DE3382591T2

DE3382591T2 - Kuenstliche lunge vom hohlfasertyp.

Info

Publication number: DE3382591T2
Application number: DE8787105566T
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Fukasawa; Takashi Monzen
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1983-09-21
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2003-09-22
Also published as: CA1216207A; EP0306613A1; EP0243796B1; EP0243796A2; EP0103899A2; EP0306613B1; DE3382591D1; EP0243796A3; EP0240035B1; USRE33932E; DE3382483D1; DE3381625D1; EP0103899A3; EP0240035A1; US4620965A; EP0103899B1; DE3382435D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine künstliche Lunge vom Hohlfasertyp zur Verwendung für extrakorporeale Blutumwälzung zum Entfernen von Kohlendioxid aus dem Blut und Anreichern des Bluts mit Sauerstoff, nach dem ersten Teil von Anspruch 1.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Künstliche Lungen werden allgemein in solche des Poröstyps und solche des Membrantyps eingeteilt. Eine künstliche Membrantyp-Lunge, z. B. vom Stapelmembrantyp, Wickeltyp oder Hohlfasertyp, wird allgemein als der künstlichen Lunge des porösen Typs als überlegen angesehen, und zwar im Hinblick darauf, daß das durch die Lunge geförderte Blut weniger Hämolyse, Albuminentartung, Gerinnung bzw. Koagulation und Anhaftung unterliegt und diese Lunge bezüglich ihres Arbeitsmechanismus der menschlachen Lunge sehr nahe kommt. Da jedoch die künstliche Membrantyp-Lunge eine Anzahl von nachfolgend beschriebenen Nachteilen aufweist, wird dennoch die künstliche Lunge des porösen Typs derzeit bei chirurgischen Eingriffen am offenen Herzen am verbreitesten eingesetzt.
Um mit den derzeit verfügbaren künstlichen Membrantyp-Lungen eine ausreichende Sauerstoffanreicherung bzw. Oxygenierung zu erreichen, muß die Dicke der Blutstromschicht verringert werden. Dies bedeutet einen engen Blutströmungsdurchgang und damit einen großen Durchströmungswiderstand. Demzufolge ist es nicht möglich, innerhalb der künstlichen Lunge eine Durchströmung des Bluts unter Nutzung des zwischen dem Patienten und der Lunge hergestellten Staudrucks zu erreichen. Gemäß Fig. 1 ist es daher bei einem die künstliche Membrantyp-Lunge verwendenden Blutkreislauf erforderlich, eine mit der Ziffer 2 bezeichnete Pumpe an der Einlaß- oder Venenseite der künstlichen Lunge, mit der Ziffer 1 bezeichnet, vorzusehen. Mit der Ziffer 3 ist ein Blutvorratsbehälter, mit 4 ein Wärmetauscher bezeichnet. Beim Blutkreislauf nach Fig. 1 ist jedoch der Druck am Auslaß der Pumpe 2 größer als die Summe aus dem Druckverlust oder -abfall am Blutzuführ-Katheter und dem Druckabfall der künstlichen Lunge. Das sich daraus ergebende Problem besteht in einem Anstieg des Innendrucks des Kreislaufs an der Blutzuführseite. Eine in der Beschreibung der JP-OS 50-9299 vorgeschlagene Lösung für dieses Problem besteht darin, das Blut an der Außenseite der Hohlfasern zu führen. Die vorgeschlagene Anordnung ist jedoch aufgrund von Schwierigkeiten bezüglich der Entfernung von Luftblasen, die im extrakorporealen Kreislauf im Blut auftreten, in der Praxis noch nicht eingesetzt worden. Außerdem stehen dem praktischen Einsatz der vorgeschlagenen künstlichen Lunge Schwierigkeiten beim Vorfüllen und dgl. im Wege.
