DE4203905C2 - Einrichtung zur zentralen Versorgung von Dialysestationen mit Dialysekonzentrat - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur zentralen Versorgung von Dialysestationen mit Dialysekonzentrat, mit einem Vorratsbehälter für das Dialysekonzentrat und einer daran angeschlossenen Ringleitung, in welche das Dialysekonzentrat unter Druck einspeisbar ist und an welche jeweils über Zweigleitungen mit einer Ventilanordnung und einem Druckausgleichsbehälter die Dialysestationen angeschlossen sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der US 5 015 389 bekannt ist.

Bei derartigen Einrichtungen ist es notwendig, das Dialysekonzentrat für die Zubereitung der Dialysierflüssigkeit in den Dialysestationen mit einem vorbestimmten Druck, aufgebracht durch eine Förderpumpe, in die Ringleitung einzuspeisen. Der Druck ist so zu bemessen, daß er noch ausreichend ist, wenn alle Dialysestationen in Betrieb sind. Sind nur einzelne Stationen angeschlossen, kann der Druck in unerwünschter Weise ansteigen.

Die Einrichtung nach der US-A 40 85 046 zeigt daher eine Druckregelung in der Form, daß bei erhöhtem Druck am Eingang der Ringleitung eine vorgegebene Menge an Dialysekonzentrat nicht in die Ringleitung eingespeist, sondern über eine Rückführleitung in den Vorratsbehälter zurückgespeist wird.

Diese Druckregelung wirkt jedoch lediglich als eine Art Druckbegrenzer, als Grenzwertregler. Sie vermag nicht den betrieblichen Druck auszuregeln.

Es würde auch nicht ausreichen, den Eingangsdruck an der Zweigleitung konstantzuhalten, da längs der Zweigleitung ein Druckabfall entsteht, d. h. der Druck an den einzelnen Zweigleitungen dennoch unterschiedlich wäre, wobei sein jeweiliger Wert auch abhängig von der Zahl der in Betrieb befindlichen Dialysestationen schwanken würde. Die üblicherweise bei Hämodialysegeräten verwendeten Mischpumpen zur Herstellung der Dialysierflüssigkeit durch Beimischung von Wasser zu dem aus der jeweiligen Zweigleitung entnommenen Dialysekonzentrat sind so aufgebaut, daß deren Förderrate vom Eingangsdruck beeinflußt wird. Es ist deshalb erforderlich, den üblicherweise schwankenden Druck der zentralen Konzentratversorgung zu vergleichmäßigen, um die Förderrate der Mischpumpen in den Dialysestationen nicht durch Druckschwankungen zu beeinträchtigen. Dabei darf der Druck am Mischpumpeneingang einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten. Bestimmte Systeme verlangen einen Eingangsüberdruck von p = 0 ± 100 mbar.

Zur Vergleichmäßigung und zugleich Begrenzung des Druckes am Ausgang der einzelnen Zweigleitungen sieht die Einrichtung nach der US-A 50 15 389 eine graduelle Verminderung des Durchmessers der in der Ringleitung aufeinanderfolgenden Zweigleitungen vor. Mit dieser Methode lassen sich die Druckverhältnisse jedoch nur in Grenzen vergleichmäßigen.

Es ist auch bekannt, in die Zweigleitung einen Druckausgleichsbehälter zu schalten, der gemäß der DE 39 30 181 A1 aus einem belüftbaren festen Gefäß mit Niveauregelsystem besteht. Das Konzentrat fließt aus der Zweigleitung in das Gefäß bis zu einem bestimmten Niveau ein und wird über ein Konzentratansaugrohr der Mischpumpe der Dialysestation zugeführt. Eine im Kopf des Gefäßes angebrachte Entlüftungsöffnung, abgeschlossen mittels eines hydrophoben Filters, sorgt für den notwendigen Druckausgleich gegenüber der Atmosphäre. Das Konzentrat wird daher praktisch drucklos der Pumpe zugeführt.

