WO2023126206A1 - Vorrichtung und verfahren zum beschichten eines oxygenators sowie oxygenator - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum beschichten eines oxygenators sowie oxygenator Download PDF

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WO2023126206A1
WO2023126206A1 PCT/EP2022/086261 EP2022086261W WO2023126206A1 WO 2023126206 A1 WO2023126206 A1 WO 2023126206A1 EP 2022086261 W EP2022086261 W EP 2022086261W WO 2023126206 A1 WO2023126206 A1 WO 2023126206A1
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oxygenator
silicone
hollow fibers
container
pump
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PCT/EP2022/086261
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Martin STÖCKER
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Raumedic Ag
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Publication date
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    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
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    • B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • A61M2207/00—Methods of manufacture, assembly or production

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for coating an oxygenator and an oxygenator.
  • Oxygenators are currently used to oxygenate and decarboxylate blood in a variety of medical applications.
  • PP microporous polypropylene
  • PMP polymethylpentene
  • Such oxygenators are expensive to manufacture and have high selling prices. In addition, the availability of such oxygenators is limited, and these oxygenators are oversized for some applications.
  • An apparatus for coating an oxygenator according to the invention comprises: an oxygenator with a large number of porous hollow fibers, in particular made of polysulfone or of polysulfone-polyvinylpyrrolidone; a pump, in particular a roller pump or a peristaltic pump; and a container with a silicone dispersion comprising a silicone and a solvent, preferably n-heptane; wherein the oxygenator, the pump and the container are connected by lines to form a circuit such that during operation the silicone dispersion is introduced by the pump from the container into the oxygenator for coating the hollow fibers with silicone on the inside thereof, and that the not to the hollow sern remaining silicone dispersion exits the oxygenator and reaches the container.
  • a method according to the invention for coating an oxygenator is defined in independent claim 9. It includes the following step:
  • a silicone dispersion containing a silicone and a solvent, preferably n-heptane by means of a pump, in particular the roller pump or the peristaltic pump, in the circuit from a container with such a silicone dispersion into the oxygenator and thereby coating the hollow fibers the inside with silicone, and out of the oxygenator into the container.
  • existing oxygenators with porous hollow fibers can be coated efficiently and in large quantities with silicone, so that the porous hollow fibers are closed in such a way that no blood components can pass through, but that on the other hand they are gas-permeable, so that the blood, for example, with Oxygen O 2 can be enriched and carbon dioxide CO 2 can be discharged.
  • Such existing oxygenators from which the device according to the invention and the method according to the invention are based, are hollow fiber modules whose hollow fibers are permeable to blood and water.
  • the existing oxygenator from which the device according to the invention and the method according to the invention are based, is a standard and commercially available dialyzer.
  • the existing oxygenator from which the device according to the invention and the method according to the invention are based, is a hollow-fiber module or an oxygenation blank in which a large number of gas- and liquid-permeable, porous hollow fibers are placed in a housing with lateral gas connections, and which have been cut to essentially the same length. These hollow fibers are potted in the housing at both opposite ends. The hollow fibers are tightly bonded to each other and to the housing.
  • Such a hollow fiber module or such an oxygenation blank differs from a dialyzer in that it is only about half as long but contains significantly more hollow fibers than a dialyzer, eg about 4 times as many, and therefore a significantly larger diameter has than a dialyzer, for example, 2 to 3 times the diameter.
  • the length of the housing of such a hollow fiber module or such an oxygenation blank is approximately one third to half the length of the housing of a typical dialyzer.
  • a dialyzer typically has an outer diameter of 25 - 50 mm, and a maximum of 10,000 hollow fibers.
  • the length of the housing of a dialyzer is typically in the range of 20 to 30 cm.
  • An oxygenation parison typically has an outside diameter of 60-120mm, and 20,000-50,000 hollow fibers.
  • the length of the housing of an oxygenation blank is typically in the range of 8 to 15 cm.
  • An oxygenation blank suitable for adult operating rooms typically has an outer diameter of 80-100 mm, 30,000-40,000 hollow fibers and a housing length of 10-12 cm.
  • Such oxygenation blanks are particularly well suited for the applications relevant here, since they cause a significantly lower pressure drop on the blood side due to their short design.
  • Such existing oxygenators from which the device according to the invention and the method according to the invention are based, have in particular a housing, in particular made of polycarbonate, with a particularly essentially cylindrical housing wall, with an upper end area and with a lower end area.
  • the plurality of hollow fibers are arranged in the housing, they are sealed at their upper and lower ends to each other and to the housing wall, and in particular they extend in the longitudinal direction of the housing over a large part of the inside of the housing.
  • the interior of the hollow fibers, an upper face chamber, if present, and a lower face chamber, if present, form a first chamber region.
  • the area inside the housing adjoining the hollow fibers on the outside forms a second chamber area.
  • the oxygenators produced according to the invention offer a favorable gas transfer rate for carbon dioxide CO 2 and oxygen O 2 . Oxygen O 2 can therefore be transferred into the blood and carbon dioxide CO 2 can be removed from the blood.
  • the oxygenators can therefore be provided with a silicone layer on their inside, and coated hollow fibers, in particular made of polysulfone or of polysulfone-polyvinylpyrrolidone, can thus be produced which are suitable for the oxygenation and decarboxylation of the patient's blood.
  • porous hollow fibers which according to the invention are/are provided with a silicone layer on their inside, form a membrane
  • Dialyzers in which the coated hollow fibers are made in particular of polysulfone or polysulfone-polyvinylpyrrolidone are often used for dialysis, i.e. “blood washing”.
  • existing oxygenators or hollow-fiber modules designed as dialyzers in which the hollow fibers must be permeable to blood and water, and are therefore usually made of polysulfone or polysulfone-polyvinylpyrrolidone, are provided with a silicone layer on the inside, so that such hollow fibers are rendered blood- and water-impermeable and gas-permeable and thus made oxygenators for the medical applications described herein.
  • existing oxygenators or hollow fiber modules designed as oxygenation blanks in which the hollow fibers are permeable to blood and water, and are therefore usually made of polysulfone or polysulfone polyvinylpyrrolidone, are provided with a silicone layer on the inside, so that such Hollow fibers can be made blood and water impermeable and gas permeable and thus made into oxygenators for the medical applications described herein.
  • the hollow fibers are made more stable by the silicone layer, which makes them fit for use with higher pressures and pressure layers, and prevents destruction and tearing of the hollow fibers and increases durability.
  • the starting point is an oxygenator designed as a dialyzer
  • a dialyzer is made into an oxygenator and an artificial kidney is made into an artificial lung.
  • the hollow fibers are made of microporous polypropylene (PP) or polymethylpentene (PMP).
  • PP microporous polypropylene
  • PMP polymethylpentene
  • the oxygenators coated according to the invention have a closed membrane in the form of porous hollow fibers with a silicone coating without pores, which is well permeable to gas, but on the other hand does not allow blood or blood components to pass through and is therefore blood-impermeable/blood-tight. This significantly increases patient safety.
  • the hollow fibers provided with a silicone layer in this way are gas-permeable or gas-permeable, so that the blood flowing through or in the hollow fibers can be oxygenated and decarboxylated.
  • the size of the oxygenators produced according to the invention can be adapted to the respective medical application.
  • the oxygenators coated in accordance with the present invention can be significantly smaller in size than is the case with conventional ECMO systems.
  • ECMO systems/systems for extracorporeal membrane oxygenation are support systems used in intensive care medicine, in which a machine takes over partial or complete respiratory function services for the patient outside his body.
  • oxygenators coated according to the invention can also be of the size required, for example, in ECMO systems.
  • the inside of the hollow fibers is/are provided with a silicone layer that is continuous in particular and is therefore not permeable to blood, the risk of plasma leakage is excluded and the serious negative consequences associated therewith for the patient are prevented.
  • the silicone is physiologically sound and hemocompatible. Silicone is well permeable to oxygen O 2 and carbon dioxide CO 2 and combines well with the porous hollow fibers made in particular from polysulfone or from polysulfone-polyvinylpyrrolidone.
  • the silicone preferably of the RAUMEDIC Sl 1511 type, is first diluted with a solvent, in particular n-heptane, and a silicone dispersion is thus created.
  • This mixed silicone dispersion is filled into the container and introduced directly from the container into the oxygenator using the circulation method according to the invention through the pump, and in this way coats the inside of the hollow fibers with silicone.
  • Oxygenators of different sizes can be manufactured with the device according to the invention and the method according to the invention.
  • the size depends on the membrane surface available for gas exchange. However, sizes of 0.3-2.5 m 2 are particularly preferred.
  • the silicone dispersion which does not remain on the hollow fibers exits the oxygenator again and returns to or into the container.
  • the silicone dispersion returned in this way can thus be reused, which increases both economic efficiency and environmental compatibility and sustainability.
  • the container can in particular be closed, for example to prevent the solvent from escaping and to prevent particles from getting into the container and contaminating the silicone dispersion.
  • oxygenators provided according to the invention with a silicone layer on the inside of the hollow fibers are suitable for a long period of use and thus have a long period of use and service life.
  • the oxygenator produced or coated according to the invention is an oxygenator for the treatment of chronic obstructive pulmonary disease COPD ECMO therapy (extracorporeal membrane oxygenation), an oxygenator for use in an organ transplant set, or an oxygenator for an ECC (extracorporeal circulation) system.
  • COPD ECMO therapy extracorporeal membrane oxygenation
  • ECC extracorporeal circulation
  • Oxygenators made according to the invention can be used for the treatment of COPD.
