DE2054144C3 - Hämodialyseeinheit - Google Patents

Description

2. Hämodialyseeinheit nach Anspruch 1, da- entbehren kann.

durch gekennzeichnet, daß die Rippen (50, 52) 3< > Man kann nun die benotigte Blutmenge dadurch

auf beiden Seiten des Bandes (42) unter einem reduzieren, daß man das Blut durch die Dialys.er-

Winkel von weniger als 45°, vorzugsweise 30°, schläuche strömen laßt wie es z. B. aus der deutschen

zur Längsachse des Dialysierschlauches (40) ver- Auslegeschrift 1064199 bekannt ist Bei dieser Ha

laufen modialyseeinheit ist der Dialysierschlauch zusammen

3. Hämodialyseeinheit nach Anspruch 1 oder 35 mit einer Kunststoffbahn spiralförmig um einen Kern 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (50, gewickelt. Die Kunststoffbahn ist dabei ein gitterfor-52), auf jeder Seite des Bandes (42) zumindest miges Netzwerk. Benachbarte der. Dialysierschlauch ähnliche Querschnittsmaße aufweisen und äquidi- umgebende Bahnenlagen werden durch Abstandshalstant sind ter auf einer bestimmten Distanz gehalten. Bei der

4. Hämodialyseeinheit nach einem der Ansprü- 40 bekannten Anordnung ist daher das Volumen des ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band Schlauches recht groß. Die einzelnen Lagen des Netz-(42) durch Extrudieren des Kunststoffmaterials werkeu «verden durch die Abstandshalter auf einer be- und darauffolgendes Ausbilden der Rippen (50, stimmten Distanz gehalten; sie werden von der 52) mittels profilgebender Walzen gebildet ist. Außenfläche des Dialysierschlauches ferngehalten.

5. Hämodialyseeinheit nach einem der Anspirü- 45 Dieses große Schlauchvolumen, das erforderlich ist, ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band um den Eingangsdruck zu reduzieren bedingt wie-(42) durch Kalandern des Kunststoffmaterials und derum, daß eine große Blutmenge dem Patienten entdarauffolgendes Formen der Rippen (50,52) mit- zogen wird. Außerdem wird durch die gitterartige tels profilgebender Walzen gebildet ist. Netzstruktur des Kunststoffbandes praktisch kein

so Einfluß auf die Strömungsverhältnisse in der Dialysierflüssigkeit genommen. Hinzu kommt, daß das

Kunststoffband praktisch auch nicht den Blutfluß beeinflußt, weil es nicht den Schlauch verformt.

' Bei dieser bekannten Hämodialyseeinheit bilden Die Erfindung betrifft eine Hämodialyseeinheit ei- 55 sich außerhalb des Dialysierschlauches bevorzugt einner künstlicher Niere mit mindestens einem halb- zelne Pfade niedrigen Drucks fur die Dialysierflussigdurchlässigen, zusammen mit einer Kunststoffbahn keil. Entlang diesen Pfaden strömt somit der uberwiespiralförmig in konzentrischen Lagen um einen Kern gende Flüssigkeitsteil, d.h. die Flüssigkeit »meidet« gewickelten, von der Dialysierflüssigkeit umspülten die möglichen vielfältigen anderen Wege. Daraus erflachen Dialysierschlauch zum Durchleiten des Blutes, 6o gibt sich, daß die Dialyse in den bekannten Fallen nur bei der die Kunststoffbahn den Dialysierschlauch auf an ausgewählten Bereichen des Dialysierschlauches beiden Flachseiten umgibt und benachbarte konzen- wirksam ist.

trische Windungen des Dialysierschlauches trennt. Schließlich beschreibt die franzosische Patentschrift

Bei einer Hämodialyseeinheit der vorgenannten 130014Ü eine Dialyseeinheit, bei welcher lange Bäder Art ist der flache Dialysierschlauch zusammen mit der *5 jeweils auf einer Seite eines schraubenförmig gewun-

Kunststoffbahn derart in konzentrischen Lagen ge- denen Dialysierschlauches angeordnet sind. Die Bän-

wickelt, daß sich eine Art Spule oder Wickel bildet, der besitzen nur auf einer Seite Auskehlungen, welche

bei welcher die aufeinanderfolgenden Windungen ra- durch an den Dialysierschlauch angreifende firstartige

Erhebungen voneinander getrennt sind. Bei dieser bekannten Anordnung ist der Dialysierschlauch schraubenförmig und nicht im Sinne einer archimedischen Spirale, d.h. mit radial benachbarten konzentrischen Lagen (Windungen) gewunden.