Die Erfindung geht, wie eingangs bezeichnet, von einer derartigen Einrichtung mit einem Druckausgleichsbehälter in den einzelnen Zweigleitungen aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, den Druckausgleichsbehälter möglichst einfach zu gestalten und die Gefahr einer Kontamination des Konzentrates zu vermindern. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Das blasen- oder auch beutelartige Behältnis stellt eine besonders einfache Form des Druckausgleichsbehälters dar und erlaubt einen Druckausgleich gegenüber dem Umgebungsdruck ohne direkte Verbindung zur Außenluft. Ferner entfällt die Notwendigkeit starrer Zufuhrrohre zu den Dialysestationen. Es können die üblichen Schläuche verwendet werden.

Die Unteransprüche geben Ausführungsarten des Gegenstands des Anspruchs 1 an.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem blasenartigen Behältnis eine Anordnung zum Regeln der Füllmenge bzw. des Füllstandes in dem Behältnis zugeordnet.

Für diese Regelung bieten sich dem Fachmann eine Fülle von Varianten an. Eine besondere Form eines mechanischen Reglers ist dadurch gekennzeichnet, daß das blasenartige Behältnis an einem Waagebalken aufgehängt ist, der eine Klemmkante aufweist, wobei zwischen Klemmkante und einer ortsfesten Fläche die Zuführ-Schlauchleitung geführt ist, die bei einer vorbestimmten Füllmenge abklemmbar ist.

Es ist auch denkbar, eine elektrische Füllstandsregelung in dem blasenartigen Behältnis vorzusehen.

Ein weiteres Problem bei Einrichtungen zur zentralen Versorgung von Dialysestationen mit Dialysekonzentrat über eine Ringleitung besteht in der Gewährleistung der Keimfreiheit. Die großflächig verlegten Leitungen mit zahlreichen Verbindungsstellen und Ein- sowie Abgängen bieten Angriffspunkte für eine Kontamination. Im Sinne der Lösung der Teilaufgabe "Verminderung der Gefahr einer Kontamination des Konzentrates" ist es daher vorgesehen, daß im Bereich der Einspeisung des Dialysekonzentrates in die Ringleitung und bei deren Abgängen, insbesondere im Anschlußbereich der Zweigleitungen an die Ringleitung, jeweils ein Sterilfilter, bestehend aus einem Filtergehäuse mit einer hydrophilen Membran, die eine mittlere Porengröße von höchstens 0,2 Mikrometer aufweist, geschaltet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Einrichtung zur zentralen Versorgung von Dialysestationen mit Dialysekonzentrat,

Fig. 2 eine Ausführungsform der Ausbildung des Druckausgleichsbehälters mittels einer Blase in Verbindung mit einem mechanischen Regler nach dem Waagebalkenprinzip,

Fig. 3 ein Übersichtsschaltbild einer Einrichtung zur zentralen Konzentratversorgung entsprechend Fig. 1 mit integrierten Sterilfiltern,

Fig. 4 eine Ausführungsform des Konzentratvorratsbehälters mit integriertem Sterilfilter, und

Fig. 5 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Vorratsbehälters mit einem Ballon.

Die Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Einrichtung zur zentralen Versorgung von Dialysestationen 1-6 mit Dialysekonzentrat. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Dialysestationen dargestellt; je nach Anlage können mehr oder weniger Stationen vorgesehen sein.

In jeder Dialysestation 1-6 wird ein symbolisch dargestellter Patient 1a-6a behandelt.

Die Einrichtung weist einen Vorratsbehälter, einen Tank 7 für das Dialysekonzentrat auf, an dem eine zweisträngige Ringleitung 8a, 8b und 9 angeschlossen ist. Mittels einer Pumpe 10 wird das Dialysekonzentrat unter Druck aus dem Vorratsbehälter in die Stränge 8a, 8b der Ringleitung gespeist. Nicht entnommenes Dialysekonzentrat wird über den gemeinsamen Zweig 9 der Ringleitung in den Vorratsbehälter 7 zurückgespeist.

