DE3546631C2

DE3546631C2 - Filter for filtering human blood

Info

Publication number: DE3546631C2
Application number: DE3546631A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Gerhard Dr. 3402 Dransfeld De Koehn; Guenter 3400 Goettingen De Pradel
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1985-11-23
Filing date: 1985-11-23
Publication date: 1989-11-02

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Filter zum Filtrieren menschlichen Blutes nach dem Oberbegriff des Haupt anspruches und eignet sich besonders für einen extra korporalen Kreislauf. Bei einem bekannten Blutfilter dieser Art (DE-PS 21 55 820) ist der Filter im wesentlichen rota tionssymmetrisch aufgebaut, wobei Bluteinlaß und der Blutauslaß in der Rotationsachse des Gehäuses angeordnet sind. An der höchsten Stelle der Blutauslaßkammer, d. h. auf der arteriellen Seite des Filterelementes ist ein Gasaus laßventil vorgesehen. Das Filterelement selbst ist als hohlzylindrisches Filterelement ausgebildet, dessen Stirn flächen durch je eine Endkappe dichtend eingefaßt sind, wobei die obere Endkappe den hohlzylindrischen Raum in der Verlängerung des Bluteinlasses verschließt, so daß das Blut vom inneren Zylinderraum durch das Filterelement in den äußeren Zylinderraum strömt.The invention is based on a filter for filtering human blood according to the generic term of the head claim and is particularly suitable for an extra corporeal circulation. In a known blood filter this Art (DE-PS 21 55 820) the filter is essentially rota built symmetrically, with blood inlet and Blood outlet arranged in the axis of rotation of the housing are. At the highest point of the blood outlet chamber, i.e. H. on the arterial side of the filter element is gas out let valve provided. The filter element itself is as hollow cylindrical filter element formed, its forehead surfaces are sealed by an end cap, the upper end cap the hollow cylindrical space in the Extension of the blood inlet closes, leaving the blood from the inner cylinder space through the filter element into the outer cylinder space flows.

Das Filterelement hat die Funktion, Mikroembolien aus dem Blut auszufiltern und das Gasauslaßventil auf der Patientenseite des Filterelementes hat die Funktion, zum Vermeiden von Gasembolien an der höchsten Stelle des Zylindergehäuses sich ansammelnde Gasblasen nach außen abzuführen.The filter element has the function of microembolism from the Filter out blood and the gas outlet valve on the The patient side of the filter element has the function of Avoid gas embolism at the highest point of the Cylinder housing collecting gas bubbles to the outside dissipate.

Derartige Filter werden häufig bei Operationen am offenen Herzen und anderen Organen eingesetzt, wie sie durch die DE-PS 32 04 317 und die Literaturstelle "Myocardial "Equilibration Precesses" and Myocardial Energy Turnover during Initiation of Artificial Cardiac Arrest with Carioplegic Solution - Reasons for a Sufficiently Long Cardioplegic Perfusion" publiziert in Thorac, cardiovasc. surgeon 29 (1981) 71-76 beschrieben sind. Bei solchen Ope rationen wird das Blut bzw. eine Kardioplegie-Lösung auf etwa +4 bis +6°C in der Herz-Lungen-Maschine herunter gekühlt. Die bekannten Filter bieten vom Aufbau her keine Möglichkeit, die Entwicklung von Luftblasen in der zu filtrierenden Flüssigkeit und die Temperatur der Flüssig keit im Filter meßtechnisch zu erfassen. Dies ist nur in den einzelnen Leitungsabschnitten außerhalb des Filters möglich.Such filters are often used in open operations Hearts and other organs as used by the DE-PS 32 04 317 and the reference "Myocardial "Equilibration Precesses" and Myocardial Energy Turnover during Initiation of Artificial Cardiac Arrest with Carioplegic Solution - Reasons for a Sufficiently Long Cardioplegic Perfusion "published in Thorac, cardiovasc. surgeon 29 (1981) 71-76. With such an ope blood or a cardioplegia solution about +4 to + 6 ° C in the heart-lung machine chilled. The known filters do not offer any structure Possibility of developing air bubbles in the filtering liquid and the temperature of the liquid measurement in the filter. This is only in the individual line sections outside the filter possible.

