DE1491741A1 - Artificial kidney - Google Patents

Description

Künstliche Niere Die neue Erfindung ist eine künstliche Niere als Arbeitsgerätschaft, die dem medizinischen Verwendungszweck durch eine neue Auegestaltung dient. Artificial Kidney The new invention is called an artificial kidney Work equipment, which can be used for medical purposes through a new design serves.

Bei der sogenannten "künstlichen Niere" handelt es sich um einen Apparat, in dem das Blut außerhalb des Organiemue einer Dialyse gegen eine sogenannte Waschlösung unterzogen werden kann. Als Dialysiermembran wird gewöhnlich Cellulose-Hydrat oder-Acetat verwendet, entweder in Folienform (Fliendialysator) oder in Schlauchform (Sohlauchdialysator). Solche Dialysierapparate mtlssen eine hinreichend große Dialysierfiäche haben. Ferner muß die Dicke der Blutsehicht gering sein, da einmal für den Dialysiervorgang nur die unmittelbar der Membran angrenzende Flüssigkeitsschichten wirksam sind, zum anderen damit eine vorfüllung solcher Apparate mit Fremdblut entfallen kann, das gewisse Gefahren und Nachteile mit sich bringt. Eine sehr dünne blutschicht bedeutet andererseits einen hohen durchströmungswiderstand für das Blut, so daß unzulässig hohe Lurchströmungsdrucke erforderlich sind, die eine Blutpumpe erfordern, was eine Traumatisierung des blutes mit Zerstörung von Blutkörperchen bedeutet. Bei Foliendialysatoren wird dieser Nachteil dadurch ausgeglichen, daß viele kleinere Dialysierkammern parallel geschaltet werden, um den Widerstand zu verkleinern.The so-called "artificial kidney" is an apparatus in which the blood outside the organiemue undergoes dialysis against a so-called washing solution can be subjected to. Cellulose hydrate or acetate is usually used as the dialysis membrane used, either in film form (tape dialyzer) or in tube form (rubber tube dialyzer). Such dialysis machines must have a sufficiently large dialysis area to have. Furthermore, the thickness of the blood layer must be small, since it is used for the dialysis process only the liquid layers directly adjacent to the membrane are effective, on the other hand, so that such devices do not have to be pre-filled with foreign blood, that brings with it certain dangers and disadvantages. A very thin layer of blood on the other hand means a high flow resistance for the blood, so that impermissibly high flow pressures are required, which require a blood pump, which means a traumatization of the blood with destruction of blood cells. In the case of foil dialyzers, this disadvantage is compensated for by the fact that many smaller ones Dialysis chambers are connected in parallel to reduce the resistance.

Abgesehen von mechanischen Problemen der Dichtung und der Blutzuführung, der dadurch häufig schwierigen Montage, können solche Apparate meist nur schlecht sterilisiert werden. Klinisch wird daher den Schlauchdialysatoren der Vorzug gegeben.Apart from mechanical problems of the seal and the blood supply, The often difficult assembly as a result, such devices can usually only be poor sterilized. Clinically, therefore, tube dialyzers are given preference.

Dabei wird nach dem Beispiel von Bodo von Garrelts und von Inouyo und Engelberg ein Cellophanschlauch zusammen mit einem Kunststoffgeflecht bzw. mit einem Wickelband aus quer verlaufenden zylindrischen Stäben mit einer Spule um einen Kern aufgewickelt. Die Waschlösung strömt dann quer zu dem in der Horizontalen auigewickelten, durch das Wickelband abgeplattoten Cellophanschlauch#. Da der Widerstand für die Durchetröiung des Blutes untragbar hoch ist, wird durch zwischengelegte iistanzstreifen ober- und unterhalb des Cellophanschlauches diesem ermöglicht, sich bis zur Dicke der Distanzstreifen zu entfalten, die damit die sicke der Blutschicht bestimmen.Following the example of Bodo von Garrelts and Inouyo and Engelberg a cellophane tube together with a plastic mesh or with a winding tape of transverse cylindrical rods with a spool around one Core wound. The washing solution then flows transversely to the horizontally wound Cellophane tube flattened by the wrapping tape #. Since the resistance for the Permeation of the blood is intolerably high, is interposed by i spacer strips above and below the cellophane tube allows it to stretch up to its thickness to unfold the spacer strips, which determine the beading of the blood layer.