Jede Dialysestation 1-6 ist über eine Zweigleitung 11-16 an dem zugeordneten Ringleitungsstrang 8a, 8b angeschlossen. In die Zweigleitungen sind jeweils eine Ventilanordnung 17-22 und ein Druckausgleichsbehälter 23-28 geschaltet. Mittels der Ventile ist die jeweilige Dialysestation an die Ringleitung anschaltbar, wobei der Druckausgleichsbehälter für einen gleichförmigen, niedrigen Druck, möglichst Atmosphärendruck, sorgt. Der Förderdruck der Pumpe 10 betrage z. B. 2 bar. Der Druckabfall bis zu den Zweigleitungen der Stationen 3 und 6 kann 1 bar betragen. Die Druckausgleichsbehälter 23-28 gleichen die Druckunterschiede in den einzelnen Zweigleitungen praktisch aus, indem sie insbesondere einen Ausgleich gegenüber dem Umgebungsdruck schaffen. Der Druckwert, der am Eingang der Dialysestation, d. h. am Eingang der Mischpumpe für die Zubereitung der Dialysierflüssigkeit noch anstehen darf, ergibt sich aus den Daten der jeweiligen Mischpumpe. Bestimmte Systeme verlangen einen dem Atmosphärendruck angeglichenen Druck, d. h. p = 0 ± 100 mbar Toleranz.

Die Druckausgleichsbehälter 23-28 sind in der Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Benummerung ist dabei auf den Ausgleichsbehälter 23 der Dialysestation 1 bezogen. Sie gilt für die Ausgleichsbehälter der anderen Stationen entsprechend.

Der Ausgleichsbehälter wird durch einen "drucklosen" Beutel 29, im folgenden Blase genannt, gebildet, der aus einem dauerhaft hochelastischen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, besteht. Über den Eingang 29a wird der Blase das Konzentrat über eine Schlauchleitung 30 zugeführt, die auf die Ventilanordnung 17 einwirkt. Am Ausgang 29b wird Konzentrat abgezogen, ggf. in Verbindung mit einem in das Blaseninnere ragenden Abzugsrohr 29c. Das abgezogene Konzentrat wird der Mischpumpe der Dialysestation 1 zugeführt.

Die Blase 29 hängt an einem Balken 31, der an einer ortsfesten Säule 32 oder dergleichen angelenkt ist und eine Klemmkante 33 aufweist, unterhalb der die Schlauchleitung 30 geführt ist. Dieser angelenkte Balken 31 stützt sich über eine Feder 34 an einem an der ortsfesten Säule 32 fest angebrachten weiteren Balken 35 ab. Das Ventil 17 wird dabei durch Wägeanordnung, bestehend aus Balken 31, Klemmkante 33 und Feder 34 sowie Balken 35 gebildet.

Ist das Ventil 17 offen, strömt Konzentrat über die Leitung 30 in die Blase 29 zu einer vorbestimmten Höhe. Infolge der Ausdehnung des Konzentrates innerhalb der Beutelwandung ist das Konzentrat nahezu drucklos. Ist die bestimmte Höhe entsprechend einer gewissen Füllmenge bzw. einem bestimmten Gewicht erreicht, klemmt die Klemmkante 33 des beweglichen Balkens 31 den Schlauch 33 am festen Balken 35 ab, wobei diese Abklemmung durch eine auch am festen Balken angebrachte weitere (nicht dargestellte) Klemmkante unterstützt werden kann.

Die Konzentratzufuhr wird damit solange unterbrochen, bis soviel Konzentrat am Ausgang 29b abgezogen ist, daß der bewegliche Balken, aufgrund der Kraft der Feder 34 nach oben gehend, den Schlauch wieder freigibt. Danach wiederholt sich der Vorgang.

