FI61808B - Anordning foer diffusion av aemnen mellan tvao fluida via semipermeabla membran - Google Patents

Description

UiWnn ΓβΙ m,KUULUTUSJULKAISU / <ι λλ η •&Γ& lJ ( υ UTLÄGGNINGSSKRIFT OlöUÖ c (45) Patentti zyir.mlty 11 10 19?" iPatent meddelat V y (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 A 61 M 1/03, B 01 D 13/00 SUOMI —FINLAND (21) Pit.nttlhakemu» — Pat.ntansttknlng ibO/^h (22) Hak.mlapilvl— Anaökningsdag 12.03* Jb (Fl) (23) Alkupäivä — Glltlghetsdag 12.0 3 · 7** (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 22.09-7**

Patentti· ja rekisterihallitut /44) NUitivtkalpanon ja kuuLJulIcalaun pvm. — 30.06.82

Patent· och registerstyrelsen Anaökan utlagd och utLtkrlftan publlcerad (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkeu»—Begird prioritet 21.03*73

Ruotsi-Sverige(SE) 39^89/73 (71) AB Gambro, Magistratsvägen l6, Lund, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Gerhard Riede, Eslöv, Ruotsi-Sverige(SE) (7M Oy Kolster Ab (5M Laite aineiden diffusoimiseksi kahden nesteen välillä puoliläpäisevien kalvojen kautta - Anordning för diffusion av ämnen mellan tva fluida via semipermeabla membran

Keksinnön kohteena on laite aineiden diffusoimiseksi kahden nesteen välillä puoliläpäisevien kalvojen kautta, jotka kalvot on sijoitettu pareittain välilevyjen väliin vähintään kahden tällaisen levyn ja mainittujen kalvojen muodostamaan pinoon, jolloin jokaisessa levyssä on kummassakin päässä sekä tulo- että menoaukot, jotka toimivat niiden kahden nesteen läpikulkukanavina levyjen ja kalvojen muodostaman pinon läpi, joista nesteistä ensimmäinen johdatetaan kalvoparin kalvojen väliin ja toinen neste tämän kalvoparin ulkopintojen ja niitä lähinnä olevien välilevyjen väliin.

Keksinnön mukainen laite on etupäässä tarkoitettu käytettäväksi nk. keinomunuaisena, eli veren puhdistamiseen dialyysin avulla. Ammattimiehelle on kuitenkin selvää, että keksinnön mukaista laitetta voidaan käyttää myös muihin tarkoituksiin, esim. muiden nesteiden puhdistukseen tai nesteiden hapettamiseen. Viimeisessä tapauksessa tapahtuu happikaasun diffuusio kalvon toiselta puolelta saman kalvon toisella puolella olevaan nesteeseen, esim. vereen. Nesteellä tarkoitetaan siis tässä kuvauksessa sekä kaasua että nestettä.

2 61 808

Keksinnön mukaisen laitteen lähemmät tunnusmerkit käyvät selville seuraavista patenttivaatimuksista. Kuten on mainittu, on keksinnön mukainen laite etupäässä tarkoitettu veren puhdistamiseen. Keksintöä kuvataan siksi seuraavassa viittaamalla veren dialyysiin. Veren puhdistamista varten olevan ajanmukaisen dialyysilaitteen, eli keinomunuaisen on täytettävä useita ehtoja. Tämän keksinnön mukaisen munuaisen kehittämisessä on pyritty täyttämään näistä ehdoista niin monta kuin mahdollista. Esimerkkinä ehdoista, jotka pitää täyttää, voidaan mainita seuraavat.

Dialyysitehon on oltava hyvä käytettäessä myös hyvin pieniä ve-rimääriä.

Virtausvastuksen verikanavissa on oltava minimaalinen, jotta mahdollisesti voidaan välttää veripumpun käyttö.

Käsittelyn jälkeen jäljellä olevan verimäärän on oltava mahdollisimman pieni, jotta potilaalle ei tarvitse tuoda mitään verilisäystä, ei edes pienintä mahdollista määrää. Jokainen verilisäys aiheuttaa nimittäin hepatiittiriskin potilaalle.

Keinomunuaista käyttävän henkilökunnan ei tarvitse joutua kosketukseen veren eikä puhdistusnesteen kanssa. Myös tässä tapauksessa esiintyy nimittäin hepatiittiriski.

Munuaisen kokonaispainon on oltava niin pieni kuin mahdollista. Munuaiseen kuuluvien yksityiskohtien on oltava valmistettavissa yksinkertaisesti ja halvasti massavalmistuksella siten, että munuainen voidaan heittää pois käytön jälkeen.