Die bekannten Filter sind in der Regel aus transparentem Kunststoff aus vier und mehr Teilen aufgebaut. Trotz der Transparenz kann aufgrund der Gehäusekonstruktion und der Anordnung des Filterelementes innerhalb dieser Konstruktion entweder nur die eine oder andere Kammerseite des Gehäuses auf Gasblasenbildung beobachtet und entlüftet werden. Um beim Füllen des Filters das eingeschlossene Gas zu ent fernen, hilft man sich dadurch, daß das eingeschlossene Gas in der nicht entlüftbaren Kammer durch Umdrehen des Filters um 180°C in die entlüftbare Kammer entweichen kann. Dieser Vorgang muß in der Regel mehrmals erfolgen und bleibt von der Handhabung her unbefriedigend und ist medizintechnisch nicht risikolos.The known filters are usually made of transparent Plastic made up of four or more parts. Despite the Transparency can be due to the housing construction and the Arrangement of the filter element within this construction either only one or the other chamber side of the housing be observed for gas bubbles and vented. Around entrapped gas when filling the filter distant, one helps oneself by the fact that the enclosed gas in the non-ventable chamber by turning the filter over can escape into the ventable chamber by 180 ° C. This This usually has to be done several times and remains the handling unsatisfactory and is medical technology not risk-free.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen Filter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches bezüglich seiner Handhabung und seiner Funktionssicherheit im Hinblick auf die Vermeidung von Gaseinschlüssen im Blut zu verbessern, ohne dabei die Anzahl seiner Einzelteile zu vergrößern und damit zu verteuern.The invention is therefore based on the object simple means a filter according to the generic term of Main claim regarding its handling and its Functional safety with a view to avoiding To improve gas inclusions in the blood without losing the To enlarge the number of its individual parts and thus to make it more expensive.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Haupt anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiter bildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This task is the subject of the main demanding solved. Advantageous next educations are specified in the subclaims.

Der aus lediglich drei Einzelelementen nämlich zwei Ge häuseteilen und dem darin integrierten Filterelement gebildete Filter hat einen direkt über der Herz-Lungen- Maschine liegenden Bluteinlaß und der Hohlzylinder des Filterelementes geht in seiner Verlängerungsachse in eine Gas abscheidekammer mit Gasauslaß über, die vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist und sich nach oben am Gehäuse fortsetzt und ein ausreichendes Volumen aufweist, um Gasblasen im Blut bzw. der zu filtrierenden Flüssigkeit zur Abscheidung zu bringen.The Ge from just three individual elements namely two Ge parts of the house and the integrated filter element formed filter has a directly above the heart-lung Machine lying blood inlet and the hollow cylinder of the Filter element goes into a gas in its extension axis separation chamber with gas outlet above, which is preferably cylindrical is formed and continues upwards on the housing and has sufficient volume to cause gas bubbles in the blood or the liquid to be filtered for separation bring.

Die Erfindung ist in einem bevorzugten Ausführungs beispiel näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is in a preferred embodiment example explained in more detail. It shows

Fig. 1 den Filter in Seitenansicht, ergänzt durch schematisch angedeutete Einsatzmittel für den Einsatz des Filters bei den erwähnten Operations techniken, Fig. 1 techniques, the filter in side view, supplemented by schematically indicated use of the filter medium for use in the aforementioned operations,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Filter nach der Linie 2-2 in Fig. 3 und Fig. 2 is a vertical section through the filter along the line 2-2 in Fig. 3 and

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Filter nach der Linie 3-3 in Fig. 2. Fig. 3 shows a horizontal section through the filter taken along line 3-3 in Fig. 2.