Die obengenannten Veröffentlichung beschreibt eine theoretische Anordnung zum Führen von gasförmigem Sauerstoff an der Außenseite der Hohlfasern; mit dieser Anordnung wird aber die Gasaustauschfähigkeit der Hohlfasern nicht maximiert. Zur Erzielung eines praktischen (anwendbaren) Systems muß nicht nur die Gasaustauschfähigkeit verbessert werden, vielmehr müssen auch die folgenden Faktoren berücksichtigt werden. Insbesondere wird unter Verwendung des Blutvorratsbehälters 3 nach Fig. 1 das außerhalb des Körpers zirkulierende bzw. umgewälzte Blut zwischengespeichert, so daß etwaige, vom Blut mitgeführte Luftblasen abgetrennt werden können. Der Behälter 3 ist auch nötig zur Aufrechterhaltung einer gewissen Größe der Blutströmung in dem Fall, daß das von einer Vene abgenommene Blut aufgrund einer Biegung (eines Knicks) im zugeordneten Schlauch zu wenig ist oder ein Austritt (eine Leckage) von Blut aus dem System auftritt. Da jedoch beim herkömmlichen künstlichen Membrantyp-Lungensystem der Blutvorratsbehälter 3 im Blutkreislauf unabhängig von der künstlichen Lunge 1 vorgesehen ist, besitzt der Kreislauf einen komplexen Aufbau; zudem ist dabei ein großer Zeit- und Arbeitsaufwand für das Aufstellen oder Einrichten des Kreislaufs und für die Abscheidung von Blasen beim Vorfüllen nötig. Aufgrund des umfangreichen Vorfüllens und der für das Füllen des herkömmlichen Systems benötigten großen Blutmenge ist es außerdem erforderlich, eine Vortransfusion von Blut in die Vorfüllflüssigkeit, mit welcher die künstliche Lunge vorgefüllt wird, vorzunehmen, um die Verdünnung des Bluts im Körper des Patienten zu verringern. Dabei ist insbesondere die für das Füllen einer künstlichen Lunge bei chirurgischen Operationen an Jugendlichen und Kindern verfügbare, zulässige Blutmenge wegen des geringen Körpergewichts dieser Patienten klein. Wenn mithin die künstliche Membrantyplunge, bei der eine große Blutmenge für das Füllen des gesamten Kreislaufs nötig ist, bei chirurgischen Operationen an Jugendlichen oder Kindern eingesetzt wird, ergibt sich ein Problem dahingehend, daß die verfügbare Gesamtmenge an Blut klein ist.
Der Wärmetauscher 4 im Blutkreislauf nach Fig. 1 wird benötigt, um die Bluttemperatur bei einem (einer) Prozeß oder Operation mit niedriger Bluttemperatur zu senken und das Blut zu erwärmen, um es warm zu halten. Da jedoch der Wärmetauscher 4, ebenso wie der Blutbehälter 3, im Blutkreislauf unabhängig von der künstlichen Lunge des herkömmlichen künstlichen Lungensystems vom Membrantyp vorgesehen ist, erhält der Kreislauf einen noch komplexeren Aufbau, und es ist ein noch größerer Zeit- und Arbeitsaufwand für das Einrichten des Kreislaufs und die Blasenbeseitigung beim Vorfüllen erforderlich. Wie oben erwähnt, erfordern das umfangreiche Vorfüllen und die große Blutmenge, die für das Befüllen des herkömmlichen Systems nötig ist, daß eine Vortransfusion in die Vorfüllflüssigkeit, mit welcher die künstliche Lunge im voraus gefüllt oder vorgefüllt wird, durchgeführt wird, um einer Verdünnung des Bluts im Patientenkörper entgegenzuwirken. Aufgrund der kleinen Blutmenge, die für das Füllen einer künstlichen Lunge bei chirurgischen Operationen an Jugendlichen und Kindern zur Verfügung steht, besteht ein Bedarf nach einer Anordnung, bei welcher die für das Füllen des gesamten Blutkreislaufs nötige Blutmenge stark herabgesetzt sein kann.
Eine künstliche Lunge mit den Merkmalen nach dem ersten Teil von Anspruch i, mit Ausnahme der den Wärmetauscher betreffenden Merkmale, ist in EP-A-0 048 943 beschrieben. Da diese bekannte Anordnung jedoch keinen Wärmetauscher aufweist, ist - wie in Fig. 1 gezeigt - ein getrennter Wärmetauscher nötig. Die oben beschriebenen Nachteile gelten also auch für eine in diesem Dokument beschriebene künstliche Lunge.
