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Die Erfindung bezieht sich auf einen Blutbehälter und
insbesondere auf einen hartwandigen Blutbehälter für die
Anwendung mit einer künstlichen Lunge, wobei der
Blutbehälter ein fluiddurchlässiges Bauelement zum Hemmen des
Blutstromes hat, um das Sprudeln des Blutes zu
verhindern, das in dem Blutbehälter über den
Bluteinlaßöffnungen zum Vereinheitltchen der Blutströmung angeordnet ist,
um dadurch die Gefahr zu vermeiden daß Luftblasen in das
Blut gemischt werden.
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Wenn eine chirurgische Operation am Brustkorb eines
Patienten durchgeführt wird, wird in den letzten Jahren
ein extrakorporaler Blutzirkulationskreislauf, der in
bezug auf die Lunge des Patienten als Umgehungsleitung
ausgebildet ist, mit einer künstlichen Lunge verwendet,
wobei Kohlendioxid aus dem Blut des Patienten entfernt
wird und durch die künstliche Lunge dem Blut frischer
Sauerstoff zugefügt wird.
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Der extrakorporale Blutzirkulationskreislauf enthält
einen Blutbehälter zum vorübergehenden Speichern des
Blutes, so daß während der Zirkulation des Blutes
erzeugte Luftblasen aus dem Blut entfernt werden, oder zum
Zuführen von gespeichertem Blut, um eine Verminderung der
Zirkulationsgeschwindigkeit des Blutes wettzumachen.
Heutzutage nach Stand dem Technik verwendete Blutbehälter
werden grob in aus weichem Material bestehende weiche
Behälter und aus hartem Material bestehende hartwandige
Behälter eingeteilt. Der weiche Behälter hat
vorteilhafterweise keine Blut-Luft Grenzfläche, aber
unvorteilhafterweise kann er keine große Menge an Blut
aufnehmen und kann keine exakte Anzeige geben, wieviel
Blut darin gespeichert ist.
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Im hartwandigen Behälter kann eine große Menge an Blut
gespeichert werden und es ist dem Anwender möglich, die
exakte Menge darin gespeicherten Blutes zu kennen. Andere
Vorteile des hartwandigen Behälters sind, daß er einfach
mit einer künstlichen Lunge verbunden werden kann, was es
folglich möglich macht, einen extrakorporalen
Blutzirkulationskreislauf zu vereinfachen, und aus dem Blut können
auch leicht die Blasen entfernt werden, wenn der
extrakorporale Blutkreislauf aufgebaut und in Gang gesetzt
wird. Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung
Nr. 59(1984)-57661, die der US-A-4.620.965 entspricht und
den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, schlägt in
Hinsicht auf die vorstehenden Wirkungsweisen und Vorteile
einen mit einer künstlichen Lunge kombinierten
hartwandigen Behälter vor.
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Es ist sehr wichtig, daß es in einem hartwandigen
Blutbehälter möglich ist, die in das Blut durch einen
Blutentziehungsschlauch eingeführten Luftblasen
zuverlässig zu entfernen. Wenn das Luftblasen enthaltende Blut
dem Patienten zugeführt würde, dann wäre der Patient in
Emboliegefahr. Der hartwandige Blutbehälter hat deshalb
einen Entblasungsfilter zum Entfernen von Luftblasen aus
dem gespeicherten Blut.
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EP-A-0080610 offenbart einen Blutbehälter der weichen
Ausführung mit einer Bluteinlaßöffnung, einer mit der
Bluteinlaßöffnung verbundenen Blutspeicherkammer, einer
in einem unteren Abschnitt der Blutspeicherkammer
ausgebildeten Blutauslaßöffnung, wobei die Einlaßöffnung mit
zwei oder mehr Öffnungen in dem Abschnitt versehen ist,
der sich in den Behälter erstreckt. Solche Öffnungen
müssen jedoch auf einem höheren Niveau angeordnet werden,
als die in dem Endabschnitt der Blutausströmungsöffnung
ausgebildete Mündung.
