NO142500B - Apparat til behandling av blod. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat til behandling av blod ved hjelp av et membranarrangement, omfattende en stabel membraner og membranstøtteplater hvor hver membranstøtteplate på motstående sider er utstyrt med en membran og omfatter anordninger som mellom støtteplaten og hver av membranene som støttes av denne avgrenser åpne hulrom som danner en strømningsbane for et behandlingsfluidum, samt en blodfordelingsbane som løper gjennom stabelen.

Kjente fluidumoverføringsapparater av membrantypen omfatter flere fluidumfordelingsplater med to membraner innsatt mellom hvert par av plater og blodfordelingsknapper fastpresset mellom hver plate for å muliggjøre en blodstrøm gjennom radiale for-delingsknaster avgrenset av knappene og mellom membranene, mens dialysat- eller oksygenstrømmen frembringes i volumet mellom platen og membranens motstående side. Dialysatorer eller oksy-genatorer av denne type krever forholdsvis tykke plater, og det er også nødvendig at apparatets hus utøver sammenpressings-krefter for å lukke stabelen av membraner og plater. Dessuten er nødvendigheten av å ha flere blodknapper i fordelingskanalene skadelig for systemets kompakthet, og blodknappene tvinger blodet til å strømme gjennom en buktet bane inne i blodknappene, noe som er uheldig når det gjelder å oppnå et optimalt system med en jevn og laminær blodstrøm.

Det er følgelig et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe et apparat hvis størrelse kan holdes forholdsvis liten og hvor huset for enheten ikke skal utøve sammenspenningskrefter på stabelen av membraner og plater, slik at det blir mulig å fremstille huset forholdsvis lite og med lav vekt.

Et annet formål med oppfinnelsen er å unngå anvendelse

av blodknapper med innvendige og radiale fordelingskanaler,

slik at blodet kan strømme jevnt uten å blj tvunget gjennom en buktet strømningsbane.

Fra US-patentskrifter 3.464.562 og 3.501.010 er det kjent et dialyseapparat hvor blodfordelingen foregår ved en av membran-støtteplatenes sider og blodfordelingssystemet ikke løper gjennom membranene og membranstøtteplatene. For å realisere den i de to US-patentskrifter beskrevne konstruksjon må membranene imidlertid sentreres nøyaktig i en tilhørende ramme under mon-tasjen. F.eks. illustrerer fig. 5 og 6 samt avsnittene fra spalte 3, linje 59 til spalte 4, linje 14 i nevnte US-patent-skrif t 3.501.010 den nødvendige presisjon i forbindelse med monteringen av apparatet.

Det er følgelig også et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe et blodbehandlingsapparat som er av enkel konstruksjon, er økonomisk i fremstilling, er velegnet for automatisering, og som reduserer den presisjon som er nødven-dig i forbindelse med fremstilling av den apparattype som er beskrevet i de to nevnte US-patentskrifter.

Enda et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe et apparat hvor det gjøres bruk av forholdsvis billige membran-støtteplater, såsom støtteplater som er fremstilt ved bruk av prege- eller stanseteknikk.

Fra hollandsk patentsøknad 7504359 er det kjent et dialyse-system hvor membraner mellom membranstøtteplater er varmforseglet til hverandre ved dialysatmanifoldporten. Ved å for-segle dialysatfordelermanifolden vil trykkdifferansen over membranen imidlertid forsøke å åpne eller rive opp forseglingen.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en

rekke fluktende lukkeinnretninger som funksjonerer uavhengig av hverandre og som sammen danner fordelingsbanen, idet hver lukkeinnretning selvstendig forsegler de to membraner på motstående sider av en tilhørende membranstøtteplate til hverandre i området ved eller rundt tilsvarende og fluktende åpninger i de to membraner, og hvor etter hverandre følgende lukkeinnretninger i rekken er innbyrdes atskilt til dannelse av en mellomliggende blodstrømningsbane som muliggjør strømning av blod ut fra fordelingsbanen og inn i de respektive mellomrom mellom lukkeinnretningene for strømning mellom mot hverandre vendende membranpar.