Um den Widerstand weiter zu verkleinern, wickelten Kolff und Watschinger einen zweiten parallel geschalteten Cellopha2-schlauch in einer zweiten Etage um denselben Kern zusammen mit einem breiteren Wickelband. Die Waschlösung muß hierbei also zunächst quer den einen Schlauch passieren, wobei sie bereits teilweise"velXbraucht"wird und gelangt dann erst zum zweiten Schlauch. Eine Parallelschaltung weiterer Schläuche nach diesem Prinzip wird also den Wirkungsgrad um so mehr herabsetzen, je mehr Schläuche etagenweise übereinander angeordnet werden, da die Waschlölung beim Passieren weder Ebene oder Etage weiter 1,verbraucht" wird. Nun ist aber eine Parallelschaltung mehrerer kürzerer Schlauchstücke deshalb sehr wünschenswert, um den Durchströmungswiderstand herabzusetzen.In order to further reduce the resistance, Kolff and Watschinger wound a second cellophane2 tube connected in parallel on a second floor the same core together with a wider wrapping tape. The washing solution must here so first pass one tube across, whereby it is already partially "used up" and only then reaches the second hose. A parallel connection of further hoses according to this principle, the more hoses, the more the efficiency will decrease be arranged in layers one above the other, as the wash solution when passing through neither Level or floor continues to be 1 "used". Now, however, there is a parallel connection Several shorter pieces of tubing are therefore very desirable in order to reduce the flow resistance to belittle.

Auch kann bei einem bestimmten geforderten Durchetrömungewiderstand die Dicke der Blutschicht in den einzelnen Schläuchen und damit das Füllvolumen" kleiner gehalten werden, wenn viele kürzere Schlauch stücke parallel geschaltet werden.Also, if a certain required flow resistance is required the thickness of the blood layer in the individual tubes and thus the filling volume " can be kept smaller if many shorter pieces of tubing are connected in parallel will.

Hier setzt die Erfindung ein, welche alle beschriebenen Nachteile vermeidet. Unter Benutzung eines zwischen zwei porösen Wickelbändern eingebetteten spiralförmig aufgerollten Schlauches aus Kunststoffolie als Kapillardialysator hat die neue Erfindung die Besonderheitt daß in einer ebenen Spirale zwei oder mehr, vorzugsweise vier Schläuche mit auf dem Umfang der Spirale versetzten Anfängen und Enden zwei-oder mehrgängig zwischen planebenen porösen Wickelbändern aufgewickelt sind.This is where the invention comes in, which has all of the disadvantages described avoids. Using one embedded between two porous wrapping tapes Spirally rolled up tube made of plastic film as a capillary dialyzer Has the new invention has the peculiarity that in a plane spiral two or more, preferably four tubes with beginnings and offset on the circumference of the spiral Two-thread or multiple-thread ends wound up between flat, porous winding tapes are.

Nach einer Verbesserung bestehen die Wickelbänder aus planebenen Netzen von sich kreuzenden Drähten, die im Gebrauch statistisch homogen verteilte Aussackungen der Dialysierschläuche bewirken.After an improvement, the wrapping tapes consist of flat nets of intersecting wires, the bulges that are statistically homogeneously distributed during use of the dialysis tubing.

Nach der Erfindung ist ferner vorteilhaft, das Ende des Dialysierschlauches, um ein hochelastisches Sohlauchende gefaltet, mit diesem dichtend unter atarker Reibung durch eine konische Bohrung eines Grenzgürtels oder einer beeonderen Muffe zu ziehen. Anfang und Ende eines jeden Schlauches werden zweckmäßig auf derselben geometrischen Erzeugenden der Spirale angeordnet.According to the invention is also advantageous, the end of the dialysis tube, folded around a highly elastic sole end, with this sealing under atarker Friction through a conical hole in a boundary belt or a special sleeve to pull. The beginning and end of each hose are expediently on the same arranged geometrical generatrix of the spiral.