Der Filter nach 1 besteht im wesentlichen aus den beiden Gehäuseteilen 7 und 9 und dem darin integrierten hohl zylindrischen Filterelement 5. Die beiden Gehäuseteile 7, 9 sind mittels einer ineinandergreifenden Gehäuseprofilierung dauerhaft bei 21 durch Klebung oder Ultraschallschweißung verbunden. 1 essentially consists of the two housing parts 7 and 9 and the hollow cylindrical filter element 5 integrated therein. The two housing parts 7, 9 are permanently connected at 21 by means of an interlocking housing profile by gluing or ultrasonic welding.

Das Gehäuseteil 7 weist den zentralen unteren Blutein laß 2 auf, der sich in Form eines Steigrohres 3 axial verlängert und praktisch den gesamten Hohlzylinder 4 des Filterelementes 5 durchsetzt. Vom Hohlzylinder 4 wird durch das Steigrohr 3 eine im Querschnitt zwei- bis fünfmal größer als das Steigrohr gehaltenen Sinkraum 6 abgeteilt. Das Gehäuseteil 7 weist weiterhin im unteren Bereich ein im Querschnitt U-förmig ausgebildetes Aufnahmelager 8 zur Aufnahme der unteren Stirnfläche des Filterelementes 5 und zur Aufnahme des Dichtungsmittels 19 auf, mit welchem die dichtende Verbindung zwischen dem unteren Ende des Filterelementes 5 und des Aufnahmelagers 8 erreicht wird. Oberhalb des Aufnahmelagers 8 beginnt die aktive Filter fläche des Filterelementes 5. In diesem Bereich ist als radialer Stutzen der Blutauslaß 18 vorgesehen. Der Blut auslaß 18 ist über einen Sammelschacht 16 in Form einer radial abstehenden Gehäuseausbuchtung 17 mit einem im Gehäuseteil 7 im oberen Bereich angeformten Ringraum 13 verbunden.The housing part 7 has the central lower Blutein let 2 , which extends axially in the form of a riser tube 3 and practically penetrates the entire hollow cylinder 4 of the filter element 5 . From the hollow cylinder 4 , a sink chamber 6, which is two to five times larger than the riser pipe, is divided by the riser pipe 3 . The housing part 7 also has in the lower region a receiving bearing 8 with a U-shaped cross section for receiving the lower end face of the filter element 5 and for receiving the sealing means 19 , with which the sealing connection between the lower end of the filter element 5 and the receiving bearing 8 is achieved becomes. Above the receiving bearing 8 , the active filter surface of the filter element 5 begins. In this area, the blood outlet 18 is provided as a radial nozzle. The blood outlet 18 is connected via a collecting shaft 16 in the form of a radially projecting housing bulge 17 with an annular space 13 formed in the housing part 7 in the upper region.

Das andere Gehäuseteil 9 bildet an seinem Umfang die Ergänzung des schräg ansteigenden Sammelraumes, des Ring raumes 13 und trägt an seiner höchsten Stelle des Sammel raumes einen Anschluß als zweiten Gehäuseauslaß 14 zur Aufnahme eines Entlüftungsventiles. Diametral gegenüber liegend ist im Gehäuseteil 9 ein weiterer Stutzen 15 vorgesehen, der in der axialen Verlängerung des Sammel schachtes 16 liegt und zur Aufnahme eines Temperatur fühlers T oder eines Thermometers dient, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Das Gehäuseteil 9 hat ebenfalls ein im Querschnitt U-förmiges Aufnahmelager 10 zur Aufnahme des oberen Endes des Filterelementes 5 und des Dichtungs mittels 20. The other housing part 9 forms on its circumference the addition of the inclined collecting space, the annular space 13 and carries at its highest point of the collecting space a connection as a second housing outlet 14 for receiving a vent valve. Diametrically opposite, a further nozzle 15 is provided in the housing part 9 , which lies in the axial extension of the collecting shaft 16 and serves to receive a temperature sensor T or a thermometer, as indicated in Fig. 1. The housing part 9 likewise has a receiving bearing 10 with a U-shaped cross section for receiving the upper end of the filter element 5 and the sealing means 20 .