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Wie in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen gezeigt, hat
der Anmelder einen hartwandigen Behälter entworfen, der
am Boden eine Bluteinlaßöffnungs-Mündung hat. Wenn eine
große Menge Blut G von der Bluteinlaßöffnung 2 in den
Blutbehälter 4 strömt, tendiert das Blut dazu,
zwangsweise zu sprudeln, wie durch die gestrichelte Linie 6 in
Fig. 1 bezeichnet. Deshalb neigt das Blut in dem
Blutbehärter 4 leicht dazu, uneinheitlich in der Strömung zu
sein, oder Luftblasen netgen dazu, in dem Blut
eingeschlossen zu werden. Der Blutbehälter 4 hat einen
Blutentblasungsfilter 8 zum Entfernen von Luftblasen aus dem
Blut. Wenn die Strömung des Blutes B uneinheitlich wird,
dann wird die Entblasungsfähigkeit des Entblasungsfilters
8 herabgesetzt, und auch neue Luftblasen werden durch die
uneinheitliche Blutströmung erzeugt.
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Eine Lösung der vorstehenden Probleme aufgrund des
Sprudelns des Blutes B aus der Bluteinlaßöffnung 2 in den
Blutbehälter 4 würde es sein, einen Bereich zu schaffen,
in dem es möglich ist, daß das Blut B darin in der Nähe
der Bluteinlaßöffnung 2 bleibt. Wenn jedoch solch ein
Bereich groß genug ist, die durch das herausgesprudelte
Blut verursachte Blutströmung B zu vereinheitlichen, dann
wird die Menge an in dem Blutbehälter 4 gespeichertem
Blut und daher das Anfangsvolumen des extrakorporalen
Blutkreislaufes gesteigert, mit dem Ergebnis, daß die
Belastung des Patienten auch gesteigert wird.
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In Hinsicht auf die vorerwähnten Nachteile der
herkömmlichen Blutbehälter ist es eine Aufgabe der
Erfindung, einen Blutbehälter zu schaffen, in dem es
verhindert werden kann, daß das von den Bluteinlaßöffnungen
eingeführte Blut sprudelt, und in dem die Blutströmung in
dem Blutbehälter vereinheitlicht wird, ohne eine
Steigerung in der Menge des gespeicherten Blutes mit sich zu
bringen, so daß die Gefahr des Mischens von Luftblasen in
das Blut minimiert wird.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird in
Übereinstimmung mit der Erfindung ein hartwandiger Behälter
geschaffen, der eine Bluteinlaßöffnung und eine mit der
Bluteinlaßöffnung verbundene Bluteinlaßkammer, eine mit
der Bluteinlaßkammer verbundene Blutspeicherkammer, und
eine mit der Blutspeicherkammer verbundene
Blutauslaßöffnung hat, wobei die Bluteinlaßöffnung vertikal
aufwärts öffnet und mit einem fluiddurchlässigen Bauelement
versehen ist, das die Mündung der Einlaßöffnung zum
Hemmen des Blutstromes abdeckt, um das Blut am Sprudeln zu
hindern, und wobei die Blutspeicherkammer einen sich von
dem Boden der Bluteinlaßkammer aus progressiv abwärts
erstreckenden Boden hat, und die Blutauslaßöffnung an dem
untersten Endabschnitt der Blutspeicherkammer ausgebildet
ist.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das
fluiddurchlässige Bauelement zum Verhindern des
Blutsprudelns eine Gitterstruktur.
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Die Gitterstruktur hat eine Gitterweite (Öffnung) im
Bereich von 2 bis 0,42 mm ( Anzahl der Gitter liegt im
Bereich von 10 bis 40).
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Die Gitterstruktur bedeckt im wesentlichen die
Bluteinlaßöffnung, wobei nur ein Endabschnitt der
Gitterstruktur befestigt ist.
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Der Blutbehälter enthält ferner eine Btuteinlaßkammer,
die sich von der Bluteinlaßöffnung zu der
Blutspeicherkammer erstreckt und einen Blutentblasungsfilter, der
quer durch einen durch die Bluteinlaßkammer ausgebildeten
Blutdurchgang angeordnet ist.
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Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines
Blutbehälters als Vergleichsbeispiel;
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Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Mechanismus einer künstlichen Lunge, in die ein
erfindungsgemäßer Blutbehälter eingebaut ist;
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Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Blutbehälters der
Erfindung;
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Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV
nach Fig. 3;
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Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines in
einem Blutzirkulationsexperiment angewandten, in den
erfindungsgemäßen Blutbehälter geleiteten
Blutkreislaufes; und
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Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
der Gitterweite eines in dem erfindungsgemäßen
Blutbehälter angewandten fluiddurchlässigen Bauelementes zum
Verhindern des Blutsprudelns und der Sprudelhöhe des
Blutes zeigt.