Es fehlen daher die Trennwände zwischen den einzelnen Lagen. Die bekannte Einheit ist sehr sperrig und schwer und bietet daher pro Raumeinheit eine relativ geringe für die Dialyse wirksame Fläche.

Weiterhin ist es aus dieser Patentschrift zwar schon bekannt, schräg zur Längsachse des Dialysierschlau- ches verlaufende, durchgehende Flüssigkeitskanäle anzuwenden, die zueinander parallel laufen und die auf der Unterseite des DialysescMauches in einer Richtung verlaufen, die mit der Richtung der auf der ¹S Oberseite des Schlauches verlaufenden Rippen einen spitzen Winkel einschließt, so daß zwischen dem Dialysierschlauch und den auf ihm aluliegenden, die Kanäle begrenzenden, zackenförmigen Rippen eine Vielzahl von schmalen Durchlässen gebildet werden. ^ao Es soll jedoch in diesem Falle die Dialysierflüssigkeit generell entlang dem Dialysierschlauch fließen, und zwar im Zickzackweg von Kante zu Kante und von Seite zu Seite. Folglich kann der Gesamtdurchfluß nur klein sein. Um ihn zu vergrößern, sind die genannten ³S dreieckfönnigen Auskehlungen groß und haben insbesondere eine vergleichbar große Tiefe im Verhältnis zur Breite. Es befindet sich dadurch nicht in jedem Fall alle Dialysierflüssigkeit in der Nähe der Schlauchoberfläche, wodurch die Wirksamkeit der Dialyse herabgesetzt wird. Es handelt sich in diesem bekannten Fall auch nicht um eine leichtgewichtige, räumliche kompakt aufgebaute Dialysatortype.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 792305 ist als äl*erer Vorschlag ein Verteilernoppensystem vorgesehen, das offensichtlich infolge der Funktionsungleichheit nicht mit dem Rippensystem nach der Erfindung vergleichbar ist. Des weiteren ist der Aufbau der Einheit nach einem anderen älteren Vorschlag, nämlich gemäß Offenlegungsschrift 1921201, *° völlig anders als im Fall der Erfindung. Es fehlt bei der Erfindung insbesondere das Stützgitter zwischen Dialysierschlauch und Trennwand. Die älteren Vorschläge offenbaren zudem kein M'ttei zur definierten Führung der Dialysierflüssigkeit.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit der Dialyse dadurch zu erhöhen, daß pro Raumeinheit die für die Dialyse wirksame Fläche vergrößert und zugleich die unkontrollierte Ausbildung von bevorzugten einzelnen r faden verhindert 5»

Gemäß der Erfindung wird bei einer Hämodialyseeinheit der eingangs genannten Art die Aufgabe dadurch gelöst, daß die als kontinuierliches Band ausgebildete Kunststoffbahn auf beiden Seiten jeweils eine Vielzahl von zueinander parallel, schräg zur Längsachse des Dialysierschlauches verlaufende, durchgehende Rippen aufweist, die mit dem flachen Dialysierschlauch in Berührung stehen, wobei die Rippe».-schar der einen Bandseite unter einem Winkel zur 6« Rippenschar der anderen Bandseite verläuft, daß durch die Rippen eine Vielzahl von schmalen Durchlässen für die Dialysierflüssigkeit zwischen dem flachen Dialysierschlauch und dem Band gebildet ist und daß die Durchlässe jeweils von einer Längskante des 6s Dialysierschlauches zur anderen verlaufen.