Sekä veren että suolaliuoksen läpivirtauksen on oltava tasainen munuaisen koko poikkileikkauksen yli siten, että kaikki veri puhdistuu tehokkaasti. On siis oltava tasainen jakautuminen, erikoisesti verelle, osaksi kunkin kalvoparin välissä, osaksi eri kalvoparien välissä.

Munuaisen on muodostettava täysin suljettu systeemi, mikä voidaan suoraan liittää sopiviin letkuihin, mitkä ovat verta ja puhdistus-nestettä varten. Myös nämä letkut voivat tällöin parhaiten olla kertakäyttöisiä, joten siis koko systeemi voidaan heittää pois käytön jälkeen.

Jotta saadaan aikaan veren tehokas puhdistus ilman, että liian suurta verimäärää tarvitsee ottaa käsittelyyn, täytyy munuaisen muodostua useista osista. Näiden osien käsittelyn täytyy voida tapahtua yksinkertaisella tavalla, samalla kun kaikki riskit veren ja puhdistusnesteen vuodoista kanavien välillä eliminoidaan.

, 61808

Munuaiseen kuuluvat kalvot veren ja puhdistusnesteen erottamista varten täytyy tukea tehokkaasti, jotta rasitus näitä vasten ei tule niin suureksi, että syntyy murtumavaara.

Erikoisesti saavutetaan keksinnöllä hyvin tehokas puhdistusnesteen jako ja tämä ilman, että mitään suolanjakolaattoja tarvitsee käyttää, kuten vastaavissa, aikaisemmin tunnetuissa laitteissa.

Yllä mainitut ehdot sekä joukon muita ehtoja täyttää seuraavassa kuvattava keinomunuainen. Tällöin viitataan oheisiin piirustuksiin, jotka esimerkkinä kuvaavat keksinnön kohteen edullista suoritusmuotoa.

Kuvio IA esittää tällöin kaaviollisesti leikkausta keksinnön mukaisen pitkänomaisen keinomunuaisen toisesta päästä.

Kuvio IB esittää yksityiskohtaista kuvaa kuviosta IA suurennetussa mittakaavassa ja munuaiseen kuuluvat välilevyt ja kalvot erilleeneiirrettyinä.

Kuvio 2 esittää lyhennetyssä tilassa yläpuolelta munuaiseen kuuluvaa välilevyä.

Kuvio 3 esittää samalla tavalla alapuolelta samaa levyä.

Kuvio 4 esittää samalla tavalla lyhennettyä sivukuvaa samasta levystä.

Kuvio 5 esittää yksityiskohtaista leikkausta kuvion 3 linjaa V-V pitkin.

Kuvio 6 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa VI-YI pitkin.

Kuvio 7 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa VII-VII pitkin.

Kuvio 8 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa VIII-VTII pitkin.

Kuvio 9 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa IX-IX pitkin.

Kuvio 10 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa X-X pitkin.

Kuvio 11 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa XI-XI pitkin.

Kuten parhaiten selviää kuvioista IA ja IB, muodostuu tämän keksinnön esimerkkinä esitetty munuainen ylemmästä kiristyslaatasta 10 ja alemmasta kiristyslaatasta 11, jotka pidetään yhdessä kiristyskiskoilla 12. Kiristys-laattojen 10 ja 11 väliin on kiristetty paketti, joka muodostuu identti-sesti tehdyistä välilevyistä 13 ja parittain järjestetyistä kalvoista 14. Äärimmäisinä rajoittavat tätä pakettia ylempi sulkulevy 15 ja alempi sul-kulevy 16. Sisäkanavalla 18 varustetun nipan 17 kautta tuodaan suolaliuos.

Tämä kanava ulottuu koko välilevyjen ja välissä olevien kalvojen muodostaman paketin läpi.

Samalla tavalla tuodaan veri toisen nipan kautta. Koska menetelmä veren tuomiseksi ei kuitenkaan muodosta mitään erikoista osaa tästä keksinnöstä, ei sitä lähemmin esitetä. Se voi tapahtua esimerkiksi samalla tavalla, kuin esitetään ruotsalaisessa patenttihakemuksessa 5474/72 tai jommassa kummassa ruotsalaisista patenttijulkaisuista 218 441 ja 314 167.

Suolaliuoksen virtaustie selviää parhaiten kuviosta IB, Läpikulkukana- 4 61808 vasta 18 virtaa liuos radiaalisesti järjestettyjen sisempien jakokanavien 19b ja 19c läpi. Kanavat 19b ja 19c on tällöin järjestetty välilevyn vastakkaisiin päihin sen alasivulle ja vastaavasti sen yläsivulle läpikulkuka-navasta 18 lähtien. Sen sijoituksen aikaansaamiseksi, mikä esitetään kuviossa IB, on tällöin joka toinen välilevy kierretty 180° kääntämättä, eli koko ajan sama sivu ylöspäin.