Die US-A 3 989 626 beschreibt eine künstliche Lunge mit allen Merkmalen nach dem ersten Teil von Anspruch 1. Diese bekannte Anordnung enthält keine Einrichtung zur Verminderung der Menge an Luftblasen im umgewälzten Blut.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit die Schaffung einer künstlichen Lunge vom Hohlfasertyp, welche die für das Füllen des zugeordneten Blutkreislaufs erforderliche Blutmenge reduziert und dabei einen Wärmeaustausch für das außerhalb des Körpers umgewälzte Blut bietet, und bei welcher die Luftblasen aus dem Blut entfernt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine im ersten Teil von Anspruch 1 definierte künstliche Lunge des Hohlfasertyps, die ferner die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 umfaßt, gelöst.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Blutkreislaufs, bei dem eine herkömmliche künstliche Lunge des Membrantyps verwendet wird,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer künstlichen Lunge gemäß einer Ausgestaltung nach der vorliegenden Erfindung und
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer einen Wärmetauscher bildenden schlanken oder dünnen Röhre mit Rippen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist eine künstliche Lunge vom Hohlfasertyp mit einem Wärmetauschermechanismus ausgerüstet. Insbesondere umfaßt die künstliche Lunge ein in Axialrichtung verlängertes Gehäuse; innerhalb des Gehäuses ist längs der Axialrichtung desselben ein Hohlfaserbündel aus einer großen Vielzahl von Hohlfasern angeordnet, die Blutdurchgänge oder -kanäle zwischen den Außenwandflächen benachbarter Hohlfasern bilden und im Gehäuse so angeordnet sind, daß benachbarte Blutkanäle im wesentlichen in Verbindung miteinander stehen. Erste und zwei Wände haltern die Hohlfasern an ihren beiden Endabschnitten flüssigkeitsdicht im Gehäuse. Die ersten und zweiten Wände, die Innenwand des Gehäuses und die Außenwandflächen der Hohlfasern legen eine Blutkammer fest. In einer Seitenwand des Gehäuses ist in der Nähe der ersten Wand ein Bluteinlaßmittel mit einer Öffnung, die mit der Blutkammer kommuniziert, vorgesehen. Mit einem Blutstromdurchgang, der durch die Blutkammer gebildet ist, ist ein Wärmetauscher an einem stromaufseitigen Abschnitt des Blutstromdurchgangs materialeinheitlich ausgebildet, wobei an einer Außenseite mindestens einer der ersten und zweiten Wände ein Gaseinlaßmittel vorgesehen ist. Das Gehäuse weist eine Blutauslaßöffnung auf, wobei der Blutvorratsbehälter an der Seite des Blutauslaßmittels angeordnet ist. Das Gehäuse enthält den in der Blutkammer an der Seite des Bluteinlaßmittels vorgesehenen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist innerhalb des Blutvorratsbehälters angeordnet.
Das Gehäuse weist ein Bluteinlaßmittel auf, wobei der Wärmetauscher an der Seite des Bluteinlaßmittels angeordnet ist.
Der Wärmetauscher umfaßt ein Bündel aus einer großen Vielzahl von schlanken, an beiden Enden durch zwei Wände gehalterten Röhren. Die Enden der Röhren sind offen, so daß ihre hohlen Innenräume Blutstromdurchgänge festlegen. Der Wärmetauscher ist so ausgelegt, daß ein Wärmeübertragungsmedium längs des Umfangs der Röhren geführt werden kann. Wahlweise umfaßt der Wärmetauscher einen rohrförmigen Körper, durch dessen hohlen Innenraum ein Wärmeübertragungsmedium führbar ist.
Der Blutvorratsbehälter weist eine mit der Atmosphäre kommunizierende Gasentlüftung und eine Außenwand aus einem steifen Werkstoff auf.
Die Hohlfasern bestehen aus mikroporösen Membranen.