Die Hämodialyseeinheit mit diesen Merkmalen hat ein geringes Gewicht, ist preiswert und entfaltet trotzdem eine hohe Wirksamkeit. Die Dialysierflüssigkeit wird gezwungen, die ganze Länge der schmalen Kanäle, welche durch die geringe Rippenhöhe, das Intervall zwischen den Rippen und den Teil des Dialysierschlauches zwischen den Rippen gebildet werden und die sich von der einen Längskante des Dialysierschlauches zur anderen erstrecken, definiert zu durchströmen. Solange die einzelnen Kanäle sich über die Schlauchoberfläche erstrecken, stehen sie nicht miteinander in Verbindung. Die unkontrollierte Ausbildung von einzelnen Strömungspfaden wird vermieden. Die Dialyse erfolgt somit über die ganze Oberfläche des Schlauches und ist daher äußerst wirk

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Rippen auf beiden Seiten des Bandes urne: einem Winkel von weniger als 45°, vorzugsweise 30° zur Längsachse des Dialysierschlauches. Damit kann man die Kanäle für die Dialysierflüssigkeit sehr schmal halten, da insbesondere die Höhe der Rippen über der Bahn im Vergleich zu dem Abstand zwischen den Rippen schmal ist. Die gesamte geführte Dialysierflüssigkeit befindet sich daher in der Nähe der Schlauchoberfläche. Verstärkt wird die Wirksamkeit noch dadurch, daß die Schlauchwände die Tendenz haben, sich auszudehnen, wodurch das Kanalvolumen noch mehr verkleinert wird. Ein Winkel, der kleiner als 45° ist, vergrößert die Wirksamkeit der Dialyse in vorteilhafter Weise noch dadurch, daß der Führungskanal langer wird.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn die Rippen auf jeder Seite des Bandes zumindest ähnliche Querschnittsmaße aufweisen, und äquidistant sind. Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn das Band durch Extrudieren des Kunststoffmaterials und darauf folgendes Ausbilden der Rippen mittels profilgebender Walzen gebildet ist. Ferner kann man das Band auch durch Kalandern des Kunststoffmaterials und darauffolgendes Formen der Rippen mittels profilgebender Walzen bilden.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der einzigen Zeichnung, die perspektivisch und teilweise abgebrochen und im Schnitt eine Hämodialyseeinheit einer künstlichen Niere zeigt.

Ein Paar Schläuche 40 bildet Leitungen für das Blut, wobei diese Schläuche zusammen mit einem gerippten Kunststoffband 42 em einen zentralen zylindrischen Formkörper 44 gewickelt sind. Die Schläuche 40 sind jeweils aus regenerierten, flach gelegten Celluloserohren hergestellt und gewähren einen großen Bereich für die Dialyse zwischen dem Blut und einer Dialyseflüssigkeit. Flache Schläuche, deren Material hauptsächlich aus regenerierter Cellulose mit einem Glyzeringehalt bis zu 10% oder aus einem wetterfesten, sehr geschmeidigen, reißfesten, aroma-, öl- und fettdichten, nach dem Kupferoxydammoniakverfahren hergestellten Spezialzellglas besteht, können für die mit 40 bezeichneten Schläuche verwendet werden Die Seitenwände 43 der Schläuche sind in dichtem Abstand voneinander angeordnet oder stehen an einigen Stellen in Berührung. Einlaßschläuche führen zu den inneren Enden der Schlauchspirale, wie bei 46 gezeigt ist. Sie gehen durch die Wand des zylindrischen Formkörpers 44 hindurch und sind innerhalb der Schläuche 40 mit den Abstandsbändern 48 gehaltert. Nicht dargestellte Auslaßschläuche sind an den

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äußeren Enden der Schlauchspirale angeordnet. Bei der Blutleitung angeordnet, und ein Winkel von weni-

dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Blut gcr als 45° ist im allgemeinen vorteilhaft. Infolgedes

durch die Schläuche mittels einer Pumpe gefördert, sen sind die über die Fläche der Blutleitungen 40 zu

aber bei einer anderen Wahl der Rippenmaße und den Rippen parallel liegenden, von der Dialyseflüssig-

des -abstands kann der Arteriendruck ausreichend 5 keit genommenen Wege länger a's sie es in dem Falle

sein. wären, wenn die Rippen senkrecht zu den Bnitleitun-

In der Praxis wird die Hämodialyseeinheit in einem gen angelegt wären.

