DE3641467A1 - Oxygenator mit verbessertem waermeaustausch - Google Patents
Oxygenator mit verbessertem waermeaustauschInfo
- Publication number
- DE3641467A1 DE3641467A1 DE19863641467 DE3641467A DE3641467A1 DE 3641467 A1 DE3641467 A1 DE 3641467A1 DE 19863641467 DE19863641467 DE 19863641467 DE 3641467 A DE3641467 A DE 3641467A DE 3641467 A1 DE3641467 A1 DE 3641467A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- blood
- conduit
- line
- spiral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 36
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
- F28F21/062—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/44—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for cooling or heating the devices or media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
- F28D7/028—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of at least one medium being helically coiled, the coils having a conical configuration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/36—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
- A61M2205/366—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling by liquid heat exchangers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Gasaustauscher vom Hohlfasertyp,
allgemein mit künstlicher Lunge oder Oxygenator bezeichnet,
mit einem damit einstückigen und verbesserten Wärmeaus
tauscher.
Während der Operation am offenen Herzen wird ein Teil des
Blutes des Patienten zum Gasaustausch mittels einer künst
lichen Lunge oder einem Oxygenator außerkörperlich in
Umlauf geführt. In dem außerkörperlichen Kreis verliert
das Blut gewöhnlich an Wärme, was Erwärmen mittels eines
Wärmeaustauschers auf die Körpertemperatur des Patienten
erforderlich macht; Der Wärmeaustauscher kann auch verwendet
werden, um das im Kreislauf geführte Blut zu kühlen, wenn
eine niedrigere als die normale Körpertemperatur gewünscht
wird.
Künstliche Lungen vom Hohlfasertyp, wie in der US-PS
43 76 095 (Hasegewa) offenbart, schließen einen Oxygenator
abschnitt mit einer Vielzahl von Röhrchen vom Hohlfasertyp
und einen Wärmeaustauschabschnitt mit einer Vielzahl von
Seite an Seite aneinandergereihten Rohren ein.
Es sind ebenfalls Blutoxygenatoren mit damit einstückigen
Wärmeaustauschern vorgeschlagen worden, bei denen der
Wärmeaustauscher ein Rohr ist mit einer integralen, im
wesentlichen kontinuierlichen spiralförmigen Rippe über
seine Länge welche einen im wesentlichen kontinuierlichen
spiralförmigen Strömungsmittelweg bietet. Das Rohr befindet
sich in einer Kammer, welche mit dem außenkörperlichen
Blutkreislauf verbunden ist. Solche Bauarten sind in der
US-PS 41 38 464 (Lewin) beschrieben.
Der von American Bentley, einer Tochtergesellschaft der
American Hospital Supply Corporation of Irvine, California,
unter der Bezeichnung "BOS-CM Series" auf den Markt ge
brachte Oxygenator enthält einen Oxygenatorteil, der von
einem Oxygenator vom Hohlfasertyp und einem Wärmeaustausch
abschnitt gebildet wird, in welchem eine runde Wärmeaus
tauschleitung kreisrunden Querschnitts spiralförmig um
einen inneren Kern gewickelt ist; Kern und Leitung sind
von einem Gehäuse umgeben, das eine spiralförmige Aus
nehmung aufweist, die der Wärmeaustauschleitungsspirale
angepaßt ist. Die Wärmeaustauschleitung schließt eine
Vielzahl von konzentrischen ringförmigen Graten ein, um
den Oberflächenbereich des Wärmeaustauschrohres, das dem
umlaufenden Blut ausgesetzt ist, zu vergrößern. Die ring
förmigen Grate schaffen einen Oberflächenbereich von etwa
4 in2 pro linearem in des Rohres (10,16 cm2/cm).
Die Bentley BOS-CM Series-Oxygenatoren vereinigen einige
Vorteile des Wärmeaustauschers gemäß dem US-PS 41 38 464
mit denen des US-PS 43 76 095. Jedoch ist das dynamische
Füllvolumen (dynamic priming volume) des Wärmeaustauschers
des Bentley-Oxygenators infolge des großen Volumens nutz
losen Raumes zwischen der Wärmeaustauschleitung, dem Kern
und dem Außengehäuse sehr hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oxygenator
anzugeben, bei welchem das Füllvolumen des Wärmeaustausch
teils eines Hohlfasermembranoxygenators mit einem damit
einstückigen Wärmeaustauscher herabgesetzt ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält einen Oxygenator
mit einem Gasaustauschabschnitt und einem Wärmeaustausch
abschnitt; Der Gasaustauschabschnitt besteht aus einer
Vielzahl von mikroporösen Hohlfasern, die an beiden Enden
durch ein Gießharz eingekapselt sind. Der Gießharzverbund
block ist so durchgeschnitten, daß die Enden der Fasern
für den Blutstrom offen sind. Das Faserbündel ist vorzugs
weise in einem durchsichtigen Gehäuse enthalten. Die US-PS
43 76 095 zeigt die Einzelheiten eines Hohlfaser-Oxygenators
und ist durch ihre Nennung hierin als ein Beispiel für einen
geeigneten Oxygenatorabschnitt aufgenommen.
