (0 ist definiert als Qp/QB) erhält Signale von der Blutpumpe 16, die den in die Abscheidevorrichtung 20· eintretenden Blutdurchsatz QR wiedergeben. Außerdem empfängt dieser Steuersignalgeber Signale von der Plasmapumpe 3^, die den Plasmadurchsatz Qp, der durch die Membranen hindurchgeht und aus der Abscheidevorrichtung 20 austritt, wiedergeben. Der Steuersignalgeber legt ein Steuersignal GS an einen TMP-Signalmodifizierer 170 an» Sobald sich Qp dem Wert 0,6 Qß annähert, wird der TMP-Signalmodifizierer 170 durch das Steuersignal CS entsprechend informiert. Der Signalmodifizierer wirkt sodann auf den Antrieb der Plasmapumpe derart ein, daß Qp den Wert 0,6 QR nicht übersteigt. Wenn Qp sich dem Wert 0,6 Qn nicht annähert, so bewirkt der TMP-Signalmodifizierer 170 einen derartigen Betrieb der Plasmapumpe 34, daß der gewünschte Wert TMP erhalten wird.Indicate blood channels B through outlet port 26. Furthermore, this subtraction circuit receives signals from the pressure sensor 37 which reflect the pressure of the plasma in the separation device 20. The subtraction circuit 168 provides signals TMP indicative of the actually prevailing membrane differential pressure near the outlet of the separating device 20. An 0-control signal transmitter 172 (0 is defined as Q p / Q B) receives signals from the blood pump 16 to the separator 20 · Show the incoming blood flow Q R. In addition, this control signal transmitter receives signals from the plasma pump 3 ^ which reproduce the plasma flow rate Qp which passes through the membranes and exits from the separating device 20. The control signal generator applies a control signal GS to a TMP signal modifier 170. As soon as Q p approaches the value 0.6 Q β , the TMP signal modifier 170 is informed accordingly by the control signal CS. The signal modifier then acts on the drive of the plasma pump in such a way that Q p does not exceed the value 0.6 Q R. If Q p does not approach 0.6 Q n , the TMP signal modifier 170 causes the plasma pump 34 to operate such that the desired value TMP is obtained.
Abgewandelte Ausführungsformen liegen im Rahmen der Erfindung. Beispielsweise muß die die geformten Elemente enthaltende Mischung nicht aus Blut insgesamt bestehen, wie es bei der oben beschriebenen Plasmapherese der Fall ist. Die Mischung kann rote Blutzellen, weiße Blutzellen und/oder Thrombozyten enthalten, die von vollständigem Blut abgeschieden und in einer Elektrolytlösung eingefroren waren. Gleichermaßen ist die Erfindung nicht auf die Abscheidung solcher geformten Elemente beschränkt. Vielmehr ist eine Anwendung auch möglich auf die Abscheidung von Bakterien oder anderen Zellkulturen (beispielsweiseModified embodiments are within the scope of the invention. For example, it must have the shaped elements The mixture containing it does not consist of blood as a whole, as is the case with the plasmapheresis described above is. The mixture may contain red blood cells, white blood cells, and / or platelets that are from whole blood Blood was separated and frozen in an electrolyte solution. Likewise, the invention is not limited to that Deposition of such shaped elements is limited. Rather, it can also be used for deposition of bacteria or other cell cultures (for example
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Leberzellen), die man während des Abscheideprozesses nicht zerstören will., sowie auf die Abscheidung von Fällprodukten oder anderen Partikeln, deren Größe die Porengröße übersteigt, aus flüssigen Mischungen der Partikel.Liver cells), which one does not want to destroy during the separation process, as well as the separation of precipitation products or other particles, the size of which exceeds the pore size, from liquid mixtures of the particles.
Zusaätzlich zur Variierung der Höhe der Kanäle kann deren Geometrie variiert werden, und zwar durch Änderung der Breite (aus der Gleichung (1) geht hervor, daß sich die Scherung sowohl mit der Höhe als auch der Breite des rechtwinkligen Kanals ändert) oder der Form der Kanäle. Beispielsweise kann man die Seiten einer Abscheidevorrichtung zusammenpressen, um die Kanalhöhe zu vergrößern und Kanalbreite zu verkleinern. Auch kann man bewegbare Trennwände vorsehen, um die Strömungskanäle.variabel zu begrenzen.In addition to varying the height of the channels, their Geometry can be varied by changing the width (from equation (1) it follows that the Shear with both the height and the width of the right angle Channel changes) or the shape of the channels. For example, you can use the sides of a separator Press together to increase the duct height and reduce duct width. Movable partitions can also be used provide in order to variably limit the flow channels.
