DE2430171A1

DE2430171A1 - Dialysiervorrichtung mit selektiver chemischer aktivitaet

Info

Publication number: DE2430171A1
Application number: DE2430171A
Authority: DE
Inventors: Viktor Holger Prof Dr Me Hyden
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1974-06-24
Publication date: 1975-01-23
Also published as: IT1015537B; SE7309501L; NL167330C; CA1067830A; JPS5070281A; CH597889A5; ATA503074A; JPS5726801B2; FR2235721B1; DE2430171C2; NL7500007A; SE373752B; GB1467880A; NL167330B; AT353943B; FR2235721A1

Description

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I MÜNCHEN 22, SteinsJcifstr. 10 4. t ν ν ι ι »

Dr.ined. Professor Viktor Holger Hyden 24.Juni1974

GeLjersgatan 6,

S-41I 34 Göteborg/Schweden

Patentanmeldung

Dialys Leitvorrichtung mit selektiver chemischer Aktivität.

Die vorliegende Erfindung betrifft Dialysiervorrxchtungen, vorzugsweise solche zürn Reinigen von Blut, die aber auch zum Reiniger, anderer Flüssigkeiten als Blut angewendet werden können. Nach der Erfindung sind Enzyme,.. Antibiotika oc er Stoffe mit ähnlichen chemischem Charakter auf der Dialysiermembran der Vorrichtung unlöslich gemacht, wodurch die Membran selektiv chemisch aktiv wird und dadurch bessere und schnellere Dialyse ermöglicht. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann außerdem für Chemotherapie bei Krankheitszuständen angewendet werden, die durch selektives Beeinflussen der flüssigen Phase des Blutes und Blutzellen, z.B. mittels enzymatischem Abbau, behandelt werden können. Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet mit umlaufendem Dialysat, das durch einen Adsorbenten, vorzugsweise vorkonditioniertes Zirkonium phosphat und/oder Zirkoniumoxyd, laufend gereinigt wird, und ist mit mindescens einer Dosiereinrichtung ve.seien, die dem Dialysat die im Blut wünschenswerten Stoffe zuführt, die durch die Poren der DlaLysiermembran, die vorzugsweise wesentlich größer als die Poren in"-herkömmlichen Dialys lermembranen sind, hindurchgehen.

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In den Kreislauf des Dialysates ist ein Spektrometer mit auf Hämoglobin eingestelltem Filter eingeschaltet und gibt über einen elektronischen Kreis Warnsignal, wenn im Dialysat Blut oder freies Hämoglobin auftritt. Die Teile der Vorrichtung, die mit Blut und dem Adsorbenten direkt oder indirekt in Berührung kommen, sind vorzugsweise für einmalige Anwendung ausgeführt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht aus einer künstlichen Niere mit Möglichkeit für Chemotherapie. Die künstliche Niere hat sehr kleine Abmessungen, gutes Leistungsvermögen und ist einfach und billig in der Herstellung und Anwendung. Sie eignet sich deshalb auch gut für Dialyse in der Wohnung eines Patienten. Die künstliche Niere ist in Form einer kompakten Einheit ausgeführt, die mit Dialysat 5-7 kg wiegt und nur an eine herkömmliche Stromquelle angeschlossen zu v/erden braucht.

Es werden nächst ;h md Dialysiervorrichtungen, sowohl vorbekannte als auch die Vorrichtung nach der Erfindung, beschrieben, wobei das Schwergewicht auf sog. künstliche Nieren gelegt wird. Es wird jedoch daran erinnert, daß die Vorrichtung nach der Erfindung, wie mehrere bekannte Dialysiervorrichtungen, auch zur Reinigung anderer Flüssigkeiten als BLut angewendet werden kann.

Zuvor ist folgendes zum Stand der Technik zu sagen. Es ist schon verhältnismäßig lange bekannt, Patienten mit akut oder chronisch versagender Nierenfunktion mit einer künstlichen Niere zu behandeln, die während der Heilungszeit oder bis zur V irfügbcirkeit ei. e geeigneten Nierentransplantates dia Funktion d ;r natürlichen hi' ve, Harnstoff und andere nicht wünschenswerte Stoffe aus dan BLu~ abzuscheiden, übernimmt. Das Blut des Patienten fließt dabei mit Hilf« eines für diesen Zwack angelegten extra-

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korporalen Shunts aus einer Arterie durch die künstliche Miere und wieder zurück in eine Vene. Die ursprüngliche Form der in mehreren verbesserten Varianten bei Hämodialyse fortwährend vorherrschenden künstlichen Niere ist eine Dialysevorrichtung mit einer semipermeablen Membran, die einen Blutstrom und einen Dialysatstrom trennt. Dabei passieren nicht wünschenswerte wie auch ein Teil wünschenswerte Stoffe im Blut die Poren der Dialysiermembran zum Dialysat. Es handelt sich hierbei um ein rein physikalisches Verfahren ohne jede Form von chemischer Aktivität. Die ursprünglichen Vorrichtungen dieses Typs waren sehr große und schwere Aggregate, die bis zu 1000 Liter Dialysat enthalten, sehr teuer und-arbeitsträchtig sind. Es konnte deshalb nur eine begrenzte Anzahl von Dialyseplätzen in Spezialkliniken eingerichtet werden. Durch allmähliche Verbesserungen der ursprünglichen Gerätrypen in Form von u.a. besserer Dialysiermenbran, vorgefertigten sterilen Reinigungsteiien für einmalige Anwendung, kompakter Bauweise, besserer Instrumentausstattung usw. verfügt man heute über Dialysiervorrichtungen, die ein bedeutend kleineres Format haben, ein besseres Dialysierresultat ergeben und gleichzeitig in Anschaffung und Betrieb billiger sind. Dennoch ist das Gerät verhältnismäßig groß und teuer und muß von spezialausgebildetem Personal in Krankenhäusern in für diesen Zweck besonders ausgerüsteten Räumen bedient werden.