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Es wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Blutbehälters bezüglich der beigefügten
Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Blutbehälter 20,
der mit einer künstlichen Lunge 21 zum Austauschen von
Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut B und mit einem
Wärmetauscher 28 zum Halten des Blutes B auf einer
festgelegten Temperatur kombiniert ist.
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Der Blutbehälter 20 wird zuerst mit Bezug auf die
Fign. 3 und 4 beschrieben.
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Der Blutbehälter 20 ist ein Blutbehälter der
hartwandigen Ausführung für die Anwendung in einem künstlichen
Lungenkreislauf. Wie in Fig. :3 gezeigt, hat der
Blutbehälter 20 ein Paar von Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b, eine
mit den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b verbundene
Bluteinlaßkammer 24 und hat einen Boden, der im wesentlichen auf
dem gleichen Niveau ist, wie die Bluteinlaßöffnungen 22a,
22b, eine mit der Bluteinlaßkammer 24 verbundene
Blutspeicherkammer 26 und hat einen sich von der
Bluteinlaßkammer 24 progressiv abwärts erstreckenden Boden, und
eine in dem unteren Endabschnitt der Blutspeicherkammer
26 ausgebildete Blutauslaßöffnung 28. Der Blutbehälter 20
hat ein Behältergehäuse 30 aus hartem Material wie
beispielsweise hartem Polyvinylchlorid, Polystyrol,
Polykarbonat o. dgl. Das Behältergehäuse 30 hat eine durch eine
Abdeckung 32 verschlossene obere Öffnung. Das
Behältergehäuse 30 sollte vorzugsweise durchsichtig sein, um dem
Anwender zu gestatten, das in dem Behältergehäuse 2
gespeicherte Blut B visuell zu überwachen.
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Über den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b ist ein
fluiddurchlässiges Bauelement zum Hemmen des Blutsprudelns
oder ein Blutströmungs-Stabilisator 33 angeordnet. Die
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b sind mit den
Blutauslaßschläuchen 34a, 34b (siehe Fig. 2) von dem künstlichen
Lunge 21 verbunden. Das fluiddurchlässige Bauelement 33
dient zum Vermindern oder Stabilisieren der Strömung des
Blutes B, das durch die Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b in
den Blutbehälter 20 eingeführt wird. Das
fluiddurchlässige Bauelement 33 hat ein Gitter aus
Fasergewebe-Elementen und ist über den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b
angeordnet, wobei nur ein Seitenabschnitt 33a nahe der
Blutspeicherkammer 26 an dem Boden der Bluteinlaßkammer 24
nahe den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b durch Verkleben,
thermisches Zusammenschmelzen o. dgl. befestigt ist.
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Die mit den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b verbundene
Bluteinlaßkammer 24 bildet einen sich von den
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b durch das fluiddurchlässige
Bauelement 33 hindurch zu der Blutspeicherkammer 26
erstreckenden Blutdurchgang. Die Bluteinlaßkammer 24 ist
in ihrer Position höher als die Blutspeicherkammer 26,
und hat einen Boden, der im wesentlichen auf dem gleichen
Niveau wie die Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b ist, wie
vorstehend beschrieben. Der Boden der Bluteinlaßkammer 24
kann in seiner Gestalt flach oder halbzylindrisch sein.
Der flache Boden ist jedoch vorzuziehen, da ein
Blutentblasungsfilter (später beschrieben) leichter darauf
angeordnet werden kann. Die mit der Bluteinlaßkammer 24
verbundene Blutspeicherkammer 26 dient zum Speichern des
Blutes B, das in den Blutbehätter 20 geströmt ist. Der
Boden der Blutspeicherkammer 26 erstreckt sich von der
Bluteinlaßkammer 24 progressiv abwärts. Das vorübergehend
in dem Blutbehälter 20 gespeicherte Blut B wird durch die
in dem unteren Endabschnitt der Blutspeicherkammer 26
ausgebildete Blutauslaßöffnung 28 abgelassen.