Das mechanische System ist dabei so ausgebildet, daß für den Konzentratabzug eine ausreichende Zeit zur Verfügung steht. Infolge der druckausgleichenden Wirkung in der Blase kann das Konzentrat praktisch mit Umgebungsdruck zu der Mischpumpe der Station 1 abgezogen werden.

Die Elemente 31 bis 34 stellen eine mechanische Füllmengen- bzw. Füllstandsregelung der Blase dar, beruhend auf dem Waagebalkenprinzip mit gewichtsabhängigem mechanischen Abklemmen des Zuführschlauches 30, wobei die Positionen 34 und 35 das Stellglied des Reglers darstellen.

Die Balken 31 und 35 können auch mit einer Feststelleinrichtung versehen werden. Damit kann in Verbindung mit der Klemmkante 34 zugleich die Ventilfunktion 17 realisiert werden. Die Positionen 34 und 35 sind dann Stellglied und Ventil zugleich.

Dem Fachmann stehen auch andere mechanische bzw. auch nach anderen Prinzipien funktionierende Füllmengen/Füllstandsregelungen zur Verfügung. So ist auch prinzipiell eine elektrische Füllstandsregelung denkbar mit an der Blase anmetallisierten Elektroden und einem Elektroventil in der Schlauchleitung 30 als Stellglied.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einer Einrichtung zur zentralen Versorgung von zwei Dialysestationen 1, 2 mit Dialysekonzentrat. Der Einfachheit halber sind nur zwei Stationen dargestellt; je nach Anlage können mehr oder weniger Stationen vorgesehen sein.

In jeder Dialysestation wird ein symbolisch dargestellter Patient 1a, 2a behandelt.

Die Einrichtung weist den Vorratsbehälter, den Tank 7, für das Dialysekonzentrat auf, an welchem die Ringleitung 8a angeschlossen ist. Mittels der Pumpe 10 wird das Dialysekonzentrat unter Druck aus dem Vorratsbehälter 7 in die Ringleitung 8a gespeist. Nicht entnommenes Dialysekonzentrat wird in den Vorratsbehälter 7 zurückgespeist.

Die Ringleitung kann, wie in Fig. 1, auch so ausgebildet sein, daß auf einem bestimmten Abschnitt mehrere parallele Stränge mit einem gemeinsamen Rücklauf vorgesehen sind.

Jede Dialysestation ist über die Zweigleitung 11, 12 an die Ringleitung angeschlossen. In die Zweigleitung sind jeweils die Ventilanordnung 17, 18 und der Druckausgleichsbehälter 23, 24 geschaltet.

Mittels der Ventile ist die jeweilige Dialysestation an die Ringleitung anschaltbar, wobei der Druckausgleichsbehälter für einen gleichförmigen, niedrigen Druck, möglichst Atmosphärendruck, sorgt.

Für die Realisierung der Ventilanordnung und des Druckausgleichsbehälters stehen dem Fachmann mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, wie im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert wurde.

Ein besonderes Problem bei der zentralen Versorgung von Dialysestationen mit Dialysekonzentrat sind die langen Leitungsführungen, was die Gefahr einer Kontamination des im Tank 7 keimfrei eingefüllten Dialysekonzentrates beträchtlich erhöht.

Um dieser Gefahr zu begegnen, ist in die Ringleitung hinter der Förderpumpe 10 und am Ende der Ringleitung 9 vor der Rückspeisung des Konzentrates in den Tank 7 jeweils ein Sterilfilter 36 bzw. 37 geschaltet. Ferner ist in die Zweigleitungen 11, 12 ein Sterilfilter 38 geschaltet, wobei der jeweilige Sterilfilter jeweils ein Paar von Dialysestationen speist.

Als Sterilfilter werden vorteilhafterweise Membranfilter eingesetzt, die einen hohen Wasserfluß zulassen, beispielsweise mehr als 30 ml/hm² mmHg.

