DE4238884A1 - Vorrichtung mit einem Blut-Oxygenator, insbesondere für den Einsatz bei akuter Herzinsuffizienz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Blut-Oxygenator, insbesondere für den Einsatz bei akuter Herzinsuffizienz, mit einem an den Oxygenator angeschlossenen Schlauchsystem, das zwei freie Schlauchenden zum Anschluß eines Patienten aufweist, und mit einem Pumpenanschluß und einem Gasanschluß am Oxygenator.

Blut-Oxygenatoren mit Anschlußschläuchen sind von Herz-Lungen- Maschinen her bereits bekannt. Bislang sind die Oxygenatoren und die Schläuche vor dem Gebrauch noch mit Luft gefüllt, die unmittelbar vor dem Einsatz entfernt und durch eine Infusionslösung ersetzt wird. Dies hat den Nachteil, daß die bekannten Vorrichtungen erst nach einigen Minuten einsatzfähig sind. Sie sind damit für den Notfalleinsatz, z. B. bei Herzinsuffizienz durch Komplikationen nach Ballondilatationen von Gefäßen oder anderen Kathetereingriffen, nicht geeignet. Selbst wenn diese Eingriffe im Operationstrakt eines Krankenhauses durchgeführt werden, muß die Zeit, bis eine herkömmliche Herz-Lungen-Maschine an dem Patienten angeschlossen werden kann, durch Reanimationsversuche überbrückt werden. Während dieser Übergangszeit tritt eine Unterversorgung der Organe des Patienten mit Sauerstoff auf, was zu Organschädigungen oder sogar zum Tode führen kann.

Für solche Fälle ist daher ein Gerät wünschenswert, das sofort einsetzbar und einfach zu bedienen ist und die geforderte Sauerstoffversorgung der Organe ermöglicht.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der der Oxygenator und das Schlauchsystem erfindungsgemäß bereits mit einer Infusionslösung vorgefüllt sind, erfüllt diese Anforderungen. Die Vorrichtung ist sofort über je einen venösen und einen arteriellen Katheter an den Patienten anschließbar. Dabei können die Schläuche der Vorrichtung mit den Systemkomponenten und untereinander fest und keimdicht verbunden sein. Außerdem können die freien Schlauchenden zum Anschließen eines Patienten zweckmäßigerweise verklebt oder verschweißt sein. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Gesamtvorrichtung auch bei längerer Lagerungszeit absolut dicht ist und keine Keime eindringen können. Diese Vorsichtsmaßnahme ist insbesondere bei mit wäßrigen Lösungen gefüllten Systemen geboten.

An den Oxygenator kann auch ein Wärmetauscher angeschlossen sein. Auf diese Weise kann die Vorrichtung auch für den allgemeinen Notdienst eingesetzt werden. Die Erwärmung des Patientenblutes durch den Wärmetauscher bietet insbesondere bei der Versorgung von stark unterkühlten Patienten nach Lawinenunglücken oder Schiffbrüchen Vorteile. Für den allgemeinen Notfall-Einsatz ist es außerdem vorteilhaft, wenn eine Pumpe fest am Oxygenator angeschlossen ist und im Schlauchsystem ein venöses Blutreservoir, vorzugsweise aus flexiblem Material, sowie ein arterielles Blutfilter angeordnet sind. Das Blutreservoir dient hierbei als Puffer. Dadurch werden Probleme mit der Dichtigkeit bei Temperaturschwankungen, z. B. während der späteren Sterilisation, vermieden und die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht. Das Blutfilter dient der Elimination von eventuell auftretenden Luftblasen im Flüssigkeitskreislauf, die vor allem beim Anschluß des Patienten auftreten können, sowie dem Zurückhalten von Blutkonglomeraten.

Der Oxygenator und das vormontierte Schlauchsystem müssen vom Hersteller in vorgefülltem und sterilisiertem Zustand bereitgestellt werden. Hierbei können für die Sterilisation zweckmäßigerweise Gamma-Strahlen eingesetzt werden.

Als Oxygenator kann kein herkömmlicher Kapillar-Oxygenator mit poröser Membranstruktur eingesetzt werden. Statt dessen ist der Einsatz eines Membran-Oxygenators mit dichten Membranen vorgesehen. Bei einem vorzugsweise einsetzbaren solchen Membran- Oxygenator sind diese nicht-porösen, gasdurchlässigen Membranen auf der Ober- und Unterseite von porösen Metallscheiben aufgebracht, wobei die Metallscheiben der Gaszufuhr und der Stabilisierung der Membranen dienen.