Die Geometrie der Kanäle für die Partikelmischung (beispielsweise der Blutkanäle B) kann gleichmäßig über der Kanallänge variiert werden, und zwar in Abhängigkeit von anderen Steuerparametern zusätzlich zur oder anstelle von der Aufrechterhaltung eines proportionalen Verhältnisses zwischen dem Druckabfall A- P entlang dem Kanal für die Partikelmischung und dem in diesen Kanal eintretenden Durchsatz entsprechend der obigen Beschreibung. Andere Verfahrensweisen können dazu führen, daß man irgend eine der folgenden Betriebsbedingungen zu Steuerparametern macht: Den Druckabfall entlang der Kanäle für die Partikelmischung, den Druckabfall entlang der Filtratkanäle, den Durchsatz der Partikelmischung, die Partikelkonzentration, den über der Membran gemessene Differenzdruck oder die Strömung. ■The geometry of the channels for the particle mixture (e.g. blood channels B) can be varied uniformly over the channel length, depending on other control parameters in addition to or instead of maintaining a proportional relationship between the pressure drop A- P along the channel for the particle mixture and the throughput entering that channel as described above. Other procedures can lead to one of the following operating conditions being made control parameters: the pressure drop along the channels for the particle mixture, the pressure drop along the filtrate channels, the throughput of the particle mixture, the particle concentration, the differential pressure measured across the membrane or the flow. ■
Auch kann man die Geometrie der Kanäle über deren Länge aktiv oder passiv variieren, um. die Abscheidung als Funktion dos Ortes über der Länge der Membranen zu optimieren.The geometry of the channels can also be actively or passively varied over their length. the deposition as a function to optimize dos location over the length of the membranes.
Dies ist wünschenswert, weil die Durchsätze und die Partikelkonzentrat ionen an unterschiedlichen Stellen entlang den Membranen unterschiedlich sind und weil von diesen unterschiedlichen Durchsätzen und Partikelkonzentrationen die optimalen Parameter zur Erzielung der gewünschten Piltrationsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Vermeidung einer Verstopfung und Partikelzerstörung abhängen. Diese Parameter sind beispielsweise die quer zu den Membranen gemessenen Differenzdrücke, die Geschwindigkeitsprofile · (quer zu den Membranen) und die Partikel-Konzentrationsprofile (ebenfalls senkrecht zur Membran). Ein Weg zur Erzielung dieser Optimierung besteht darin, die- Geometrie des Kanals für die Partikelmischung über der gesamten Kanallänge aktiv zu variieren, und zwar in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, als da sind der Durchsatz der Partikelmischung, die Partikelkonzentrationen, die Strömung, der Druckabfall entlang dem Kanal für die Partikelmischung, der Druckabfall entlang dem Piltratkanal, das Membran-Differenzdruckprofil entlang der Membran, das Geschwindigkeit sprofil in der Partikelraischung und das Konzentrationsprofil in der Partikelmischung. Die jeweils eingesetzten Betriebsbedingungen bilden die Steuerparameter für den Verfahrensablauf. Ein Weg zum Einwirken auf mindestens einige der gewünschten Ergebnisse besteht darin, die Geometrie des Piltratkanals passiv so zu variieren, daß sich ein gewünschter Druckgradient entlang dem Piltratkanal ausbildet, wie es im folgenden noch genauer beschrieben werden soll. Auch kann man die Geometrie des Piltratkanals in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen aktiv variieren. (Ein Weg zur Veränderung der Geometrie des Piltratkanals besteht darin, daß man zur Bildung der V-förmigen Nuten ein akkordeonartiges Element verwendet, das ausgedehnt oder zusammengezogen werden kann.) Änderungen in der Geometrie des Piltratkanals rufen ÄnderungenThis is desirable because the throughputs and the particle concentrations are different at different points along the membranes and because the optimum parameters for achieving the desired rate of piltration while avoiding clogging and particle destruction depend on these different throughputs and particle concentrations. These parameters are, for example, the differential pressures measured across the membranes, the velocity profiles (across the membranes) and the particle concentration profiles (also perpendicular to the membrane). One way of achieving this optimization is to actively vary the geometry of the channel for the particle mixture over the entire length of the channel, depending on the operating conditions, such as the throughput of the particle mixture, the particle concentrations, the flow, the pressure drop along the channel for the