DD284603B5 - Vorrichtung zur Behandlung von Blut bzw. Blutplasma mit elektromagnetischer Strahlung - Google Patents
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Description
Hierzu 1 Seite Zeichnungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verringerung des negativen Einflusses von in der Medizin angewendeten, nicht hinreichend biokompatiblen Materialien auf das Blut. Spezielle Anwendungsgebiete sind die Hämodialyse, Plasmapherese und Transfusion.
Bekanntlich ruft die Wechselwirkung von Blut mit körperfremden Materialien in extrakorporalen Kreisläufen wie z. B. bei der Hämodialyse oder Plasmapherese Reaktionen hervor, die bei der wiederholten Anwendung zu erheblichen negativen Nebenwirkungen führen können. Das betrifft insbesondere die Erhöhung der Lymphozyten- und derThrombozytenaktivität sowie die Akutphaseproteinreaktion. Aus diesem Grund wird der Biokompatibilität dieser Materialien große Bedeutung beigemessen. Zur Bewertung der Biokompatibilität werden u. a. Veränderungen der Thrombozytenaktivität, der Phagozytoserate oder der Lipidperoxidation herangezogen, um Materialien auszuwählen, die eine möglichst große Verträglichkeit aufweisen.
Da die Biokompatibilität auch bei der Transplantation für die Abstoßungsraten von entscheidender Bedeutung ist, wird versucht, die zur Abstoßung führenden Reaktionen zu unterdrücken. Zu diesem Zweck wird beispielsweise das Blut der Patienten in einem extrakorporalen Kreislauf mit Röntgenstrahlung bestrahlt (US 4 321 918) oder mit ultravioletter Strahlung in Verbindung mit Gaben von Psoralen behandelt (US 4 321 919), um die Funktion der Lymphozyten zu unterdrücken und damit die Abstoßungsrate der Transplantate zu senken.
Es ist außerdem bekannt, daß die Retransfusion von mit ultraviolettem Licht bestrahltem Blut (WP 55 756, DE 3 500 386 A1, DE 3 500 395 A1, Scherf, H.-P.: Diss. B, Humboldt-Universität 1986) zur Erzielung therapeutischer Effekte bei Patienten mit arterieller Verschlußkrankheit angewendet wird.
Bei den technischen Lösungen der Bestrahlung von Blut mit UV-Licht wird die Oberfläche des Blutes durch Aufschäumen mit einem Sauerstoff/Ozon-Gemisch vergrößert (DE-PS 957 877, US-PS 4 321 919) und dann das Blut mit ultraviolettem Licht bestrahlt.
Nach dem Zusammenfallen des Schaumes wird das Blut retransfundiert. Diese Lösung ist für kontinuierlich arbeitende Verfahren wie es die Dialyse/Plasmapherese darstellen nur mit einem hohen technischen Aufwand realisierbar. Außerdem stellt die Verwendung eines zusätzlichen Gases zur Aufschäumung des Blutes ein Risiko für den Stoffaustauschprozeß dar.
Es ist auch bekannt, daß das Blut durch verschiedenartig geformte Quarzküvetten geleitet und dort bestrahlt wird, um die Absorption des UV-Lichtes durch die blutführenden Gefäße zu vermeiden. Die hohen Kosten, die Notwendigkeit der Reinigung und Sterilisierung sowie die Gefahr der Zerstörung der Küvetten schließen diese Lösungen in einem kontinuierlich arbeitenden System
Gegenstand von DD 247 846 ist eine Vorrichtung zur Bestrahlung des Blutes ohne direkten Kontakt von Blut und Strahlungsquelle durch das blutführende System hindurch. Die UV-Bestrahlung erfolgt hier im geschlossenen venösen Shunt, der aus medizinischen Einwegmaterialien, z. B. PVC-Schlauch besteht.
Die Bestrahlung kann dabei, wie auch in Physiotherapie, VEB Verlag Volk und Gesundheit, Berlin 1989, S. 167 angegeben, mit im UV-C- und/oder UV-B-Wellenlängenbereich liegender Strahlung erfolgen.
Bei der Bestrahlungsvorrichtung von körpereigenem Venenblut nach DD 249 143 wird das Blut in einem PVC-Schlauch geführt, wobei die bestrahlte Schlauchlänge und ein stabförmiger Strahler in den Brennpunkten eines geschlossenen Spiegelsystems angeordnet sind.
Auf GB-PS 2 200 020 ist ein Gerät zur Behandlung von Körperflüssigkeiten bekannt, mit dem eine extrakorporale Bestrahlung des Blutes im Wellenlängenbereich von 200 bis 300 nm in der Weise erfolgt, daß das Blut breit aufgefächert wird und damit eine große Oberfläche aufweist.