  • COPD chronic obstructive pulmonary disease is a chronic, progressive disease of the lungs. This disease is characterized by inflamed and permanently narrowed airways. Typical COPD symptoms are coughing, phlegm and shortness of breath during exertion, later also at rest. There is no cure for this disease and one is limited to relieving symptoms.
  • the oxygenators made according to the present invention can be adapted to treat COPD patients, are smaller in size than existing ECMO systems, are less invasive than such ECMO systems, have reduced risk of plasma leakage, and are less expensive in manufacturing than existing ECMO systems.
  • oxygenators coated according to the invention can also be used for the treatment of COPD patients and the oxygenation and decarboxylation of patient blood from such COPD patients come.
  • Oxygenators coated according to the invention can, in addition to being used for the treatment of COPD, also be used in ECMO circuits, both in cardiac and in pulmonary ECMO circuits.
  • the oxygenators manufactured according to the invention offer a long service life since a low risk of plasma leakage is to be expected.
  • the good gas transfer rate leads to effective oxygenation and decarboxylation.
  • the silicone coating ensures very good blood compatibility.
  • oxygenators coated according to the invention can also be used in an organ transplantation set, in particular for liver and kidney transplantations, or in an ECC system (extracorporeal Circulation) for a gas transfer CO 2 / O 2 during open heart surgery with the heart-lung machine.
  • organ transplantation set in particular for liver and kidney transplantations
  • ECC system extracorporeal Circulation
  • the oxygenator has a housing, in particular made of polycarbonate, with an in particular essentially cylindrical housing wall, with an upper end area and with a lower end area.
  • a plurality of hollow fibers is/are provided in the housing, which are sealed at their upper and lower ends to one another and to the housing wall, and which extend in particular in the longitudinal direction of the housing over a large part of the inside of the housing.
  • the interior of the hollow fibers, an upper face chamber, if present, and a lower face chamber, if present, form a first chamber region.
  • the area inside the housing adjoining the hollow fibers on the outside forms a second chamber area.
  • the silicone dispersion in particular the n-heptane solvent preferably used therein, is well compatible with the material of the housing, in particular polycarbonate.
  • the first chamber area forms in particular the blood side.
  • the second chamber area forms the oxygenate side.
  • two fluid connections for the first chamber area are provided on the upper end area, in particular on the upper end face, and on the lower end area, in particular on the lower end face; and two fluid connections are provided for the second chamber area, in particular on a jacket area of the housing wall.
  • the patient's blood is supplied and removed through the fluid connections for the first chamber area.
  • the silicone dispersion is fed in and removed through the fluid connections for the first chamber area.
  • the pump has an inlet which is connected to a suction line and an outlet which is connected to a pressure line.
  • the pressure line of the pump can be provided with a first fluid Connection for the first chamber portion may be connected to one of the upper end portion and the lower end portion of the oxygenator, particularly at the lower end portion of the oxygenator, the second fluid port for the first chamber portion of the oxygenator may be connected to the container, and the container may be connected to connected to the suction line of the pump.
  • This embodiment represents a particularly effective solution for series production.
  • the oxygenator After the oxygenator has been coated, it simply has to be replaced with a new, not yet coated oxygenator, which can then in turn be coated using the circulatory process according to the invention, etc. Only the first and second fluid connections must be connected to the pressure line of the pump or pump as described .connected to the line to the tank, no further connection work is required.
  • the pumping direction through the hollow fibers of the oxygenator is preferably from bottom to top.
  • all hollow fibers can be coated evenly by the applied pressure generated by the pump, there is no coating sequence in which, for example, the inner hollow fibers are coated first and then the outer hollow fibers, as is conceivable with other coating methods.
  • the fluid connections for the second chamber region are preferably closed before the coating is applied.
  • the second chamber area is preferably filled with ambient air before the coating is applied and is preferably also filled with ambient air during the application of the coating.
  • additional steps such as the conceivable filling of the second chamber area with another medium, e.g. with solvent, can be omitted.
  • other additional steps such as applying a negative pressure to the fluid connections for the second chamber region, can be omitted.
  • an oven which during operation heats the oxygenator to 40°C to 60°C, in particular to about 50°C, to support the escape of the solvent from the silicone layer and to fully vulcanize the silicone layer.
  • the mixing ratio of silicone to solvent of the silicone dispersion in the container is in the range 1:3.50 to 3.99, in particular 1:3.74 to 3.99, in each case based on the weight.
  • the silicone dispersion is very easy to flow and forms the silicone layer with the desired layer thickness.
  • the silicone is in particular a silicone of the Regenedic SI 1511 type.
  • This silicone of the RAUMEDIC SI1511 type is already approved for medical applications and in particular for implants.
  • the first chamber area is cleaned with isopropanol, in particular by replacing the container with silicone dispersion in the circuit with a container with isopropanol.
  • Such cleaning with isopropanol can remove excess silicone and achieve a homogeneous inner surface of the silicone layer on the inside of the hollow fibers.
  • Wall thicknesses according to the invention of the silicone layer on the inner surface of the hollow fibers are in the range from 1 to 4 ⁇ m. Typical wall thicknesses of the hollow fibers are in the range of 30 to 40 ⁇ m, and typical diameters of the hollow fibers are in the range of about 200 ⁇ m.
  • An oxygenator according to the invention can contain up to 20,000 hollow fibers.
  • the silicone dispersion is pumped into circulation until no further silicone dispersion remains on the hollow fibers and/or until the silicone layer on the inner surface of the hollow fibers has reached a wall thickness of 1 to 4 ⁇ m.
  • the second chamber area is filled with ambient air prior to the coating and is filled with ambient air during the application of the coating. The fluid connections for the second chamber area are closed prior to the application of the coating.
  • the outlet of the pump is connected by means of a pressure line to a first fluid connection for a first chamber region of the oxygenator at one of the upper end region and the lower end region of the oxygenator, in particular at the lower end region of the oxygenator.
  • the inlet of the pump is connected to the reservoir by means of a suction line, and the second fluid connection for the first chamber region of the oxygenator, in particular at the upper end region of the oxygenator, is connected to the reservoir.
  • the method further comprises the following steps: allowing the silicone of the silicone dispersion to harden and allowing the solvent to escape after the coating has taken place.
  • This process step can be supported by removing the oxygenator from the circuit and heating it in an oven at 40°C to 60°C, in particular at about 50°C.
  • the method also comprises the following step: cleaning the first chamber area with isopropanol after coating has taken place, in particular by replacing the container with silicone dispersion in the circuit with a container with isopropanol.
  • the invention also relates to an oxygenator which has been produced in particular with a method of the type described here.
  • Such an oxygenator comprises a large number of porous hollow fibers, in particular made of polysulfone or polysulfone-polyvinylpyrrolidone, which are provided on their inner surface with a silicone layer with a wall thickness of 1 to 4 m, which makes the hollow fibers gas-permeable but not blood-permeable.
  • FIG. 1 shows a perspective side view of an oxygenator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a sectional view along the longitudinal plane of symmetry through the oxygenator of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a coating device according to the invention for an oxygenator according to FIGS. 1 and 2 or a pump circuit that has a roller pump, the oxygenator from FIGS. 1 and 2 and a container with a silicone dispersion and lines that connect these three elements to form a circuit. includes; and
  • FIG. 4 shows a scanning electron micrograph of a hollow fiber with a silicone layer on its inside, of the oxygenator from FIGS. 1 and 2, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an oxygenator 2.
  • This oxygenator 2 comprises a housing 4 with a housing wall having a substantially cylindrical shape, an upper end piece with an upper fluid connection 12a for a first chamber region, a lower end piece with a fluid connection 12b for the first Chamber area, a packet of porous hollow fibers 6, which is shown and explained in more detail below with reference to FIG. 2, and an upper fluid connection 16a and a lower fluid connection 16b for a second chamber area.
  • the oxygenator 2 has a substantially cylindrical shape, the upper and lower end pieces being formed separately from the substantially cylindrical housing 4 and for example by means of an internal thread of the upper and lower end piece respectively opposite an external thread screwed to the upper or lower end of the housing 4 could be.
  • the housing wall and the end pieces can in particular be made of polycarbonate.
  • a preferred application of the oxygenator 2 shown in FIG. 1 is for the treatment of COPD.
  • Other applications are use in an organ transplant set, use in ECMO therapy (extracorporeal membrane oxygenation), use in an ECC system (extracorporeal circulation).
  • a large number of hollow fibers 6 are arranged inside the housing 4, which are sealed ("potted") to one another and to the housing wall at their upper and lower ends, e.g. by means of a polyurethane sealing compound, and which extend, in particular in the longitudinal direction of the housing 4, over a large part of the inside of the housing 4.
  • An upper end chamber 8 is provided within the upper butt and above the upper end of the hollow fibers 6 .
  • a lower end chamber 10 is also provided within the lower end piece and below the lower end of the hollow fibers 6 .
  • the lower fluid port 12b is provided centrally in the face of the lower end piece and is in fluid communication with the lower face chamber 10 .
  • the interior of the hollow fibers 6, the upper forehead chamber 8 and the lower forehead chamber 10 form a first chamber region through which the patient's blood flows during operation of the oxygenator.
  • the first chamber area can therefore also be referred to as the blood side.
  • the area inside the housing 4 adjoining the hollow fibers on the outside forms the oxygenate/dialysate area.
  • This is connected to an oxygen source, for example, by means of an upper fluid connection 16a for the second chamber area and by means of a lower fluid connection 16b for the second chamber area.