Der Wärmeaustauschabschnitt besteht aus einem Gehäuse,
welches eine Wärmeaustauschkammer begrenzt, wenn es mit
dem Gasaustauschabschnitt verbunden ist. Das Gehäuse ist
von allgemein kegelförmiger Gestalt, wobei der größte
Durchmesser des Kegels an dem Gasaustauschabschnitt be
festigt ist. Ein kegelförmiger Kernkörper mit abgedichteten
Enden ist in dem konischen Gehäuse in Stellung gebracht.
Ein beschichtetes Rohr, vorzugsweise eloxiertes Aluminium,
mit einer Vielzahl von parallelen Nuten oder Graten ist
spiralförmig um den abgedichteten Kernkörper in dem
Gehäuse gewickelt.
Beides, das Gehäuse und der Kernkörper sind mit spiralförmig
ausgenommenen Bereichen geformt, welche konform sind zu der
konischen Spirale, die durch das Rohr oder die Leitung
festgelegt ist; Es ist gefunden worden, daß das genutete
Rohr, geformt mit sich gegenüberliegenden abgeflachten
Oberflächen, die in die entsprechenden Ausnehmungen in
dem Gehäuse und dem Kernkörper eingreifen, das Füllvolumen
des Wärmeaustauschers herabsetzt. Das Eingreifen der Ab
flachungen an dem Rohr in die entsprechenden Abflachungen
in den abgesetzten Bereichen von dem Gehäuse und dem
Kernkörper gestatten einen wesentlich dichteren und
gleichmäßigeren Sitz. Eine solche Konstruktion gewähr
leistet ein dynamisches Füllvolumen, das etwa um ein
Drittel kleiner ist als das Füllvolumen, das erforderlich
ist, wenn ein genutetes Wärmeaustauschrohr mit rundem
Querschnitt verwendet wird. Auch die Blutwegdicke ist
verkleinert, was die Wärmeaustauschleistung erhöht.
Es folgt nun eine genauere Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung, wobei auf die beigefügten
Figuren Bezug genommen wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein senkrechtes Teilquerschnittsbild eines Oxy
genators mit einem damit einstückigen Wärmeaus
tauscher nach der Erfindung, wobei Teile wegge
schnitten sind, um die Gasaustausch- und Wärme
austauschabschnitte zu zeigen;
Fig. 2 ein senkrechtes Schnittbild des Wärmeaustausch
abschnitts der Fig. 1, welches die Wärmeaustausch
leitung und das Gehäuse im Querschnitt zeigt; und
Fig. 3 ein vergrößertes Teilquerschnittsbild von der
Wärmeaustauschleitung, dem Kern und dem Gehäuse
entlang der Linie 3-3 der Fig. 1.
Es wird nun auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Der Oxygenator
vom Hohlfasertyp mit einem angeschlossenen Wärmeaustausch
abschnitt nach der Erfindung enthält einen Hohlfasergasaus
tauschabschnitt 10 und einen Wärmeaustauschabschnitt 20,
welche durch eine Abschlußmutter 30 vollständig miteinander
verbunden sind.
Der Gasaustauschabschnitt 10 hat ein Gehäuse, das von einem
rohrförmigen Hauptkörper 34 gebildet wird, der vorzugsweise
aus klarem Kunststoff geformt ist und wahlfrei Innenrippen
haben kann. Ein Gaseinlaß 36 und ein Gasauslaß 38 sind,
wie gezeigt, an dem Gehäuse 34 vorgesehen.
Ein Bündel separater Hohlfasern 40 ist in dem Gehäuse 34
parallel zu dessen Längsachse angeordnet. Die Enden der
Hohlfasern 40 sind offen und werden flüssigkeitsdicht
durch Wände 42, 44 festgehalten. Die Wände 42, 44 werden
hergestellt, indem ein polymeres Einbettmittel auf die
Innenwandflächen jeder der beiden Enden des Gehäuses
gegossen wird. Nachdem das Einbettmittel die Enden der
Fasern 40 eingekapselt hat und ausgehärtet ist, wird das
gehärtete Harz geschnitten, um die Enden der Hohlfasern
40 zu öffnen, womit die Herstellung der Wände 42, 44
beendet ist. Hohlfaserkonstruktion und Einkapselung der
Enden sind offenbart, zum Beispiel die Faserkonstruktion
und der Blutoxygenator 10 in der US-PS 4 3 76 095. Die
inneren Konstruktionseinzelheiten des Blutoxygenator
abschnitts bilden nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
Das obere Ende des Oxygenatorabschnitts 10 schließt ein
Kopfstück 46 ein, in dem ein Blutauslaß 48, eine Temperatur
prüföffnung 50 und eine Probenahmeöffnung 52 ausgebildet
sind. Eine O-Ringdichtung 54, die vorzugsweise aus kalt
härtendem duroplastischem Elastomer ist, ist zwischen dem
Kopfstück 46 und dem Hauptkörper 34 in Stellung gebracht,
um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zu bilden. Eine Kunst
stoffabschlußmutter 56 ist auf das Kopfstück 46 auf dazu
passende Gewinde 58 des Hauptkörpers 34 geschraubt. Blut,
das in den Hohlfasern 40 vorhanden ist, tritt in einen
Zwischenraum 60, der zwischen der Wand 42 und dem Kopf
stück 46 gebildet ist, ein und tritt dann über ein Rohr
48 aus.