particle mixture, the pressure drop along the piltrate channel, the membrane differential pressure profile along the membrane, the velocity profile in the particle mixture and the concentration profile in the particle mixture. The operating conditions used in each case form the control parameters for the process sequence. One way of acting on at least some of the desired results is to passively vary the geometry of the piltrate canal so that a desired pressure gradient is established along the piltrate canal, as will be described in more detail below. The geometry of the Piltrat canal can also be actively varied depending on the operating conditions. (One way to change the geometry of the piltrate canal is to use an accordion-like element to form the V-shaped grooves that can be expanded or contracted.) Changes in the geometry of the piltrate canal cause changes
im Filtratdr.uck hervor, woraufhin sich der TMP-Wert ändert, was wiederum die Betriebsbedingungen in dem Kanal für die Partikelmischung beeinflußt. Dementsprechend stellt der gewünschte Druckgradient in dem Filtratkanal denjenigen Gradienten dar, der in Verbindung mit dem Druckgradienten in dem Kanal für die-Partikelmischung den bevorzugten TMP-Wert und weitere Betriebsbedingungen vorgibt. Die Geometrieänderungen in dem Kanal für die Partikelmischung und in dem Piltratkanal können gemeinsam oder unabhängig voneinander angewendet werden.in the filtrate pressure, whereupon the TMP value changes, which in turn affects the operating conditions in the channel for the Particle mixture influenced. The desired pressure gradient in the filtrate channel represents that gradient accordingly represents the preferred TMP value in connection with the pressure gradient in the channel for the particle mixture and specifies other operating conditions. The geometry changes in the channel for the particle mixture and in the Piltrate canals can be used together or independently.
Man kann Strömungswiderstände in die Filtratströmungswege zwischen den Membranen und den Tragplatten einsetzen. Damit lassen sich in passiver Weise Druckabfälle entlang den FiltratStrömungswegen erzielen, die an die Druckabfälle entlang den Strömungswegen für die Partikelmischung herankommen. Dementsprechend kann man höhere Geschwindigkeitsgradienten in dem Strömungskanal für die Pärtikelmischung anwenden, was eine höhere Strömung entlang der gesamten Länge der Membran ermöglicht. Der erwähnte Strömungswiderstand kann dadurch hervorgerufen werden, daß man die V-förmigen Nuten am stromauf gelegenen Ende, an dem der Durchsatz geringer ist, flacher macht, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Auch kann man einen Strömungswiderstand dadurch hervorrufen, daß man anstelle der V-förmigen Nuten eine Oberflächenrauigkeit anwendet, die groß genug ist, um eine Strömung zuzulassen, jedoch klein genug, um den gewünschten Druckabfall hervorzurufen. Auch kann man Strömungshindernisse, wie etwa Gewebe oder Fasermaterial, zwischen die Membranen und die ■Membran-Tragplatten einsetzen. Ferner kann der Strömungswiderstand so aussehen, daß man anstatt eines Druckabfalls, der sich dem Druckabfall im Strömungskanal für die Partikelmischung annähert, den Druckabfall so wählt, daß sich der TMP-WertThere can be flow resistances in the filtrate flow paths Insert between the membranes and the support plates. This allows pressure drops to pass along in a passive manner achieve the filtrate flow paths linked to the pressure drops come along the flow paths for the particle mixture. Correspondingly, one can use higher speed gradients Apply in the flow channel for the particle mixture, resulting in a higher flow along the whole Length of the membrane allows. The mentioned flow resistance can be caused by the fact that the V-shaped grooves at the upstream end which the throughput is lower, makes it flatter, as shown in FIG. You can also use a flow resistance cause by using instead of the V-shaped grooves a surface roughness that is large enough to allow flow but small enough to produce the desired pressure drop. Flow obstacles, such as fabric or fiber material, can also be placed between the membranes and the membrane support plates insert. Furthermore, the flow resistance can be such that instead of a pressure drop, which the pressure drop in the flow channel for the particle mixture approximates, selects the pressure drop so that the TMP value
entlang der Membran in Abhängigkeit von der Konzentration der geformten Elemente oder in Abhängigkeit' von anderen Betriebsbedingungen ändert.along the membrane depending on the concentration of the shaped elements or depending on others Operating conditions changes.