  • the porous hollow fibers 6 form a membrane between the first and the second chamber area.
  • the hollow fibers 6 are preferably made of polysulfone PSU or polysulfone polyvinylpyrrolidone.
  • the porous hollow fibers 6 are not liquid-tight or watertight, so that blood or blood components can pass through the porous wall of these hollow fibers 6 and reach the second chamber area.
  • FIG. 3 a device for coating an oxygenator by means of a pump circuit 18 is explained in more detail using an exemplary embodiment.
  • This device is also referred to below as the pump circuit 18 for short.
  • This pump circuit 18 comprises an oxygenator 2, as shown and described in FIGS a pressure line 24, which connects the output of the pump 22 to the lower fluid connection 12b of the oxygenator, a line 26 between the oxygenator 2 and the container with silicone dispersion 20, which connects the upper fluid connection 12a of the oxygenator 2 with the container 20 with silicone dispersion and a suction line 28 connecting the silicone dispersion tank 20 to the inlet of the pump 22.
  • the existing oxygenator 2 from which the device according to the invention and the method according to the invention are based, is a hollow-fiber module whose hollow fibers are permeable to blood and water.
  • the existing oxygenator on which the device according to the invention and the method according to the invention are based can be a commercially available dialyzer (first variant) or a hollow fiber module or an oxygenation blank (second variant) act.
  • the container 20 comprises a silicone dispersion which has been mixed from silicone, preferably of the RAUMEDIC SI1511 type, and a solvent, preferably n-heptane.
  • the silicone has been diluted with the solvent.
  • the mixing ratio of silicone to solvent of the silicone dispersion in the container is in particular in the range from 1:3.50 to 3.99 and in particular in a range from 1:3.74 to 3.99, in each case based on the weight.
  • a silicone dispersion with such a mixing ratio brings optimal results when building up the layer with simultaneous favorable flow behavior/viscosity and good pumpability.
  • the fluid connections to the second chamber area 16a and 16b are closed, in particular by applying sealing caps.
  • the second chamber area is in particular filled with ambient air and can be filled with ambient air by exchanging it with the environment before the fluid connections 16a and 16b are closed.
  • the silicone dispersion is pumped from the container 20 via the suction line 28 and the pressure line 24 from below through the fluid connection 12b for the first chamber area into the oxygenator 2 and accumulates there on the inside of the hollow fibers 6 . It is preferred if this pumping process runs without bubbles.
  • the silicone dispersion that does not remain on the hollow fibers 6 exits the oxygenator 2 at the top from the fluid connection 12a and is pumped back into the container 20 via the line 26 .
  • This circulation pumping process is operated until all hollow fibers have been coated on their inside with a layer of the silicone dispersion, and in particular until the silicone dispersion layer on the inside of the hollow fibers has a desired wall thickness, which is in particular in the range from 1 to 4 ⁇ m is reached.
  • This can be achieved, for example, by operating the pump circuit for a period of time that is usually sufficient to apply such a silicone dispersion layer with the desired layer thickness to the inner side/inner surface of the hollow fibers 6.
  • the silicone dispersion that does not remain on the hollow fibers 6 is pumped back to the container 20, the silicone dispersion can be reused.
  • the flow direction of the silicone dispersion through the oxygenator 2 is from bottom to top, in particular through the fluid connection 12b, the lower front chamber 10 and the hollow fibers 6 and through the upper front chamber 8 and the upper fluid connection 12a back out of the oxygenator 2.
  • the silicone dispersion flows evenly through all the hollow fibers 6, since there is no pressure gradient in the transverse direction through the oxygenator 2 or through its hollow fibers 2, but rather the pressure across the cross section of the oxygenator and its hollow fibers is the same. This represents a great advantage over conceivable solutions in which silicone is introduced/injected into the oxygenator 2 manually.
  • the solvent escapes so that a silicone layer remains.
  • the escape of the solvent can be supported by a heat treatment, for example by placing the coated oxygenator 2 in an oven after it has been removed from the pump circuit, in which the oxygenator 2 is heated to a temperature of 40° C. to 60° C. in particular is heated to about 50 ° C.
  • the first chamber area of the oxygenator 2 can be cleaned, in particular of excess silicone.
  • This cleaning can preferably be done with isopropanol.
  • the container 20 with silicone dispersion can be replaced by a container with isopropanol.
  • a silicone layer applied to the inside of the hollow fibers 6 in this way makes the hollow fibers 6 permeable to gas but not permeable to blood, thus preventing blood or blood components from passing through undesirably.
  • a pump circuit according to the invention makes it possible to manufacture oxygenators in large quantities in an industrial manner. These oxygenators can be made to any size you require. The patient's blood is reliably oxygenated and decarboxylated by such oxygenators. Such oxygenators can therefore be manufactured economically and inexpensively.
  • the pump 22 can also be provided in the line 26 between the oxygenator 2 and the container 20 with silicone dispersion, so that the line 28 leads directly from the container 20 to the fluid connection 12b of the oxygenator 2 .
  • FIG 4 shows a hollow fiber 6 provided with a silicone layer 30 using the pump circuit according to the invention from FIG.
  • the porous material of the hollow fiber 6 can be clearly seen here.
  • the silicone layer 30 can also be seen clearly on the inner surface of the hollow fiber 6 after the solvent has escaped. In particular, this has a layer thickness of 1 to 4 ⁇ m.
  • the wall thickness of the porous hollow fiber 6 is usually in the range between 30 and 40 ⁇ m.
  • the hollow fibers 6 and/or a function test is carried out.

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Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten eines Oxygenators (2), umfasst: einen Oxygenator (2) mit einer Vielzahl von blut- und wasserdurchlässigen, porösen Hohlfasern (6), insbesondere aus Polysulfon oder aus Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon, der als Dialysator oder als Oxygenierungs-Rohling ausgebildet ist; eine Pumpe (22), insbesondere eine Rollenpumpe oder eine Peristaltikpumpe; und einen Behälter (20) mit einer Silikon-Dispersion, aufweisend ein Silikon und ein Lösungsmittel, vorzugsweise n-Heptan, wobei das Mischungsverhältnis Silikon zu Lösungsmittel der Silikon-Dispersion in dem Behälter (20) im Bereich 1 : 3,50 bis 3,99, insbesondere 1 : 3,74 bis 3,99, liegt, jeweils bezogen auf das Gewicht. Der Oxygenator (2), die Pumpe (22) und der Behälter (20) sind durch Leitungen so zu einem Kreislauf verbunden, dass im Betrieb die Silikon-Dispersion durch die Pumpe (22) aus dem Behälter (20) in den Oxygenator (2) eingebracht wird, zur Beschichtung der Hohlfasern (6) mit Silikon an deren Innenseite, und dass die nicht an den Hohlfasern (6) verbleibende Silikon-Dispersion wieder aus dem Oxygenator (2) austritt und zu dem Behälter (20) gelangt. Die Silikon-Dispersion ist so lange im Kreislauf pumpbar, bis keine weitere Silikon-Dispersion mehr an den Hohlfasern (6) verbleibt und/oder bis die Silikonschicht (30) an der Innenfläche der Hohlfasern (6) eine Wandstärke von 1 bis 4 μm erreicht hat, sodass die porösen Hohlfasern (6) blut- und wasserundurchlässig und gasdurchlässig sind; und der so beschichtete Oxygenator (2) mit den blut- und wasserundurchlässigen und gasdurchlässigen Hohlfasern (6) als Oxygenator für die Behandlung von Chronic obstructive pulmonary disease COPD, als Oxygenator für den Einsatz in einem Organtransplantationsset, als Oxygenator für eine ECMO-Therapie (extrakorporale Membranoxygenierung), oder als Oxygenator für ein ECC-System (extrakorporelle Zirkulation) einsetzbar ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten eines Oxygenators sowie Oxygenator
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines Oxygenators sowie einen Oxygenator.
Derzeit werden Oxygenatoren zur Oxygenierung und Decarboxylierung von Blut in einer Vielzahl von medizinischen Anwendungen eingesetzt.
Auf dem Markt erhältliche Oxygenatoren weisen zumeist Hohlfasern auf, die aus mikroporösem Polypropylen (PP) oder Polymethylpenten (PMP) hergestellt sind.
Solche Oxygenatoren sind teuer in der Herstellung und haben hohe Verkaufspreise. Zudem sind die Bezugsmöglichkeiten von solchen Oxygenatoren beschränkt, und diese Oxygenatoren sind für manche Anwendungen überdimensioniert.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines Oxygenators anzugehen, mit denen Oxygenatoren zur Oxygenierung und Decarboxylierung von Blut in großen Mengen wirtschaftlich herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten eines Oxygenators ist im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert. Sie umfasst: einen Oxygenator mit einer Vielzahl von porösen Hohlfasern, insbesondere aus Polysulfon oder aus Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon; eine Pumpe, insbesondere eine Rollenpumpe oder eine Peristaltikpumpe; und einen Behälter mit einer Silikon-Dispersion, aufweisend ein Silikon und ein Lösungsmittel, vorzugsweise n-Heptan; wobei der Oxygenator, die Pumpe und der Behälter durch Leitungen so zu einem Kreislauf verbunden sind, dass im Betrieb die Silikon-Dispersion durch die Pumpe aus dem Behälter in den Oxygenator eingebracht wird, zur Beschichtung der Hohlfasern mit Silikon an deren Innenseite, und dass die nicht an den Hohlfa- sern verbleibende Silikon-Dispersion wieder aus dem Oxygenator austritt und zu dem Behälter gelangt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Beschichten eines Oxygenators ist im unabhängigen Patentanspruch 9 definiert. Es umfasst den folgenden Schritt:
Pumpen einer Silikon-Dispersion, aufweisend ein Silikon und ein Lösungsmittel, vorzugsweise n-Heptan, mittels einer Pumpe, insbesondere der Rollenpumpe oder der Peristaltikpumpe, im Kreislauf aus einem Behälter mit einer solchen Silikon-Dispersion, in den Oxygenator und dadurch Beschichten der Hohlfasern an deren Innenseite mit Silikon, und aus dem Oxygenator in den Behälter.