Der Wärmeaustauschabschnitt 20 enthält ein allgemein
konisch geformtes Wärmeaustauschgehäuse 70, das vorzugs
weise aus durchsichtigem Kunststoff ist, um visuelle
Überprüfung des darin befindlichen Blutes zu ermöglichen.
Ein O-Ring 72 bildet eine flüssigkeitsdichte Abdichtung
zwischen dem Inneren eines Gehäuses 70 und dem Oxygenator
10. Eine Kunststoffabschlußmutter 30 ist auf das Gehäuse
70 geschraubt, wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen, um
eine Abdichtung zu schaffen und den Gasaustausch- und
den Wärmeaustausch-Abschnitt des Oxygenators zusammen
zuhalten;
Das Gehäuse 70 schließt eine Bluteinlaßöffnung 74 ein,
welche venöses Blut in den Wärmeaustauscherabschnitt 20
einführt. Eine Temperaturprüföffnung 86 tritt in das
Gehäuse waagerecht an seinem äußersten unteren Ende ein,
so daß irgendwelcher Totraum auf einem Mindestmaß gehalten
wird. Ein Wärmeaustauschströmungsmittel-Einlaß 78 und -Aus
laß 80 durchdringen das Gehäuse 70, wie gezeigt, um die
Einführung von Wasser oder einem anderen Wärmeaustausch
medium in den Wärmeaustauscher zu ermöglichen.
Ein Wärmeaustauscherkern 90 aus geeignetem biologisch
verträglichem Material, wie ABS oder Polypropylen, ist
konisch geformt und vorzugsweise weiß gefärbt, um einen
Kontrast zu dem Blut, das in dem Wärmeaustauschabschnitt
sein wird, zu bilden; Vorzugsweise ist der Wärmeaus
tauscherkern 90 hohl und an jedem Ende geschlossen.
Ein Wärmeaustauscher oder eine Leitung 100 ist aus einem
dünnwandigen Rohr aus gut wärmeleitendem Metall gebildet.
Die Leitung 100 ist mit einer Vielzahl von parallelen
Nuten oder Rippen 102 über die ganze Länge der Leitung
100 geformt, wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist.
Die ganze Leitung 100 oder das ganze Rohr ist geeignet
beschichtet, so daß es mit Humanblut verträglich ist.
Ein geeignetes eloxiertes genutetes Rohr ist von Turbetech
Products, Inc. of Windsor, Connecticut, erhältlich. Die
Aluminiumleitung von Turbotech Products, die in dieser
Erfindung verwendet wurde, hatte anfänglich einen kreis
förmigen Querschnitt und einen Durchmesser von etwa 0.73
Inches (1,85 cm).
Die Wärmeaustauschleitung 100 ist mit zwei sich gegenüber
liegenden abgeflachten Oberflächen 104 und 106 geformt, wie
in Fig. 2 und 3 zu sehen. Die Leitung 100 kann entweder mit
anfänglich vorhandenen abgeflachten Oberflächen geformt
werden oder aus einem Rohr, das ursprünglich einen kreis
förmigen Querschnitt hatte.
Wenn eine Aluminium-Strömungsmittelleitung eines Durch
messers von 0.73 Inches (1,85 cm) von den Erfindern ver
wendet wurde, wurde sie abgeflacht bis der Abstand zwischen
den sich gegenüberliegenden abgeflachten Oberflächen 104
und 106 0;54 Inches± 0.015 Inches (1,37± 0,04 cm) war.
Es ist gefunden worden, daß ein rundes Rohr nicht unter
etwa 0.50 Inches (1,27 cm) im Durchmesser über die Ab
flachungen abgeflacht werden kann, weil dann das Aluminium
Risse bildet. Das Rohr kann jedoch ursprünglich mit abge
flachten sich gegenüberliegenden Flächen geformt werden,
statt daß man von einer Leitung mit kreisförmigem Quer
schnitt ausgeht, was dann einen kleinsten Durchmesser von
weniger als 0.50 Inches (1,27 cm) ermöglicht. Allgemein
gilt, wenn X der Durchmesser des runden Rohres ist, sollte
es abgeflacht werden, bis der kleinste Durchmesser über den
Abflachungen zwischen etwa 0.72X und 0.76X ist.