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Der Blutbehälter 20 hat auch einen in dem Gehäuse 30
angeordneten und sich völlig quer in und durch den durch
die Bluteinlaßkammer 24 ausgebildeten Blutdurchgang
hindurch erstreckenden Blutentblasungsfilter 36. Der
Entblasungsfilter 36 dient zum Entfernen von Luftblasen aus
dem in die Bluteinlaßkammer 24 geströmten Blut B, so daß
das von Luftblasen freie Blut B in die Blutspeicherkammer
26 abgegeben werden kann. Der Entblasungsfilter 36 ist
gewöhnlich in Form geschäumter Teile ausgebildet, die von
hydrophober Beschaffenheit sind, um es zu ermöglichen,
daß die Luftblasen aus dem Blut sich ansammeln und
entfernt werden können. Der geschäumte Teil hat eine
dreidimensionale Gitterstruktur. In dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel ist der Entblasungsfilter 36 aus
einem geschäumten Teil 38a mit einer größeren
Gitteranzahl und einem geschäumten Teil 38b mit einer kleineren
Gitteranzahl aufgebaut, wobei die geschäumten Teile 38a
und 38b Seite an Seite angeordnet sind. Der geschäumte
Teil 38a ist näher zu den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b
angeordnet, wohingegen der geschäumte Teil 38b näher zu
der Blutspeicherkammer 26 angeordnet ist. Die auf das
Vorstehende bezogene Gitteranzahl stellt die Anzahl von
pro Länge von 25,4 mm (1 Inch bzw. Zoll) vorhandenen
Zwischenräumen oder Öffnungen dar, und ist eigentlich
eine Angabe der Größe von Öffnungen einer Siebvorrichtung
oder eines Siebes.
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Der Entblasungsfilter 36 wird in innigem Kontakt mit
dem Boden der Bluteinlaßkammer 24 gehalten und erstreckt
sich über die volle Breite des Blutdurchganges, so daß
das hereinkommende Blut B in vollem Kontakt mit dem
Entblasungsfilter 36 ist. Der Entblasungsfilter 36 wird auch
in innigem Kontakt mit den Seitenwänden des Gehäuses 30
gehalten. Der obere Endabschnitt des Entblasungsfilters
39 wird vorzugsweise in innigem Kontakt mit der Abdeckung
32 gehalten, die auf der Oberseite des Gehäuses 30
angebaut ist, um zu verhindern, daß der Entblasungsfilter 36
durch die Blutströmung bewegt wird oder um zu verhindern,
daß das Blut B über den oberen Endabschnitt des
Entblasungsfilters 36 hinaus ausströmt. Das Gehäuse 30 hat
Stege 40a bis 40f, die von dessen inneren
Seitenabschnitten und der Bodenfläche aus an den seitlichen
Seitenabschnitten des Entblasungsfilters 36 vorstehen.
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Die an den Blutbehälter 20 gekoppelte künstliche Lunge
21 hat ein Gehäuse 50 und Befestigungsabdeckungen 52a,
52b, die die oberen bzw. unteren Endabschnitte des
Gehäuses 50 abschließen. In dem Gehäuse 50 sind eine Anzahl
von Hohlfasermembranen 54 untergebracht, welche vertikal
mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die
Hohlfasermembranen 54 haben gegenüberliegende offene, in dem Gehäuse
50 durch Abteilungen 56a, 56b in einer fluiddichten Weise
gehaltene Endabschnitte, wobei die offenen Endabschnitte
offen bleiben. Die Befestigungsabdeckung 52a, das Gehäuse
50 und die Abteilung 56a bilden gemeinsam einen mit den
Hohlräumen in den Hohlfasermembranen 54 verbundenen und
mit einer Gaseinlaßöffnung 60 verbundenen Gaseinlaßraum
58 aus. Die andere Befestigungsabdeckung 52b, das Gehäuse
50 und die Abteilung 56b bilden gemeinsam einen mit den
Hohlräumen in den Hohlfasermembranen 54 verbundenen und
mit einer Gasauslaßöffnung 64 verbundenen Gasauslaßraum
62 aus. Die innere Wandfläche des Gehäuses 50, die
Abteilungen 56a, 56b und die äußeren Wandflächen der
Hohlfasermembranen 54 bilden gemeinsam eine Blutkammer 66 aus,
die mit einem mit dem Wärmetauscher 23 und den mit dem
Blutbehälter 29 in Verbindung stehenden
Blutauslaßöffnungen 34a, 34b verbundenen Bluteinlaßschlauch 68 in
Verbindung steht.