Membransterilfilter bestehen üblicherweise aus einem zylindrischen Gefäß mit einer Trennmembran 36a, 37a, 38a und jeweils zwei Anschlüssen auf jeder Membranraumseite. Die Membran besteht aus einem hydrophilen Material mit einer mittleren Porengröße von höchstens 0,2 Mikrometern.

Besonders vorteilhaft werden High-Flux- Industriefilter eingesetzt, wie sie bei der üblichen Hämodialyse für die Sterilfiltration zum Einsatz kommen. Derartige Filter sind aufgrund ihrer Materialeigenschaften hydrophil und bestehen beispielsweise aus Polysulfon, das mit Hilfe von Polyvinylpyrrolidon hydrophilisiert wurde, Celluloseacetat, Polyacrylnitril und dergl. Sie haben üblicherweise eine Membranoberfläche zwischen 1 und 3 m² und liegen gewöhnlich in Form eines Hohlfaserfilters vor, der ca. 9000 bis 10 000 Hohlfasern in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse enthält. Derartige Hohlfasermembranen haben einen Innendurchmesser von etwa 0,2 mm, eine Wandstärke von ca. 20-30 µm und eine mittlere Porengröße unterhalb 0,5 µm, insbesondere unterhalb 0,1 µm. Besonders vorteilhaft wird ein hydrophilisierter Polysulfonfilter in Form eines Hohlfaserfilters eingesetzt. Dabei ist das zylindrische Gehäuse, das diese Hohlfasern aufweist, an seinen Enden mit einer Vergußschicht verschlossen, in die die Hohlfasern eingebettet sind. Eine solche Vergußschicht kann beispielsweise aus Polyurethan bestehen, das in situ ausgehärtet ist, wobei anschließend durch ein teilweise erfolgendes Abschneiden der Enden die Faseröffnungen wieder geöffnet werden. Somit kann das zu filtrierende Konzentrat stirnseitig in die Hohlräume (Lumina) der Hohlfasern eingeführt und durch die Poren der Hohlfasern in den Zwischenraum zwischen den Fasern in das Gehäuse und von dort durch eine Auslaßöffnung abgezogen werden.

Bei den Sterilfiltern 36 und 37 sind, da sie jeweils in eine einzige Leitung geschaltet werden, die beiden zugeordneten Einlässe bzw. Auslässe auf beiden Membranraumseiten zusammengeschaltet. Im Falle der Einschaltung des Sterilfilters 38 in die Zweigleitungen 11, 12 ist die Anschaltung an die Ringleitung 8a so getroffen, daß der obere Membranraum des Sterilfilters 38 quasi Teil der Ringleitung wird, wogegen die beiden Anschlüsse auf der unteren Membranseite jeweils einer Zweigleitung zugeordnet sind.

Das Dialysekonzentrat strömt daher hinter der Pumpe 10 in den oberen Membranraum des Sterilfilters 36 und wird durch die Membran 36a in den unteren Filterraum gedrückt, von wo aus es in den oberen Membranraum des Sterilfilters 38 strömt; von dort wird es bei Bedarf durch die Membran 38a in die Zweigleitungen 11, 12 abgenommen. Nicht entnommenes Konzentrat strömt in der Ringleitung weiter in den nächsten Zweigleitungsbereich und strömt schließlich über das Sterilfilter 37 in den Tank 7 zurück.

Die Zuleitungen zu den Membranfiltern 38 sowie deren Ableitungen in der Ringleitung 8a bestehen vorzugsweise aus einem Polyethylenrohr von ca. 8 mm Durchmesser. In den Zweigleitungen werden vorzugsweise die üblichen flexiblen Schläuche verwendet. Die Vorteile eines derartigen Systems sind: Glatte Leitungen, hohe Strömungsgeschwindigkeit, niedriger Preis, einfache Verlegung.

Der Sterilfilter 37 bzw. 36 kann auch in dem Tank 7 integriert sein. Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung das Prinzip einer derartigen Konstruktion.