äußeren nicht dargestellten Behälter angeordnet, der Die Blutleitungen sind somit in einem Durchgang

z. B. aus transparentem Kunststoff, wie Polyvinylchlo- für die Dialyseflüssigkeit angeordnet, deren gegen-

rid, hergestellt sein kann. In einer Ausführungsform ¹⁰ überliegende Wände parallel oder im wesentlichen

ist der Raum zwischen dem Umfang der Spiralanord- parallel sind, wobei die Rippen auf einer Wand unter

nung und dem Außenbehälter mit einem aufblasbaren einem Winkel zu den Rippen auf der gegenüberlie-

Kragen oder einer Muffe mit ringförmigem Quer- genden Wand angeordnet sind. Während des Betrie-

schnitt gefüllt, der im aufgeblasenen Zustand um den bes berühren die Rippen die Wände der Blutleitung,

Umfang der Spiralanordnung angeordnet ist. Nach *5 und der äußere Druck in Abhängigkeit vom Blut wird

dem Aufblasen dehnt sich der Kragen oder Bund aus durch den Druck des aufgeblasenen Ringes in Balance

und drückt gegen die innere Wand des Außenbehäl- gehalten. Das unter schwachem Druck in der Leitung

ters und gegen die äußere Schicht des gewickelten stehende Blut bewirkt, daß die Membranwände der

Kunststoffband««, wobei ein ebener und leicht zu Leitung auf beiden Seiten gegen die Rippen des Ban-

steuernder Druck auf die Spiralanordnung ausgeübt ^ao des drücken. Die gegenüberliegenden Wände des

wird, der ein Ausdehnen oder Aufwickeln der Anord- Kunststoffbandes, welche den die Blutleitung enthal-

nung verhindert und dieses beschränkt, wenn das Blut tenden Durchgang bilden, befinden sich unter einem

oder die Dialyseflüssigkeit eingeführt wird. solchen Abstand, daß an Stellen, wo eine Rippe auf

Die Dialyseflüssigkeit wird unter geeignetem einer Wand eine Rippe auf der anderen Wand kreuzt, Druck dem Behälter entweder mittels einer Zuleitung *5 die inneren Wände der Blutleitung in Kontakt gehalvon einem Lagertank zugeführt, der einen Druckkopf ten sind. Das Innere der Blutleitung ist daher in der bildet, oder mittels einer Pumpe. Die Zuführeinrich- Form eines Labyrinths, wobei regulär beanstandete tungfur die Dialyseflüssigkeit ist nicht dargestellt. Die Stellen dort vorgesehen sind, wo die Wände in Kon-Dialyseflüssigkeit fließt nach oben durch die Räume takt sind und wo durch Verbindung dieser Stellen ge-47 zwischen aufeinanderfolgende Wicklungen der 3° bildete Kanten in der Leitungswand den gegen das Spirale des Bandes 42 und wird nach Erreichen der Äußere der Leitung drückenden Rippen entsprechen, unteren Kante jedes aufgewickelten Schlauches 40 Das entlang der Leitung laufende Blut hat einen durch zwischen dem Band 42 und den nach außen sehr komplizierten Zickzackweg zu durchlaufen, woliegenden Flächen der Wände der Schläuche 40 ge- bei keine direkten axialen Wege vorgesehen sind. Es bildeten Durchgänge mittels Rippen 50, 52 des Ban- 35 ist deshalb ein gutes und dauerndes Vermischen des des geführt, wie im folgenden beschrieben wird. Der Blutes sichergestellt und dadurch ein ebener und zylindrische Formkörper 44 ist am Boden geschlossen, durchgreifender Kontakt allen Blutes, das durch die so daß die Dialyseflüssigkeit nur nach oben durch die Einheit mit den semipermeablen Wänden der Leitung zwischen den Formkörper 44 und dem Kragen oder geht. Dies unterstützt einen guten Austausch der ge-Ring freigelassenen Räume strömt. Für die ver- 4c lösten Substanzen zwischen dem Blut und der Dialybrauchte Dialyseflüssigkeit gibt es einen Ausfluß zum seflüssigkeit. Wie oben bemerkt, bilden die Rippen Abwasser oder zur Umwälzung. Wenn die Dialyselö- 50 und 52 auch Wege für die Dialyseflüssigkeit in sung zurückgeführt oder umgewälzt wird, gibt es ge- Kontakt mit den Wänden der Schläuche 40, was zur wohnlich einen kontinuierlichen teilweisen Ersatz so- Verbesserung des Wirkungsgrades der verwendeten wie einen Abflußpunkt. 45 Flüssigkeit beiträgt.

