DE1078288B - Geraet zur Sauerstoffanreicherung des Blutes, Oxygenator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Oxygenator, d. h. ein Gerät zur künstlichen Sauerstoff anreicherung von vom Herz und der Lunge während chirurgischer Eingriffe umgeleitetem Blut.

Zur Sauerstoffanreicherung von Blut während chirurgischer Eingriffe an Herz und Lunge, die unter anderem eine Ausschaltung des Herzens verlangen, ist es bekanntlich erforderlich, den Blutstrom quer zum Gegenstand der Operation abzuleiten. Zu diesem Zweck ist eine aus einer oder mehreren Pumpen und Filtern und einem Oxygenator bestehende Vorrichtung gebräuchlich, bei der das venöse Blut in den Oxygenator strömt, wo es Sauerstoff absorbiert und gleichzeitig seinen Überschuß an Kohlendioxyd, abgibt, wodurch es in arterielles Blut umgewandelt wird,

Die bekannten Oxygenatoren Stimmer in ihrer Arbeitsweise im wesentlichen überein und gehören zu einer der folgenden drei Gruppen:

1. Blasen-Oxygenatoren, bei denen die Sauerstoffanreicherung mittels Hindurchleitens von Sauerstoff durch das Blut durchgeführt wird,

2. Däfusions-Oxygenatoreti, bei denen das Blut durch ein von sauerstoffhaltiger Atmosphäre umgebenes System hindurchgeleitet wird, dessen Wände aus die Diffusion von Sauerstoff gewährleistendem ^a5 Werkstoff bestehen, und

3. Schicht-Oxygenatoren, bei denen dünneBlutschichten oder -filme durch eine Sauerstoffatmosphäre hindurchgeleitet werden.

Einige dieser bekannten Oxygenatoren bestehen aus einem Werkstoff, z. B. Glas, der zur Beeinflussung des Blutes neigt, so daß eine. Verschmutzung bzw. Verstopfung vorkommen kann, andere können dieselbe nachteilige Wirkung hervorrufen, da sie scharfkantige Teile oder Einbauten besitzen. Sie bestehen aus mehreren Einzelteilen, und einige von ihnen, die zur Wiederverwendung bestimmt sind, müssen vor einer Wiederverwendung einer lästigen arbeitsraubenden Reinigung unterzogen werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr des Verschmutzens des Blutes infolge Berührung mit der Vorrichtung bei der WiederverWendung, was von der Oberflächenveränderung durch den Gebrauch von starken Reinigungsmitteln oder Flüs- · sigkeiten herrührt. Blutreste, die trotz der Reinigung zurückbleiben, können Infektionen oder Verunreinigungen durch unphysiologische Abbauprodukte des Proteins oder durch fremde Proteine hervorrufen. In einigen Fällen, in denen die verwendeten Oxygenatoren zum Wegwerfen nach dem Gebrauch bestimmt sind, bestehen solche Vorrichtungen aus Einheitsteilen, wie Schläuchen aus Kunststoff, die vor dem Gebrauch zusammengesetzt und sterilisiert werden müssen. Dies kann unter Umständen: sehr zeitraubend Gerät zur Sauerstoffanreicherimg
des Blutes, Oxygenator

Anmelder:
Aktieselskabet Ferrosan, Kopenhagen

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap

und Dipl.-Ing. H. Mitscherlich, Patentanwälte,

München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:
Dänemark vom 27. August 1956

Erik Bach Kyvsgaard, Kopenhagen,

und Inge Haugdahl Rygg, Charlottenlund (Dänemark), sind als Erfinder genannt worden

sein und eine schnelle Inbetriebnahme, die oft von lebenswichtiger Bedeutung ist, verhindern.