På grunn av det for oppfinnelsen spesielle arrangement av lukkeinnretninger vil trykkdifferansen over membranene ikke kunne utøve uheldige spenninger i membranforseglingene. Istedet vil membrantrykkdifferansen faktisk medvirke til å opprettholde forseglingene.

Ifølge en utførelsesform omfatter hver lukkeinnretning

et forseglet, ringformet lukkeorgan som er innsatt i åpningene i de to tilhørende membranerbg som har en aksial, gjennomgående

boring som danner en del av blodfordelingsbanen.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et fragmentarisk og forstørret snitt av fordelingssystemet i et apparat ifølge oppfinnelsen, etter linjen 1-1 i fig. 4. Fig. 2 viser et forstørret snitt gjennom et ringformet lukkeorgan av den type som kan anvendes i fordelingssystemet i fig. 1. Fig. 3 viser et fragmentarisk snitt gjennom en membran-støtteplate med to membraner som er avstøttet av denne. Fig. 4 viser et planriss av den ene halvdel av en membran-støtteplate, sett ovenfra. Fig. 5 viser et fragmentarisk planriss av den i fig. 4 viste støtteplatehalvdel, sett nedenfra. Fig. 6 viser et fragmentarisk og forstørret riss av fluidumfordelingskanaler i membranstøtteplaten. Fig. 7 viser et fragmentarisk og forstørret riss av en del av membranstøtteplaten i fig. 4. Fig. 8 viser et forstørret riss av et område av membran-støtteplaten i fig. 4. Fig. 9 viser et forstørret snitt etter linjen 9-9 i fig. 4. Fig. 10 viser et forstørret snitt etter linjen 10-10 i fig. 4.

Det henvises til fig. 1-3 som viser et fordelingssystem for et blodbehandlingsapparat som omfatter flere membranstøtte-plater, hvor en membran avstøttes på begge sider av hver membran-støtteplate. Slik det fremgår tydeligst av fig. 1 er en første membranstøtteplate 20 utformet av to helt like halvdeler 20a og 20b. Som det fremgår av fig. 4 har støtteplatehalvdelen 20a en membranstøtteflate 22, og fig. 5 viser dennes underside som er en plan flate 24. Støtteplatehalvdelen 20b, som er helt lik halvdelen 20a, har sin tilsvarende plane underside anbrakt opptil den plane underside 24 av støtteplatehalvdelen 20a, og derved dannes den første membranstøtteplate 20.

Idet samtlige membranstøtteplater er helt like når det gjelder konstruksjon er det bare nødvendig å beskrive membran-støtteplaten 20 i detalj. Som det fremgår, særlig av fig. 3,

har membranstøtteplaten 20 motsatte membranstøtteflater 22 som

bærer flere kjegler eller tapper 26 hvorpå membraner 28 og 30 hviler. Derved blir det dannet et åpent volum 32 mellom membran-støtteplaten 20 og membranen 28, samt et åpent volum 34 mellom membranstøtteplaten 2 0 og membranen 30. Selv om koniske eller kjegleformete membranstøttetapper er vist, må det bemerkes at atskillige andre former kan anvendes for å oppnå en hensikts-messig fluidumfordeling.

Fig. 1 viser en andre membranstøtteplate 4 0 som omfatter en øvre halvdel 4 0a og en nedre halvdel 4 0b, som er helt like på samme måte som membranstøtteplaten 2 0 omfatter den øvre halvdel 20a og den nedre halvdel 20b. Den andre støtteplate 40 avstøtter en tredje membran 48 og fjerde membran 50. Den andre støtteplate 40 og de membraner 48 og 50 som avstøttes av denne, er helt like den første membranstøtteplate 20 og membranene 28 og 3 0 som avstøttes av denne.