Das Gehäuse umfaßt einen die Hohlfasern aufnehmenden Innenzylinder und einen einen Abschnitt des Innenzylinders umschließenden Außenzylinder zur Festlegung des Blutvorratsbehälters zwischen sich und dem Innenzylinder. Die die Hohlfasern halternde erste Wand ist im Innenzylinder festgelegt oder gehaltert, und die die Hohlfasern halternde zweite Wand ist im Außenzylinder festgelegt bzw. gehaltert. Wahlweise sind die beiden, die Hohlfasern halternden Wände im Innenzylinder festgelegt bzw. gehaltert.
Die Innenfläche des Gehäuses ist an einem mit dem Bluteinlaßmittel kommunizierenden Abschnitt relativ zum mittleren Abschnitt des Gehäuses kelchartig nach außen aufgeweitet, so daß ein ringförmiger Blutstromdurchgang zwischen dem Außenumfang des Hohlfaserbündels und der Innenfläche des Gehäuses festgelegt ist. Die kelchartig erweiterte Innenfläche des Gehäuses in der Nähe des Bluteinlaßmittels ist gegenüber dem Hohlfaserbündel außermittig versetzt, um den Abstand zwischen der Bluteinlaßöffnung und dem Hohlfaserbündel zu vergrößern und damit die dem Bluteinlaßmittel zugewandte Strömungsfläche des Blutstromdurchgangs zu erweitern.
Fig. 2 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung ein Beispiel einer künstlichen Lunge gemäß der vorliegenden Erfindung. Die mit 320 bezeichnete künstliche Lunge weist ein Gehäuse 321 mit einem Innenzylinder 322 und einem Außenzylinder 323 auf. Im Innenzylinder 322 ist ein Bündel 325 aus einer Vielzahl von Hohlfasern 324 untergebracht. Die Enden der Hohlfasern 324 sind innerhalb des Innenzylinders 322 flüssigkeitsdicht durch Wände 326, 327 gehaltert, die in den oberen bzw. unteren Enden des Innenzylinders 322 festgelegt oder gehaltert sind. Am einen Endabschnitt des Innenzylinders 322 ist ein Sammler oder Verteiler 328, an seinem anderen Endabschnitt ein Sammler oder Verteiler 329 angebracht. Die Innenseite des Sammlers oder Verteilers 328 und die Wand 327 legen eine Gaseinlaßkammer fest. Die Innenseite des Sammlers oder Verteilers 329 und die Wand 326 legen eine Gasauslaßkammer fest. Der Sammler oder Verteiler 329 ist mit einer Gasauslaßöffnung 331 versehen, während im Sammler oder Verteiler 328 eine Gaseinlaßöffnung 330 vorgesehen ist. Die Innenwand des Gehäuses 321, die Außenwände der Hohlfasern 324 sowie die Wände 326, 327 legen eine Blutkammer 332 fest. An das untere Ende des Innenzylinders 322 ist über einen Verbindungsabschnitt 333A ein Bluteinlaß 333 angeschlossen. Dabei kann ein von der Gaseinlaßöffnung 330 zugespeistes Gas, wie Sauerstoff oder Luft, durch das Innere der Hohlfasern 324 geleitet werden, während das über den Bluteinlaß 333 zugespeiste Blut in einem turbulenten Zustand längs des Umfangs der Hohlfasern 324 innerhalb der Blutkammer 332 geführt wird, so daß dabei ein Gasaustausch stattfinden kann.
Weiterhin ist bei der künstlichen Lunge 320 ein mit der Blutkammer 332 kommunizierender Blutvorratsbehälter 334 zwischen dem Innenzylinder 322 und dem Außenzylinder 323, welche das Gehäuse 321 bilden, ausgebildet. Die Seitenwand des innerhalb des Außenzylinders 323 liegenden Abschnitts des Innenzylinders 322 ist mit einer Vielzahl von auf Umfangsabschnitte verteilten Fenstern oder Verbindungsdurchgängen 335 zur Verbindung der Blutkammer 332 im Inneren des Innenzylinders 322 mit dem Inneren des Blutvorratsbehälters 334 versehen. Der Außenzylinder 323 ist an seinem oberen Abschnitt mit einer mit dem Inneren des Vorratsbehälters 334 kommunizierenden Gasentlüftung 336 versehen. Der untere Abschnitt des Außenzylinders 323 ist zur Festlegung eines Blutauslasses 334A geformt, der mit dem Vorratsbehälter 334 in Verbindung steht. Im Blutvorratsbehälter 334 kann somit das einem Gasaustausch unterworfene Blut gesammelt werden.