Außerdem kann der quer zur Membran gemessene Differenzdruck dadurch aufrechterhalten werden, daß man den Durchfluß der Partikelmischung und zusätzlich dazu den Betrieb der Piltratpumpe variiert. Eine Veränderung des Differenzdruckes läßt sich durch Änderung in der Höhe der Kanäle für die Partikelmischung herbeiführen. Andere mikroporöse Membranen sind gleichermaßen einsetzbar. Ferner kann man auf die Abstandsplatten 114 verzichten, indem man dadurch für die gewünschte Tiefe des Blutkanals sorgt,- daß man die Spitzen 125 der V-förmigen Nuten 122 relativ zu den Flächen 123 absenkt.In addition, the differential pressure measured across the membrane can be maintained by the fact that the flow the particle mixture and, in addition, the operation of the piltrate pump varies. A change in the differential pressure can be brought about by changing the height of the channels for the particle mixture. Other microporous Membranes can be used in the same way. Furthermore, one can dispense with the spacer plates 114, thereby ensuring the desired depth of the blood channel, - that one Tips 125 of the V-shaped grooves 122 are lowered relative to the surfaces 123.
Die Abscheidevorrichtung 20 kann jede beliebige Anzahl von Sätzen 108 von PlasmarBlut-Plasma-Kanälen enthalten. Sie kann sogar nur einen einzigen Plasmakanal aufweisen, der durch eine einzige Membran von einem Blutkanal getrennt ist. Will man lediglich einen einzigen Satz 108 von Plasma-Blut-Plasma-Kanälen verwenden, so sind die Membran-Tragplatten 110 überflüssig. Die V-förmigen Nuten zur Abstützung der Membranen können auf den Innenflächen der Öffnungsplatte 101I und der Rückenplatte 106 ausgebildet sein. Diese Platten können miteinander verschweißt sein, und zwar in der gleichen Weise, wie die benachbarten Tragplatten 110 gemäß Fig. 7 und 8 zusammengeschweißt sind,The separator 20 may contain any number of sets 108 of plasma blood plasma channels. It can even have only a single plasma channel, which is separated from a blood channel by a single membrane. If only a single set 108 of plasma-blood-plasma channels is to be used, the membrane support plates 110 are superfluous. The V-shaped grooves for supporting the membranes can be formed on the inner surfaces of the orifice plate 10 and the back plate 1 I 106th These plates can be welded together in the same way as the adjacent support plates 110 according to FIGS. 7 and 8 are welded together,
Die Abseheidevorrichtung 20 kann nicht nur zwischen der Frontplatte 54 und der Kolbenplatte 58 zusammendrückbar sein, sondern sie kann auch an diesen Platten befestigt werden, wobei man dann ein Vakuum an die Vertiefungen 84 und 86 anlegen kann, um die Abscheidevorrichtung 20 so zuThe Abseidevorrichtung 20 can not only between the Front plate 54 and the piston plate 58 compressible but it can also be attached to these plates, in which case a vacuum is applied to the wells 84 and 86 can apply to the separator 20 so to
dehnen, daß sich die Höhe H der Blutkanäle B verändert.stretch so that the height H of the blood channels B changes.
Auch besteht die Möglichkeit, daß nicht die gesamte Abscheidevorrichtung zusammengepreßt werden muß. Zwischen der Öffnungsplatte 104 und der Rückenplatte 106 läßt sich eine balgartige Vorrichtung anordnen, um den Rest des Gehäuses (nämlich die Abstandsplatten 114, die Tragplatten 110 und die Membranen 112) zusammenzudrücken und dadurch die Höhe der Kanäle für die Partikelmischung zu verändern.There is also the possibility that the entire separating device does not have to be compressed. Between the orifice plate 104 and the back plate 106 a bellows-like device can be arranged to hold the remainder of the housing (namely the spacer plates 114, to compress the support plates 110 and the membranes 112) and thereby the height of the channels for the particle mixture to change.
Anstelle der Abstandsplatten 114 aus Polyäthylen von 0,1 mm Stärke kann auch eine dickere Abstandplatte oder eine solche aus elastischem Material, beispielsweise aus Gummi, verwendet werden, um die Vorrichtung nachgiebiger zu gestalten und größere Änderungen in der Höhe H der Kanäle zuzulassen.Instead of the spacer plates 114 made of polyethylene of 0.1 mm thickness, a thicker spacer plate or one made of elastic material, for example rubber, can be used to make the device more resilient to design and to allow major changes in the height H of the channels.
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