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Die Blutauslaßschläuche 34a, 34b der künstlichen Lunge
21 sind in einer fluiddichten Weise an die
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b des Blutbehälters 20 gefügt. Die
Blutauslaßschläuche 34a, 34b und die Bluteinlaßöffnungen 22a,
22b können durch Eingriff mit einem
Gewinde-Zwischenstück, Eingriff mit einem kegelförmigen Zwischenstück,
passenden Eingriff mittels eines O-Ringes, Ultraschall-
oder Hochfrequenz-Bonden oder Kleben gefügt werden.
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Die künstliche Lunge 21 ist von der Ausführung, bei
der ein sauerstoffhaltiges Gas G wie etwa Luft in die
Hohlfasermembranen 54 zugeführt wird und das Blut B zum
Gasaustausch zwischen dem Gas G und dem Blut B außerhalb
den Hohlfasermembranen 54 entlangströmt. Alternativ dazu
kann die künstliche Lunge 21 von der Ausführung sein, bei
der das Blut B in die Hohlfasermembranen 54 zugeführt
wird, und das sauerstoffhaltige Gas G sich zum
Gasaustausch zwischen dem Gas G und dem Blut B um die
Hohlfasermembranen 54 herum befindet, oder sie kann von der
Ausführung sein, die flache Membranen zum Gasaustausch
enthält. Vorzugsweise sollte die künstliche Lunge 21 von
der Ausführung sein, bei der das Blut B um die
Hohlfasermembranen 54 herum fließt, wie vorstehend in diesem
Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn die künstliche Lunge
21 dieser Ausführung verwendet wird, ist es, da ein
Druckverlust über die künstliche Lunge 21 klein ist,
nicht erforderlich, daß ein den Blutbehälter 20
enthaltender Blutzirkulationskreislauf eine Blutzufuhrpumpe vor
der künstlichen Lunge 21 hat, sondern das Blut B kann
durch die Schwerkraft von dem Patienten zu der
künstlichen Lunge 21 und dem Blutbehälter 20 geleitet
werden.
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Der Wärmetauscher 23 ist mit dem Bluteinlaßschlauch 68
der künstlichen Lunge 21 gekoppelt. Der Wärmetauscher 23
hat eine Anzahl von in einem Gehäuse 70 angeordneten
Wärmetauscherschläuchen 72, die zueinander mit
Zwischenräumen angeordnet sind und sich in Längsrichtung des
Gehäuses 70 erstrecken. Die gegenüberliegenden offenen
Endabschnitte der Wärmetauscherschläuche 72 werden an den
Seitenwänden des Gehäuses 70 durch Abteilungen (nicht
gezeigt) in einer fluiddichten Weise gehalten, wobei die
offenen Endabschnitte der Schläuche 72 offen bleiben. Die
Abteilungen, die Seitenwände des Gehäuses 70 und äußeren
Wandflächen der Wärmetauscherschläuche 72 bilden
gemeinsam einen mit einer Bfuteinlaßöffnung 76 und dem
Bluteinlaßschlauch 68 der künstlichen Lunge 21 verbundenen Raum
74. Die inneren Räume in den Wärmetauscherschläuchen 72
die von dem Raum 74 in einer fluiddichten Weise isoliert
sind, sind mit einer mit der Außenseite einer der
Abteilungen des Gehäuses 70 in Verbindung stehenden
Wassereinlaßöffnung 77 und mit einer mit der Außenseite der
anderen Abteilung des Gehäuses 70 in Verbindung stehenden
Wasserauslaßöffnung (nicht gezeigt) verbunden. Warmes
oder kaltes Wasser W wird von der Wassereinlaßöffnung 77
in die Wärmetauscherschläuche 72 zugeführt, und wärmt
oder kühlt das Blut B, das in Kontakt mit den
Wärmetauscherschläuchen 72 gehalten wird. Der Wärmetauscher 23
kann von der Ausführung sein, bei der das Blut B durch
die Wärmetauscherschläuche 72 fließt und ein Kühl- oder
Heizmedium um die Wärmetauscherschläuche 72 herumfließt.
Der Wärmetauscher 23 und der Blutbehälter 20 haben ferner
Öffnungen 78 bzw. 80 für die Einführung von
Temperaturmeßfühlern.
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Der Blutbehälter des vorstehenden
Ausführungsbeispieles ist grundsätzlich so konstruiert, wie vorstehend
beschrieben. Der Betrieb und die Vorteile des Blutbehälters
werden nachfolgend beschrieben.