Im Gehäuse 321 ist zwischen dem Bluteinlaß 333 und dem Verbindungsdurchgang 333A ein Wärmetauscherbehälter 336' festgelegt, der einen Teil der Blutkammer 332 bildet und einen Wärmetauscher 335 aufnimmt. Der Wärmetauscher 335 ist an beiden Enden durch zwei innerhalb des Wärmetauscherbehälters 336' angeordnete Wände 337, 338 gehaltert und umfaßt ein Bündel schlanker Röhren 339, die am einen Ende in den Bluteinlaß 333 und am anderen Ende in den Verbindungsdurchgang 333A münden. Das hohle Innere jeder der schlanken Röhren 339 dient als Blutstromdurchgang, während die Wände 337, 338 und die Außenwände der schlanken Röhren 339 einen Strömungsdurchgang für ein Wärmeübertragungsmedium bilden. Einlaß- und Auslaßöffnungen bzw. -stutzen 340A, 340B für Kühl- und Erwärmungswasser sind mit dem Strömungsdurchgang für das Wärmeübertragungsmedium verbunden.
Die künstliche Lunge 320 verbessert damit die Gasaustauschleistung pro Membranflächeneinheit der Hohlfasern 324, ermöglicht die Erzielung einer Durchströmung oder Perfusion des Bluts aufgrund des zwischen dem Patienten und der künstlichen Lunge 320 eingestellten Staudrucks und vermindert die Blutmenge, die zum Füllen des Blutkreislaufs, in welchem die künstliche Lunge verwendet wird, nötig ist, dank dem Blutvorratsbehälter 324 und dem Wärmetauschergehäuse 336, die einen Teil der Blutkammer 332 bilden.
Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, ein hohler Wärmetauscher verwendet wird, ist der Verlust bzw. Abfall eines (Strömungs-)Moments minimal, so daß zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden können. Es besteht dabei ein geringer Einfluß von der Außentemperatur, und es ergibt sich somit eine höhere Wärmeaustauschleistung, wenn der Wärmetauscher im Blutvorratsbehälter angeordnet ist.
Für die den Wärmetauscher bei der oben beschriebenen Ausführungsform bildenden Röhren kann eine schlanke oder dünne Röhre 342 mit Rippen 341, wie in Fig. 3 dargestellt, verwendet werden.
Wirkungsweise und Wirkungen der vorstehend beschriebenen künstlichen Lunge sind nachstehend erläutert.
Wie oben beschrieben, umfaßt die den Wärmetauscher aufweisende künstliche Lunge vom Hohlfasertyp ein axial langgestrecktes Gehäuse, ein im Gehäuse längs dessen Axialrichtung untergebrachtes Hohlfaserbündel mit einer Vielzahl von Hohlfasern, die im Gehäuse längs dessen Axialrichtung angeordnet sind und zwischen Außenwandflächen benachbarter Hohlfasern Blutkanäle bilden und im Gehäuse so angeordnet sind, daß benachbarte Blutkanäle im wesentlichen miteinander kommunizieren, erste und zweite Wände, welche die Hohlfasern an ihren beiden Endabschnitten flüssigkeitsdicht im Gehäuse haltern, wobei die ersten und zweiten Wände, die Innenwand des Gehäuses und die Außenwandflächen der Hohlfasern eine Blutkammer festlegen, einen materialeinheitlich mit der Blutkammer vorgesehenen bzw. ausgebildeten Blutvorratsbehälter, dessen Inneres mit der Blutkammer in Verbindung steht, und einen materialeinheitlich mit einem durch die Blutkammer gebildeten Blutstromdurchgang an einem stromaufseitigen Abschnitt des Blutstromdurchgangs materialeinheitlich ausgebildeten Wärmetauscher. Aufgrund dieser Ausgestaltung findet ein Gasaustausch statt, während das Blut in einem turbulenten Zustand bzw. mit Turbulenz strömt, wodurch eine Verbesserung der Gasaustauschleistung pro Membranflächeneinheit ermöglicht wird. Darüber hinaus wird oder ist der Blutströmungswiderstand im Inneren der Blutkammer auf einen kleinen Wert verringert, so daß eine Durchströmung des Bluts aufgrund des zwischen dem Patienten und der künstlichen Lunge eingestellten Staudrucks erreicht werden kann. Außerdem ist die für das Füllen des Blutkreislaufs erforderliche Blutmenge aufgrund der Anordnung des Wärmetauschers im Inneren der Blutkammer klein.