Der Membranoxygenator beschriebener Bauart ist so aufgebaut, daß die mit der Membran beschichteten Metallscheiben mit definiertem Abstand voneinander zu einem Stapel mit für den Gastransport ausreichender Membranfläche angeordnet sind.

Die herkömmlichen Kapillar-Oxygenatoren mit einer Vielzahl von Kapillaren aus einem hydrophoben Material haben den Nachteil, daß über einen längeren Zeitraum keine absolut dichte Trennung von Gas- und Flüssigkeitsbereich des Oxygenators möglich ist. Würden solche Oxygenatoren bereits vorgefüllt, würde bei längerer Lagerung Flüssigkeit in den Gasbereich eindringen. Dieser Effekt ist bereits bei länger dauernden Operationen zu beobachten, bei denen Blutplasma beginnt, durch die Poren der Kapillaren des Oxygenators hindurchzudringen. Diese Probleme bestehen aus dem o.g. Membran-Oxygenator nicht, wobei sich der Einsatz von Silikon-Membranen als besonders vorteilhaft erwiesen hat.

Für den mobilen Einsatz kann die Vorrichtung auch mit einer batteriegetriebenen Pumpe und einem Sauerstoffgenerator ausgerüstet sein. Eine derartig ausgerüstete Vorrichtung kann dann auch in einem Notarztwagen oder einem Rettungshubschrauber mitgeführt werden und die Versorgungslücke des Patienten zwischen Notfall-Eintritt und definitiver Versorgung schließen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine schematische Kreislaufdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Oxygenator mit Wärmetauscher,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 vergrößert dargestellte Detailansicht des Oxygenators.

Im in Fig. 1 dargestellten Kreislauf ist ein Oxygenator 10 mit einem Wärmetauscher 11 enthalten, der über Schläuche 12 und 13 mit einem venösen Blutreservoir 14 und einem arteriellen Blutfilter 15 verbunden ist. Die Schläuche 12 und 13 sind dabei mehrteilig ausgebildet, wobei die einzelnen Teile durch Verbindungsstücke 16-19 miteinander verbunden sind. Mit dem Oxygenator 10, dem Wärmetauscher 11, dem Blutreservoir 14 und dem Blutfilter 15 sind die Schläuche jeweils durch Verkleben fest verbunden. In das Blutreservoir 14 mündet außerdem ein freies Schlauchende 20, dessen Endstück 21 verschweißt ist. An dieses Endstück 21 kann ein Katheter angeschlossen werden, der in eine Vene eines Patienten eingeführt werden kann. Im Blutreservoir 14 wird dieses venöse Blut zwischengespeichert. Das Blutreservoir 14 besteht aus einem flexiblen Beutel und kann dadurch Druckschwankungen im Kreislauf gut ausgleichen. Vom Blutreservoir 14 gelangt das venöse Blut über die Schlauchleitung 12, wobei zwischen den Verbindern 16 und 17 der Anschluß einer Umwälzpumpe einer Herz-Lungen-Maschine vorgesehen ist, in den Wärmetauscher 11 und anschließend in den Oxygenator 10, wo dem Blut Sauerstoff zu- und Kohlendioxid abgeführt wird. Anschließend verläßt das nun sauerstoffangereicherte Blut den Oxygenator 10 über die Schlauchleitung 13 und wird dem Blutfilter 15 zugeführt, das eventuell im Blut enthaltene Luftblasen oder trombogene Blutbestandteile zurückhält. An das Blutfilter 15 ist ebenfalls ein freies Schlauchende 22 angeschlossen, dessen Endstück 23 wiederum verschweißt ist. An dieses Endstück 23 wird ein Katheter angeschlossen, der in eine Arterie des Patienten eingeführt wird und durch den das mit Sauerstoff angereicherte und temperierte Blut dem Patienten wieder zugeführt wird. Zwischen dem Blutfilter 15 und dem Blutreservoir 14 ist außerdem eine Kurzschlußschlauchleitung 24 zu einer bedarfsweisen Entlüftung des Blutfilters 15 während des Einsatzes am Patienten vorgesehen, wobei möglicherweise auftretende Luftbläschen über einen in der Leitung 24 eingebauten Dreiwegehahn 39 oder direkt in das Blutreservoir 14 abgeführt werden. Über das Schlauchende 22 wird das sauerstoffangereicherte Blut wieder dem Körper des Patienten zugeführt.

Im ungebrauchten Zustand sind der Oxygenator 10, der Wärmetauscher 11, das Luftfilter 15 und das Blutreservoir 14 sowie sämtliche Schlauchleitungen 12, 13, 20, 22 und 24 mit einer Infusionsflüssigkeit vorgefüllt und sterilisiert. Nach Abtrennen der beiden verschweißten Endstücke 21 und 23 der Schläuche 20 und 22 und Anordnung von Kathetern an diese Schlauchenden 20, 22 ist die Vorrichtung damit sofort zur Sauerstoffversorgung des Blutes des Patienten einsatzbereit.