Die Wärmeaustauschleitung 100 wird dann in eine konische
Raumspirale geformt, so daß die abgeflachten Oberflächen
104 alle nach der Außenseite weisen und die gegenüber
liegenden abgeflachten Oberflächen 106 nach der Innenseite
des Kerns, der durch die konische Spirale begrenzt wird;
Alle Abflachungen bestimmen eine Linie, die vorzugsweise
etwa 2 Grad, 52 Minuten von der senkrechten Achse, die
durch die Spirale bestimmt wird, ab liegt.
Das Gehäuse 70 schließt eine Innenwand 110 ein, die so
gestaltet ist, daß sie einen konischen spiralförmig aus
genommenen Bereich 112 begrenzt, der mit der von der spiral
förmigen Leitung 100 gebildeten Spirale konform ist. Der
spiralförmig ausgenommene Bereich 112 schließt Abflachungen
114 und Spitzen 116 zwischen benachbarten Abflachungen 114
der Spirale ein. Das oberste Ende jeder Spitze 116 ist
vorzugsweise leicht abgerundet, wie in Fig. 3 zu sehen,
so daß es keine scharfe Kante bietet, die bei Kontakt mit
der Leitung 100 abgebrochen werden könnte. Es ist gefunden
worden, daß die Wärmeaustauscherkonstruktion, bei der das
Gehäuse Abflachungen 114 hat, welche der abgeflachten Ober
fläche 104 der Leitung 110 entsprechen, die Herstellung
eines Wärmeaustauschabschnitts ermöglicht, welcher beides
aufweist, eine hohe Wärmeaustauschkapazität und ein nie
driges dynamisches Füllvolumen. Die relativ langen Ab
flachungen 114 und 104 ermöglichen, daß die Spitzen 116
verhältnismäßig flach sind. Wenn die Spitzen 116 länger
gemacht werden, werden sie dünner und die Wahrscheinlich
keit ist größer, daß Stücke davon abbrechen, wenn eine
spiralförmige Leitung dicht mit den verhältnismäßig zer
brechlichen Spitzen in Berührung kommt; Ein spiralförmig
ausgenommener Bereich, der so geformt ist, daß er der
Gestalt einer Leitung mit kreisförmigem Querschnitt ange
paßt ist, würde sehr hohe dünne Spitzen erforderlich machen,
um die Kontaktfläche zwischen der Leitung und dem Gehäuse
zu maximieren, um das Füllvolumen zu minimieren. Eine der
artige Konstruktion würde zu zerbrechlich sein; es würden
viele spitze Enden abbrechen, was dem Zweck einer solchen
Konstruktion völlig entgegenstehen würde.
Der Wärmeaustauschkern 90 schließt eine Außenfläche 120 ein,
die auch einen konischen spiralförmig ausgenommenen Bereich
122 einschließt, der so gestaltet ist, daß er mit der
spiralförmigen Leitung 100 konform ist. Der spiralförmig
ausgenommene Bereich 122 hat Abflachungen 124 und Spitzen
126, die, wie vorstehend in Verbindung mit dem spiralförmig
ausgenommenen Bereich 112 des Gehäuses 70 beschrieben,
konstruiert und angeordnet sind.
Die spiralförmige Leitung 100 wird in das Gehäuse 70 mit
der Innenwand 110 so eingesetzt, daß die Enden der Leitung
100 durch das Gehäuse 70 hindurchgehen und einen Einlaß 78
und einen Auslaß 80 für das Wärmeaustauschermedium
bilden. Der konische spiralig geformte Kern 90 wird dann
in seine Stellung eingeschraubt. Die konische Form gewähr
leistet einen dichten Sitz zwischen dem Kern 90, der
Leitung 100 und dem Gehäuse 70, wenn der Kern 90 den
Boden des Gehäuses 70 erreicht hat. Die abgeflachten Ober
flächen 104 der Leitung 100 werden dicht an den Abflachungen
114 der Innenwand 110 des Gehäuses gehalten. Die Rippen
102 gestatten einem Strömungsmittel von einer Abflachung
zur nächsten usw. zu strömen. In gleicher Weise werden
die abgeflachten Oberflächen 102 der Leitung 100 dicht
an die Abflachungen 124 des Wärmeaustauschkerns 90 gehalten.
Dies hat zur Folge, daß das dynamische Füllvolumen des
Wärmeaustauschabschnitts beträchtlich kleiner ist als bei
den bekannten Oxygenatoren mit Wärmeaustauschabschnitten.
Der Wärmeaustauschabschnitt nach der Erfindung erfordert
etwa 210 cm3 Blut zum Füllen. Im Gegensatz dazu erfordert
ein Bentley BOS-CM-Wärmeaustauschabschnitt gleicher Größe
etwa 340 cm3 Blut zum Füllen. Die Verwendung der erfin
dungsgemäßen aneinanderpassenden abgeflachten Ausnehmungen
und abgeflachten Leitungsoberflächen resultieren in einer
Senkung des Füllvolumens um etwa 38%, wobei optimale
Wärmeaustauschcharakteristiken beibehalten werden.