Die nachfolgend angegebenen Vorteile und Ausführungsformen treffen in gleicher Weise sowohl auf die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung, als auch auf das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren zu.
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem erfindungsgemäßen Verfahren können bestehende Oxygenatoren mit porösen Hohlfasern effizient und in großen Mengen mit Silikon beschichtet werden, sodass die porösen Hohlfasern so geschlossen werden, dass keine Blutbestandteile hindurchpassieren können, dass diese andererseits jedoch gasdurchgängig sind, sodass das Blut z.B. mit Sauerstoff O2 angereichert werden kann und Kohlendioxid CO2 abgeführt werden kann.
Bei solchen bestehenden Oxygenatoren, von denen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgehen, handelt es sich um Hohlfasermodule, deren Hohlfasern blut- und wasserdurchlässig sind.
In einer ersten Variante handelt es sich bei dem bestehenden Oxygenator, von dem die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgehen, um einen handelsüblichen und kommerziell erhältlichen Dialysator.
In einer zweiten Variante handelt es sich bei dem bestehenden Oxygenator, von dem die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgehen, um ein Hohlfasermodul bzw. einen Oxygenierungs-Rohling, bei dem eine Vielzahl von gas- und flüssigkeits-durchgängigen, porösen Hohlfasern in ein Gehäuse mit seitlichen Gasanschlüssen eingebracht worden sind, und die auf im Wesentlichen dieselbe Länge zugeschnitten worden sind. Diese Hohlfasern sind an beiden gegenüberliegenden Enden im Gehäuse verpottet. Dabei sind die Hohlfasern untereinander und zum Gehäuse hin dicht verklebt. Ein solches Hohlfasermodul bzw. ein solcher Oxygenierungs-Rohling unterscheidet sich von einem Dialysator dadurch, dass er nur etwa halb so lang ist, dafür aber deutlich mehr Hohlfasern enthält als ein Dialysator, z.B. etwa 4-mal so viele, und deswegen einen deutlich größeren Durchmesser hat als ein Dialysator, z.B. den 2- bis 3-fachen Durchmesser. Die Länge des Gehäuses eines solchen Hohlfasermoduls bzw. eines solchen Oxygenierungs-Rohlings beträgt etwa ein Drittel bis die Hälfte der Länge des Gehäuses eines typischen Dialysators.
Typischerweise hat ein Dialysator einen Außendurchmesser von 25 - 50 mm, und max 10.000 Hohlfasern. Die Länge des Gehäuses eines Dialysators liegt typischerweise im Bereich von 20 bis 30 cm.
Ein Oxygenierungs-Rohling hat typischerweise einen Außendurchmesser von 60 - 120 mm, und 20.000 - 50.000 Hohlfasern. Die Länge des Gehäuses eines Oxygenierungs-Rohling liegt typischerweise im Bereich von 8 bis 15 cm.
Ein Oxygenierungs-Rohling, der für Erwachsenen-OPs geeignet ist, hat typischerweise einen Außendurchmesser von 80 - 100 mm, 30.000 - 40.000 Hohlfasern und eine Gehäuselänge von 10 bis 12 cm.
Solche Oxygenierungs-Rohlinge sind für die hier relevanten Anwendungen besonders gut geeignet, da sie aufgrund der kurzen Bauweise einen signifikant geringeren Druckabfall auf der Blutseite verursachen.
Solche bestehenden Oxygenatoren, von denen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgehen, haben insbesondere ein Gehäuse, insbesondere aus Polycarbonat, mit einer insbesondere im Wesentlichen zylindrischen Gehäusewandung, mit einem oberen Endbereich und mit einem unteren Endbereich. Die Vielzahl von Hohlfasern sind in dem Gehäuse angeordnet, sie sind an ihren oberen und unteren Enden jeweils untereinander und mit der Gehäusewandlung abgedichtet, und sie erstrecken sich insbesondere in Längsrichtung des Gehäuses über einen Großteil der Innenseite des Gehäuses. Das Innere der Hohlfasern, eine obere Stirnkammer, falls vorhanden, und untere Stirnkammer, falls vorhanden, bilden einen ersten Kammerbereich. Der außen an die Hohlfasern angrenzende Bereich innerhalb des Gehäuses bildet einen zweiten Kammerbereich. Insbesondere bieten die erfindungsgemäß hergestellten Oxygenatoren eine günstige Gas-Transferrate für Kohlendioxid CO2 und Sauerstoff O2. Es kann also Sauerstoff O2 ins Blut transferiert und Kohlendioxid CO2 aus dem Blut abgeführt werden.
Die Oxygenatoren können also mit einer Silikonschicht an deren Innenseite versehen werden, und es können somit beschichtete Hohlfasern, insbesondere aus Po- lysulfon oder aus Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon hergestellt werden, die sich für die Oxygenierung und die Decarboxylierung von Patientenblut eignen.
Die porösen Hohlfasern, die erfindungsgemäß mit einer Silikonschicht an deren Innenseite versehen sind/werden, bilden eine Membran,
Dialysatoren, bei denen die beschichteten Hohlfasern insbesondere aus Polysul- fon oder aus Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon hergestellt sind, werden häufig für die Dialyse, also die „Blutwäsche“ verwendet.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung werden somit bestehende, als Dialysatoren ausgebildete Oxygenatoren bzw. Hohlfasermodule, bei denen die Hohlfasern blut- und wasserdurchlässig sein müssen, und daher üblicherweise aus Polysulfon oder aus Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon hergestellt sind, mit einer Silikonschicht an deren Innenseite versehen, so dass solche Hohlfasern blut- und wasserundurchlässig und gasdurchlässig gemacht werden und somit zu Oxygenatoren für die hier beschriebenen medizinischen Anwendungen gemacht.
Alternativ dazu werden bestehende, als Oxygenierungs-Rohlinge ausgebildete- Oxygenatoren bzw. Hohlfasermodule, bei denen die Hohlfasern blut- und wasserdurchlässig sind, und daher üblicherweise aus Polysulfon oder aus Polysulfon- Polyvinylpyrrolidon hergestellt sind, mit einer Silikonschicht an deren Innenseite versehen, so dass solche Hohlfasern blut- und wasserundurchlässig und gasdurchlässig gemacht werden und somit zu Oxygenatoren für die hier beschriebenen medizinischen Anwendungen gemacht werden.
Gleichzeitig werden die Hohlfasern durch die Silikonschicht stabiler gemacht, was sie für den Einsatz mit höheren Drücken und Drucklagen ertüchtigt, und eine Zerstörung und ein Reißen der Hohlfasern verhindert, und die Haltbarkeit erhöht. Wenn von einem als Dialysator ausgebildeten Oxygenator ausgegangen wird, wird somit gewissermaßen aus einem Dialysator ein Oxygenator und aus einer künstlichen Niere eine künstliche Lunge gemacht.
Somit wird eine Alternative zu teuren Oxygenatoren geschaffen, bei denen die Hohlfasern aus mikroporösem Polypropylen (PP) oder Polymethylpenten (PMP) hergestellt sind.
Anders als herkömmliche Oxygenatoren weisen die erfindungsgemäß beschichteten Oxygenatoren eine geschlossene Membran in Form von porösen Hohlfasern mit einer Silikonbeschichtung auf, ohne Poren, die gut gasdurchlässig ist, andererseits aber kein Blut und keine Blutbestandteile passieren lässt und somit blutun- durchlässig/blutdicht ist. Dies erhöht die Patientensicherheit deutlich.
Auf der anderen Seite sind die solchermaßen mit einer Silikonschicht versehenen Hohlfasern gasdurchgängig bzw. gasdurchlässig, sodass das durch die Hohlfasern strömende oder darin befindliche Blut oxygeniert und decarboxyliert werden kann.
Die erfindungsgemäß hergestellten Oxygenatoren können in ihrer Größe auf die jeweiliige medizinische Anwendung angepasst werden.
So können die erfindungsgemäß beschichteten Oxygenatoren z.B. von einer deutlich kleineren Größe sein, als dies bei herkömmlichen ECMO-Systemen der Fall ist. ECMO-Systeme/Systeme zur extrakorporalen Membranoxygenierung sind in der Intensivmedizin eingesetzte Unterstützungssysteme, bei denen eine Maschine teilweise oder vollständig Atemfunktionsleistungen für den Patienten außerhalb seines Körpers übernimmt.
Erfindungsgemäß beschichtete Oxygenatoren können aber auch die Größe haben, wie sie z.B. bei ECMO-Systemen erforderlich ist.
Dadurch, dass die Hohlfasern an der Innenseite mit einer insbesondere durchgängigen Silikonschicht versehen werden/sind und somit nicht blutdurchlässig sind, wird das Risiko von Plasmaleckagen ausgeschlossen, und die damit verbundenen gravierenden negativen Folgen für den Patienten werden verhindert.