Das Ziel der Erfindung ist es, den großen apparativen und finanziellen Aufwand einer Vorrichtung zur Behandlung von Blut und Blutplasma mit elektromagnetischer Strahlung zu senken.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit verbessertem Aufbau der Bestrahlungseinheit zu entwickeln, bei der die Behandlung ohne direkten Kontakt von Blut bzw. Blutplasma und Strahlungsquelle an Stellen des extracorporalen Stoffaustausches einwirkt, an denen das Blut breit aufgefächert ist.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau der Bestrahlungseinheit mit halbkugelförmigem Reflektor, der an einer oder an beiden Stirnseiten eines Stoffaustauschsystems lösbar angeordnet ist und den bzw. die UV-Strahler beinhaltet, erfolgt die Einstrahlung der elektromagnetischen Strahlung dort, wo das Blut breit aufgefächert ist, d. h. entweder an der Ausflußkappe des Dialysators bzw. Filters und/oder an deren/dessen Einfüllkappe.
Die Bestrahlungsrichtung ist bei Benutzung der Ausflußkappe entgegengesetzt der Blutflußrichtung; bei Benutzung der Einfüllkappe erfolgt die Bestrahlung in Richtung des Blutflusses.
Die Bestrahlung erfolgt während des Betreibens des extrakorporalen Stoffaustausches in Abhängigkeit von der Art, Dauer und den Strömungsverhältnissen des Stoffaustausches. Intensität, Wellenlängen und Bestrahlungszeit werden durch die den Stoff austausch charakterisierenden Qualitätsparameter, die unabhängig von dem erfindungsmäßigen Verfahren bestimmt werden, festgelegt. Erfindungsgemäß wird ein Wellenlängenbereich von 200 ... 320 nm genutzt. Die Intensität beträgt 1 J ... 1 kJ/m2 bestrahlter Innenfläche des Stoffaustauschsystems. Die spektrale Energieverteilung ist über entsprechende Filter regelbar. Aus der UV-Strahlungsleistung, den Absorptionseigenschaften des blutführenden Systems und dem Blutfluß läßt sich die aktuelle Bestrahlungsdosis berechnen und über die Bestrahlungsdauer regeln. Da die Bestrahlung des Blutes durch das Blut führende System erfolgt, wobei dieses nicht mehr als 90 % der eingestrahlten Intensität absorbiert, wird jeglicher Kontakt des Blutes mit den zur Bestrahlungsvorrichtung gehörenden Teilen vermieden. Die Blut führenden Systeme werden nach jeder Anwendung durch neue oder erneuerte Systeme ersetzt.
Besonders vorteilhaft ist, daß keine zusätzlichen Küvetten, Rohre, Leitungen oder ähnliches in das extrakorporale Stoffaustauschsystem eingeführt werden müssen. Dadurch entfallen zusätzliche Wechselwirkungen des Blutes mit körperfremden Materialien sowie zusätzliche Infektionsquellen.
Bestrahlungsbeginn und Bestrahlungsdauer werden durch eine Zeitschaltung geregelt. Es ist zweckmäßig, die Bestrahlungseinrichtung mit einem Mikrorechner zu versehen, damit die Bestrahlungsdosis und die -dauer nach einem vorgegebenen Programm automatisch eingestellt wird.
Die Erfindung verringert bei Verfahren, bei denen das Blut über viele Jahre hinweg regelmäßig mit körperfremden Materialien in Berührung kommt, den negativen Einfluß von nicht hinreichend biokompatiblen Materialien. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders für die Anwendung bei der Hämodialyse oder Plasmapherese. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der während des Stoffaustausches notwendigerweise stattfindende Kontakt des Blutes mit körperfremdem Material zu einer geringeren Thrombozytenaktivierung führt, woraus eine Reduktion der Nebenwirkungen möglich wird. Die Erfindung erfordert einen geringen Aufwand in Herstellung, Unterhaltung und Bedienung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an jedes existierende Dialysegerät angeschlossen werden, ohne in den Dialyseprozeß eingreifen zu müssen. Dadurch entfallen zusätzliche Risiken für das Bedienpersonal und den Patienten
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die dazugehörenden Zeichnungen zeigen in
Fig. 1: Prinzipdarstellung eines Stoffaustauschsystems mit Bestrahlungseinrichtung Fig. 2: Seitenansicht
Fig. 3: Schnitt durch eine Bestrahlungseinrichtung, die an einem Stoffaustauscher befestigt ist
Ausführungsbeispiel 1
Der Ausfall verschiedener natürlicher Stoffaustauschprozesse kann durch den Einsatz unterschiedlicher Vorrichtungen kompensiert werden. Dazu ist es erforderlich, einen extrakorporalen Kreislauf zu installieren. Der Kontakt des Blutes mit den körperfremden Materialien führt zu mehr oder minder starken Schädigungen. Zur Begrenzung/Minderung dieser negativen Einflüsse wird erfindungsgemäß in das Blut führende System (Stoffaustauscher: Künstliche Niere/Plasmafilter) UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von ca. 254 nm eingestrahlt. Die Bestrahlungsintensität im Inneren des Blut führenden Systems beträgt dabei 3 J/m2 bestrahlte Fläche. Bei einem Blutfluß von ca. 100 ml/min passiert innerhalb von 35 min das gesamte Blutvolumen die Strahlungsquelle einmal, wenn man von Mischungseffekten im Organismus absieht. Bestrahlungsbeginn und -ende können automatisch vorgegeben werden oder durch eine unabhängige Bestimmung biochemischer bzw. hämatologischer Parameter (z. B. Harnsäurekonzentration, Akutphaseprotein, Thrombozytenaktivität) den aktuellen Bedingungen angepaßt werden.