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Der Blutbehälter 20, die künstliche Lunge 21 und der
Wärmetauscher 23, die miteinander verbunden sind, dienen
als ein künstliches Lungengerät. Das Blut B wird von der
Bluteinlaßöffnung 76 in das Gehäuse 70 des Wärmetauschers
23 eingeleitet, und wird durch das durch die
Wärmetauscherschläuche 72 fließende Wasser W gewärmt oder
gekühlt, während das Blut B auf den Bluteinlaßschlauch 68
der künstlichen Lunge 21 zuströmt.
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Dann strömt das Blut B von dem Bluteinlaßschlauch 68
in das Gehäuse 50 der künstlichen Lunge 21. Während dem
Hindurchfließen durch die Blutkammer 66 wird ein
Gasaustausch zwischen dem Blut H und dem durch die
Hohlfasermembranen 54 strömenden sauerstoffhaltigen Gas G bewirkt,
wodurch das überschüssige Kohlendioxid aus dem Blut B
entfernt wird und dem Blut B Sauerstoff hinzugefügt wird.
Das Blut B, dem Sauerstoff hinzugefügt wurde, strömt
durch die Blutauslaßschläuche 34a, 34b aus der
künstlichen Lunge 21 heraus und strömt durch die
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22a und das fluiddurchlassige Bauelement 33
zum Verhindern des Blutsprudelns in den Blutbehälter 20.
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Da das in den Blutbehälter strömende Blut B in seiner
Geschwindigkeit reduziert wird, wenn es durch das
fluiddurchlässige Bauelement 33 fließt, sprudelt das von den
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b einströmende Blut B nicht,
wie durch eine gestrichelte Linie 82 in Fig. 2
veranschaulicht, und die Gefahr des Erzeugens von Luftblasen
in dem Blut aufgrund örtlicher Blutströmungen wird
minimiert.
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Das fluiddurchlässige Bauelement 33 zum Verhindern des
Blutsprudelns ist nicht in irgendeiner Größe oder
Konfiguration begrenzt, insoweit es wirksam mit dem Blut B von
den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b in Wechselbeziehung
treten kann. Es isi jedoch vorzuziehen, daß das
fluiddurchlässige Bauelement 33 die Bluteinlaßöffnungen
22a, 22b im wesentlichen abdeckt. Das fluiddurchlässige
Bauelement zum Verhindern des Blutsprudelns 33 ist auch
nicht in irgendeiner Zusammensetzung begrenzt, insoweit
als es durchlässig für Fluide ist. Es ist jedoch
vorzuziehen, daß das fluiddurchlässige Bauelement 33 von einer
Gitterstruktur ist, um wirksam auf das Blut B einzuwirken
und aufgrund des Kontaktes mit dem Blut B einen kleinen
Druckverlust auszubilden. Wenn das fluiddurchlässige
Bauelement 33 ein Gitter ist, dann sollte dessen
Gitterweite (Öffnung) vorzugsweise im Bereich von 2 mm bis 0,42
mm liegen (Gitteranzahl von 10 bis 40), insbesondere von
1,3 mm bis 0,50 mm (Gitteranzahl von 15 bis 35). Wenn die
Gitterweite des fluiddurchlässigen Bauelementes 33 größer
als 2 mm (Gitteranzahl kleiner als 10) wäre, würde es
nicht ausreichend wirksam sein, um die Entwicklung von
Luftblasen bei einem Anstieg der Menge der Blutströmung
dorthindurch zu verhindern. Wenn die Gitterweite kleiner
als 0,42 mm (Gitteranzahl über 40) wäre, würden die von
den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b einströmenden und an dem
Gitter anliegenden Luftblasen dazu tendieren, nach dem
Verlauf einer bestimmten Zeitdauer in den Blutbehälter 20
zu strömen. Das fluiddurchlässige Bauelement 33 sollte
vorzugsweise aus einem Material bestehen, daß eine
geringere Tendenz zum Aktivieren der Bestandteile des Blutes
beim Kontakt damit hat. Ein solches Material kann zum
Beispiel Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyester,
Polykarbonat o. dgl. sein.