Demgegenüber soll durch die vorliegende Erfindung ein Oxygenator geschaffen werden, der einerseits praktisch fertig für den Einbau in ein Pumpsystem ist, in kürzester Zeit betriebsfertig gemacht und ίη sterilem Zustand vorrätig gehalten werden kann. Andererseits soll er so billig herstellbar «ein, daß er in bekannter Weise nach jedem Gebrauch weggeworfen werden kann, so daß eine Reinigung vermieden wird.

Dies soll gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Oxygenator aus einem an' sich bekannten, zum Aufhängen an einer Kante ausgebildeten und durch in ihm befindliches Blut aufblähbaren Plastikbeutel besteht, der unten mit Einlaßöffnungen für die Zuführung von venösem Blut und Luft bzw. Sauerstoff sowie im Abstand davon mit einer Auslaßöffnung für arterielles Blut versehen ist und in dem zwischen den Ein- und Auslaßöffnungen durch gegenseitige Verbindung, z. B. durch Schweißen, der Seitenflächen eine Überströmbahn für das Blut gebildet ist, oberhalb deren der Beutel zum Ablassen des Luftbzw. Sauerstoffüberschusses und" der Abgase des Blutes offen ist.

Wie bereits erwähnt, sind an einer Kante aufhängbare Plastikbeutel bzw. Beutel aus Kunststoff aii sich bereits bekannt. Diese bekannten Beutel dienen aber zur Aufbewahrung und Übertragung von Blut Und

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nicht wie nach der vorliegenden Erfindung als Oxygenator, der gegenüber den bekannten Oxygenatoren unter anderem zunächst den Vorteil bietet, daß er leicht sterilisiert oder unter aseptischen Bedingungen hergestellt und bis zum Gebrauch steril gehalten werden' kann, indem er als' vollständig geschlossener Beutel geliefert werden kann, wobei die für den Gebrauch notwendigen öffnungen durch Schneiden mit einer Schere unmittelbar vor Gebrauch hergestellt werden können. Weiterhin: besteht der Vorteil, daß der Beutelrand und die Verbindungslinien zwischen den flachen Beutelseiten in !einfacher Weise eine der Behandlung des durchzuleitenden Blutes gerecht werdende Formgebung bzw. Gestaltung erhalten können, wobei unter Behandlung Sauerstoffanreicherung, Entgasung und das Erhalten eines geeigneten Blutbehältnisses zu verstehen ist. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen können leicht der besonderen Form der Anschlüsse zum Blutkreislauf und der zum Pumpsystem führenden Sauerstoff leitungen angepaßt werden. Eine Reinigung erübrigt sich, weil der gebrauchte Beutel weggeworfen werden kann.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn der Oxygenator zur leichten Aufhängung eine gerade Kante besitzt, an deren Ecken Löcher vorgesehen sind, durch die hindurch eine Aufhängestange eingeschoben werden kann. Es kann auch eine gerade oder leicht gekrümmte Kante vorgesehen sein, die an den Ecken und, falls gewünscht, an Zwischenpunkten mit Aufhängemitteln, beispielsweise Bändern, Löchern oder Ringen, versehen ist.

Weiterhin kann über der Einlaßöffnung für Blut und Luft bzw. Sauerstoff ein senkrechter Einströmkanal gebildet sein, der zu einem mit der Auslaßöffnung verbundenen Teil der Überströmbahn führt.

Durch Eintauchen einer senkrechten Wand in die Überströmbahn kann dabei eine Schleusenkammer zum Ablassen von Luftblasen gebildet sein.

Darüber hinaus kann der Oxygenator vorzugsweise so ausgebildet sein, daß zwischen dem Einströmkanal und der Schleuse ein Raum für Luft- bzw. Sauerstoff- und Blutabgabe und zur Aufnahme eines Filtermaterials angeordnet ist. Weitere Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung als Beispiele dargestellten Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 einen Beutel gemäß der Erfindung in Ansicht,

Fig. 2 einen Einzelteil des Beutels gemäß Fig. 1 schematisch in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 3 einen anderen Einzelteil in gleicher Darstellung,

Fig. 4 den Beutel gemäß Fig. 1, 2 und 3 in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 5, 6 und 7 weitere Ausführungsformen des Beutels gemäß der Erfindung in Ansicht.