Das Silikon ist physiologisch einwandfrei und hämokompatibel. Silikon ist gut gasdurchlässig für Sauerstoff O2 und Kohlendioxid CO2 und verbindet sich gut mit den porösen Hohlfasern, die insbesondere aus Polysulfon oder aus Polysulfon- Polyvinylpyrrolidon hergestellt sind.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird das Silikon, vorzugsweise vom Typ RAUMEDIC Sl 1511 , zunächst mit einem Lösungsmittel, insbesondere n-Heptan verdünnt und somit eine Silikon-Dispersion erstellt. Diese angemischte Silikon-Dispersion wird in den Behälter gefüllt und aus diesem direkt mit dem erfindungsgemäßen Kreislaufverfahren durch die Pumpe aus dem Behälter in den Oxygenator eingebracht, und beschichtet so die Hohlfasern an deren Innenseite mit Silikon.
Gegenüber einer denkbaren Alternative, bei welcher das Silikon und das Lösungsmittel separat zugeführt werden, ergibt sich eine deutliche fertigungstechnische Vereinfachung, welche die Produktion bzw. Beschichtung von Oxygenatoren auf industrielle Weise und in großen Mengen ermöglicht.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können Oxygenatoren in unterschiedlicher Größe gefertigt werden. Die Größe richtet sich dabei nach der für den Gastausch zur Verfügung stehenden Membranoberfläche. Besonders bevorzugt sind jedoch Größen von 0,3 - 2,5 m2.
Gemäß einem weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Kreislaufverfahrens tritt die nicht an den Hohlfasern verbleibende Silikon-Dispersion wieder aus dem Oxygenator aus und gelangt wieder zu dem bzw. in den Behälter. Die so zurückgeleitete Silikon-Dispersion kann somit wiederverwendet werden, was sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit erhöht.
Der Behälter kann dabei insbesondere geschlossen sein, zum Beispiel um ein Entweichen des Lösungsmittels zu verhindern und um zu verhindern, dass Partikel in den Behälter gelangen und die Silikon-Dispersion verunreinigen können.
Zudem sind die erfindungsgemäß mit einer Silikonschicht an der Innenseite der Hohlfasern versehenen Oxygenatoren für eine lange Anwendungsdauer geeignet und haben somit eine lange Anwendungs- und Lebensdauer.
Gemäß der Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäß hergestellten bzw. beschichteten Oxygenator um einen Oxygenator für die Behandlung von Chronic obstructive pulmonary disease COPD, um einen Oxygenator für eine ECMO-Therapie (extrakorporale Membranoxygenierung), um einen Oxygenator für den Einsatz in einem Organtransplantationsset, oder um einen Oxygenator für ein ECC-System (extrakorporelle Zirkulation).
Erfindungsgemäß hergestellte Oxygenatoren können für die Behandlung von COPD eingesetzt werden. Bei COPD Chronic obstructive pulmonary disease handelt es sich um eine chronisch fortschreitende Erkrankung der Lunge. Diese Krankheit ist durch entzündete und dauerhaft verengte Atemwege gekennzeichnet. Typische COPD-Symptome sind Husten, Auswurf und Atemnot bei Belastung, später auch in Ruhe. Diese Krankheit ist nicht heilbar, und man ist auf die Linderung der Symptome beschränkt.
Die erfindungsgemäß hergestellten Oxygenatoren können auf die Behandlung von COPD-Patienten angepasst und kleiner dimensioniert werden, als dies bei bestehenden ECMO-Systemen der Fall ist, sie sind weniger invasiv als solche ECMO- Systeme, das Risiko von Plasmaleckagen ist reduziert, und sie sind günstiger in der Herstellung als bestehende ECMO-Systeme.
Aufgrund der kleinen und kompakten Bauweise und der Beschichtung der Hohlfasern mit Silikon an deren Innenseite, was üblicherweise die Blutseite darstellt, können erfindungsgemäß beschichtete Oxygenatoren somit auch für die Behandlung von COPD-Patienten und die Oxygenierung und Decarboxylierung von Patientenblut von solchen COPD-Patienten zum Einsatz kommen.
Erfindungsgemäß beschichtete Oxygenatoren können neben der Anwendung für die Behandlung von COPD auch in ECMO-Kreisläufen eingesetzt werden, und zwar sowohl in kardialen als auch in pulmonalen ECMO-Kreisläufen.
Bei solchen ECMO-Systemen bieten die erfindungsgemäß hergestellten Oxygenatoren eine lange Anwendungsdauer, da ein geringes Risiko für Plasmaleckagen zu erwarten ist. Die gute Gas-Transferrate führt zu einer effektiven Sauerstoffversorgung und Decarboxylierung. Durch die Silikonbeschichtung ist eine sehr gute Blutkompatibilität gegeben.
Darüber hinaus können, aus vergleichbaren Gründen, erfindungsgemäß beschichtete Oxygenatoren auch in einem Organtransplantationsset, insbesondere für Leber- und Nieren-Transplantationen, oder in einem ECC-System (extrakorporelle Zirkulation) für einen Gastransfer CO2 / O2 während offener Herzoperationen mit der Herz-Lungenmaschine verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Oxygenator ein Gehäuse, insbesondere aus Polycarbonat, auf, mit einer insbesondere im Wesentlichen zylindrischen Gehäusewandung, mit einem oberen Endbereich und mit einem unteren Endbereich. Eine Vielzahl von Hohlfasern ist/sind in dem Gehäuse vorgesehen, die an ihren oberen und unteren Enden jeweils untereinander und mit der Gehäusewandlung abgedichtet sind, und die sich insbesondere in Längsrichtung des Gehäuses über einen Großteil der Innenseite des Gehäuses erstrecken. Das Innere der Hohlfasern, eine obere Stirnkammer, falls vorhanden, und untere Stirnkammer, falls vorhanden, bilden einen ersten Kammerbereich. Der außen an die Hohlfasern angrenzende Bereich innerhalb des Gehäuses bildet einen zweiten Kammerbereich.
Dies stellt eine besonders praktikable und kompakte Ausführungsform für einen Oxygenator dar. Zudem verträgt sich die Silikon-Dispersion, insbesondere das dabei vorzugsweise eingesetzte Lösungsmittel n-Heptan gut mit dem Material des Gehäuses, insbesondere Polycarbonat.
Der erste Kammerbereich bildet dabei insbesondere die Blutseite. Der zweite Kammerbereicht bildet die Oxygenat-Seite.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zwei Fluidanschlüsse für den ersten Kammerbereich an dem oberen Endbereich, insbesondere an der oberen Stirnseite, und an dem unteren Endbereich, insbesondere an der unteren Stirnseite, vorgesehen; und es sind zwei Fluidanschlüsse für den zweiten Kammerbereich, insbesondere an einem Mantelbereich der Gehäusewandlung vorgesehen.
Durch die Fluidanschlüsse für den ersten Kammerbereich wird im Betrieb des Oxygenators das Patientenblut zu- und abgeführt. Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren wird durch die Fluidanschlüsse für den ersten Kammerbereich die Silikon- Dispersion zu- und abgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Pumpe einen Eingang, der mit einer Saugleitung verbunden ist, und einen Ausgang, der mit einer Druckleitung verbunden ist, auf. Die Druckleitung der Pumpe kann mit einem ersten Fluidan- Schluss für den ersten Kammerbereich an einem von dem oberen Endbereich und dem unteren Endbereich des Oxygenators, insbesondere an dem unteren Endbereich des Oxygenators, verbunden sein, der zweite Fluidanschluss für den ersten Kammerbereich des Oxygenators kann mit dem Behälter verbunden sein, und der Behälter kann mit der Saugleitung der Pumpe verbunden sein.
Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine besonders effektive Lösung für die Serienfertigung dar.
Nach erfolgter Beschichtung des Oxygenators muss dieser einfach durch einen neuen, noch nicht beschichteten Oxygenator ersetzt werden, der dann wiederum mit dem erfindungsgemäßen Kreislaufverfahren beschichtet werden kann, usw. Es müssen nur jeweils der erste und der zweite Fluidanschluss wie beschrieben mit der Druckleitung der Pumpe bzw. mit der Leitung zum Behälter verbunden werden, weitere Anschlusstätigkeiten entfallen.
Bevorzugt ist die Pumprichtung durch die Hohlfasern des Oxygenators von unten nach oben.
Durch dieses erfindungsgemäße Kreislaufverfahren können alle Hohlfasern durch den anliegenden, durch die Pumpe erzeugten Druck gleichmäßig beschichtet werden, es ergibt sich keine Beschichtungsreihenfolge, bei der z.B. zuerst die inneren Hohlfasern und anschließend die äußeren Hohlfasern beschichtet werden, wie dies bei anderen Beschichtungsverfahren denkbar ist.
Die Fluidanschlüsse für den zweiten Kammerbereich werden vorzugsweise vor dem Aufbringen der Beschichtung geschlossen.
Der zweite Kammerbereich wird vorzugsweise vor dem Aufbringen der Beschichtung mit Umgebungsluft gefüllt und ist vorzugsweise auch während dem Aufbringen der Beschichtung mit Umgebungsluft befüllt. Dadurch können Zusatzschritte wie z.B das denkbare Befüllen des zweiten Kammerbereichs mit einem anderen Medium, z.B. mit Lösungsmittel entfallen. Ebenso können andere zusätzliche Schritte, wie das Anlegen eines Unterdrucks an die Fluidanschlüsse für den zweiten Kammerbereich entfallen.