Der Formkörper 44 ist oben offen, um den Einlaß Der auf die Spiralanordnung vermittels des umge-

der Schläuche 46 zu ermöglichen. benden aufgeblasenen Ringes aufgebrachte Druck

Das Kunststoffband 42 ist durch Kalandern und sollte in Abhängigkeit vom Blutdruck in der Blutleidarauffolgende ProfUgebung oder durch Extrudieren tung gesteuert werden, um der Neigung des Blutvon Polyäthylen und anschließende Profilgebung her- 5° drucks, die Leitung auszudehnen, entgegenzuwirken gestellt, wobei das Band auf jeder Fläche eine Schar und somit die Komplexität der inneren Form zu reduparalleler, äqiddistanter Rippen hat, welche durch zieren. Es ist manchmal vorteilhaft, einen relativ ho-Walzen während des Profilgebens des Bandes gebildet hen Druck für das Blut in der Leitung anzuwenden, sind. Die Rippen haben den gleichen Abstand und da dieses die Geschwindigkeit und die Wirksamkeit das gleiche Querschnittsmaß auf jeder Fläche. Die 55 des Wasserentzugs über die Membran aus dem Blut Rippen 50 auf einer Fläche sind unter einem Winkel in die Dialyseflüssigkeit steigert. Die beschriebene zu den Rippen 52 auf der anderen Fläche angeordnet. Anordnung gslt dies.

Im flachen Zustand des Bandes sind die Rippen auf Es ist jedoch bei alternativen Anordnungen mög-

beiden Seiten gerade. Sie verlaufen hier in jeder Schar lieh, eine ausreichende Turbulenz im Brat dadurch zu

unter gleichen Winkeln zur Querachse A des Bandes, 6o erhalten, daß man einen kleinen Raum zwischen den

wobei die Rippen auf der einen Fläche gegen die Merabranwänden und den Stelle« beläßt, wo sie sich

Achse von einer Seite und die Rippen auf der anderen am nächsten kommen.

Fläche von der anderen Seite abgebogen sind. Deshalb Die dargestellte Spiralanordnung kann für die An verlaufen die Rippen in der Spiralanordnung zur passung an Standardanlagen von geeignetem Maß Achse der Blutleitung überall unter dem gleichen «5 sein. Die zwei spiralförmig aufgewickelten Schläuche Winkel. 40 können in einer altematr7en Form durch einen ein-

In der gezeigten Spiralanordnung sind die Rippen zigen Schlauch für das Blut ersetzt werd, wobei die-

50 und 52 unter einem Winkel von etwa 30° zur Achse ser einen gleichen oder größeren Durchmesser als die

beiden genannten Schläuche haben kann, was eine Reduktion in der Höhe der Spirale gestattet und eine Verkleinerung des Dialyseoberflächenbereichs geben würde, wodurch eine Reduktion der Länge der Blutleitung und des Kunststoffbandes gestattet würde. Nur ein einziges Einlaß- und Auslaßrohr würde benötigt. Ein Vorteil der gezeigten Spiralanordnung besteht darin, daß sie leicht aus dem äußeren die Spirale enthaltenden Kessel entnommen und durch eine neue Anordnung ersetzt werden kann.