In Fig. 1 ist mit 1 ein flacher Beutel aus weicher und biegsamer Plastikfolie, beispielsweise aus Polyäthylen, bezeichnet. Die beiden Seiten des Beutels sind am durch die Kanten 2, 3, 4 und 5 gebildeten Umfang durch entlang dieser Kanten verlaufende Schweißung miteinander verbunden. In dem von dem genannten Umfang umgebenen Gebiet befindet sich eine Anzahl von weiteren miteinander verbundenen Linien, deren Zweck und Wesen nachstehend genauer erläutert wird.

Ein Teil der Kante 3 bildet zusammen mit der verbundenen Linie 6 einen Auslaß im Beutel für arteriel-. les Blut, während miteinander verbundene Linien 8 und 9 einen ähnlich geformten Einlaß 10 bilden.

Zwischen den verbundenen Linien 6 und 8 befinden sich weitere Linien 11 und 12, die eine Art Knie 16 begrenzen, in die eine Querlinie 13 hinein vorsteht. Zwischen· der Linie 12 und der Linie 6 befindet sich eine verbundene Linie 14, die einen von der Linie 12 zur Linie 6 hin stufenweise fallenden Ablagerungsteil bildet. Zwischen der verbundenen Linie 8 und der Kante 5 befindet sich eine verbundene Linie 15, die ein venöses Behältnis und einen Zwischenraum 17 begrenzt, der ein nicht dargestelltes Polster oder Kissen aufnehmen kann. Dieses Polster oder Kissen dient zur Speicherung bzw. Anstauung von Blasen und ist an seiner Oberfläche mit einem zur Zerstörung des sich auf der Blutoberfläche bildenden Schaumes geeigneten Mittel behandelt. Dieses Mittel kann bekannter Art sein, beispielsweise kann »Dimethyldichlorosilane« zur Anwendung kommen. Das Polster oder Kissen kann aus Polyäthylenfasern oder -fäden bestehen.

Die verbundenen Linien 3 und 6 und 8 und 9 verlaufen parallel zueinander, und ihr gegenseitiger Abstand ist derart, daß das zwischen ihnen befindliche Material der beiden Selten sich aufblähen und Rohre von geeigneter Weite formen kann, damit das Durchströmen von Blut und die Bildung geeigneter Behälter für arterielles und venöses Blut gewährleistet ist.

Ein ähnliches Paar verbundener Linien, zwischen denen durch Aufblähung der Wände ein Rohr gebildet werden kann, stellen die verbundene Linie 18 zusammen mit einem Teil der Kante 5 bis herauf zum Schnittpunkt mit der verbundenen Linie 15 dar. Der Zwischenraum 19 zwischen den Linien 18 und 5 dient zur Bildung eines besonderen Behältnisses für venöses Blut und dazu, dieses Blut unter einem geeigneten Druck zu halten, der unabhängig ist von dem, der im Einlaßteil zum Hindurchdrücken des Blutes durch den Beutel benötigt wird. Demgemäß besitzt 'das Rohr 19 sowohl einen Einlaß als auch einen Auslaß, und sein oberer an der Linie 15 befindlicher Teil steht in Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre.