Da der Blutvorratsbehälter materialeinheitlich oder einstückig mit der Blutkammer ausgebildet ist und mit dieser kommuniziert, ist die Länge des Blutkreislaufs verkleinert, so daß weniger Blut zum Befüllen des Blutkreislaufs benötigt wird.
Weiterhin umfaßt der Wärmetauscher ein Bündel aus einer Vielzahl von schlanken, an beiden Enden gehalterten Röhren, deren Enden offen sind, wobei die hohlen Innenräume der Röhren Blutströmungsdurchgänge festlegen und der Wärmetauscher so ausgelegt ist, daß ein Wärmeübertragungsmedium längs des Umfangs der Röhren leitbar ist. Infolgedessen strömt das Blut in Axialrichtung durch die Röhren mit nur geringem Widerstand, so daß nur ein geringer Verlust oder Abfall in dem durch den Staudruck gewährleisteten Blut(strömungs)moment vorliegt. Dadurch ist auch die Betriebsfähigkeit verbessert.
Da der Blutvorratsbehälter eine mit der Atmosphäre kommunizierende Gasentlüftung aufweist, wird das Innere des Blutvorratsbehälters jederzeit auf Atmosphärendruck gehalten. Die Außenwand des Blutvorratsbehälters besteht aus einem steifen oder starren Material und ist mit Skaleneinteilungen versehen, so daß eine Änderung der Menge des außerhalb des Körpers umgewälzten Bluts sehr einfach festgestellt werden kann.
Die Hohlfasern bestehen aus einer mikroporösen Membran. Dieses Merkmal verringert den Membranwiderstand gegenüber einer Gasströmung oder einem Gasdurchgang, so daß die Gasaustauschleistung verbessert sein kann.
Das Gehäuse umfaßt einen die Hohlfasern aufnehmenden Innenzylinder und einen einen Abschnitt des Innenzylinders umschließenden Außenzylinder zur Festlegung des Blutvorratsbehälters zwischen sich und dem Innenzylinder. Die die Hohlfasern halternde erste Wand ist im Innenzylinder festgelegt, während die die Hohlfasern halternde zweite Wand im Außenzylinder festgelegt ist. Hieraus ergibt sich ein vergleichsweise einfacher Aufbau. Wahlweise kann sowohl die erste als auch die zweite Wand zur Halterung der Hohlfasern im Innenzylinder festgelegt sein, wodurch der Aufbau weiter vereinfacht und die Herstellung erleichtert wird.
Die Innenfläche des Gehäuses ist an einem mit dem Bluteinlaß kommunizierenden Abschnitt gegenüber dem mittleren Abschnitt des Gehäuses kelchartig nach außen erweitert, so daß zwischen dem Außenumfang des Hohlfaserbündels und der Innenfläche des Gehäuses ein ringförmiger Blutströmungsdurchgang festgelegt ist. Infolgedessen kann das einströmende Blut von dem gesamten, dem Blutströmungsdurchgang zugewandten Außenumfang des Hohlfaserbündels gleichmäßig auf die einzelnen Hohlfasern verteilt werden.
Die kelchartig erweiterte Innenfläche des Gehäuses ist in der Nähe des Bluteinlasses gegenüber dem Hohlfaserbündel außermittig versetzt, um den Abstand zwischen dem Bluteinlaß und dem Hohlfaserbündel zu vergrößern und damit die Strömungsfläche des dem Bluteinlaß zugewandten Blutströmungsdurchgangs zu erweitern. Infolgedessen wird das Blut vom Blutströmungsdurchgang in einer gleichmäßigen Menge um den Umfang des Hohlfaserbündels herum verteilt, so daß die Strömungsmenge des in der Blutkammer axial zum Gehäuse strömenden Bluts in bezug auf die Umfangsrichtung des Hohlfaserbündels vergleichsmäßigt werden kann.
Da ersichtlicherweise zahlreiche unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne von ihrem Rahmen abzuweichen, soll die Erfindung keineswegs auf die spezifischen Ausführungsformen, sondern nur den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt sein.