Oberhalb des Steigrohres 3 und oberhalb des Sinkraumes 6 verlängert sich dieser in einen zylindrischen Gehäuse abschnitt eine Gehäuseverlängerung 11, die der eine Gasabscheidekammer 11′ bildet und ebenfalls in einem Stutzen, dem Gasauslaß 12 endet. Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, sind die als Luer Lock ausgebildeten Stutzen 12 und 14 mit Zwei-Wegeventilen V 2 und V 1 ausgestattet.Above the riser pipe 3 and above the sink chamber 6 , this extends into a cylindrical housing section a housing extension 11 , which forms a gas separation chamber 11 ' and also in a nozzle, the gas outlet 12 ends. As indicated schematically in FIG. 1, the connections 12 and 14 designed as a Luer lock are equipped with two-way valves V 2 and V 1 .

Die Gehäuseverlängerung 11 für die Gasabscheidekammer 11′ ist zylindrisch und so bemessen, daß die Außenseite durch handelsübliche Gasblasendetektoren GD (wie in Fig. 1 angedeutet) umfaßt werden kann. Derartige Gasblasen detektoren arbeiten zumeist auf Basis von Ultraschall und lösen bei verstärkt auftretenden Gasblasen einen Alarm aus.The housing extension 11 for the gas separation chamber 11 ' is cylindrical and dimensioned so that the outside can be covered by commercially available gas bubble detectors GD (as indicated in Fig. 1). Such gas bubble detectors mostly work on the basis of ultrasound and trigger an alarm when gas bubbles occur more frequently.

Am Gehäuseteil 9 sind noch fingerförmige Montagehilfen 19′ integriert, die eine Zentrierung des hohlzylindrischen Filterelementes 5 erleichtern sollen.On the housing part 9 finger-shaped mounting aids 19 'are integrated, which should facilitate centering of the hollow cylindrical filter element 5 .

Das Filterelement 5 besteht aus einem Gewebe, vorzugs weise Polyestermonofilen mit einer Fadenstärke von 30 µm und einer Maschenweite (lichter Abstand der Fäden) von 40 µm bzw. die Maschenweite liegt zwischen 20 µm und 40 µm. Das Gewebe ist vorzugsweise in Köperbindung ausgeführt. Das Gewebe kann auch mit einer weiteren Filterschicht in Form eines Filtervlieses aus Kunststoffmonofilen ergänzt werden, welches stromaufwärts vor dem eigentlichen Filtergewebe angeordnet ist. The filter element 5 consists of a fabric, preferably polyester monofilament with a thread thickness of 30 microns and a mesh size (clear distance between the threads) of 40 microns or the mesh size is between 20 microns and 40 microns. The fabric is preferably twill weave. The fabric can also be supplemented with a further filter layer in the form of a filter fleece made of plastic monofilaments, which is arranged upstream of the actual filter fabric.

Das Filtergehäuse besteht vorzugsweise aus transparentem Kunststoff z. B. aus Polyester. Das Dichtungsmittel besteht aus Polyurethan, welches sich im Medizinbereich bereits bestens bewährt hat. Die Enden des Filtergewebes, eventuell mit Filtervlies, sind miteinander verschweißt.The filter housing is preferably made of transparent Plastic z. B. made of polyester. The sealant is there made of polyurethane, which is already used in the medical field has proven its worth. The ends of the filter cloth, possibly with filter fleece, are welded together.

In Fig. 1 wird die sinnvolle Formgestaltung des Filters 1 deutlich. Mit P ist der Patient angedeutet, von dem eine Schlauchleitung 2′′ als venöse Leitung direkt in eine Herz-Lungen-Maschine führt. Von der Herz-Lungen-Maschine HLM führt eine Leitung 2′ direkt in den untenliegenden Bluteinlaßstutzen 2. Das filtrierte Blut verläßt den Filter 1 durch das Filterelement 5 hindurch durch den Sammel schacht 16 und den horizontal abgehenden Blutauslaß 18, der über eine (arterielle) Schlauchleitung 18′ zum Patienten P führt. Ein Abknicken der Schlauchleitungen wird bereits durch die sinnvolle Anordnung der Anschlüsse 2 und 18 verhindert.In Fig. 1 the meaningful shape of the filter 1 is clear. With P the patient is indicated, from which a hose line 2 '' leads as a venous line directly into a heart-lung machine. From the heart-lung machine HLM a line 2 'leads directly into the blood inlet port 2 below. The filtered blood leaves the filter 1 through the filter element 5 through the collecting shaft 16 and the horizontally outgoing blood outlet 18 , which leads via an (arterial) hose line 18 ' to the patient P. The sensible arrangement of connections 2 and 18 already prevents the hose lines from kinking.