På liknende måte er en tredje membranstøtteplate 60, som omfatter en øvre halvdel 60a og en nedre halvdel 60b, innrettet til å avstøtte membraner 68 og 70. Den tredje støtteplate 60 og membranene 68 og 70 som avstøttes av denne, er også helt lik støtteplatene 20 og 40 og membranene 28 og 30 henholdsvis 48

og 50 som avstøttes av disse.

Selv om det bare er vist den første, andre og tredje membranstøtteplate 20, 4 0 og 60, må det bemerkes at dialyse-apparatet eller oksygenatoren kan omfatte et langt større antall membranstøtteplater, som avstøtter membraner og er helt lik støtteplaten 20. Membranene kan være dannet av kon-vensjonelt, semipermeabelt membranmateriale, såsom "Cuprophan" på velkjent måte.

Membranstøtteplatene avgrenser åpninger 7 6 som ligger på linje og hvori det er innsatt ringformete lukkeorganer for lukking av de membraner som avstøttes av hver enkel membran-støtteplate. Som vist i fig. 1 er et ringformet lukkeorgan 78 knyttet til membranstøtteplaten 2 0 for å lukke den første og den andre membran 28 og 30. På liknende måte er en ringformet lukkeinnretning 8 0 innsatt i åpningen 76 i den andre membran-støtteplate 40 for lukking av den tredje og den fjerde membran 48 og 50. Et tredje ringformet lukkeorgan er innsatt i åpningen

76 i den tredje støtteplate 60 for lukking av membranene 68 og 70. Ytterligere ringformete lukkeorganer er innsatt i åpningene 76 i hver av de øvrige membranstøtteplater for lukking av de

membraner som avstøttes av hver enkelt membranstøtteplate.

Idet de ringformete lukkeorganer er helt like vil bare

det ringformete lukkeorgan 78 bli beskrevet i detalj under henvisning til fig. 2. Lukkeorganet 78 omfatter en øvre ring 90

og en nedre ring 92, som sammenføyes ved ultralydsveising for lukking av membranene 28 og 30. Hver av disse membraner er utstanset på forhånd, slik at åpninger i hvert membran, når disse er anbrakt hen over støtteplaten (se fig. 4), vil ligge på linje med og utfor blodåpningene 76 og 76" og med dialysat-eller oksygenåpninger 94, 95, 96 og 97.

Den øvre ring 90 har en sentral åpning 100, og på undersiden av ringen 90 er det anordnet et ringformet sveisespor 102. Den nedre ring 92 har en sentral åpning 104, og ringen er utformet med en forskyvningsfuge 106, som funksjonerer etter vel-kjente prinsipper under ultralydsveisingen. Som et konkret eksempel kan det ringformete lukkeorgan 78 være fremstilt av "Lexan"-plast.

Den øvre ring 90 og den nedre ring 92 smeltes sammen ved ultralydsveising og danner derved en lukkeinnretning for luk-'king av de membraner som avstøttes av membranstøtteplatene.

De sentrale åpninger i de ringformete lukkeorganer danner en blodfordelingsbane 110 som gjør det mulig for blod å strømme fritt gjennom denne bane og gjennom blodbanene mellom overfor hverandre liggende membraner, slik som antydet med piler i fig. 1.

Som det fremgår bevirker hvert av de ringformete lukkeorganer 78, 80, 82 etc. en lukking av de membraner som av-støttes av en tilstøtende membranstøtteplate, og hvert ringformet lukkeorgan er atskilt fra det etterfølgende ringformete lukkeorgan, slik at det dannes en mellomliggende blodstrømbane. Hvert ringformet lukkeorgan er dessuten uavhengig av de øvrige, hvorved lukkekreftene på hvert membranpar, som avstøttes av samme membranstøtteplate, er uavhengig av lukkekreftene på de øvrige membranpar på andre støtteplater.

Selv om det er vist og beskrevet et system med ringformete lukkeorganer, må det bemerkes at andre lukkesystemer kan anvendes. F.eks. kan membranene 28 og 3 0 være varmforseglet, eller de kan sammenføyes ved hjelp av klebemidler istedenfor å være lukket ved hjelp av et ringformet lukkeorgan. Det foretrekkes at hvert membranpar lukkes på samme måte som de øvrige membranpar.