Gemäß einer weiteren Erkenntnis reicht es für die Aufbringung einer Silikonschicht auf die Innenseite der porösen Hohlfasern völlig aus, wenn die Fluidanschlüsse für den zweiten Kammerbereich vor dem Aufbringen der Beschichtung geschlossen sind/werden und der zweite Kammerbereich mit Umgebungsluft gefüllt ist. Das Anlegen eines Unterdrucks ist nicht erforderlich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist weiterhin ein Ofen vorgesehen, der im Betrieb den Oxygenator auf 40°C bis 60°C, insbesondere auf etwa 50°C aufheizt, zum Unterstützen des Entweichens des Lösungsmittels aus der Silikonschicht und zum vollständigen Vulkanisieren der Silikonschicht.
Gemäß der Erfindung liegt das Mischungsverhältnis Silikon zu Lösungsmittel der Silikon-Dispersion in dem Behälter im Bereich 1 : 3,50 bis 3,99, insbesondere 1 : 3,74 bis 3,99 , jeweils bezogen auf das Gewicht. Mit einem solchen Mischungsverhältnis ist die Silikon-Dispersion sehr gut fließfähig und bildet die Silikonschicht mit gewünschter Schichtdicke.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Silikon insbesondere um ein Silikon vom Typ Raumedic Sl 1511. Dieses Silikon vom Typ RAUME- DIC SI1511 ist bereits für medizinische Anwendungen und insbesondere für Implantate zugelassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt nach erfolgter Beschichtung eine Reinigung der ersten Kammerbereichs mit Isopropanol, insbesondere indem der Behälter mit Silikon-Dispersion im Kreislauf durch einen Behälter mit Isopropanol ersetzt wird. Durch eine solche Reinigung mit Isopropanol kann überschüssiges Silikon entfernt werden, und es kann eine homogene Innenfläche der Silikonschicht auf der Innenseite der Hohlfasern erreicht werden.
Erfindungsgemäße Wandstärken der Silikonschicht an der Innenfläche der Hohlfasern liegen im Bereich von 1 bis 4 pm. Übliche Wandstärken der Hohlfasern liegen im Bereich von 30 bis 40 pm, und übliche Durchmesser der Hohlfasern liegen im Bereich von etwa 200 pm. Ein erfindungsgemäßer Oxygenator kann bis zu 20.000 Hohlfasern enthalten.
Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Silikon-Dispersion so lange im Kreislauf gepumpt, bis keine weitere Silikon-Dispersion mehr an den Hohlfasern verbleibt und/oder bis die Silikonschicht an der Innenfläche der Hohlfasern ein Wandstärke von 1 bis 4 pm erreicht hat. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Kammerbereich vor dem Beschichten mit Umgebungsluft gefüllt und ist während dem Aufbringen der Beschichtung mit Umgebungsluft gefüllt. Die Fluidanschlüsse für den zweiten Kammerbereich werden vor dem Aufbringen der Beschichtung geschlossen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ausgang der Pumpe mittels einer Druckleitung mit einem ersten Fluidanschluss für einen ersten Kammerbereich des Oxygenators an einem von dem oberen Endbereich und dem unteren Endbereich des Oxygenators, insbesondere an dem unteren Endbereich des Oxygenators, verbunden. Der Eingang der Pumpe wird mittels einer Saugleitung mit dem Behälter verbunden, und der zweite Fluidanschluss für den ersten Kammerbereich des Oxygenators, insbesondere an dem oberen Endbereich des Oxygenators, wird mit dem Behälter verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfasst das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte: Aushärtenlassen des Silikons der Silikon-Dispersion und Entweichenlassen des Lösungsmittels, nach erfolgtem Beschichten. Dieser Verfahrensschritt kann durch eine Entnahme des Oxygenators aus dem Kreislauf und durch eine Erwärmung in einem Ofen bei 40°C bis 60°C, insbesondere bei etwa 50°C unterstützt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfasst das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt: Reinigen der ersten Kammerbereichs mit Isopropanol, nach erfolgtem Beschichten, insbesondere indem der Behälter mit Silikon-Dispersion im Kreislauf durch einen Behälter mit Isopropanol ersetzt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Oxygenator, der insbesondere mit einem Verfahren der hier beschriebenen Art hergestellt worden ist.
Ein solcher Oxygenator umfasst eine Vielzahl von porösen Hohlfasern, insbesondere aus Polysulfon oder aus Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon, die an ihrer Innenfläche mit einer Silikonschicht mit einer Wandstärke von 1 bis 4 m versehen sind, welche die Hohlfasern gasdurchlässig, aber nicht blutdurchlässig macht.
Die vorstehend mit Bezug auf die Herstellungsvorrichtung und das Herstellungsverfahren angegebenen Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile treffen in glei- eher Weise auf den Oxygenator zu, und werden hier nicht noch einmal wiederholt. Die Anmelderin behält sich ausdrücklich das Recht vor, zusätzliche Ansprüche auf den Oxygenator zu richten, in denen eines oder mehrere dieser Merkmale und Ausführungsformen beansprucht werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Oxygenators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Längs-Symmetrieebene durch den Oxygenator von Figur 1 ;
Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung für einen Oxygenator gemäß Figur 1 und 2 bzw. einen Pumpkreislauf, der eine Rollenpumpe, den Oxygenator aus Figur 1 und 2 und einen Behälter mit einer Silikon-Dispersion sowie Leitungen, die diese drei Elemente zu einem Kreislauf verbinden, umfasst; und
Figur 4 zeigt eine Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme einer Hohlfaser mit einer Silikonschicht an dessen Innenseite, des Oxygenators aus Figur 1 und 2, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Oxygenators 2. Dieser Oxygenator 2 umfasst ein Gehäuse 4 mit einer Gehäusewandung mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form, ein oberes Endstück mit einem oberen Fluidanschluss 12a für einen ersten Kammerbereich, ein unteres Endstück mit einem Fluidanschluss 12b für den ersten Kammerbereich, ein Paket von porösen Hohlfasern 6, das nachfolgend mit Bezug auf Figur 2 dargestellt und näher erläutert wird, sowie einen oberen Fluidanschluss 16a und einen unteren Fluidanschluss 16b für einen zweiten Kammerbereich.
Wie in Figur 1 gut zu erkennen ist, hat der Oxygenator 2 eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt, wobei die oberen und unteren Endstücke separat von dem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse 4 ausgebildet sind und zum Beispiel mittels einem Innengewinde des oberen bzw. unteren Endstücks gegenüber einem Außengewinde an dem oberen bzw. unteren Ende des Gehäuses 4 aufgeschraubt sein können. Die Gehäusewandung sowie die Endstücke können dabei insbesondere aus Polycarbonat gefertigt sein.
Eine bevorzugte Anwendung des in Figur 1 gezeigten Oxygenators 2 ist die Anwendung zur Behandlung von COPD. Andere Anwendungen sind der Einsatz in einem Organtransplantationsset, der der Einsatz in einer ECMO-Therapie (extrakorporale Membranoxygenierung), der Einsatz in einem ECC-System (extrakorporelle Zirkulation).
Wie in Figur 2 gut zu erkennen ist, ist innerhalb des Gehäuses 4 eine Vielzahl von Hohlfasern 6 angeordnet, die an ihrem oberen und unteren Ende jeweils untereinander und mit der Gehäusewandung abgedichtet ("verpottet") sind, z.B. mittels einer Polyurethan-Vergussmasse, und die sich insbesondere in Längsrichtung des Gehäuses 4, über einen Großteil der Innenseite des Gehäuses 4 erstrecken.
Innerhalb des oberen Endstücks und oberhalb des oberen Endes der Hohlfasern 6 ist eine obere Stirnkammer 8 vorgesehen. Ebenso ist innerhalb des unteren Endstücks und unterhalb des unteren Endes der Hohlfasern 6 eine untere Stirnkammer 10 vorgesehen.
Wie in Figur 2 ebenfalls gut zu erkennen ist, ist der obere Fluidanschluss 12a mittig in der Stirnseite des oberen Endstücks vorgesehen und steht mit der oberen Stirnkammer 8 in Verbindung. Ebenso ist der untere Fluidanschluss 12b mittig in der Stirnseite des unteren Endstücks vorgesehen und steht mit der unteren Stirnkammer 10 in Fluidverbindung.
Das Innere der Hohlfasern 6, die obere Stirnkammer 8 und die untere Stirnkammer 10 bilden einen ersten Kammerbereich, der im Betrieb des Oxygenators von Patientenblut durchströmt wird. Der erste Kammerbereich kann daher auch als Blutseite bezeichnet werden.
Der außen an die Hohlfasern angrenzende Bereich innerhalb des Gehäuses 4 bildet den Oxygenat-ZDialysat-Bereich. Dieser ist mittels eines oberen Fluidanschlusses 16a für den zweiten Kammerbereich und mittels eines unteren Fluidanschlusses 16b für den zweiten Kammerbereich z.B. mit einer Sauerstoffquelle verbunden. Die porösen Hohlfasern 6 bilden eine Membran zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerbereich. Die Hohlfasern 6 sind vorzugsweise aus Polysulfon PSU oder Polysulfon-Polyvinylpyrrolidon hergestellt. Die porösen Hohlfasern 6 sind nicht flüssigkeitsdicht bzw. wasserdicht, sodass auch Blut oder Blutbestandteile durch die poröse Wandung dieser Hohlfasern 6 durchtreten und in den zweiten Kammerbereich gelangen können.