Kanavista 19b ja 19c virtaa suolaliuos välilevyn läpäisevien sisempien sivukanavien 20 läpi levyn vastakkaiselle puolelle. Sivukanavista 20 virtaa neste sitten edelleen radiaalisesti järjestettyjen ulompien jakokanavien 21a ja 21d läpi. Kanavat 21a ja 21d on tällöin järjestetty välilevyn vastakkaisiin päihin sen yläsivulle ja vastaavasti sen alasivulle. Kanavien 21a ja 21d ulkopuolella on ulommat, levyn lävistävät lisäkanavat 22. Tämän ansiosta voi neste kanavista 21a ja 21d virrata edelleen pitkin levyn molempia ulkosivuja.

Jotta suolaliuos ei virtaa kalvojen 14 väliseen välitilaan, on sisem-mät rengasmaiset tiivistyspalteet 23a sekä ulommat, samoin rengasmaiset tiivistyspalteet 24c. Nämä tiivistyspalteet on järjestetty toimimaan yhdessä ulompien, sileiden, rengasmaisten tiivistyspintojen 25b ja sisempien, samoin rengasmaisten tiivietyspintojen 26d kanssa. Kuten parhaiten selviää kuviosta IB, on esimerkiksi ulompi rengasmainen tiivistyskappale 24c tarkoitettu toimimaan yhdessä ulomman, sileän, rengasmaisen tiivistyspinnan 25b kanssa. Samalla tavalla on sisempi tiivistyspalle 23a yhteistoiminnassa sisemmän tiivistyspinnan 26d kanssa.

Kirjaimet a, b, c ja d esittävät siis identtisesti tehtyjen välilevyjen neljää eri pintaa. Jos nyt kuvio IB esittää neljää ylintä välilevyä munuaisessa sen toieessa päässä, niin saadaan ylhäältä laskettuna seuraava sarja pintoja a, b, c, d, a, b, o, d. Munuaisen vastakkaisessa päässä on sen sijaan olennaisesti samalla tavalla tehty lähtöaukko, mutta siinä ylimpiä pintoja esittää sarja c, d, a, b, c, d, a, b. Täesä vastakkaisessa päässä on siis nippaa 17 vastaava nippa, joka toimii puh-distusnesteen laskuaukkona.

Kuvioissa 2-4 esitetään välilevyn päitä, nähtynä ylhäältä, alhaalta ja vastaavasti sivulta. Suuri osa välilevyn toimivasta pinnasta on tällöin leikattu pois. Käytännössä on levyn pituus noin 10 kertaa sen leveys. Kuvioissa 2-4 esiintyvät samat merkinnät kuin kuviossa IB. Sen lisäksi esitetään läpimenevät reiät 27, jotka on liitetty veren tulojohtoon ja meno-johtoon. Näitä reikiä 27 ympäröivät rengasmaiset tiivistyskappaleet 28 ja 29. Näiden palteiden ohi johdetaan veri erikoisten, kalvojen väliin järjestetty- 5 61808 jen verenjakonappien avulla, jotka eivät muodosta mitään osaa tästä keksinnöstä, ja niitä ei siksi esitetä. Veri, joka täten johdetaan kalvojen väliin, johdetaan sitten edelleen verenjakokanavien 30 kautta ulos levyn toimivalle pinnalle 31· Numerolla 32 merkitään upotuksia, jotka on tarkoitettu yhteistoimintaan korotuksien 33 kanssa munuaisen asennuksessa. Numerolla 34 merkitään sivulistoja, jotka antavat levyille maljamaisen muodon, joka käy parhaiten selville kuvioeta IA.

Levyn toimiva pinta selviää parhaiten kuviosta 10 ja 11. Nämä pinnat muodostuvat siis joukosta korokkeita 35, joiden välissä on poikittaiset ja pituussuuntaiset kanavat 36 ja 37· Pituussuuntaiset kanavat 37 ovat tällöin jonkin verran syvempiä kuin poikittaiset kanavat 36. Parittain sovitetut kalvot puristetaan korokkeiden 35 välissä yhteen useassa lähellä toisiaan sijaitsevassa kohdassa, joten kalvot tuetaan tehokkaasti, samalla kun veri-kanavat muodostuvat kanavien 36 ja 37 kohdalle.