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Vorzugsweise sollte das fluiddurchlässige Bauelement
33 so angeordnet werden, daß, wie in den Fign. 3 und 4
gezeigt, das fluiddurchlässige Bauelement 33 mit einer
Gitterstruktur so positioniert wird, daß es im
wesentlichen die Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b abdeckt, wobei nur
dessen einer Seitenabschnitt 33a befestigt ist. Wenn die
gegenüberliegenden Endabschnitte des fluiddurchlässigen
Bauelementes 33 befestigt wären, dann würden die von den
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b aus eingeleiteten Luftblasen
dazu tendieren, durch das fluiddurchlässige Bauelement 33
aufgelöst zu werden. Wenn die Gitterstruktur von kleiner
Gitterweite ist, neigt sie dazu, einen gesteigerten
Druckverlust auszubilden. Wenn nur der Seitenabschnitt
33a des fluiddurchlässigen Bauelementes 33 befestigt ist,
tendiert die Gitterstruktur dazu sich zu biegen, wenn
Luftblasen von den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b
einströmen, um dadurch den Luftblasen zu ermöglichen, ohne
sich aufzulösen hindurchzufließen und auch zu verhindern,
daß der Druckverlust erhöht wird.
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Das von den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b aus
eingeleitete Blut B erreicht nun den Entblasungsfilter 36 in der
Bluteinlaßkammer 24. In dem Blut B enthaltene Luftblasen
kontaktieren die Zellen der geschäumten Teile 38a, 38b
des Entblasungsfilters 36 und werden zu größeren
Luftblasen vereinigt, die von dem Blut B in einen oberen Raum
des Blutbehälters 20 bewegt werden und zuverlässig
entfernt werden. Da die zwei geschäumten Teile 38a, 38b
unterschiedliche Gitterweiten haben, die in der Richtung
kleiner werden, in der das Blut B strömt, wird der
Druckverlust über den Entblasungsfilter 26 nicht gesteigert,
und die Luftblasen in dem Blut B werden in ausreichenden
Kontakt mit den Zellen der geschäumten Teile 38a, 38b
gebracht, mit der Folge, daß die Blasen wirksam aus dem
Blut B entfernt werden.
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Das Blut B, aus dem die Luftblasen durch den
Entblasungsfilter 36 entfernt worden sind, strömt von der
Bluteinlaßkammer 24 in die Blutspeicherkammer 26. Nachdem das
Blut B vorübergehend in der Blutspeicherkammer 26
gespeichert worden ist, wird es von der Blutauslaßöffnung 38 in
dem unteren Endabschnitt der Blutspeicherkammer 26 in den
Körper des Patienten abgegeben.
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Nachfolgend wird ein an dem Blutbehälter der Erfindung
durchgeführtes Experiment beschrieben.
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Es wurde ein in einem Gehäuse 30 enthaltener
Blutbehälter 20 angewandt, der eine Speicherkapazität von 4 l
hat, wobei jede der Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b eine
elliptische Gestalt und eine Länge (l) von 42 mm, eine
Breite (d) von 12,2 mm und einen Endradius (r) von 6,1 mm
hat, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Bluteinlaßkammer 24 hat
eine flache Fläche bis zu der vorderen Kante des
Entblasungsfilters 36, wobei die flache Fläche eine Länge von
30 mm und eine Breite von 150 mm hat. Der
Entblasungsfilter 36 wurde in der Bluteinlaßkammer 24 quer durch
dessen Blutdurchgang angeordnet und bestand aus einem
geschäumten Teil 38a (mit einer Dicke von 15 mm) aus
Polyurethanschaum mit einer Gitterweite von 1,882 mm
(Gitteranzahl von 13), wobei der geschäumte Teil 38a
näher zu den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b angeordnet war,
und einem geschäumten Teil 38b (mit einer Dicke von 15
mm) aus Polyurethanschaum mit einer Gitterweite von 2,38
mm (Gitteranzahl von 8), wobei der geschäumte Teil 38b
nahe gegen den geschäumten Teil 38a gehalten war und
näher zu der Blutspeicherkammer 26 angeordnet war. Es
wurden Polypropylennetze mit verschiedenen, in
nachfolgender Tabelle 1 gezeigten Gitterweiten (Gitteranzahl)
als fluiddurchlässiges Bauelement 33 zum Verhindern des
Blutsprudelns gemäß den Erfindungsbeispielen 1 bis 5 über
den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b angeordnet, wobei der
Seitenabschnitt wie in Fig. 4 gezeigt befestigt war.