Die Einlässe 78 und Auslässe für das Wärmetauschermedium
bilden eine strömungsmitteldichte Verbindung mit den
oberen Enden der Leitung 100. Vorzugsweise sind der Einlaß
78 und der Auslaß 80 so gefertigt, daß sie mit einer
Schnelltrenn-Wasserversorgung verbindbar sind. In gleicher
Weise sind der Gaseinlaß 36 und der Gasauslaß 38 vor
zugsweise mit einem Schnelleinklink-Verbindungsstück
gefertigt, um schnelles Verbinden mit Sauerstoffleitungen
zu ermöglichen.
Claims (3)
1. Oxygenator vom Hohlfasertyp mit einem daran angeschlosse
nen Wärmeaustauschabschnitt und Gasaustauschabschnitt,
wobei der Gasaustauschabschnitt ein erstes Gehäuse, ein
Bündel von vielen Hohlfasern für den Gasaustausch, die
physikalisch voneinander getrennt und Seite an Seite in
dem ersten Gehäuse angeordnet sind, und erste und zweite
Wandstücke, die die Hohlfasern an den sich gegenüberlie
genden Endabschnitten strömungsmitteldicht halten, so
daß die Enden der Fasern oben offen bleiben, aufweist;
wobei die erste und die zweite Wand mit den Fasern eine
Blutkammer und eine Gasaustauschkammer begrenzen; Gasein
und -auslaßmittel mit der Gasaustauschkammer in Verbindung
stehen, und eine erste Blutumlauföffnung in dem ersten Ge
häuse eine Verbindung mit der Blutkammer bereitstellt;
gekennzeichnet durch
- a) einen Wärmeaustauschabschnitt (20), der ein zweites Gehäuse (70) einschließt, welches in strömungsmittel dichter Verbindung mit den Endteilen des Gasaustausch abschnitts (10) neben der zweiten Wand (44) ist;
- b) eine Leitung (100) für Wärmeübertragungsströmungsmittel mit einem Wärmeübertragungsströmungsmittel-Einlaß und -Auslaß (78, 80), wobei sich die Leitung (100), in eine Spirale gewunden, in dem zweiten Gehäuse (70) befindet und der Einlaß (78) und der Auslaß (80) strömungsmittel dichte Verbindungen durch die Leitung (100) zur Außen seite des zweiten Gehäuses (70) bereitstellen;
- c) einen Wärmeaustauschabschnittskern (90) in dem zweiten Gehäuse (70), der so angeordnet ist, daß die Leitung (100) den Kern (90) spiralförmig umgibt und mit ihm in Kontakt ist; und dadurch daß
- d) die Leitung (100) außerdem Rippenmittel über ihre Länge aufweist, die von einer Vielzahl von parallelen Rippen (102) gebildet werden, welche um den Außenumfang der Leitung (100) so angeordnet sind, daß der Wärmeaus tauschflächenbereich vergrößert wird, wobei der Quer schnitt der Leitung (100) und die Rippenmittel langge streckte im wesentlichen plane Oberflächenbereiche (104, 106) in Richtung im wesentlichen parallel zu der senk rechten Achse der von der Leitung (100) gebildeten Spirale definieren;
- e) das zweite Gehäuse (70) eine Innenwandfläche (110) enthält, die so gestaltet ist, daß sie einen spiral förmig ausgenommenen Bereich (112) abgrenzt, der der spiralförmigen Leitung (100) so angepaßt ist, daß die plane Oberfläche (104) der Leitung (100) und der aus genommene Bereich (112) der Innenwand (110) einen Kanal kleinen Volumens begrenzen, durch welchen Blut von einem Bluteinlaß (74) in flüssigkeitsdichter Ver bindung mit dem Inneren des zweiten Gehäuses (70) zu dem Gasaustauschabschnitt (10) strömen kann; und
- f) der Kern (90) eine Außenwandfläche (120) enthält, die so gestaltet ist, daß sie einen spiralförmig ausgenom menen Bereich (122) abgrenzt, der der spiralförmigen Leitung (100) so angepaßt ist, daß die plane Oberfläche (106) der Leitung (100) und der ausgenommene Bereich (122) der Außenwand (120) einen Kanal kleinen Volumens begrenzen, durch welchen Blut von dem Bluteinlaß (74) zu dem Gasaustauschabschnitt (10) strömen kann;
2. Blutoxygenator mit einem damit einstückigen Wärmeaus
tauscher zum Regulieren der Temperatur des Blutes, das
in einem außerkörperlichen Blutkreislauf strömt, wobei
der Oxygenator einen Gasaustauschabschnitt enthält mit
einem ersten Gehäuse; einem Bündel von vielen, Seite
an Seite in dem ersten Gehäuse angeordneten Hohlfasern
für den Gasaustausch; einer ersten und einer zweiten
Wand, die die Hohlfasern an ihren Endabschnitten
flüssigkeitsdicht halten und die Hohlfaserenden offen
lassen, wobei die erste und zweite Wand mit der Innen