In Figur 3 ist nun eine Vorrichtung zum Beschichten eines Oxygenators mittels eines Pumpkreislaufs 18 anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Diese Vorrichtung wird nachfolgend verkürzt auch als Pumpkreislauf 18 bezeichnet. Dieser Pumpkreislauf 18 umfasst einen Oxygenator 2, wie er in Figur 1 und 2 gezeigt und beschrieben ist, einen Behälter mit Silikon-Dispersion 20 und eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rollenpumpe ausgebildete Pumpe 22 sowie Fluidleitungen, welche diese drei Elemente zu einem Kreislauf verbinden, nämlich eine Druckleitung 24, welche den Ausgang der Pumpe 22 mit dem unteren Fluidanschluss 12b des Oxygenators verbindet, eine Leitung 26 zwischen Oxygenator 2 und Behälter mit Silikon-Dispersion 20, welche den oberen Fluidanschluss 12a des Oxygenators 2 mit dem Behälter 20 mit Silikon-Dispersion verbindet sowie eine Saugleitung 28, die den Behälter mit Silikon-Dispersion 20 mit dem Eingang der Pumpe 22 verbindet.
Bei dem bestehenden Oxygenator 2, von dem die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgehen, handelt es sich um ein Hohlfasermodul, dessen Hohlfasern blut- und wasserdurchlässig sind.
Wie im einleitenden Teil der Beschreibung ausgeführt, kann es sich sich bei dem bestehenden Oxygenator, von dem die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgehen, um einen handelsüblichen und kommerziell erhältlichen Dialysator (erste Variante), oder um ein Hohlfasermodul bzw. einen Oxygenierungs-Rohling (zweite Variante) handeln.
Der Behälter 20 umfasst eine Silikon-Dispersion, die aus Silikon, vorzugsweise vom Typ RAUMEDIC SI1511 und einem Lösungsmittel, vorzugsweise n-Heptan angemischt worden ist. Das Silikon ist mittels des Lösungsmittels verdünnt worden. Das Mischungsverhältnis Silikon zu Lösungsmittel der Silikon-Dispersion in dem Behälter liegt dabei insbesondere im Bereich 1 : 3,50 bis 3,99 und insbesondere in einem Bereich von 1 : 3,74 bis 3,99, jeweils bezogen auf das Gewicht.
Eine Silikon-Dispersion mit einem solchen Mischungsverhältnis bringt optimale Ergebnisse beim Schichtaufbau bei gleichzeitigem günstigem Fließverhal- ten/Viskosität und guter Pumpfähigkeit.
Vor dem Start des Kreislauf-Pumpvorgangs werden die Fluidanschlüsse zum zweiten Kammerbereich 16a und 16b geschlossen, insbesondere durch Aufbringen von Verschlusskappen. Der zweite Kammerbereich ist insbesondere mit Umgebungsluft gefüllt, und kann vor dem Verschließen der Fluidanschlüsse 16a und 16b durch Austausch mit der Umgebung mit Umgebungsluft gefüllt werden.
Im Betrieb des Pumpkreislaufs wird die Silikon-Dispersion aus dem Behälter 20 über die Saugleitung 28 und die Druckleitung 24 von unten durch den Fluidanschluss 12b für den ersten Kammerbereich in den Oxygenator 2 gepumpt und lagert sich dort an der Innenseite der Hohlfasern 6 an. Dabei ist es bevorzugt, wenn dieser Pumpvorgang blasenfrei verläuft.
Die nicht an den Hohlfasern 6 verbleibende Silikon-Dispersion tritt oben aus dem Fluidanschluss 12a aus dem Oxygenator 2 aus und wird über die Leitung 26 wieder in den Behälter 20 gepumpt.
Dieser Kreislauf-Pumpvorgang wird solange betrieben, bis alle Hohlfasern an ihrer Innenseite mit einer Schicht der Silikon-Dispersion beschichtet worden sind, und insbesondere bis die Silikon-Dispersionsschicht an der Innenseite der Hohlfasern eine gewünschte Wandstärke, die insbesondere im Bereich von 1 bis 4 pm liegt, erreicht ist. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem der Pumpkreislauf über einen Zeitraum betrieben wird, der üblicherweise ausreicht, um eine solche Silikon-Dispersionsschicht mit der gewünschten Schichtdicke auf die Innensei- ten/lnnenflächen der Hohlfasern 6 aufzubringen.
Dadurch, dass die nicht an den Hohlfasern 6 verbleibende Silikon-Dispersion wieder zurück zu dem Behälter 20 gepumpt wird, kann die Silikon-Dispersion weiterverwendet werden. Die Durchströmungsrichtung der Silikon-Dispersion durch den Oxygenator 2 ist dabei von unten nach oben, insbesondere durch den Fluidanschluss 12b, die untere Stirnkammer 10 und die Hohlfasern 6 sowie durch die obere Stirnkammer 8 und den oberen Fluidanschluss12a wieder aus dem Oxygenator 2 heraus.
Dabei werden alle Hohlfasern 6 gleichmäßig von Silikon-Dispersion durchströmt, da in Querrichtung durch den Oxygenator 2 bzw. durch dessen Hohlfasern 2 kein Druckgefälle herrscht, sondern der Druck über den Querschnitt des Oxygenators und über seine Hohlfasern gesehen gleich ist. Dies stellt einen großen Vorteil gegenüber denkbaren Lösungen dar, bei denen Silikon manuell in den Oxygenator 2 eingebracht/eingespritzt wird.
Nach erfolgtem Aufbringen der Silikon-Dispersion auf die Innenseiten der Hohlfasern 6 entweicht das Lösungsmittel, sodass eine Silikonschicht zurückbleibt. Das Entweichen des Lösungsmittels kann dabei durch eine Wärmebehandlung unterstützt werden, zum Beispiel indem der beschichtete Oxygenator 2, nach vorherigem Entnehmen aus dem Pumpkreislauf, in einen Ofen eingebracht wird, in dem der Oxygenator 2 auf eine Temperatur von 40°C bis 60°C, insbesondere auf etwa 50°C aufgeheizt wird.
Schließlich kann der erste Kammerbereich des Oxygenators 2 gereinigt werden, insbesondere von überschüssigem Silikon. Diese Reinigung kann vorzugsweise mit Isopropanol erfolgen. Dabei kann in dem Pumpkreislauf gemäß Figur 3 der Behälter 20 mit Silikon-Dispersion durch einen Behälter mit Isopropanol ersetzt werden. Alternativ dazu ist auch ein einfaches Durchspülen des Oxygenators 2 mit Isopropanol möglich.
Eine derart auf die Innenseite der Hohlfasern 6 aufgebrachte Silikonschicht macht die Hohlfasern 6 gasdurchlässig, aber nicht blutdurchlässig, verhindert also ein unerwünschtes Durchtreten von Blut oder Blutbestandteilen dadurch.
Ein erfindungsgemäßer Pumpkreislauf ermöglicht die Herstellung von Oxygenato- ren in großen Mengen auf industrielle Weise. Diese Oxygenatoren können in gewünschter Größe hergestellt werden. Das Patientenblut wird durch solche Oxygenatoren zuverlässig oxygeniert und decarboxyliert. Solche Oxygenatoren können daher wirtschaftlich und kostengünstig hergestellt werden. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Pumpe 22 auch in der Leitung 26 zwischen dem Oxygenator 2 und dem Behälter 20 mit Silikon-Dispersion vorgesehen werden, sodass die Leitung 28 direkt vom Behälter 20 zu dem Fluidanschluss 12b des Oxygenators 2 führt.
In der Aufnahme mittels eines Rasterelektronenmikroskops gemäß Figur 4 ist eine mit dem erfindungsgemäßen Pumpkreislauf aus Figur 3 mit einer Silikonschicht 30 versehene Hohlfaser 6 gezeigt. Dabei ist das poröse Material der Hohlfaser 6 gut zu erkennen. Ebenso ist die Silikonschicht 30, nach Entweichen des Lösungsmittels an der Innenfläche der Hohlfaser 6 gut zu erkennen. Diese weist insbesondere eine Schichtdicke von 1 bis 4pm auf. Die Wandstärke der porösen Hohlfaser 6 liegt üblicherweise im Bereich zwischen 30 und 40pm.
Nach Beschichten des Oxygenators mittels des Pumpkreislaufs gemäß Figur 3, nach Entweichenlassen des Lösungsmittels aus der Schicht an der Innenseite der Hohlfasern 6, gegebenenfalls unterstützt durch eine Wärmebehandlung und nach gegebenenfalls erfolgter Reinigung mittels Isopropanol, kann/können noch ein Durchspülen der Hohlfasern 6 und/oder ein Funktionstest erfolgen.
