MXPA96004267A

MXPA96004267A - Dispositivo para el tratamiento de liquidos, enparticular, sangre

Info

Publication number: MXPA96004267A
Application number: MXPA/A/1996/004267A
Authority: MX
Inventors: Eilers Rolf; Hildinger Karlheinz; Muckter Helmut
Original assignee: Medos Medizintechnik Gmbh
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1997-08-01

Abstract

La presente invención se refiere a dispositivo para el tratamiento de líquidos, en particular, sangre, con varias cámaras constituídas por tubos dispuestos unos dentro de otros y que presentan una entrada y una salida, en las que están dispuestas membranas de cámaras huecas en tanto que las cámaras están conectadas entre síde manera que la entrada y la salida están dispuestas de tal modo, que en las cámaras se genera un flujo en la dirección longitudinal de los tubos;caracterizado por:varios tipos de membranas de cámaras huecas colocadas en las cámaras individuales;una tapa superior y una inferior con conexiones;y nervaduras que se extienden axialmente, desde la tapa superior hacia los tubos, de tal modo que fluyen diferentes medios a través de las membranas de cámaras huecas.

Description

M E M O R I A D E S C R I P T I VA La invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de líquidos, en particular, sangre, con varias cámarao constituidas por tubos dißpueßtos unos dentro de otros b y que presentan una entrada y una salida, en laß que están dispuestas membranas de cámaras huecas. Un dispositivo acorde con dicho concepto es conoci o a través de la US-Patent 527004. En el dispositivo allí dcs- cripto, la sangre fluye a través de una entrada de oanqre dis- 0 puesta centralmente en el piso al dispositivo y radialmente a través de agujeros en una pared tubular porosa a una cámara anular que rodea a esta pared tubular, en la que estén dispuestas membranas de fibras huecas por donde circula un )íq?ido calefactor. A continuación, la sangre sigue fluyendo Ib • través de aberturas de un segundo tubo a otro espacio hueco, en el que están dispuestas membranas de fibras huecas por Jas que c rcula un gas. Eßtc espacio está rodeado por una tercera pared anular permeable a líquidos, por la que circula radi al- ßwnte la sangre a un canal colector de forma, anular, y de allí a la saJ da de sangre. Eßtc dispositivo se adecúa para la atemperación y la oxigenación de sangre, y se destaca por su construcción compacta. Sin embargo, se puede notar, a partir de la construcción del equipo, que la principal dirección de la corriente 2b sanguínea corre en diagonal desde la entrada centra] en la parte inferior hacia la salida en el sector perimetral de la parte superior del dispositivo, por lo que se debe esperar la Lormacíón de zonas muertas en los sectores superior medio e inferior externo. En la práctica se dan, entonces, distintas "j velocidades de circulación, las que van disminuyendo de una velocidad de circulación máxima en el sector de las diagonales deßcriptaß hacia la de laß zonas muertas. Además se generan fácilmente filtraciones debido a la formación de canales por tolerancias en el acabado. ?citas distintas velocidades de 0 circulación llevan a una transferencia da materia y de calor diferenciadas entre laß membranas de cámaras huecas y .la sangre, y así a un rendimiento de tranßferencia restringido. Por ello, la invención tiene como objetivo el proponer un dispositivo y una aplicación del mismo que :?» posibilita una circulación, en lo posible, uniforme. Bate objetivo se resuelve con un dispositivo acorde con este concepto, en el que las cámaras están enlazadas entre si de manera que la entrada y la salida están dispuestas de tal modo, que en las cámaras se produce una circulación en el 70 sentido longitudinal de los tubos. Mientras que en el estado actual de la técnica domina una c rculación radial a través de los tubos, con el díopositlvo acorde con la invención se fuerza una dirección de circulación axial. Esto se logra porque las cámaras solo ¿s tienen aiempre en sus extremos una entrada o una salida.