Das wesentlich Neue der künstlichen Niere besteht also darin, zwei oder beliebig viele Cellophanschlauchstüche# mit zwei oder beliebig vielen Wickelbändern auf einen gemethsmen Kern in einer Ebene nach Art einer mehrgängigen Spirale aufzurollen. Ee wird so erreicht, daß frische Waschlösung gleichzeitig an alle Cellophanschläuche# gelangen kann, wodurch der Dialyse effekt geeteigert wird. Diese Wickelbänder können bestehen aus Kunatstoff-, Glasfaser- oder Xetall- oder anderen Geflechte unter Beilage von Distanzstreifen. Als Halterung können auch gewisse geeignete Profilstreifen dienen, die aus Gummi, Kunststoff oder anderen geeigneten Werkstoffen gefertigt sein mögen, sei es mit oder ohne Distanzstreifen, -Bänder, -Fänder, -Fäden oder -Drähte.The essentially new thing about the artificial kidney is therefore two or any number of cellophane tubes # with two or any number of wrapping tapes to roll up on a gemethsmen core in a plane like a multi-thread spiral. Ee is achieved in such a way that fresh washing solution is simultaneously applied to all cellophane tubes # can reach, whereby the dialysis effect is pasted. These wrapping tapes can consist of plastic, glass fiber or Xetall or other braids under Enclosed with spacer strips. Certain suitable profile strips can also be used as a holder serve that are made of rubber, plastic or other suitable materials be it with or without spacer strips, tapes, ribbons, threads or -Wires.

Insbesondere können solche Wiockelbänder verwendet werden, die die hantelförmige Abplattung des Cellophanschlauches# geetatten, wie des 1962 in der Sympoeton der Gesellschaft für Nepheologie beschrieben wurde.In particular, such Wiockel tapes can be used that the dumbbell-shaped flattening of the cellophane tube # geetatten, like the 1962 in the Sympoeton of the Society for Nepheology was described.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von eolchen Wiokolbändern in ein- oder mehrgängigen Spiralen bei Sohlauchdialysatoren, die eine Abplattung des Cellophanschlauches# erlauben, indem er zwischen sich im spitzen bis reohten Winkel kreusende, parallel verlaufende Drähte oder Riefen gelegt wird. An den Kreuaungspunkten werden beide Blätter des Cellophanschlauches punktförmig zusammengepreßt (oder bei Beilage von Dietanzhaltern bis auf eine definierte Entfernung genähert). Zwischen den Punkten kann sich der Cellophanschlauch# entfalten in Abhängigkeit von dem herrschenden Druck und der Zlastizität des Cellophans#. Bei Verwendung eines Netzes aus sich kreuzenden Drähten (wie zum Beispiel Polynet# der Norddeutschen Seekabelwerke Nordenham) w;Lrd die Ausdehnung des Cellophans# duroh die untere Lage des Netzes begrenst. Ee bilden sich in Abahängigkeit von der Maschenweite beutelförmige Aussackungen des Cellophanschlauches#, in denen das Blut strömt und zwischen denen die Waschlösung strömt. Die Ausdehnung des Cellophan schlauches wird bei größerer Maschenweite schließlich auch dadurch begrenzt, daß die beutelförmigen Aussackungen benachbarter Lagen dee Cellophanschlauches# sich zunächst sn einem Punkt, bei größerem Druck schließlich flächenförmig, berühren.The use of such Wiokol ribbons is particularly advantageous in single or multi-start spirals in hose dialyzers that have a flattening of the cellophane tube # by putting it between them in the pointed to reohten Wires or grooves that run parallel to one another are laid at an angle. At the crossing points both sheets of the cellophane tube are pressed together at points (or with Supplement of Dietanzhalter approximated up to a defined distance). Between the cellophane tube # can unfold depending on the prevailing point Pressure and the elasticity of the cellophane #. When using a network by itself crossing wires (such as Polynet # from Norddeutsche Seekabelwerke Nordenham) w; Lrd the expansion of the cellophane # by limiting the lower layer of the net. Depending on the mesh size, bag-shaped bulges form of the cellophane tube #, in which the blood flows and between those the washing solution flows. The expansion of the cellophane tube increases with greater Mesh size finally also limited by the fact that the bag-shaped bulges Adjacent layers of the cellophane tube # are initially at a point, with larger Finally, the pressure is flat, touch.

Auf diese Weise wird das Blutvolumen bei einem bestimmten Druck maximal begrenzt. Bei einer bestimmten Maschenweite kann auf Beilage von Distanzstreifen verzeichtet werden.In this way, the blood volume becomes maximum at a certain pressure limited. With a certain mesh size, spacer strips can be added be dispensed with.

