DE3641467A1 - Oxygenator mit verbessertem waermeaustausch - Google Patents

Oxygenator mit verbessertem waermeaustausch

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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
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Felix J Martinez
Larry E Fuller
Richard J Irmiter
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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.
DE19863641467 1985-04-04 1986-12-04 Oxygenator mit verbessertem waermeaustausch Withdrawn DE3641467A1 (de)

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