Die Vorrichtung zur Behandlung von Blut mit elektromagnetischer Strahlung in einem Blut führenden System 1 (hier: Künstliche Niere) besteht aus mit Filtern versehenen UV-Strahlern 2, die symmetrisch an oder in einem halbkugelförmigen Reflektor 3 befestigt sind. Die Anordnung erfolgt deshalb symmetrisch, damit die elektromagnetische Strahlung gleichmäßig auf das Blut einwirkt. Der Reflektor 3 ist an einer Halterung (Rahmen/Gestell) 5 befestigt. Zur einfacheren Handhabung ist ein Teil des Reflektors klappbar 4.
Denkbar ist auch eine verschiebbare Anordnung wenigstens eines Teiles des Reflektors 3. Die Strahlersteuerung und Stromversorgung 6 erfolgen entweder über eine einfache Zeitschaltung 7 oder über einen Mikrorechner 8, der mittels vorgegebener, programmierbarer Parameter automatisch das Bestrahlungsregime während des gesamten Stoffaustauschprozesses steuert.
Zur Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der klappbare Reflektor 4 geöffnet und die Bestrahlungseinheit an die Ausflußkappe einer künstlichen Niere angebracht. Jetzt wird der aufgeklappte Reflektor 4 geschlossen und über den programmierten Mikrorechner 8 werden die Strahlersteuerung und Stromversorgung 6 in Betrieb genommen. In das aus den Kappillarenden der künstlichen Niere herausfließende und sich in der Ausflußkappe sammelnde Blut wird durch die Wandung der künstlichen Niere die erzeugte UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm und einer Intensität von 3 J/m2 bestrahlter Innenfläche eingestrahlt. Die Bestrahlungsdauer und -intensität werden von einem Mikrorechner 8 gesteuert. Denkbar ist an Stelle des Mikrorechners 8 auch eine einfache Zeitschaltung 7.
Nach Beendigung der Bestrahlung wird der klappbare Reflektor 4 geöffnet, die Bestrahlungseinheit von der künstlichen Niere getrennt und die künstliche Niere herausgenommen.
Möglich ist auch die Anordnung der Bestrahlungseinheit an der Einfüllkappe der künstlichen Niere oder an Einfüll- und Austrittskappe.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist es möglich, UV-Lichterzeugung und Reflektor zu trennen und die Strahlungszufuhr über Umlenkmittel, wie z. B. Spiegel oder Prismen oder über Lichtleitkabel vorzunehmen.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Behandlung von Blut bzw. Blutplasma mit elektromagnetischer Strahlung ohne direkten Kontakt von Blut/Blutplasma und Strahlungsquelle, wobei die Strahlungsquelle während des Betreibens des extracorporalen Stoffaustausches an den Stellen des Stoffaustauschsystems einwirkt, an denen das Blut breit aufgefächert ist, und die Vorrichtung aus UV-Strahler, Reflektor und Steuerschaltung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Halterung (5) ein halbkugelförmiger Reflektor (3) befestigt ist, der an einer oder/und beiden Stirnseiten eines Stoffaustauschsystems lösbar angeordnet ist und an oder in dem mit Filtern versehene UV-Strahler (2) symmetrisch angeordnet sind, die Strahlung im Wellenlängenbereich von 200 ... 320 nm abgeben und deren Einschaltzeit steuerbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Segment des Reflektors (4) offenbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale Energieverteilung der Strahler (2) veränderbar ist.
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| DE29809867U1 (de) | 1998-06-04 | 1998-09-24 | Büttner, Klaus, Dipl.-Ing., 25336 Klein Nordende | UV-Strahler für die Haemodialyse |
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1989
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| WO1999062573A1 (de) | 1998-06-04 | 1999-12-09 | Buettner Klaus | Uv-strahler für die haemodialyse |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4018416A1 (de) | 1990-12-13 |
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