Die Verwendung solcher Netze aus sich kreuzenden Drähten wird als an sich neu betrachtet. Sie ist als vorteilhaft auch bei anderen bisher bekannten Ausgestaltungen künstlicher Nieren anzusehen, die unter Verwendung von porösen Wickelbändern hergestellt sind.The use of such networks of crossing wires is called viewed in a new way. It is also advantageous in other previously known Consider designs of artificial kidneys made using porous wrapping tapes are made.

Die Abdichtung des Cellophanschlauches am Ubergang des zu-und abführenden blutschlauches bedeutet eine weitere Verbesserung. Dabei wird die Dichtung dadurch hergestellt, daß ein Gummi- oder Kautschukschlauch mit dem datum gefalteten Ende des Cellophanschlauches durch eine konische Bohrung des Kerns oder begrenzenden Gürtels oder einer besonderen konischen Muffe gezogen ist. Die Bohrung muß einen engeren Durchmesser als der Gummi- bzw. Kautschukschlauch haben. Sie muß in einem glatt polierten Material (zum Beispiel Teflon#) angebracht sein, damit die Haftreibung des durchzuziehenden Cellophanschlauches# am Gummi- bzw. Kautschuk sehr viel größer ist als die Reibung zwischen Bohrungswand und Gummi bzw. Cellophan#.The sealing of the cellophane tube at the transition of the incoming and outgoing blood tube means a further improvement. In doing so, the seal is thereby made that a rubber or caoutchouc hose with the date folded end of the cellophane tube through a conical hole in the core or limiting Belt or a special conical sleeve is pulled. The hole has to be have a narrower diameter than the rubber or rubber hose. It must be in one Smooth polished material (for example Teflon #) must be attached to prevent static friction of the cellophane tube to be pulled through on the rubber or caoutchouc is much larger is the friction between the wall of the bore and the rubber or cellophane #.

Die neue künstliche Niere ist in einer beispieleweisen, aber bevorzugten Ausführungsform in der Zeichnung dargeetellt.The new artificial kidney is exemplary but preferred Embodiment in the drawing dargeetellt.

Fig. 1 ist ein mittlerer waagerechter Querschnitt durch die betriebsfähige, neue kUnçtliche Niere.Fig. 1 is a central horizontal cross-section through the operational, new artificial kidney.

Fig. 2 ist ein Schaubild der Niere im ersten Zustand ihrer neuartigen Wicklung im Schema.Figure 2 is a diagram of the kidney in the first stage of its novel Winding in the scheme.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Niere von außen mit einzelnen Teilen im Schnitt.Figure 3 is an external side elevational view of the kidney with parts on average.

Im einzelnen erkennt man, daß in einer ebenen geometrischen Spirale 1 im Ausführungsbeispiel vier Schläuche 2a bis 2d aufeinander gewickelt sind. Die Anfänge 3 und die Enden 11 der Schläuche 2a bis 2d sind auf dem Umfang der Spirale 1 regelmäßig versetzt, im Ausführungsbeispiel um 900. Zwischen die Schläuche 2a bis 2d sind poröee Wickelbänder 4a bis 4d aufgewickelt derart, daß jede Schlauchoberfläche dicht und statistisch homogen von zwei Wickelbändern eingefaßt iet.In detail it can be seen that in a flat geometric spiral 1, four hoses 2a to 2d are wound on one another in the exemplary embodiment. the Beginnings 3 and ends 11 of the tubes 2a to 2d are on the circumference of the spiral 1 regularly offset, in the exemplary embodiment by 900. Between the tubes 2a to 2d are porous wrapping tapes 4a to 4d wound up in such a way that each tube surface tightly and statistically homogeneously bordered by two wrapping bands.

Die Wickelbänder 4a bis 4d bestehen aus planebenen Netzen 5 von sich kreuzenden Drähten 6. Diese bewirken im Gebrauch statistisch homogen verteilte Aueeaokungen 7 der Schläuche 2a bis 2d während des Dialysiervorganges.The wrapping tapes 4a to 4d consist of planar nets 5 of themselves crossing wires 6. These cause statistically homogeneously distributed Aueekungen in use 7 of the tubes 2a to 2d during the dialysis process.