Claims

1. Künstliche Lunge vom Hohlfasertyp&sub1; umfassend:

ein axial langgestrecktes Gehäuse (321),

ein im Gehäuse längs dessen Axialrichtung untergebrachtes Hohlfaserbündel (325) mit einer Vielzahl von Hohlfasern (324), die zwischen Außenwandflächen benachbarter Hohlfaser Blutkanäle bilden und im Gehäuse (321) so angeordnet sind, daß benachbarte Blutkanäle im wesentlichen miteinander kommunizieren,

erste und zweite Wände (326, 327), welche die Hohlfasern (324) an ihren beiden Endabschnitten flüssigkeitsdicht im Gehäuse haltern,

wobei die ersten und zweiten Wände (326, 327), die Innenwand des Gehäuses (321) und die Außenwandflächen der Hohlfasern eine Blutkammer (332) festlegen,

ein in einer Seitenwand des Gehäuses (321) in der Nähe der ersten Wand (326) vorgesehenes Bluteinlaßmittel (333) mit einer Öffnung, die mit der Blutkammer (332) kommuniziert,

in einer Seitenwand des Gehäuses (321) in der Nähe der zweiten Wand (327) vorgesehene Blutauslaßmittel (302A, 334A) mit einer Öffnung, die mit der Blutkammer kommuniziert, und

ein an einer Außenseite mindestens einer der ersten und zweiten Wände (326, 327) vorgesehenes Gaseinlaßmittel (330),

wobei

das Gehäuse (321) ferner lotrecht langgestreckt oder verlängert ist,

das Hohlfaserbündel (325) eine Vielzahl von im Gehäuse (321) untergebrachten und längs der lotrechten Richtung desselben angeordneten Hohlfasern aufweist,

in Wärmetauscher (335) einstückig mit der (einer) Oxygenierungseinrichtung ausgebildet ist, so daß beide in den Blutstromdurchgang integriert sind,

an einer Seite des Blutauslaßabschnitts ein Blutvorratsbehälter (334) mit einer Blutauslaßöffnung in einem unteren Abschnitt desselben vorgesehen ist,

und der Wärmetauscher (335) stromauf der Oxygenierungseinrichtung und der Blutvorratsbehälter (334) stromab der Oxygenierungseinrichtung angeordnet sind, so daß Blut zur Strömung vom Wärmetauscher aufwärts durch die Oxygenierungseinrichtung und dann zum Blutvorratsbehälter (334) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

das Innere des Blutvorratsbehälters (334) an einer Stelle, die höher liegt als der Blutauslaßabschnitt der Oxygenierungseinrichtung, mit der (Außen-)Atmosphäre in Verbindung steht.

2. Künstliche Lunge nach Anspruch 1, bei welcher der Wärmetauscher (335) im Blutvorratsbehälter (334) angeordnet ist.

3. Künstliche Lunge nach Anspruch 1, bei welcher das Gehäuse (321) eine Bluteinlaßöffnung (333) aufweist und der Wärmetauscher (335) an der Seite der Bluteinlaßöffnung angeordnet ist.

4. Künstliche Lunge nach Anspruch 1, bei welcher der Wärmetauscher (335) ein Bündel aus einer Vielzahl von schlanken, an beiden Enden gehalterten Röhren (339) aufweist, deren Enden offen sind, die hohlen Innenräume der Röhren Blutströmungsdurchgänge festlegen und der Wärmetauscher (335) so ausgelegt ist, daß ein Wärmeübertragungsmedium längs des Umfangs der Röhren (339) leitbar ist.

5. Künstliche Lunge nach Anspruch 1, bei welcher der Wärmetauscher (311) einen rohrförmigen Körper (312) umfaßt, durch dessen hohles Inneres ein Wärmeübertragungsmedium leitbar ist.

6. Künstliche Lunge nach Anspruch 2, bei welcher der Blutvorratsbehälter (334) eine mit der Atmosphäre kommunizierende Gasentlüftung (341) aufweist.

7. Künstliche Lunge nach Anspruch 2, bei welcher der Blutvorratsbehälter (334) eine aus einem steifen oder starren Werkstoff bestehende Außenwand mit Skalenteilungen aufweist.

8. Künstliche Lunge nach Anspruch 1, bei welcher die Hohlfasern (324) aus mikroporösen Membranen bestehen.

9. Künstliche Lunge nach Anspruch 1, bei welcher das Gehäuse (251; 321) einen die Hohlfasern (324) aufnehmenden Innenzylinder (322) und einen einen Abschnitt des Innenzylinders umschließenden Außenzylinder (323) zur Festlegung des Blutvorratsbehälter (334) zwischen sich und dem Innenzylinder aufweist, wobei die die Hohlfasern halternden ersten und zweiten Wände (326, 327) im Innenzylinder gehaltert sind.