In dem Tank 7 ist ein Ballon 39 vorgesehen, der mit keimfrei abgefülltem Konzentrat gefüllt ist. Am Ausgang des Ballons und zugleich des Tanks 7 befindet sich das Sterilfilter 36, vorzugsweise in Form eines Hohlfasermembranfilters. Von diesem Membranfilter ist der Übersichtlichkeit halber nur eine Hohlfaser mit der Wandung 36a schematisch dargestellt. Diese Hohlfaser ist ballonseitig geschlossen. Ihr Innenraum steht mit dem Konzentratabzugsrohr 36b, welches zur Ringleitung 8a führt, in Verbindung. Der Rücklauf über die Leitung 9 führt am Tank vorbei unmittelbar in die Ringleitung 8a. Beim Abzug des Konzentrats strömt dieses von außen die Hohlfasern an, wobei die Hohlfaserwandungen 36a als Membran wirken. Aus dem Hohlfaserinneren wird keimfreies Konzentrat abgezogen und der Ringleitung 8a zugeführt. Ist der Konzentratvorrat verbraucht, kann der Ballon durch den Sterilfilter hindurch erneut befüllt oder aber gewechselt werden.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Beschaltung eines Vorratsbehälters 7 mit einem Ballon 39 entsprechend der Fig. 4 mit dem Sterilfilter 36 dargestellt. Im Gegensatz zur Anordnung nach der Fig. 4 ist das Sterilfilter nicht in abgewandelter Form in den Ballon integriert, sondern in baugleicher Ausführung zu den Sterilfiltern der Anlage dem Ballon vorgeschaltet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß bei einer Einrichtung zur zentralen Konzentratversorgung nur ein Typ von Sterilfiltern benötigt wird, was logistische Vorteile erbringt.

Claims (8)

1. Einrichtung zur zentralen Versorgung von Dialysestationen (1-6) mit Dialysekonzentrat, mit einem Vorratsbehälter (7) für das Dialysekonzentrat und einer daran angeschlossenen Ringleitung (8a, 8b, 9), in welche das Dialysekonzentrat unter Druck einspeisbar ist und an welche jeweils über Zweigleitungen (11-16) mit einer Ventilanordnung (17-22) und einem Druckausgleichsbehälter (23-28) die Dialysestationen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsbehälter (23-28) jeweils durch ein blasenartiges, dem Umgebungsdruck ausgesetztes Behältnis (29) gebildet ist, dem über eine Schlauchleitung (30) und einen Einlaß (29a) eine vorbestimmte Menge an Konzentrat zuführbar ist, die infolge der druckausgleichenden Ausdehnung in dem Behältnis (29) im wesentlichen drucklos über einen Auslaß (29b) der zugehörigen Dialysestation zuführbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (31-35) zum Regeln der Füllmenge des Füllstandes in dem blasenartigen Behältnis (29) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das blasenartige Behältnis (29) an einem Waagebalken (31) aufgehängt ist, der eine Klemmkante (33) aufweist und daß zwischen Klemmkante und einer ortsfesten Fläche (35) die Zuführ-Schlauchleitung (30) geführt ist, die bei einer vorbestimmten Füllmenge abklemmbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Füllstandsregelung in dem blasenartigen Behältnis (29) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das blasenartige Behältnis (29) aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, insbesondere PVC oder PE, besteht.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einspeisung des Dialysekonzentrates in die Ringleitung (8a, 9) und bei deren Abhängen, insbesondere im Anschlußbereich der Zweigleitungen an die Ringleitung, jeweils ein Sterilfilter (36, 37, 38), bestehend aus einem Filtergehäuse mit einer hydrophilen Membran (36a, 37a, 38a), die eine mittlere Porengröße von höchstens 0,2 Mikrometer aufweist, geschaltet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sterilfilter (36) in den Vorratsbehälter (7) integriert ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sterilfilter (36) dem Vorratsbehälter vorgeschaltet ist.