Zur Schaffung von Anschlüssen am Auslaßteil 7 und am Einlaßteil 10 sowie am ein Behältnis bildenden Rohr 19 und zur Bestimmung des Abstandes zwischen den verbundenen Linien 3 und 6, 8 und 9 bzw. 18 und 5 findet auch die Tatsache Beachtung, daß Anschlußstöpsel, beispielsweise Stopfen, eingesetzt werden müssen, so daß der Abstand etwa dem halben Umfang der verwendeten Stöpsel entsprechen muß. Die Anschlüsse werden dadurch gebildet, daß der Beutel längs der Linien 20, 21 und 22 zerschnitten, die Stöpsel eingesetzt und ein elastisches Band oder ein anderes Befestigungs- und Dichtmittel rund um die Verbindung gelegt wird. Dies ist in Fig. 2 für den Auslaßteil 7 und in Fig. 3 für den Einlaßteil 10 und das Rohr 19 gezeigt. Die Stöpsel können rund oder flach und, wie gewünscht, mit einem oder mehreren Röhren und Filtern sowie Mitteln zur Sauerstoffverteilung versehen sein. So enthält der Stopfen 23 gemäß Fiig. 2 ein Rohr, das das arterielle Blut zurück zum Zirkulationssystem oder Kreislauf des Tieres oder Menschen führt, dessen Kreislauf durch den Oxygenator umgelenkt ist. Weiterhin ist im Stöpsel ein Filter 24 vorgesehen. Gemäß Fig. 3 besitzt der in den Einlaßteil 10 eingesetzte Stöpsel 26 ein Rohr zum Eintritt von venösem Blut und ein Rohr zum Einlaß von Sauerstoff wie eine poröse Oberfläche 26 zur Verteilung des Sauerstoffes. Der in das Rohr 19 eingesetzte Stöpsel 27 ist mit zwei verschiedenen Röhren zur Einführung von Blut und einem Rohr, zur Entnahme von Blut versehen, das mittels einer Pumpe 28 dem Einlaßteil 10 zugeführt werden kann.

In das Rohr 19 ist oben eine Öffnung 29 eingeschnitten, und schließlich sind die Ecken an der Kante 2 entlang den Linien 30 und 31 abgeschnitten, wobei durch die so gebildeten Löcher hindurch eine nicht dargestellte Stange zum Tragen des Beutels eingesetzt ist. Die Stange mit dem daran aufgehängten Beutel wird in einem geregelten, sterilen Wandschrank mit einem Thermostaten aufgehängt, wobei der Beutel, wie in Fig. 4 dargestellt ist, frei hängt.

Ist die Kante 2 gerade und kann eine Stange durch den Beutel hindürchgeführt werden, so kann die Kante entweder gerade oder gekrümmt und mit einfachen Aufhängemitteln, beispielsweise Bändern, Löchern oder Ringen, versehen sein, Falls eine Stange zur Aufhängung zur Anwendung kommt, muß dafür Sorge getragen werden, daß keine der Linien 6, 8, 9, 11 bis 14 und 18 die Kante erreicht, wodurch das Hindurchführen der Stange verhindert sein könnte.

Gemäß Fig. 5 ist der Einlaßteil 10 bis zum oberen Tail des Beutels ausgedehnt und durch eine horizontale Kammer 32 fortgesetzt, d. h. eine Kammer erstreckt sich parallel zur Kante 2. Die Kammer 32 ist durch eine Verbindungslinie 33 mit Unterbrechungen 34 begrenzt, wodurch das Blut durch den Beutel fallen kann, in dem es auf Hemmlinien 35 trifft. Diese Hemmlinien dienen zur Zerteilung des Blutes während des Durchganges in fallende Filme. In diesem Falle kann der Beutel aus so dünnem Material — etwa 0,03 mm dick — bestehen, daß eine wesentliche Diffusion der· Außenluft zur Unterstützung der Sauer-Stoffanreicherung des Blutes stattfindet. Mit 36 ist ein besonderer Einlaß für Sauerstoff oder Luft bezeichnet. Bei 37 kann ein Auslaß für die Luft eingeschnitten sein.