Debido a ello, el flujo de fluido completo guiado en las cámaras se ve íorzado a circular en la dirección longitudinal en cada cámara, antes que pueda salir del dispositivo. Para esto, el líquido puede ser conducido tanto por lar. cámaras como por laß membranas de cámaras huecas. Una forma de construcción particularmente compacta del dispositivo se logra cuando el tubo de la pared externa de una cámara interna forma la pared interna de una cámara externa. Por ello, las cámaras están dispuestas, ndividual- mente, directamente una junto a la otra, con lo que se ahorra material y se disminuye el volumen constructivo. Además, el modo de construcción compacto produce un acortamiento de los canales de comunicación entre laß cámaras. También se alcanza una construcción simplificada y un acortamiento de los canales de comunicación porque laß cámaras poseen esencialmente la misma longitud. Preferentemente, laß membranas de cámaras huecas dispuestas en las cámaras poseen también esencialmente la misma longitud. Eßto simplifica la construcción del dispositivo y posibilita una fabricación económicamente conveniente, ya que la colada y el corte de las membranas de cámaras huecas dispuestas en las cámaras pueden proceder siempre en un solo paso de fabricación. La forma compacta de construcción no posee solo ventajaß tccnológicaß constructivas, sino que lleva también a b una disminución del volumen a desplazar, es decir, el volumen de aire que se debe despla2ar en el primer llenado del dispositivo por el líquido ingresante. Eß conveniente que los tubos estén conformados de una forma levemente cónica. Eßto conduce a una fabricación por colada económicamente conveniente. Además se reducen así las íuerzaß de frotamiento en el montaje de los elementos individuales del dispositivo, y con ello la solicitación mecán ca de laß fibras durante el montaje. A los fines de minimizar laß tensiones de corte en eJ sector de la entrada, una forma de realización ventajosa de la invención presenta un ciclón. Además de eßto, c) ciclón previsto en la entrada permite eliminar laß burbujas de aire de la sangre, ya en la misma entrada. Una integración economizadora de espacio del ciclón en el dispositivo se logra porque el ciclón está dispuesto, a lo menos parcialmente, en un. tubo. Seto conduce a caminos cortos de circulación sanguínea, y a una construcción compacta del dispositivo. B ventajoso que la salida eßté conformada como canal anular, con un perfil que va aumentando en la dirección de la circulación. Bato permite, con un volumen a desplazar mínimo, una evacuación cuidadosa de la última cámara recorrida hacia la salida Sn cada cámara se disponer distintos tipos de membranas de cámaras huecas. En principio, también es posible colocar distintos tipos de membranas de cámaras huecas en una cámara. Estas pueden ser recorridas por distintos medios mediante una conformación adecuada de laß conexiones. Las membranas de cámaras huecas pueden estar constituidas por placas de membrana o, preferentemente, por fibras huecas. Sin embargo, una construcción simple del dispositivo prevé proveer a una cámara con membranas de cámaras huecas pasibles de ser recorridas por líquidos, para atemperar la san gre. y a otra cámara con membranas de cámaras huecas pasibles de ser recorridas por gases, para oxigenar la sangre. Aquí es ventajoso atemperar en una primera instancia la sangre, y a continuación oxigenarla, a los efectoß de que la oxigenación pueda ser realizada en condiciones de temperatura uniforme. Dado que la solubilidad de los gases en la sangre y en otros líquidos depende de la temperatura, eß importante que la sangre sea oxigenada a la temperatura con la que ingresará al cuerpo. Cuando la sangre se calienta luego de ser oxigenada, se corre el riesgo de que se supere el grado da saturación y se produzcan embolias en el cuerpo por medio de las burbujas de aire libres. Dado que, ußualmente, eß necesaria una mayor ßuperticie de intercambio entre la membrana y la sanqrc en el oxigenador que en el intercambiador de calor, eß conven ente dißponer radialmente el oxigenador por afuera del interca bia- dor de calor. A los efectos de ograr una rápida oxigenación de la sangre que fluye a través del dispositivo, se sugiere disponer membranas de fibras huecas porosas en una cámara, l'ara ello 3ß pueden emplear como membranas de fibras huecas disrintoo materiales para membranas, de acuerdo con el campo s de aplicación del dispositivo, y queda librado al criterio del ußuario el conducir el líquido a tratar por las membranas y el tlu)do de tratamiento, es decir, líquidos o gases, por laß cámaras, o el líquido a tratar por laß cámaras y el fluido de tratamiento por laß membranas de cámaras huecas. Además, de acuerdo al campo de aplicación, las cámaras pueden ser recorridas en paralelo o en serie. Una aplicación ventajosa del dißpoßítivo dcßcripto prevé que por laß cámaras se conduzca sangre, por una parte de las membranas de cámaras huecas un líquido de temporizado y, ir> por otra parte de laß membrana» de cámaras huecas, un gas. La conducción de la sangre a través de laß cámaras permite, en el dispositivo acorde con la invención, una minimización del volumen a desplazar y un transporte cuidadoso de la sangre. ?l mismo tiempo, la solicitación de las membranas de cámaras hue- 20 cae por medio de distintos medios posibilita un condicionamiento definido del líquido conducido a travéß del dispositivo. En el dibujo se representa un ejemplo de reali ación del dispositivo acorde con la invención, el que se describe a 2b continuación con más detalle.

Allí muestran: fíq. 1- un corte axial a través de un dispositivo acorde con la invención, fig. 2- una vista superior del dispositivo según la flg. 1, fig. 3- un corte a través del. dißpositivo de la fiy. i a lo largo de la línea III-III, y fig. 4- una vista inferior del dispositivo. Bl dißpositivo 1 eß adecuado para atemperar y oxigenar sangre, y se designa en la práctica como oxigenador -intercambiador de calor. Consiste esencialmente en tres tubos 7, .1, 4 d spucstoß coax almente, que limitan entre ellos una cámara interna 5 y una cámara externa 6. Los extremos de la cámara interna 5 y de la cámara externa € están cerrados por una masa de fundición 7 que soporta membranas de fibra hueca dispuestas en laß cámaras 5, € da tal manera, que las aberturas de las membranas da fibra hueca quedan por fuera de las cámaras. Jos tubos 2 . 3 y 4 está conformados ligeramente cónicos, de manera que su corte en la paxte superior 10 es mayor que en la parte inferior 11 del dißpositivo 1. .¡I tubo interno 2 rodea a un espacio hueco 12, en cuyo lado superior sß dispone un ciclón 13. ?ßte ciclón 13 posee una entrada que forma la entrada de sangre 14, y tiene una salida 15, que la conduce a la cámara interna S por el extremo superior del tubo interno 2.

En la parte inferior de laß cámaras 5 y € están previstas, en el tubo medio 3, aberturas 16 que comunican la cámara interna 5 con la cámara externa 6. El tubo externo 4 se amplia radialmente en el extremo superior en un sector p«rimetral 17, para terminar en forma de espiral en una salida de sangre 18. El lado superior 10 del dispositivo 1 está cerrado por una tapa superior 19, y el lado inferior 11 por una tapa inferior 20. Kn la tapa superior 19, la entrada de sangre está dlßpucßta de tal manera, que el ciclón 13 eß acometido tan-genclsimante . Además, en el punto superior del ciclón 13 está previßto un venteo 21, con el que se puede extraer el aire que se forma en el ciclón 13. También eßtá dispuesta una entrada da gaß 22 (ver fig. 2) en la tapa superior 19, la que conduce a un ßßpacio de gaß limitado por la tapa 19 y la masa de fundición 7. loe puenteß 24, 25 que se extienden axialmente desde la tapa 19 hacia loe tubos 2 y 3 limitan un espacio de líquido 26, que actúa desviando el agua conducida en las membranas de fibras huecas 9 de laß cámara interna 5. La tapa inferior 20 presenta una salida de gaß 27, que desemboca, en forma de tubo guiado axialmente, en un espacio de gaß 78 formado entre la tapa inferior 20 y la masa de fundición 7, por debajo de la cámara 6. La tapa inferior pre- oenta, además, un canal anular 30 interrumpido por doo placas 29 (la otra placa está retirada en la representación), en la que desemboca, en un lado, una entrada de agua 31 y, en otro lado, una salida de agua 32. Además, el dispositivo 1 presenta en el extremo superior de la cámara externa (>, enfrentado con la salida de sangre 38, una abertura de temperatura 33, en la que pe puede dißµoner una sonda de medición de temperaturas, y que Fie puede emplear también como venteo. También en el extremo superior de la cámara externa 6, pero directamente por encima de la salida da sangre 18, existe otra salida de sangre 34, prevista para una 1 inca de rßcirculación, a través de la cual se puede enviar una corriente sanguínea en bypaßß a un reservorio (no representado) . En el lado inferior da la salida 18 está prc-vißta una abertura para tomar mues ras 35, por la que se pueden extraer muestras o introducir aparatos de medición. En la Bal i da de gaß 27 está previsto un acople de conexión 36, a los efectos de medir, del lado del gaß, temperatura o presión. Bnírentado con la salida de gas 27, en el espacio de gas 78, está prevista una abertura de presión 37, la que est cerrada con un tapón 38. Esta abertura de presión 37 está conformada de tal manera, que se abre con una sobrepreßión del lado del gas. Una abertura compensadora 39 en el extremo inferior del espacio hueco 12 en la tapa 20 actúa compensando laß presiones en este espacio hueco 12. Para operar el dispositivo 1, se conduce una corriente de agua caliente por la entrada de agua 31, ubicada a un lado del canal anular 30, y desde allí a la primera mitad de laß membranas de fibras huecas 9 dispueßtaß en la cámara interna b. En laß membranas de fibras huecas 9, el agua asciende hasta el espacio de líquido 26 en la tapa superior 19, donde se distribuye y fluye nuevamente hacia abajo, por el resto de laß membranas de fibras huecas 9 de la cámara interna b, al otro lado del canal anular 30, donde abandona el dißpsßitivo a través de la salida de agua 32. El gaß fluye al espacio de gaß superior 23 en la tapa ßuperior 19 a través de la entrada de gaß 22, y desde allí, por laß membranas de fibras huecas 8 de la cámara externa 6 hacia el espacio d« gas inferior 28 de la tapa inferior 20 del dißpositivo 1, de donde abandona el diopositi-vo a travéß de salida de gas 27. La sangre fluye a través de la entrada de sangre 14 al ciclón 13, circula en el ciclón 13 hacia abajo en forma de eßpiral y llega, por la salida, a la cámara interna 5. ?llí la sangre circula a lo largo de laß membranas de fibras huecas 9, donde es temperada correspondientemente con la temperatura del agua conducida por laß membranas de fibras huecas 9. Kn el extremo inferior de la cámara 5 está previstas aberturas 16, a travéß de laß cuales fluye la sangre a la cámara 6, para circular allí hacia arriba a lo largo de laß membranas de fibras huecas 8, laß que conducen gas. Con eßto se enriquece la sangre con oxígeno. Cuando la sangre alcanza el extremo superior de la cámara externa 6, fluye circ?larmßnte hacia una salida de sangre 18, donde abandona el dispositivo 1. La cámara interna 5 y la cámara externa G están provistas siempre con aberturas en ßu extremo superior, de manera que, por medio de eßtaß aberturas, se pueda evacuar el aire aßcendente de las cámaras. El aire de la cámara 5 fluye por la salida 15 al ciclón 1.3, y deßde allí abandona el dißpositivo a través del venteo 21, y el aire de la cámara 6 abandona el dispositivo a través de la abertura de temperatura 33 o de la otra salida de sangre 34. De esta manera se asegura un venteo óptimo, tanto durante el primer llenado, como durante la operación del dispositivo.

Claims

R E I V I ND C C I ONE S 1- Un dißpoßitivo para el tratamiento de líquidos, en particular, sangre, con varias cámaras (5, 6) constituidas por tubos {2, 3, 4) dispuestos unos dentro de otros y que 5 presentan una entrada (14) y una salida (18) , en laß que están dispuestas membranas de cámaras huecas (8, 9) , caracterizado porque laß cámaras (5, 6) están enlazadas entre ßí de manera que la entrada (14) y la salida (18) eßtán dispuestos de tal modo, que en laß cámaras (5, 6) se produce una circulación en 0 el sentido longitudinal de los tubos (2, 3, 4). 2- Un dißpoßitivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo (3) forma la pared externa de la cámara interna (5) y la pared interna de la cámara externa («). 1S 3- Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las cámaras (5, 6) poseen esencialmente la misma longitud. * 4- Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque lan membra- ?0 naß de cámaras huecas (8, 9) poseen esencialmente la misma longitud. 5- Un dißposi ivo de acuerdo con una de laß reivindicaciones anteriores, caracterizado porque loe tubos (2, 3, 4) poseen una conformación ligeramente cónica. 2J' 6- Un dißpoßitivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la entrada de sangre (14) presenta un ciclón (13) . 7- Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindi aciones anteriores, caracterizado porque el ciclón 5 (13) está dispuesto, a lo menos parcialmente, en un tubo (2) . 8- Un dißpoßitivo de acuerdo con una de laß reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la salida de sangre (18) eßtá conformada como canal anular con un perfil que va aumentando en la dirección de la circulación. 10 9- Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una cámara (6) eßtán dispuestas membranas de cámaras huecas (8) porosas . 10- La aplicación de un dispositivo (1) de acuerdo ] "j con una de laß reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque por laß cámaras (5, 6} se conduce sangre, por una parte de las membranas de cámaras huecas (9) un líquido de temperizado y, por la otra parte de las membranas de cámaras huecas (8), ?n gaß. R E S U M E N El dispositivo consta de varias cámaras, constituidas por tubos dispuestos unos dentro de otros, en los que se encuentran membranas de fibras huecas. De acuerdo con invención, estas cámaras o membranas de fibras huecas están enlazadas entre sí de manera que la entrada y la ßal ida están dispuestas de tal modo, que »n laß cámaras se produce una circulación en el sentido longitudinal de los tubos. De eßta forma se evitan las zonas muertas en laß cámaras.