Bezugszeichenliste
2 Oxygenator
4 Gehäuse
6 poröse Hohlfasern
8 obere Stirnkammer
10 untere Stirnkammer
12a,b Fluidanschlüsse für ersten Kammerbereich
14 zweiter Kammerbereich
16a, b Fluidanschlüsse für zweiten Kammerbereich
18 Pumpkreislauf
20 Behälter mit Silikon-Dispersion
22 Rollenpumpe
24 Druckleitung
26 Leitung zwischen Oxygenator und Behälter mit Silikon-Dispersion
28 Saugleitung
30 Silikonschicht

Claims

M25813.6 Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Beschichten eines Oxygenators (2), aufweisend: einen Oxygenator (2) mit einer Vielzahl von blut- und wasserdurchlässigen, porösen Hohlfasern (6), insbesondere aus Polysulfon oder aus Polysulfon- Polyvinylpyrrolidon, der als Dialysator oder als Oxygenierungs-Rohling ausgebildet ist; eine Pumpe (22), insbesondere eine Rollenpumpe oder eine Peristaltikpumpe; und einen Behälter (20) mit einer Silikon-Dispersion, aufweisend ein Silikon und ein Lösungsmittel, vorzugsweise n-Heptan, wobei das Mischungsverhältnis Silikon zu Lösungsmittel der Silikon-Dispersion in dem Behälter (20) im Bereich 1 : 3,50 bis 3,99, insbesondere 1 : 3,74 bis 3,99, liegt, jeweils bezogen auf das Gewicht; wobei der Oxygenator (2), die Pumpe (22) und der Behälter (20) durch Leitungen so zu einem Kreislauf verbunden sind, dass im Betrieb die Silikon-Dispersion durch die Pumpe (22) aus dem Behälter (20) in den Oxygenator (2) eingebracht wird, zur Beschichtung der Hohlfasern (6) mit Silikon an deren Innenseite, und dass die nicht an den Hohlfasern (6) verbleibende Silikon-Dispersion wieder aus dem Oxygenator (2) austritt und zu dem Behälter (20) gelangt; und wobei die Silikon-Dispersion so lange im Kreislauf pumpbar ist, bis keine weitere Silikon-Dispersion mehr an den Hohlfasern (6) verbleibt und/oder bis die Silikonschicht (30) an der Innenfläche der Hohlfasern (6) eine Wandstärke von 1 bis 4 pm erreicht hat; sodass die porösen Hohlfasern (6) blut- und wasserundurchlässig und gasdurchlässig sind; und der so beschichtete Oxygenator (2) mit den blut- und wasserundurchlässigen und gasdurchlässigen Hohlfasern (6) als Oxygenator für die Behandlung von Chronic obstructive pulmonary disease COPD, als Oxygenator für den Einsatz in einem Organtransplantationsset, als Oxygenator für eine ECMO- Therapie (extrakorporale Membranoxygenierung), oder als Oxygenator für ein ECC-System (extrakorporelle Zirkulation) einsetzbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Oxygenator (2) ein Gehäuse (4), insbesondere aus Polycarbonat, aufweist, mit einer insbesondere im Wesentlichen zylindrischen Gehäusewandlung, mit einem oberen Endbereich und mit einem unteren Endbereich; wobei eine Vielzahl von Hohlfasern (6) in dem Gehäuse (4) vorgesehen sind, die an ihren oberen und unteren Enden jeweils untereinander und mit der Gehäusewandlung abgedichtet sind, und die sich insbesondere in Längsrichtung des Gehäuses (4) über einen Großteil der Innenseite des Gehäuses (4) erstrecken; wobei das Innere der Hohlfasern (6), eine obere Stirnkammer (8) und eine untere Stirnkammer (10) einen ersten Kammerbereich bilden; und wobei der außen an die Hohlfasern (6) angrenzende Bereich innerhalb des Gehäuses (4) einen zweiten Kammerbereich bildet.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Fluidanschlüsse (12a, 12b) für den ersten Kammerbereich an dem oberen Endbereich, insbesondere an der oberen Stirnseite, und an dem unteren Endbereich, insbesondere an der unteren Stirnseite, vorgesehen sind; und wobei zwei Fluidanschlüsse (16a, 16b) für den zweiten Kammerbereich, insbesondere an einem Mantelbereich der Gehäusewandlung vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Pumpe (22) einen Eingang, der mit einer Saugleitung (28) verbunden ist, und einen Ausgang, der mit einer Druckleitung (24) verbunden ist, aufweist; wobei die Druckleitung (24) der Pumpe (22) mit einem ersten Fluidanschluss (12b) für den ersten Kammerbereich an einem von dem oberen Endbereich und dem unteren Endbereich des Oxygenators (2), insbesondere an dem unteren Endbereich des Oxygenators (2), verbunden ist; wobei der zweite Fluidanschluss (12a) für den ersten Kammerbereich des Oxygenators (2) mit dem Behälter (20) verbunden ist; und wobei der Behälter (20) mit der Saugleitung (28) der Pumpe (22) verbunden ist; und wobei insbesondere die Pumprichtung durch die Hohlfasern (6) des Oxygenators (2) von unten nach oben ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Fluidanschlüsse (16a, 16b) für den zweiten Kammerbereich vor dem Aufbringen der Beschichtung geschlossen sind/werden; und wobei der zweite Kammerbereich vor dem Aufbringen der Beschichtung mit Umgebungsluft gefüllt wird und während dem Aufbringen der Beschichtung mit Umgebungsluft gefüllt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin einen Ofen umfassend, der im Betrieb den Oxygenator (2) auf 40°C bis 60°C, insbesondere auf etwa 50°C aufheizt, zum Unterstützen des Entweichens des Lösungsmittels aus der Silikonschicht (30) und zum vollständigen Vulkanisieren der Silikonschicht (30).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Silikon insbesondere um ein Silikon vom Typ Raumedic Sl 1511 handelt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach erfolgter Beschichtung eine Reinigung des ersten Kammerbereichs mit Isopropanol erfolgt, insbesondere indem der Behälter (20) mit Silikon- Dispersion im Kreislauf durch einen Behälter mit Isopropanol ersetzt wird.
9. Verfahren zum Beschichten eines Oxygenators (2), insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Oxygenators (2) mit einer Vielzahl von blut- und wasserdurchlässigen, porösen Hohlfasern (6), insbesondere aus Polysulfon oder aus Po- lysulfon-Polyvinylpyrrolidon, der als Dialysator oder als Oxygenierungs-Rohling ausgebildet ist;
Pumpen einer Silikon-Dispersion, aufweisend ein Silikon und ein Lösungsmittel, vorzugsweise n-Heptan, mittels einer Pumpe (22), insbesondere der Rollenpumpe oder der Peristaltikpumpe, im Kreislauf aus einem Behälter (20) mit einer solchen Silikon-Dispersion, in den Oxygenator (2) und dadurch Beschichten der Hohlfasern (6) an deren Innenseite mit Silikon, und aus dem Oxygenator (2) in den Behälter (20); wobei das Mischungsverhältnis Silikon zu Lösungsmittel der Silikon-Dispersion in dem Behälter (20) im Bereich 1 : 3,50 bis 3,99, insbesondere 1 : 3,74 bis 3,99 liegt, jeweils bezogen auf das Gewicht; und wobei die Silikon-Dispersion so lange im Kreislauf gepumpt wird, bis keine weitere Silikon-Dispersion mehr an den Hohlfasern (6) verbleibt und/oder bis die Silikonschicht (30) an der Innenfläche der Hohlfasern (6) ein Wandstärke von 1 bis 4 m erreicht hat; sodass die porösen Hohlfasern (6) so geschlossen werden, dass sie blut- und wasserundurchlässig und gasdurchlässig sind; 21 sodass der so beschichtete Oxygenator (2) mit den blut- und wasserundurchlässigen und gasdurchlässigen Hohlfasern (6) als Oxygenator für die Behandlung von Chronic obstructive pulmonary disease COPD, als Oxygenator für den Einsatz in einem Organtransplantationsset, als Oxygenator für eine ECMO-Therapie (extrakorporale Membranoxygenierung), oder als Oxygenator für ein ECC-System (extrakorporelle Zirkulation) einsetzbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite Kammerbereich vor dem Beschichten mit Umgebungsluft gefüllt wird und während dem Aufbringen der Beschichtung mit Umgebungsluft gefüllt ist; und wobei die Fluidanschlüsse (16a, 16b) für den zweiten Kammerbereich vor dem Aufbringen der Beschichtung geschlossen werden.
11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei zunächst der Ausgang der Pumpe (22) mittels einer Druckleitung (24) mit einem ersten Fluidanschluss (12b) für einen ersten Kammerbereich des Oxygenators (2) an einem von dem oberen Endbereich und dem unteren Endbereich des Oxygenators (2), insbesondere an dem unteren Endbereich des Oxygenators (2), verbunden wird; wobei der Eingang der Pumpe (22) mittels einer Saugleitung (28) mit dem Behälter (20) verbunden wird; und wobei der zweite Fluidanschluss (12a) für den ersten Kammerbereich des Oxygenators (2), insbesondere an dem oberen Endbereich des Oxygenators (2), mit dem Behälter (20) verbunden wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , weiterhin aufweisend die folgenden Schritte:
Aushärtenlassen des Silikons der Silikon-Dispersion und Entweichenlassen des Lösungsmittels, nach erfolgtem Beschichten; wobei dieser Verfahrensschritt durch eine Entnahme des Oxygenators (2) aus dem Kreislauf und durch eine Erwärmung in einem Ofen bei 40°C bis 60°C, insbesondere bei etwa 50°C unterstützt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiterhin aufweisend den folgenden Schritt: 22
Reinigen der ersten Kammerbereichs mit Isopropanol, nach erfolgtem Beschichten, insbesondere indem der Behälter (20) mit Silikon-Dispersion im Kreislauf durch einen Behälter mit Isopropanol ersetzt wird.
14. Oxygenator (2), insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der
Ansprüche 9 bis 13, aufweisend: eine Vielzahl von porösen Hohlfasern (6) aus Polysulfon oder aus Polysulfon- Polyvinylpyrrolidon, die an ihrer Innenfläche mit einer Silikonschicht (30) mit einer Wandstärke von 1 bis 4 pm versehen sind, welche die Hohlfasern (6) gasdurchläs- sig, aber nicht blutdurchlässig macht.
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