Ein Vorteil der Verwendung des Polyäthylenbandes in der obigen Ausführungsform besteht darin, daß das Band aus preiswerten Rohstoffen hergestellt und durch relativ preiswerte Kalander- und Profilierungs- oder Extrusions- und Profilierungsverfahren hergestellt werden kann. Das Polyäthylenband ist relativ

geschmeidig und kann ohne scharfe Kanten hergestellt werden, was bei der Verwendung im Kontakt mit semipermeablen Membranen aus Cellulose od. dgl. vorteilhaft ist. Es ist auch hinsichtlich der Maße stabil in dem Sinne, daß es gegen Zug in beKsbige Richtung widerstandsfähig ist. Dies bedeutet, daß die Räume für den Fluß des Blutes und der Dialyseflüssigkeit nach dem Zusammensetzen beibehalten werden und daß der Blutdruck in der Leitung eine geringe Möglichkeit hat, das Band zu beschädigen. Die Tatsache daß eine kontinuierliche Bahn mit Rippen auf beider Seiten vorgesehen ist, bedeutet, daß die zwischen den Band und der Membran eintretende Flüssigkeit ir Kontakt mit der Membran gehalten wird und entlanj den gewünschten Wegen gerichtet wird und in wirksa mer Weise zur Verwendung kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. dial nebeneinander angeordnet sind.

   1 ²

   L ■«**-<**£. Μ» Niere
   mit mindestens einem halbdurchlassigen, zusam- 5 menmiteinerKunststoffbahnsprialfönniginko^

   zentnschen Lagen um einen Kern gewickelten, _A , von der Dialysierflüssigkeit umspülten flachen nen Dialysierschlauch ™n^durf^^leJ₁^ Dialvsierschlauchzum Durchleiten des Blutes, bei andere Medium durch den Behakefließt der die Kunststoffbahn den Dialysierschlauch auf to der Schlauch angeordnet bL Bei Jⁿ bekannten Anbeiden Flachseiten umgibt und benachbarte kon- Ordnungen konntedieses ™£^™™£°άη zentrische Windungen des Dialysierschlauches ^^^^^SSS^S
   trennt, dadurch gekennzeichnet, daßdieals waren keine Vorkehrung »gj^"· ^
   kontinuierliches Band (42) ausgebildete Kunst- dium bevorzugt an der Obeiflache des y stoffbahn auf beiden Seiten jeweils eine Vielzahl »5 Schlauches angreifen zu assen. An dieser Oberflache vonzueinanderparalleLschrägzurLängsachsedes findet jedoch die eigentliche Dialyse statt Dialysierschlauches (40) verlaufende^urchge- So wandert ι B. im Falle der franzosischen Patenthende Rippen (50,52) aufweist, die mit dem Oa- schrift 1434562 das Blut vollkommen f_re. durch einen eher. DialySerschlauch in Berührung stehen, wo- Raum, ,n dem sich ein *P>^°™8« ^S^}™^h* H bei die Rippenschar (50) der einen Bandseite »° det, weicher die Dmlys^rfluss gke.t aufmrnmt und unter einem Winkel zur Rippenschar (52) der an- durch ein Maschennetz Stabilität erlangt Das Blut deren Bandseite verläuft, daß durch die Rippen »badet« som.t den Schlauch, d.h. es befindet s.ch aueine Vielzahl von schmalen Durchlässen für die ßerhalb. Eine gezielte Beschränkung.« der Bewegung Dialysierflüssigkeit zwischen dem flachen Dialy- des BlutPS ist nicht vorgesehen. Zudem befindet sich sierschlauch (40) und dem Band (42) gebildet ist »5 keine Trennwand zwischen aufe.nanderfolgenden und daß die Durchlässe jeweils von einer Längs- Windungen des Schlauches Die Eigenart besteht bei kante des Dialysierschlauches zur anderen verlau- der bekannten Anordnung darin, daß sie eine große _fen Blutmenge benötigt, welche der Patient oft nicht leicht