wand des ersten Gehäuses und den Außenwandflächen der
Hohlfasern eine Gasaustauschkammer begrenzen; mit
Sauerstoffeinlaß- und -auslaßmitteln, die mit der Gas
austauschkammer in Verbindung stehen; und mit einer
ersten Blutumlauföffnung, die mit einem Zwischengitter
raum der Hohlfasern außerseitig der ersten Wand in
Verbindung stehen, gekennzeichnet durch einen Wärme
austauschabschnitt (20), der enthält:
- a) ein zweites Gehäuse (70), das mit der zweiten Wand (44) des Gasaustauschabschnitts (10) eine Wärme austauschkammer begrenzt, so daß das zweite Gehäuse (70) in Strömungsmittelverbindung mit dem Inneren der Hohlfasern steht;
- b) Wärmeübertragungsmittel-Leitungsmittel zum Fördern eines Wärmeübertragungsströmungsmittels, wobei die Leitungsmittel eine Leitung (100) einschließen, die eine Vielzahl von parallelen Rippen (102) über ihren Umfang aufweist; und die Leitung (100) zu einer konischen Spirale gewickelt ist und abgeflachte Ober flächen (104, 106) an dem Inneren und dem Außeren des von der Leitung (100) gebildeten Kegels aufweist; und die Oberflächen (104, 106) derart abgeflacht sind, daß, wenn der Durchmesser der runden Leitung (100) gleich x ist, der kleinste Durchmesser über die Abflachungen der Leitung (0.74± 0.02)X ist;
- c) einen konischen Wärmeaustauschabschnittskern (90) in dem zweiten Gehäuse (70), der so gestaltet ist, daß seine Außenfläche (120) einen spiralförmig ausge nommenen Bereich (22) festlegt, der der Spirale der abgeflachten Leitung (100) angepaßt ist, so daß die Leitung (100) dicht um den Kern (90) gewickelt sein kann, um dadurch einen Kanal kleinen Volumens zu bilden, durch den Blut zwischen den ausgenommenen Bereichen (122) und der benachbarten Leitung (100) hindurchströmen kann; und dadurch, daß
- d) das zweite Gehäuse (70) eine konische Innenwand (110) aufweist, die so gestaltet ist, daß ihre Oberfläche einen spiralförmig ausgenommenen Bereich (112) festlegt, der zu der Spirale der abgeflachten Leitung (100) paßt, so daß wenn der Kern (90) und die Leitung (100) darin in Stellung gebracht sind, ein Kanal kleinen Volumens zwischen den ausgenommenen Bereichen (110) des Gehäuses (70) und der Leitung (100) gebildet wird, durch welchen Blut von einem Bluteinlaß (74) in Strömungsmittelverbindung mit dem Inneren des zweiten Gehäuses (70) zu dem Inneren der Hohlfasern strömen kann.
3. Blutoxygenator mit einem damit einstückigen Wärmeaus
tauscher zur Regulierung der Bluttemperatur, wobei der
Oxygenator einen Gasaustauschabschnitt einschließt, der
ein Hohlfaseroxygenator ist, und wobei der Bluteinlaß
zu dem Faseroxygenator flüssigkeitsdicht mit einem
Wärmeaustauscherabschnitt verbunden ist, gekennzeichnet
durch einen Wärmeaustauscherabschnitt (20), der enthält:
- a) ein Gehäuse (70), das mit dem Bluteinlaß des Faser oxygenators (10) eine Wärmeaustauschkammer begrenzt, so daß die Kammer in Strömungsmittelverbindung mit dem Inneren der Hohlfasern steht, wobei das Gehäuse (70) außerdem einen Bluteinlaß (74) zum Einleiten des Blutes, das darin oxygeniert werden soll, ein schließt;
- b) Wärmeübertragungsmittel-Leitungsmittel zum Fördern eines Wärmeübertragungsströmungsmittels, wobei die Leitungsmittel eine Leitung (100) mit einer Vielzahl von konzentrischen Rippen (102) um ihren Umfang auf weisen, die Leitung (100) zu einer konischen Spirale gewickelt ist und sich gegenüberliegende abgeflachte Oberflächen (106, 104) am Inneren und Äußeren des Konus, der durch die Spirale gebildet wird, aufweist;
- c) einen konischen Wärmeaustauschkern (90) in dem Ge häuse (70), der so gestaltet ist, daß seine Außen fläche (120) einen spiralförmig ausgenommenen Bereich (122) festlegt, der der Spirale der abgeflachten Leitung (100) angepaßt ist; und dadurch, daß
- d) das Gehäuse (70) eine Innenwand (110) von konischer Form hat, die so gestaltet ist, daß ihre Oberfläche einen spiralförmig ausgenommenen Bereich (112) begrenzt, der der Spirale der abgeflachten Leitung (100) angepaßt ist, so daß die Leitung (100) dicht zwischen dem Kern (90) und dem Gehäuse (70) gewickelt ist, um dadurch das Volumen des Kanals zu minimieren, durch welchen das Blut zwischen dem ausgenommenen Bereich (112) und der Leitung (100) strömen kann.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/719,999 US4645645A (en) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Oxygenator having an improved heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3641467A1 true DE3641467A1 (de) | 1988-06-16 |