Gemäß Fig. 6 ist der Einlaßteil durch verbundene Linien 38 und 39 in drei parallele Durchlässe eingeteilt, die günstig sind zur Sauerstoffanreicherung und zur Entschäumung. Die eingesetzten Stopfen 23 und 25 besitzen zwei Rohre zum Einströmen von Blut und ein Rohr zum Einströmen von Sauerstoff, wobei das eingesetzte Ende des letzteren Rohres zur feinen Verteilung des Sauerstoffes mit einer Fritte versehen ist. Die Ablagerungsteile und der Knieabschnitt sind durch mehr oder weniger gekrümmte Linien begrenzt, damit der Beutel bei seiner Aufhängung im Füllzustand weniger Falten bildet. Zum selben Zweck sind die den Lauf des Blutes begrenzenden, verbundenen Linien 14, 12 und 11 identisch mit dem Umfang des Beutels, und das Material außerhalb dieser Linien ist entfernt. Der Ablagerungsteil hat einen nahezu horizontalen Boden, d. h., die Verbindungslinie 14 ist etwa parallel zur Kante 2, wodurch eine flache Mulde zur leichteren Abgabe von Blasen gebildet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist ein abgeänderter Einlaß und ein großer Zwischenraum für die Anordnung des Entschäumungspolsters oder -ki-ssens oberhalb des Einlaßteiles vorgesehen. Eine kurvenförmige Verbindungslinie 41 zwischen der Kante 3 und der Verbindungslinie 8 des Einlaßteiles dient zur Sicherstellung einer besseren und faltenarmen Form des Beutels bei Füllung und eines größeren Behältnisses für venöses Blut. Alle Verbindungslinien sind gleichzeitig Umfangslinien.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 6 und 7 ist kein Behältnis für venöses Blut vorgesehen, wie es das Rohr 19 in Fig. 1 darstellt. Falls gewünscht, kann jedoch ein derartiges Behältnis unabhängig vom Beutel in beliebiger Weise ausgebildet sein.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Sauerstoff anreicherung des Blutes, Oxygenator, bestehend aus einem an sich bekannten, zum Aufhängen an einer Kante (2) ausgebildeten und durch in ihm befindliches Blut aufblähbaren Plastikbeutel (1), der unten mit Einlaßöffnungen für die Zuführung von venösem Blut und Luft bzw. Sauerstoff sowie im Abstand davon mit einer Auslaßöffnung für arterielles Blut versehen ist und in dem zwischen den Ein- und Auslaßöffnungen durch gegenseitige Verbindung, z.B. durch Schweißen, der Seitenflächen eine Überströmbahn für das Blut gebildet ist, oberhalb deren der Beutel (1) zum Ablassen des Luft- bzw. Sauerstoffüberschusses und der Abgase des Blutes offen ist.

2. Oxygenator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Einlaßöffnungen für Blut und Luft bzw. Sauerstoff ein senkrechter Einströmkanal (10) gebildet ist, der zu einem mit der Auslaßöffnung (7) verbundenen Teil (14) der Überströmbahn führt.

3. Oxygenator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Eintauchen einer senkrechten Wand (13) in den Teil (14) der Überströmbahn eine Schleusenkammer (16) zum Ablassen von Luftblasen gebildet ist.

4. Oxygenator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einströmkanal (10) und der Schleuse (16) ein Raum (17) für Luft- bzw. Sauerstoff- und Blutabgabe und zur Aufnahme eines Filtermaterials angeordnet ist.

5. Oxygenator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufhängerand (2) des Beutels (1) an den Enden mit öffnungen (30, 31) zum Durchstecken einer Aufhängungsstange versehen ist.

6. Oxygenator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (30, 31) mit dem Abgasraum in Verbindung stehen.

7. Oxygenator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zur Aufnahme der Aufhängestange durch eine waagerechte Verbindungslinie vom Abgasraum getrennt ist und im Abgasraum eine Abgasöffnung (37) angeordnet ist.

8. Oxygenator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über der Blutauslaßöffnung ein Raum zum Sammeln des mit Sauerstoff angereicherten Blutes angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 702 034.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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