Der Aufbau eines für eine solche vorgefüllte Vorrichtung einsetzbaren Oxygenators 10 mit angeschlossenem Wärmetauscher 11 ist in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt. Der Wärmetauscher 11 besteht aus einem zylindrischen Körper 25, in dem eine Vielzahl von Kapillaren 26 in Achslängsrichtung eingesetzt sind. In seinem oberen Bereich weist der zylindrische Körper 25 eine Bluteinlaßöffnung 27 auf, an die das Schlauchstück 12 nach Fig. 1 angeschlossen ist. Von dort gelangt das Blut durch die Kapillaren 26 zu einem Verteiler 28 im Oxygenator 10. In einem Hohlraum 29 zwischen der Innenwandung des zylindrischen Körpers 25 und den Außenflächen der Kapillaren 26 wird dabei vorgewärmtes Wasser umgewälzt, das über einen Einlaßstutzen 30 zugeführt und über einen Auslaßstutzen 31 wieder aus dem zylindrischen Körper 25 abgeführt wird. Das durch dieses vorgewärmte Wasser ebenfalls angewärmte Blut gelangt anschließend im Oxygenator 10 vom Verteiler 28 aus in aus Fig. 3 besser ersichtliche Zwischenräume 32 zwischen membranbespannten Metallplatten 33. Die Metallplatten 33 bestehen dabei aus einem porösen Material, das damit gasdurchlässig ist. Die Membranen sind ebenfalls gasdurchlässig aber flüssigkeitsdicht. Die einzelnen Membranplatten 33 sind parallel zueinander und übereinander an einem in einer Bohrung 35 geführten Dreikantstift 36 befestigt. In die Bohrung 35 mündet außerdem ein Anschluß 34, über den Sauerstoff in den Hohlraum zwischen Bohrung 35 und Dreikantstift 36 und von dort seitlich in die Membranplatten 33 geleitet wird. Von dort diffundiert der Sauerstoff über die Membranoberflächen der Platten 33 in das Blut. Gleichzeitig diffundiert Kohlendioxid aus dem Blut ins Innere der Membranplatten 33 und wird von dort über einen zweiten Anschluß 37 am Oxygenator wieder abgeführt. Nach diesem Gasaustausch gelangt das mit Sauerstoff angereicherte Blut über einen Auslaß 38, an den das Schlauchstück 13 der Vorrichtung nach Fig. 1 angeschlossen ist, wieder aus dem Oxygenator heraus. Die Membranplatten 33 des Oxygenators 10 zeichnen sich dabei durch absolute Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten aus, so daß auch bei längeren Lagerzeiten der vorgefüllten Vorrichtung nach Fig. 1 kein Eindringen von Infusionsflüssigkeit ins Innere der Platten 33 und damit in den Gasbereich des Oxygenators 10 zu befürchten ist. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können somit in größeren Stückzahlen bevorratet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung mit einem Blut-Oxygenator, insbesondere für den Einsatz bei akuter Herz-Insuffizienz, mit einem an den Oxygenator (10) angeschlossenen Schlauchsystem (12, 13, 20, 22, 24), das zwei freie Schlauchenden (20, 22) zum Anschluß eines Patienten aufweist, und mit einem Pumpenanschluß (16, 17) und einem Gasanschluß (34, 37) am Oxygenator (10), dadurch gekennzeichnet, daß der Oxygenator (10) und das Schlauchsystem (12, 13, 20, 22, 24) mit einer Infusionslösung vorgefüllt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (12, 13, 20, 22, 24) mit den Systemkomponenten (10, 11, 14, 15) und untereinander fest und keimdicht verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Schlauchenden (20, 22) zum Anschließen eines Patienten verklebt oder verschweißt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Oxygenator (10) ein Wärmetauscher (11) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe fest am Oxygenator (10) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlauchsystem (12, 13, 20, 22, 24) ein venöses Blutreservoir (14), vorzugsweise aus flexiblem Material, sowie ein arterielles Blutfilter (15) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanordnung mittels Gamma-Strahlen sterilisiert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxygenator gasdurchlässige Membranen aufweist, die auf mehreren, beabstandet voneinander angeordneten porösen Metallscheiben (33) aufgebracht sind, wobei die Metallscheiben (33) der Gaszufuhr und der Stabilisierung der Membranen dienen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen aus Silikon bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß sie für den mobilen Einsatz mit einer batteriebetriebenen Pumpe und einem Sauerstoffgenerator ausgerüstet ist.