Family
ID=24892251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863641467 Withdrawn DE3641467A1 (de) | 1985-04-04 | 1986-12-04 | Oxygenator mit verbessertem waermeaustausch |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4645645A (de) |
DE (1) | DE3641467A1 (de) |
FR (1) | FR2607009A1 (de) |
GB (1) | GB2198969B (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ZA8680B (en) * | 1985-01-08 | 1987-08-26 | Mcneilab Inc | Mass transfer device having a microporous,spirally wound hollow fiber membrane |
US4645645A (en) * | 1985-04-04 | 1987-02-24 | Renal Systems, Inc. | Oxygenator having an improved heat exchanger |
US4656004A (en) * | 1985-05-17 | 1987-04-07 | Cobe Laboratories, Inc. | Medical heat exchange |
US4876066A (en) * | 1986-07-14 | 1989-10-24 | Baxter International Inc. | Integrated membrane oxygenator, heat exchanger and reservoir |
JPH0645225B2 (ja) * | 1986-11-01 | 1994-06-15 | 日本合成化学工業株式会社 | 積層構造物 |
JPH0342927Y2 (de) * | 1987-02-09 | 1991-09-09 | ||
US5120501A (en) * | 1988-10-20 | 1992-06-09 | Baxter International Inc. | Integrated membrane blood oxygenator/heat exchanger |
US5236665A (en) * | 1988-10-20 | 1993-08-17 | Baxter International Inc. | Hollow fiber treatment apparatus and membrane oxygenator |
US5124127A (en) * | 1989-01-26 | 1992-06-23 | Shiley, Incorporated | Hollow fiber blood oxygenator |
US5234663A (en) * | 1989-01-26 | 1993-08-10 | Shiley, Inc. | Hollow fiber blood oxygenator |
US5240677A (en) * | 1989-01-26 | 1993-08-31 | Shiley, Inc. | Hollow fiber blood oxygenator |
US5043140A (en) * | 1989-05-26 | 1991-08-27 | A. Jorrdan Medical, Inc. | Blood oxygenator |
US5270004A (en) | 1989-10-01 | 1993-12-14 | Minntech Corporation | Cylindrical blood heater/oxygenator |
US5217689A (en) * | 1989-10-26 | 1993-06-08 | Baxter International Inc. | Blood oxygenation system |
US5266265A (en) * | 1992-10-08 | 1993-11-30 | Baxter International, Inc. | Modular disposable blood oxygenator/heat exchanger with durable heat source component, selectively including rotary or ventricular blood pump, venous reservoir, and auxiliary heat exchange component |
US5470531A (en) * | 1992-11-03 | 1995-11-28 | Cobe Laboratories, Inc. | Exchanger and method for manufacturing the same |
US5489413A (en) * | 1992-11-03 | 1996-02-06 | Cobe Laboratories, Inc. | Hollow fiber blood oxygenator |
US6508983B1 (en) | 1999-07-19 | 2003-01-21 | Cobe Cardiovascular | Exchanger apparatus and method of manufacture |
FR2840677B1 (fr) * | 2002-06-06 | 2004-08-27 | Lionel Granger | Systeme de refroidissement a surface d'echange variable |
US20060280027A1 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for mixing fluids |
IT1393074B1 (it) * | 2008-12-16 | 2012-04-11 | Ferroli Spa | Scambiatore spiroidale per riscaldamento e/o produzione di acqua calda ad uso sanitario, particolarmente adatto alla condensazione. |
US8545754B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-10-01 | Medtronic, Inc. | Radial design oxygenator with heat exchanger |
US9705295B1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-11 | Bridgeport Fittings, Inc. | Slip conduit connector and system and method of installing electrical conduit with a slip conduit connector |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2181927A (en) * | 1936-04-03 | 1939-12-05 | Albert J Townsend | Heat exchanger and method of making same |
US3202210A (en) * | 1961-11-14 | 1965-08-24 | Joy Mfg Co | Heat exchanger |
US3468631A (en) * | 1965-06-21 | 1969-09-23 | Bentley Lab | Blood oxygenator with heat exchanger |
US3488158A (en) * | 1966-12-12 | 1970-01-06 | Bentley Lab | Bubbler assembly for oxygenator |
US3508662A (en) * | 1969-01-21 | 1970-04-28 | Extracorporeal Med Spec | Disposable,low-prime,spirally wound,artificial kidney |