Sowohl die unreine Seite 2, 3, 11′, 4 als auch die reine Seite 13, 16, 18 des Filters 1 haben einen eigenen, jeweils an der höchsten Stelle gelegenen Gasauslaß bzw. Gassammelraum und beide Seiten sind visuell einsehbar, so daß die Sicher heit erheblich erhöht und die Handhabung des Filters 1 verbessert wird, ohne daß dies durch eine größere Anzahl von Einzelteilen erkauft werden müßte.Both the impure side 2, 3, 11 ', 4 and the clean side 13, 16, 18 of the filter 1 have their own gas outlet or gas collecting space, which is located at the highest point, and both sides are visually visible, so that the safety unit significantly increased and the handling of the filter 1 is improved without this having to be bought through a larger number of individual parts.

Claims

1. Filter ( 1 ) for filtering human blood, with a blood inlet ( 2 ), a blood outlet ( 18 ), a vertically oriented filter element ( 5 ) arranged between them and shaped as a hollow cylinder ( 4 ), with its end faces in the filter housing ( 7, 9 ) between the blood inlet ( 2 ) and the blood outlet ( 18 ) arranged housing chambers against each other in such a way that the blood can only flow as intended through the filter element ( 5 ), the blood inlet ( 2 ) in the center of the housing ( 7 , 9 ) and the hollow cylindrical filter element ( 5 ) and at the highest point of the housing ( 7, 9 ) an annular space ( 13 ) with a gas outlet ( 14 ) is arranged, characterized in that the hollow cylinder ( 4 ) in its lengthening axis in a continued gas separation chamber ( 11 ' ), which has its own closable gas outlet ( 12 ) and is formed for receiving a surrounding gas bubble detector (GD) on the housing ( 7, 9 ), and Blood outlet ( 18 ) through a vertical collecting shaft ( 16 ) with the outside of the filter element ( 5 ) enclosing ring space ( 13 ) with gas outlet ( 14 ) connection.

2. Filter element according to claim 1, characterized in that the vertical collecting shaft ( 16 ) is formed by a radial housing bulge ( 17 ) which is open to the filter element ( 5 ).

3. Filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the collecting shaft ( 16 ) ends axially in a closable opening or a nozzle ( 15 ) in the housing cover ( 9 ) and this nozzle ( 15 ) and the collecting shaft ( 16 ) Receiving bearing for a temperature sensor (T) or thermometer immersed in the filtered blood.

4. Filter element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second nozzle ( 15 ) with collecting shaft ( 16 ) is arranged diametrically opposite a nozzle for the gas outlet ( 14 ) of the annular space ( 13 ).

5. Filter element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing ( 7, 9 ) on the inside on its upper and lower end face a molded, in cross-section U-shaped receiving bearing ( 8, 10 ) for the end faces of the hollow cylindrical filter element ( 5 ) and its end faces with the housing ( 7, 9 ) ver binding sealant ( 19, 20 ).

6. Filter element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gas separation chamber ( 11 ' ) is formed by an axial cylindrical housing extension ( 11 ).

7. Filter element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the blood outlet ( 18 ) is designed as a horizontally above the lower receiving bearing ( 8 ) of the filter element ( 5 ) projecting nozzle.

8. Filter element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filter element ( 5 ) is formed by a laid in a plurality of folds, one or more layers of filter cloth made of woven or non-woven, non-woven plastic monofilaments.

9. Filter element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the housing ( 7, 9 ) is made of transparent plastic and consists of only two housing parts ( 7, 9 ) which directly receive the hollow cylindrical filter element ( 5 ) and by means of an interlocking profile are permanently leak-tightly connected at the edges.