Die Enden 11 der Dialysierschläuche 2a bis 2d sind, wie besonders Fig. 3 zeigt, um ein hochelastisches Schlauchende 9 gefaltet und mit diesem gemeinsam dichtend unter starker Reibung durch eine konische Bohrung 8 einee Grenzgürtels 10 oder einer besonderen Muffe gezogen. Diese Anordnung der Anfänge und der Enden der Schläuche 2a bis 2d liegt vorteilhaft auf einem gleichmäßig unterteilten Kreisumfang. Im. Ausführungsbeispiel, welche vier Schläuche verwendet, sind deren Anfänge und Enden um Jeweils 900 auf dem Schlauchumfang versetzt; wären drei Schläuche vorhanden, so würde man einen Abstand von 1200 erhalten. Entsprechend würde der Kreis bei der Anwendung von mehr als vier Schläuchen regelmäßig unterteilt werden. Geometrisch ausgedrückt liegen daher Anfang und Ende einee Jeden Schlauchee 2a bis 2d auf der Erzeugenden 12 der Spirale.The ends 11 of the dialysis tubes 2a to 2d are, as is special Fig. 3 shows a highly elastic tube end 9 folded and together with this sealing under strong friction through a conical bore 8 of a boundary belt 10 or a special sleeve. This arrangement of beginnings and ends the tubes 2a to 2d advantageously lie on a uniformly divided circumference. In the embodiment, which uses four hoses, their beginnings are and Ends offset by 900 each on the hose circumference; if there were three hoses, so one would get a distance of 1200. The circle would be correspondingly in the Application of more than four tubes should be divided regularly. Geometric In other words, the beginning and end of each tube 2a to 2d lie on top of the Generating 12 of the spiral.

Claims (5)

Patentansprüche 1. Künstliche Niere unter Benutzung eines zwischen zwei porösen Wickelbändern eingebetteten spiralförmig aufgerollten Schlauches aus Kunststoffolie als Kapillardialysator, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ebenen Spirale (1) zwei oder mehr, vorzugsweise vier Schläuche (2a bis 2d) mit auf dem Umfang der Spirale (1) versetzten Anfängen (3) und enden (11) zwei-oder mehrgängig zwischen planebenen, porösen Wickelbändern (4a bis 4d) aufgewickelt sind. Claims 1. Artificial kidney using an intermediate two porous wrapping tapes embedded spirally rolled up tube Plastic film as a capillary dialyzer, characterized in that in a flat Spiral (1) two or more, preferably four hoses (2a to 2d) with on the The circumference of the spiral (1) has staggered beginnings (3) and ends (11) with two or more threads are wound between flat, porous winding tapes (4a to 4d). 2. Künstliche Niere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Wickelbänder (4a bis 4d) aus planebenen Netzen (5) von sich kreuzenden Drähten (6), die im Gebrauch statistisch homogen verteilte Aussackungen (7) der dialysierschläuche (2a bis 2d) bewirken.2. Artificial kidney according to claim 1, characterized by wrapping tapes (4a to 4d) from flat nets (5) of intersecting wires (6), which are in use statistically homogeneously distributed bulges (7) of the dialysis tubes (2a to 2d) cause. 3. Künstliche Niere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Dialyaierschläuche (2a bia 2d) um ein hochelatisches Schlauchende (9) gefaltet, mit diesem durch eine konische Bohrung (8) dichtend unter starker Reibung eines Grenzgürtels (10) (oder einer besonderen Muffe) gezogen sind.3. Artificial kidney according to claim 1, characterized in that the Ends of the dialysis tubes (2a bia 2d) around a highly elastic tube end (9) folded, with this through a conical bore (8) sealing under strong friction a border belt (10) (or a special sleeve) are drawn. 4. Künstliche Niere nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtung eine sich in Richtung der Schläuche trichterförmig verminderte Kunststofimuffe, vorzugsweise mit glatten nach außen gewölbten Wandüngen, dient.4. Artificial kidney according to claims 1-3, characterized in that that as a seal, a funnel-shaped diminished in the direction of the hoses Plastic sleeve, preferably with smooth, outwardly curved walls, is used. 5. Künstliche Niere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende eines Jeden Schlauches (2a bis 2d) auf derselben Erzeugenden (12) der Spirale (1) liegen.5. Artificial kidney according to claim 1, characterized in that the beginning and the end of each tube (2a to 2d) on the same generatrix (12) of the spiral (1) lie.