US3595310A (en) * | 1969-11-12 | 1971-07-27 | Olin Corp | Modular units and use thereof in heat exchangers |
US4248828A (en) * | 1974-01-28 | 1981-02-03 | Bentley Laboratories, Inc. | Oxygenator |
US4058369A (en) * | 1974-01-28 | 1977-11-15 | Bentley Laboratories, Inc. | Oxygenator |
US4297318A (en) * | 1975-06-06 | 1981-10-27 | Bentley Laboratories, Inc. | Blood oxygenator |
US4268476A (en) * | 1975-06-06 | 1981-05-19 | Bentley Laboratories, Inc. | Blood oxygenator |
US4182739A (en) * | 1976-02-03 | 1980-01-08 | Shiley Incorporated | Blood oxygenator |
US4138464A (en) * | 1976-05-10 | 1979-02-06 | Lewin John E | Blood oxygenator with integral heat exchanger |
US4065264A (en) * | 1976-05-10 | 1977-12-27 | Shiley Laboratories, Inc. | Blood oxygenator with integral heat exchanger for regulating the temperature of blood in an extracorporeal circuit |
US4196075A (en) * | 1976-09-08 | 1980-04-01 | Bentley Laboratories, Inc. | Membrane fluid transfer method and apparatus |
WO1981002836A1 (en) * | 1980-03-03 | 1981-10-15 | Gambro Ab | A device for the transfer of one or more substances between a gas and a liquid |
US4495989A (en) * | 1980-04-21 | 1985-01-29 | Spiral Tubing Corporation | Multiple coil heat exchanger |
US4428180A (en) * | 1980-06-09 | 1984-01-31 | Capro, Inc. | Lawn mower and controls therefor |
JPS5739854A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-05 | Terumo Corp | Hollow fiber type artificial lung building in heat exchanger |
US4412190A (en) * | 1981-11-05 | 1983-10-25 | Rca Corporation | Apparatus for processing CCD output signals |
JPS59186562A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-10-23 | アメリカン ホスピタル サプライ コ−ポレ−シヨン | 血液酸素供給器 |
US4645645A (en) * | 1985-04-04 | 1987-02-24 | Renal Systems, Inc. | Oxygenator having an improved heat exchanger |
-
1985
- 1985-04-04 US US06/719,999 patent/US4645645A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-11-20 FR FR8616176A patent/FR2607009A1/fr active Pending
- 1986-11-20 GB GB8627747A patent/GB2198969B/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-04 DE DE19863641467 patent/DE3641467A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2607009A1 (fr) | 1988-05-27 |
GB2198969A (en) | 1988-06-29 |
GB8627747D0 (en) | 1986-12-17 |
US4645645A (en) | 1987-02-24 |
GB2198969B (en) | 1990-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3641467A1 (de) | Oxygenator mit verbessertem waermeaustausch | |
DE2719171C2 (de) | Blutoxygenator | |
DE2542438C3 (de) | Dialysator | |
DE69725283T2 (de) | Blutoxygenator mit wärmeaustauscher | |
DE2458405A1 (de) | Filterhalter | |
DE2744263B2 (de) | Röhrenwärmeaustauscher | |
DE4442040A1 (de) | Wärmetauscher mit einem Sammelrohr | |
DE2160561A1 (de) | Vorrichtung zum behandeln der atmungswege mit warmluft | |
DE60023992T2 (de) | Plattenwärmetauscher, insbesondere Ölkühler für Kraftfahrzeuge | |
DE2237307A1 (de) | Doppelflasche | |
DE1009029B (de) | Kolbenpumpe | |
DE112021003759T5 (de) | Integrierter Membranoxygenator | |
DE3513924A1 (de) | Waermeaustauscher | |
DE3610235A1 (de) | Friteuse | |
DE1541241A1 (de) | Dialysevorrichtung zur Reinigung von Blut und anderen Fluessigkeiten | |
DE2812464B2 (de) | Ultraschall-Durchflußmesser | |
DE3440064A1 (de) | Oelkuehler | |
DE8407527U1 (de) | Dialysegerät mit Hohlfasern | |
DE2354843A1 (de) | Heizkoerper fuer raumheizung | |
EP1595558A1 (de) | Intravenöser Oxygenator | |
EP2523703A1 (de) | Wärmetauscherkörper | |
DE2854244A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von blut mit sauerstoff und zum regulieren der temperatur von blut durch waermeaustausch | |
DE2141602A1 (de) | Deckel für ein Dialysegerät od.dgl | |
DE2603560A1 (de) | Vorrichtung zum austauschen von stoffen zwischen zwei fluden | |
EP0039055A1 (de) | Stoffaustauschmodul, insbesondere für medizinische Anwendungen, sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MINNTECH CORP., MINNEAPOLIS, MINN., US |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: HAUCK, H., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING., 8000 MU |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |