NO127605B - - Google Patents

Description

Plateraembranstabel for anvendelse i, en

platedialysator.

Oppfinnelsen vedrbrer en plate-membran-stabel av den art

som er angitt i krav l's ingress.

Dialysatorer har et vidt anvendelsesområde. De anvendes

for separasjon av stoffer som er opplost i væsker, særlig separasjon av kolloider fra tilstedeværende molekylærdispergerte stoffer med mindre tverrsnitt. I andre utforelsesformer kan platedialysatorer benyttes til utveksling av stoffer mellom væsker og gasser, f.eks.

som kunstige lunger, som gassutvekslere, f.eks. i form av kunstige gjeller, eller også som varmeutveksler mellom to strommende media, avhengig av valget av membran som blir innsatt og adskiller de media mellom hvilke der skal foregå en stoffutskiftning eller varmeutveks-

ling.

Et spesielt anvendelsesområde for platedialysatorer er eks-tern hemodialyse. Herved overtar en halvgjennomtrengelig membran opp-gaven til det fysiologiske filter til glomerulonkapillarene. Herved oppstår i henhold til loven for osmose og diffusjon, en stoffutveksling mellom en blodfilm som forefinnes på membranens innerside, og en på den annen side forbistrommende spyleopplbsning. Platedialysatore-nes egnethet som kunstige nyrer blir stadig av storre betydning, derfor skal der i det fblgen.de legges spesiell vekt på en bloddialysator.

For kunstige nyrer er det av vesentlig betydning at i for-ste rekke det volum som blodet skal utfylle, holdes så litet som mulig, og begrense tilleggsutstyr som pumper, varmeanordning og lignende for vesentlig å minske blodtapet, og på den annen side anordne stromnings-veien inne i dialysatoren for derved å oppnå en mest mulig laminær blodstrbm med så kort blodtransportdistanse som mulig, for derved å redusere beskadigelse av blodet.

Det er spesielt vanskelig å holde dialysevæskestrommene i en platedialysator adskilt. Dette kommer ikke minst an på at der i al-le bloddialysatorer brukes cellofan som membranmateriale, som på grunn av svelling ikke lar seg forbinde vannfast med dialysatorplatene ved liming, sveising eller på lignende måte. Ved kjente bloddialysatorer med enkel oppbygning blir blodet ledet inn i et forgrenet kanalsystem i riller i dialysatorplatene som enkelte ganger er dekket av membraner. I rillene på den tilstbtende plate flyter samtidig spyleopplbsningen, således kan bare en stoffutveksling mellom blodet og spyleopplbsningen skje ved de ensidige berbringsflater til membranene, samtidig er blodet i kontakt med den inaktive dialysatorplates meget storre overflate. Virkningsgraden for slike dialysatorer er i forhold til blodvolumet meget liten, og som folge derav er strbmningsmotstanden for blodet i de forgrenede baner stor.

I bloddialysatorer proves der derfor alltid å la blodet strbmme som en tynn film mellom to menbraner, således at en vesentlig storre berøringsflate er tilgjengelig for stoffutveksling. Ved slike dialysatorer oppstår der imidlertid en vesentlig storre vanskelighet, nemlig å avtet te blodvolumet mellom membranene. Dette er spesielt tilfelle på de steder hvor blodet innfores mellom to membraner, som i enkelte tilfelle kan være anordnet mellom to dialysatorplater. Ved slike kjente dialysatorer blir det i enkelte tilfelle forseglet inn spesielle tilslutnings- og fordelingsstykker i blodkammeret mellom to nærliggende plater. Til dette har platene tilpassede utsparinger som tilslutnings- og fordelingsstykkene kan legges i. En slik anordning har for det fors te den ulempe at dialysat<p>rene får en stor byggehdyde, og videre at monteringen krever lang arbeidstid som folge av innleg-ning av de enkelte tilslutnings- og fordelingsstykker.

Ved de til nu kjente utfbrelsesformer finner forbindingen mellom dialysatorplatene og dialysatormembranene sted ved en såkaldt materialsammenkobling hvor man av de nevnte grunner må påse at klebe-eller sveisestedene for sellofanen ikke bor utsettes for kontakt med vann. Da disse betingelser ikke kan tilfredsstilles for bloddialysatorer, finnes der ingen praktisk anvendbare dialysatorer innen den nær beslektede art.

Man har derfor gått over til å bygge opp dialysatorplatene i form av "diapositivramme" sammen med et stottegitter, hvilke rammer tjener som membranholdere over hvilke membranen er utspent og festet sideveis på slik måte at de er lagt inn i et spor og tettet deri ved varmeforming av kunststoffmaterialet i dialysatorplaten. En slik dialysator krever imidlertid et forgrenet kanalsystem inne i dialysatorplaten for å bringe dialysevæsken til de riktige steder.

Foreliggende oppfinnelse har til grunnlag den oppgave å fremskaffe en plate-membran-stabel for en platedialysator, hvorved sammenbindingen av membranene og platene oppnåes uten noen materialfo-rening og hvor der oppnåes tilfredsstillende avtetning mellom de i stabelen lopende dialysevæskebaner, uavhengig av det materiale som i hvert tilfelle anvendes i membranene.

Denne oppgave loses ifblge oppfinnelsen ved en plate-membran-stabeltype hvori membranendene er lagt om plateendene, og at deres ender er tettende sammenklemt mellom baksidene av hverandre tilstotende plater, slik som angitt i kravets karakteristikk.

Den vesentlige fordel, ved platemembranstabelen ifblge oppfinnelsen ligger i dens lave byggehoyde som er bestemmende for total-hdyden av en platedialysator. Innfbring av dmfintlig dialysat, eksem-pelvis menneskeblod, mellom membranene skjer via hulrommet som er an- . ordnet foran membranstabelen uten noen spesielle tilslutningsstykker i dialysatorveggene.

For dette formål er det spesielt fordelaktig når plateendene på de profilerte forsider er avskrådde og kileformede og danner et forrom som åpner seg mot yttersiden.

Oppfinnelsen vil i det fdlgende nærmere beskrives ved hjelp av tegninger av eksempel på en foretrukken utforelsesform. Denne vedrorer en dialysator for blodrensning, i hvilken anvendes en plate-membran-stabel ifolge oppfinnelsen, som kan arbeide efter både med-stroms- og motstrbmsprinsippet.

Tegningene viser:

Fig. 1 en del av platemembran-stabelen,

Fig. 2 et forstorret utsnitt av plate-membran-stabelen, Fig. 3 et forstorret utsnitt av en delvis avdekket plate-membran-s tabel,

Fig. 4 et oversiktsbilde av den nye platedialysator,

Fig. 5 et snitt gjennom langsiden samt de avgrensende plater og membraner til den nye platedialysator,

Fig. 6 et horisontalsnitt av platedialysatoren,

Fig. 7 et utsnitt av et vertikalsnitt gjennom platedialysatoren .

Man ser på fig. 1 et eksempel som viser fire på hverandre anordnede plater (1) med de tilhdrende membraner (3) ved oppbygning av plate-membranstabelen. Platen (1) består av et kunststoff,mens membranene (3) fortrinnsvis er utfort av cellofan. Piaten (1) har en pro-filert overside (7), som danner utsparinger for foring av dialysevæskene. Platens (1) bakside (8) er utfort glatt.„ Membranene (3) er like brede som platen (1) og dekker deres samlede overside (7). De er dog lengere enn platen (1) og er på forsiden fort over dens ende (2), slik at de ved kanten også ligger over platens (1) bakside (8).

Hver plate (1) og membran (3) er festet sammen til én enhet fra hvilken et antall kan sammenfoyes til en plate-membranstabel. Derved blir platene (1) stablet dekkende på hverandre således at forsiden (7) og baksiden (8) av platene (1) ligger i umiddelbar kontakt på hverandre. Herved avgrenses den med membranen (3) overtrukne forkant (7) av platen (1) mot membranenden (4) som er lagt om plateenden (2) og ligger altså dekkende over hverandre og inneklemt mellom platebakside-ne (8). For å lette montasje kan membranen (3) festes til platen (1) med et klebestoff.

Av hensyn til en klarere fremstilling gir ikke tegningene et riktig bilde av stdrrelsesforholdet mellom membranene og platene. Forholdet membrantykkelse til platetykkelse er ca. 1:100; det er derfor ikke ubetinget nbdvendig at membranenden (4) legges i spesielle utsparinger i platebaksiden (8). Viktig er det at membranenden (4) er fast klemt méllom baksidene (8), hvilket forsterkes ved at membranene (3) sveller ved fuktning.

Blodet fores inn mellom tp membraner (3). Disse bolger

seg inn; over utsparingene i plateforsidene (7), og vil ved undertrykk i spyleopplbsningen som fores inn i utsparingene, begunstige en slik bolgedannelse på fordelaktig måte. Blodet fores inn mellom membranene (3) gjennom forrommet (10) på platefrontsiden (6), som vist på fig. 2.

Fig. 3 viser en indre oppbygning av plate-membranstablene.

Det vil sees at forrommet (IO) dannes ved de avskrådde kanter (9) mel-

lom platenes frontside (6) og forsiden (7). De avskrådde kanter (9)

er like brede som utsparingene, som dannes ved rillene (11) i plateforsidene (7). Rillene (11) er fortrinnsvis utfort trapesformet og anordnet parallelt med hverandre. De ender på begge sider av platen (1) ut i forkammeret (IO). De står imidlertid ikke i umiddelbar for-bindelse med hverandre, da forrommet (IO) alltid begrenses av membran-

en (3). Parallelt med rillene (11) er platen (1) på begge sider for-

synt med en tettekant (12); derved forsegles væskebanene over disse på langsiden av dialysatoren.

Videre stdtter to naboplater (1) seg umiddelbart på tette-

kanten (12), særlig når rillene (11) til naboplatene er forskjovet i forhold til hverandre. Derved står de topper som befinner seg mellom rillene på to på hverandre liggende plater (1), ikke på hverandre.

Dette har den fordel at strbmningsveien mellom to membraner (3) ikke ,

består av et antall enkeltkanaler, men muliggjbr dannelse av en bred bolgeformet blodfilm. Dette, virker fordelaktig ved dannelse av en la-

minær blods trom.

Like for utlbpet av rillene (11) i forrommet (10) er på

begge angjeldende ender av dialysatorplaten (1) formet en tverrkanal (13) som tjener til tilfbrsel av spyleopplbsningen som umiddelbart fo-

res inn i rillene (11), °9 hvilken kanal derfor er forbundet méd alle riller (11). På sidene skifter tverrkarialen (13) umiddelbart foran tettekantene (12) på platens forside til platens bakside og munner ut i vertikale kanaler (14). Membranen (3) på platens (1) bakside (8)

fores over kanalen (14) og innover, slik at ingen væske kan trenge gjennom platébaksidene (8) som folge av den tettende forsegling med membranene (3) over kanalen (14). Da alle plater (1) ligger i flukt med hverandre, dannes der av disse vertikale kanaler (14) på hvert hjbrne av plate-membranstablene en vertikalt gjennomgående kanal, idet membranene f.eks. kan stikkes ut med et egnet verktbyefter montasje.

Ved en slik utfbrelsesform har rillene (11) til platedialysatoren en dobbeltfunksjon. De leder umiddelbart spyleopplbsningen som fores gjennom de med membranen (3) dekkede riller: Samtidig dan-: ner de også en strbmningsvei for blodet mellom membranene (3), idet disse ved blodets trykk bblger seg i rillene (11), slik at ved dette utfbrelseseksempel lbper både blod og spyleopplbsriing parallelt med ' hverandre, hvilket kan gjbres både i med- og mots trom.

Avtetningén mellom rillerommene og mellomrommet mellom membranene fremkommer vesentlig ved sammenpresningav membranenden (4) på baksiden (8) av platen (1). Spyleopplbsningen har ved en fullstendig tildekning av de avskrådde kanter (9) på platens (1) forsider (6) in-

gen mulighet for å trenge inn i dialysatorens blodbaner. På den annen ■■

side er det ikke mulig for blodet å trenge seg inn i fugen mellom membranendene (4).

Fig. 4 viser en dialysator som er utstyrt med de beskrevne plate-membranstabler. Plate-membranstabelen er på over- og undersiden avsluttet med en dekkplate (15) og er dekket ved begge frontsider med tilslutningsplater (18). Dekkplatene (15) er ved kantene utstyrt med tilslutningsbbssinger (16) som går i flukt med den vertikale kanal (14) i platestabelen. Fortrinnsvis benyttes der bare én anslutnings-bbssing (16) på oversiden og på undersiden av stablene, slik at de an-

dre tilslutningsbbssinger i dekkflaten (15) er lukket. Disse kan for-

synes med stengsel som innfores forseglende i bbssingen (16). For å forbinde en vertikal kanal (14) efter montering må membranene (3) som opprinnelig ikke er utstyrt med hull, gjennomstikkes. Dette kan som tidligere anfbrt utfores med et egnet verktby. Fortrinnsvis bor begge anslutningsbbssinger (16) som forefinnes på oversiden og undersiden av platedialysatoren, ved bruk være anordnet diagonalt; derved blir strbmningsveien for all gjennornstrommende spyleopplbsning som kommer inn henholdsvis forlater dialysatoren gjennom bbssingen (16) like lange;

når væskegjennomstrbmningen av vaskeopplbsningen skal forhbyes, og for å oppnå en likeartet trykkfordeling i spyleopplbsningssystemet, og spesielt når væskeopplbsningen skal suges gjennom dialysatoren med et undertrykk, kan også to bbssinger (16) anordnes på diagonalt motståen-

de kanter på stablene. Dekkplatene (15) har anordnet ribber (17) som tjener til avstivning av dekkplaten (15).

Platedialysatorens langside er lukket- med én avtetnings-

masse (22). For dette er platene (1) på deres langside (21)*likt av- ;skrådd, slik at de trekkes inn mot membranene (3). Derved stikker ;membranene (3) litt ut for langsiden av dialysatoren. Tettemassén (22) omslutter derved de utstående ender av membranene (3), som vist tidligere på fig. 5. Tettemassén (22) sikrer ved dette en fast for-bindelse av alle bestanddeler i dialysatoren, idet platene (1), membranene (3), dekkplatene (15 og tilslutningsplatene , (18) er forbundet med hverandre og holdes derved sammen. Ytterligere kan også dekkplatene (15) og tilslutningsplatene (18) festes til hverandre ved sveisning eller liming. ;Fig. 6 viser hvorledes en utsparing (20) i anslutningspla-ten (18) danner en kanal (5) foran plate-membranstabelen. Anslutnings-stussene (19) forer inn i kanalen (5); disse kan ved munningen av an-slutningsstussene (19) ha et avtagende tverrsnitt for å oppnå en mest mulig ensartet fordeling av væskes trommene. Fortrinnsvis bor også anordnes en halvbueformet utsparing (20) som utgår loddrett fra stussen (1) og forbinder alle forrom (10) i platestabelen med hverandre. Begge anslutningsstusser (19) på frontsiden av tils lutningsplaten (18^ «=•*-"•

så plasert diagonalt overfor hverandre, slik at =•■■••: "

går inn gjennom anslutningsstussen (19) eller hv brukes som kunstige nyrer, blir strbmningslengde, alysevæske, fra en anslutningsstuss (19) til en De i fig. 6 fremstillede riller (11) er selvfdlgelig ikke gjengitt i riktig målestokk, men er av hensyn til en klarere fremstilling vist forstorret.

Fig. 7 viser i snittbilde ay dialysatoren hvorledes forrommene (IO) åpner seg kileformet mot kanalene (5). Derved er det mulig at blodstrbmmen kan ledes lett og uhindret mellom to membraner (3). Tverrsnittet av kanalen (5) og forrommene (IO) kan holdes så lite at

det ikke har noen nevneverdig innflydelse på blodvolumet i platedialysatoren. Tverrkanalene (13) blir naturligvis i praksis anordnet så brede som mulig på frontsiden av platen (1), for at en lengst mulig vei av membranen (3) kan spyles med vaskevæsken.

Oppbygningen av en platedialysator hvori anvendes den nye plate-membranstabel er overordentlig enkel. Den består i det vesentlige av tre grunnelementer, nemlig plate-membranenheten, dekkplaten og tilslutningsplaten. Sammensetningen av disse deler er meget enkel, i særdeleshet da den nye anordnine med membranene muliggjdr en meget virksom forsegling av dialysevæskene med enkle hjelpemidler.

Claims (3)

1. Platemembranstabel for platedialysatorer nied innbyrdes dekkende, lagvis anbragte væskeledende plater som' for foring av eri dialysevæske har forsider som er forsynt med en profil anordnet mellom motstående, langs kantene beliggende tetningsskuldre, og som er dekket av en membran, og hvor platene har glatte baksider og hvor platene vekselvis er, anordnet bakside mot bakside og forside mot forside,, k a r a k t e r i s er r t .>v e d at der for innfori.ng utenfra av væsken som skal dialyseres, er anordnet en direkte passasje mellom.-tilstdtende membraner (3), som hver henholdsvis dekker to tilstdtende plateforsider (7) og som er lagt.rundt platekantene (2) slik at membranendene (4) .er væsketett inneklemt mellom tilstdtende platers. (1) baksider (8) .

2. Platemembranstabel ifolge krav 1, karakterisert ved" at der hvor membranene (3) ligger rundt platekantené (2), ér disse avfaset slik at de danner slisseformede forrom (10) med kileformet tverrsnitt som leder direkte inn til passasjen mellom to.-motstående membraner (3).

3. Platemembranstabel ifolge krav 2, karakterisert ved at der i platene (1) i deres profilerte forsider (7), parallelt med forrommet (10) er utformet kanaler (13) som i områdene for tethingsskuldre-ne (12) munner ut i kanaler (14) for til- og bortfbring av dialysevæske, hvilke kanaler (14) er fort gjennom stabelen.