For at forståelsen av fluidumstrømmen (f.eks. dialysat- eller oksygenstrømmen) skal bli klarere, henvises det nå til fig. 4-10. Membranstøtteflaten 22 omfatter som vist i fig. 7 og 8 et stort antall avkortede kjegler 2 6 med større avkortede kjegler 126 innskutt og fordelt over hele overflatearealet.

Hver støtteplatehalvdel 20a (eller 20b, eller 40a eller 40b etc.) har dialysat- (eller oksygen-) åpninger 94, 95, 96

og 97.Dialysat- (eller oksygen-) strømmen gjennom disse åpninger 94-97 er følgende: Fluidum strømmer gjennom åpningene via kanaler 130, 132 og 134 (som avgrenses av undersiden 24) til åpninger 13 6 i platedelen 2 0a. Åpningene 13 6 kommuniserer med et fluidummanifoldspor 14 0 som medvirker til fordeling av fluidum gjennom det volum som avgrenses av de avkortede kjegler 26, 12 6 og membranene som hviler på disse. Skråttløpende fordelingskanaler 141 og 142 kommuniserer med kanalen 140, og en tverrgående fordelingskanal 143 bidrar ytterligere til en god fluidumfordeling.

Som det vil fremgå er fluidumbanen (f.eks. for dialysat eller oksygen) effektivt innkapslet med blodkammeret isolert fra fluidumkammeret i blodmanifoldområdet, uten anvendelse av kleminnretninger i blodfordelingsområdet. Idet apparathuset således ikke skal utøve sammenspenningskrefter på blodfordelingsområdet, kan huset være mindre og lettere, og innret-ningene til lukking av membranparene kan være små, og dialyse-apparatet eller oksygenatoren kan være forholdsvis tynn. Dessuten er blodstrømbanen ikke en buktet bane gjennom fordelingskanaler i en blodknapp, men istedenfor er blodbanen en jevn eller glatt bane, slik det best fremgår av fig. 1.

Claims (4)

1. Apparat til behandling av blod ved hjelp av et membranarrangement, omfattende en stabel membraner og membranstøtte-plater (2 0,4 0,60) hvor hver membranstøtteplate på motstående sider er utstyrt med en membran (28,30;48,50;68,70) og omfatter anordninger som mellom støtteplaten og hver av membranene som støttes av denne avgrenser åpne hulrom (32,34) som danner en strømningsbane for et behandlingsfluidum, samt en blodfordelingsbane (110) som løper gjennom stabelen,karakterisert veden rekke fluktende lukkeinnretninger (78,80,82) som funksjonerer uavhengig av hverandre og som sammen danner fordelingsbanen (110), idet hver lukkeinnretning selvstendig forsegler de to membraner på motstående sider av en tilhørende membranstøtteplate til hverandre i området ved eller rundt tilsvarende og fluktende åpninger i de to membraner, og hvor etter hverandre følgende lukkeinnretninger i rekken -er innbyrdes atskilt til dannelse av en mellomliggende blodstrømningsbane som muliggjør strømning av blod ut fra fordelingsbanen (110) og inn i de respektive mellomrom mellom lukkeinnretningen for strømning mellom mot hverandre vendende membranpar (30,48;50,68).

2. Apparat i samsvar med krav 1, hvor membranstøtteplatene (20,40,60) er anbrakt innbyrdes parallelle,karakterisert vedat rekken av fluktende lukkeinnretninger ligger stort sett vinkelrett, på membranstøtteplatenes lengde-akser.

3. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat hver lukkeinnretning (78,80,82) omfatter et forseglet, ringformet lukkeorgan som er innsatt i åpningene i de to tilhørende membraner og som har en aksial, gjennomgående boring som danner en del av blodfordelingsbanen (110).

4. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat lukkeinnretningene omfatter varmforseglete eller med klebemiddel sammenføyete membranområder ved eller omkring åpningene i de to membraner som hører til lukkeinnretningen .