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Es wurde ein Experimentier-Blutkreislauf aus dem
Blutbehälter 20 und einem durch eine Rollenpumpe 86 mit dem
Blutbehälter 20 verbundenen Blutspeichertank 88 mit einer
Speicherkapazität von 20 l aufgebaut. Bei einer
Blutströmungsgeschwindigkeit von 4 l/min und 6 l/min wurde
ein Blutzirkulationsexperiment durchgeführt, um unter
Verwendung des Experimentier-Blutkreislaufes und
Anwendung des fluiddurchlässigen Bauelementes 33 zum
Verhindern des Blutsprudelns mit verschiedenen Gitterweiten
(Gitteranzahl)zu bestimmen, wie das Blut B von den
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b herausgesprudelt wird. Die
Ergebnisse des Experimentes werden in Tabelle 1 und Fig.
6 gezeigt.
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Es wurde auch ein
Vergleichs-Blutzirkulations-Experiment aufgebaut, wobei der gleiche Blutbehälter wie der
Behälter 20 gemäß den Beispielen unter Verwendung der
Erfindung 1 bis 5 in Tabelle 1 und auch der gleiche
Experimentier-Blutkreislauf wie vorstehend beschrieben
verwendet wurde, außer daß kein Bauelement 33 zum Verhindern
des Blutsprudelns über den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b
angeordnet war, und es wurde bestimmt, wie das Blut B von
den Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b herausgesprudelt wird.
Tabelle 1
Sprudelhöhe (mm)
Gitterweite (mm) (Gitteranzahl)
Strömungsgeschwindigkeit
Vergleichsbeispiel
Beispiel unter Verwendung der Erfindung
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Die Sprudelhöhe des Blutes B von den
Bluteinlaßöffnungen 22a, 22b aus in den Blutbehälter 20, der ein
fluiddurchlässiges Bauelement 33 hatte (gemäß den
Beispielen 1 bis 5 unter Verwendung der Erfindung), war
deutlich geringer als die in dem Blutbehälter, der kein
fluiddurchlässiges Bauelement zum Verhindern des
Blutsprudelns hatte (gemäß dem Vergleichsbeispiel). Außerdem
wurde die Sprudelhöhe progressiv geringer, wie die
Gitteranzahl des fluiddurchlässigen Bauelementes 33
gesteigert wurde (d. h. die Weite der Gitteröffnungen wurde
reduziert). Wenn die Sprudelhöhe 20 mm überschritt,
wurden Luftblasen erzeugt.
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In der wie vorstehend beschriebenen Erfindung enthält
der Blutbehälter eine Blutspeicherkammer mit
Bluteinlaßöffnungen und einer Blutauslaßöffnung und ein über den
Bluteinlaßöffnungen angeordnetes fluiddurchlässiges
Bauelement zum Verhindern des Blutsprudelns. Da das von den
Bluteinlaßöffnungen einströmende Blut durch das
fluiddurchlässige Bauelement zum Verhindern des Blutsprudelns
verzögert wird, sprudeln das Blut nicht in den
Blutbehälter hinein, und daher wird die Gefahr der Erzeugung von
Luftblasen aufgrund örtlich begrenzter Blutströmungen
minimiert. Als Folge dessen ist es möglich, eine sichere
extrakorporale Blutzirkulation zu erreichen, wenn der
Blutbehälter in einen extrakorporalen
Blutzirkulationskreislauf eingebaut wird.
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Das fluiddurchlässige Bauelement zum Verhindern des
Blutsprudelns ist in der Verhinderung des Sprudelns des
einfließenden Blutes wirksamer, wenn das
fluiddurchlässige Bauelement im wesentlichen die Bluteinlaßöffnungen
abdeckt. Wenn das fluiddurchlässige Bauelement zum
Verhindern des Blutsprudelns eine Gitterstruktur,
insbesondere eine Gitterstruktur mit einer Gitterweite im Bereich
von 2 bis 0,4 mm (Gitteranzahl von 10 bis 40), hat und so
positioniert ist, daß es die Bluteinlaßöffnungen abdeckt,
wobei nur dessen einer Endabschnitt befestigt ist, dann
wird ein Druckverlust über das fluiddurchlässige
Bauelement fast beseitigt, jedoch kann das
fluiddurchlässige Bauelement gut das Sprudeln des Blutes verhindern.