Numerolla 38 merkitään kuvioissa 2 ja 3 puoliympyrämäistä kanavaa puhdistusnestettä varten. Tämä kanava näkyy myös kuviossa 9, joka esittää leikkausta sekä suolaliuosta varten olevan läpikulkukanavan 18 että verta varten olevan vastaavan kanavan 27 läpi. Kuviossa 3 esitetään myös tiivis-tyspalle 39, mikä näkyy myös kuvioissa 3 ja 10. Tämä tiivistyspalle ulottuu periaatteessa parittain järjestettyjen kalvojen ja välilevyjen koko toimivan pinnan ympäri, mukaanluettuna veren ja suolaliuoksen jakojärjestelyt.

Claims (8)

61808 e

1. Laite aineiden diffusoimiseksi kahden nesteen välillä puoli-läpäisevien kalvojen (14) kautta, jotka kalvot on sijoitettu pareittain välilevyjen (13) väliin vähintään kahden tällaisen levyn ja mainittujen kalvojen muodostamaan pinoon, jolloin jokaisessa levyssä (13) on kummassakin päässä sekä tulo- että menoaukot (27, 28), jotka toimivat näiden kahden nesteen läpikulkukanavina levyjen (13) ja kalvojen (14) muodostaman pinon läpi, joista nesteistä ensimmäinen johdetaan kal-voparin kalvojen (14) väliin ja toinen neste tämän kalvoparin (14) ulkopintojen ja niitä lähinnä olevien välilevyjen (13) väliin, tunnettu siitä, että mainittua toista nestettä varten olevat läpi-menokanavat (18) ympäröidään neljällä välilevyissä (13) olevalla eri tiivistyspinnalla (23a, 25b, 24c ja 26d), joista aina kaksi (23a ja 26d ja vastaavasti 25b ja 24c) on sovitettu toisiaan vasten ja järjestetty pareittain puristamaan tiiviisti yhteen välissä oleva kalvopari (14, 14) eri etäisyyksillä läpimenokanavan (18) keskustasta, samalla kun levyjen pinnoilla olevat avoimet kanavat (19b, 19c, 21a ja 21d) on järjestetty johtamaan mainitun toisen nesteen niiden suhteen levyn vastakkaisella puolella olevien vastaavien tiivistyspintojen ohi ja että ulompien ja sisempien tiivistyspintojen (24c ja 25b sekä vastaavasti 23a ja 26d) väliin on järjestetty levyn lävistävät sisemmät sivukanavat (20) mainittua toista nestettä varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaksi (25b ja 26d) näistä tiivistyspinnoista on sileitä ja samankeskeisesti järjestettyjä läpimenokanavan (18) suhteen suuremmalle ja vastaavasti pienemmälle etäisyydelle sen keskipisteestä, kun taas kaksi muuta tiivistyspintaa (23a ja 24c) on muodostettu rengasmaisiksi tiivistyspalteiksi ja ne sijaitsevat samoilla vastaavilla etäisyyksillä mainitusta keskustasta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu uloimpien tiivistyspintojen (24c ja 25b) ulkopuolelle järjestetyistä, levyn lävistävistä ulommista sivukanavista (22) mainittua toista nestettä varten.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 2-3 mukainen laite, tunnet-t u sisempien tiivistyspintojen (23a ja 26d) suhteen levyn vastakkaiselle sivulle radiaalisesti järjestetyistä sisemmästä jakokanavista (19b ja 19c) mainittua toista nestettä varten. 61 808 7

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen laite, tunnet-t u uloimpien tiivistyspintojen (25b ja 24c) suhteen levyn vastakkaiselle puolelle radiaalisesti järjestetyistä ulommista jakokanavista (21a ja 21d) mainittua toista nestettä varten.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että samanlaisten levyjen (13) ja välissä olevien kalvoparien (14, 14) muodostamassa pinossa on joka toinen levy kierretty 180° kääntämättä siten, että jokainen kalvopari (14, 14) tulee puristetuksi yhteen jokaisen läpimenokanavan (18) vieressä levyn toisen pään alasivun (b tai d) ja viereisen levyn vastakkaisen pään yläsivun (c tai a) väliin.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että samanlaisten levyjen (13) ja välissäolevien kalvoparien (14, 14) muodostamassa pinossa on joka toinen levy kierretty 180° sekä käännetty täysin siten, että jokainen kalvopari puristetaan yhteen jokaisen läpimenokanavan (18) vieressä joko levyn toisen pään yläsivun ja viereisen levyn vastakkaisen pään yläsivun tai levyn toisen pään alasivun ja viereisen levyn vastakkaisen pään alasivun väliin.

8 61 808