Da eine v/eitere Entwicklung der rein physikalischen Dialysiervorrichtung vermutlich nur marginale Verbesserungen mit sich bringen kann, schlug die Entwicklung in letzter Zeit neue Wege ein. Durch Kombination der Dialyse mit verschiedenen Formen von chemischer Aktivität gelang es, sowohl ds£ Dialyseresultat zu verbessern und

gleichzeitig die Dialysiervorrichtungen kleiner zu bemessen, als auch den medizinischen Anwendungsbereich der Dialysiervorrichtungen über Dialyse bei Nierenversagen hinaus zu erweitern. Die chemische Aktivität ist bei den bekannten Vorrichtungen im wesent- ί liehen zum Dialysatteil der Vorrichtung, oder in einigen Fällen j zu einem Ultrafiltrat verlegt, das nach chemischer Behandlung in j

i den Blutumlauf des Patienten zurückkehrt. :

Die Dialysatmenge läßt sich durch kontinuierliches chemisches j Reinigen des Dialysates auf einige wenige Liter vermindern und biete: dadurch die Möglichkeit, Dialysiervorrichtungen bedeutend kleiner :

als bisher zu konstruieren. Das Reinigen des Dialysates geht im ! Prinzip so vor sich, daß vom Blut zum Dialysat überführter Harnstoff selektiv mit dem Enzym Urease zu Ammoniumkarbonat abgebaut wird, wonach Ammoniumionen und übrige aus dem Blut abgeschiedene, nicht wünschenswerte Stoffe von Adsorbenten aufgefangen v/erden. Die letzteren sind gewöhnlich spezifisch und werden nach bekannten ■Methoden so vorkonditioniert, daß sie die nicht wünschenswerten Stoffe auffangen, während die für das Dialysat wünschenswerten Stoffe, z.B. Chloridionen, im Dialysat verbleiben. Bekannte Adsorbenten sind Anion- und Kationaustauscher vom Kunststofftyp, Zirkoniumphosphat, Zirkoniumoxyd und aktive Kohle.

Der erweiterte medizinische Anwendungsbereich hat an die Form von Enzymtherapie Anknüpfung, die sich darauf richtet, für therapeutischen Zweck aus dem Blut selektiv nicht v/ünschenswerte Proterine zu entfernen, z.B. Asparagin mittels L-Asparaginase abzubauen·, da man gefunden hat, daß dies auf gewisse Krebsformen eine therapeutische Wirkung hat. Damit -körrocn mit einer Dialys'i-ervorrich- . .tung nicht nur Nierenversagen, sondern im Prinzip auch alle die

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Krankheitszustände behandelt werden, bei denen man einen therapeutischen Effekt dadurch erzielen kann, daß man mittels einer Dialysiermembran aus dem Blut mindestens einen nicht wünschenswerten Stoff abscheidet und diesen Stoff danach auf der Dialysatseite mit einem Enzym selektiv abbaut. Gewisse Enzyme haben eine toxische Wirkung, und man verwendet deshalb bei diesen Vorrichtungen Enzyme nicht in Kontakt mit dem· Blut.

Als Beispiele bekannter, mit chemischer Aktivität kombinierter Dialysiervorrichtungen können folgende US Patentschriften genannt werden. Nach der Patentschrift USA 3 603 729, Haseiden, ist es bekannt, ein nicht umlaufendes Dialysat mittels Adsorbenten zu reinigen, die in aus einer profilierten Dialysiermembran gebildeten Taschen verpackt sind. Als Adsorbenten verwendet nan einen Ionenaustauscher vom Kunststofftyp, gegebenenfalls in Kombination mit aktiver Kohle Und eventuell mit Enzym, z.B. Urease zum Abbau von Harnstoff. Für leichteren Transport der im Dialysat abzuscheidenden Stoffe zum Adsorbent ist ein Vibrator vorgeschlagen. Die Patentschrift USA 3 617 5U5, Dubois, zeigt eine Elektrodialysevorrichtung zur Reinigung von Dialysat, alternativ eines Ultrafiltrates (Blutplasma), das Stoffe mit Molekulargewichten bis zu ca. 70 000 enthält, in mehreren Stufen, die Entmineralisierung, Abbau von Harnstoff mittels Urease, Kationenaustauscher für Adsorption von Ammoniumionen, Remineralisierung, Adsorption von. Harnsäure und Kreatin mit aktiver Kohle sowie Adsorption von Sulfat- und Phosphationen mittels einem Anionenaustaüscher umfassen.

Das Patent USA 3 619 *ί23, Galletti et al, zeigt eine Kaskaden-Dialysiervorrichtung zur Reinigung von Blut, bei der ein Dialyseteil und ein Ultrafilter, mit je einer Dialysiermembran, deren-

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Poren den Durchgang von Stoffen mit Molekulargewichten bis zu etwa 10 000 zulassen, ein und dasselbe umlaufende Dialysat ausnutzen. Ein im Blut nicht wünschenswerter Bestandteil, der durch die Membran des Dialyseteiles in das Dialysat hinausgehen kann, und den man für einen therapeutischen Zweck abzuscheiden wünscht, wird mit einem entsprechenden, im Dialysat gelösten Enzym abgebaut. Die für das Blut wünschenswerten Komponenten werden über die Membran des Ultrafilters, die keine Enzyme hindurchläßt, da sie Molekulargewichte von ungefähr 100 000 haben, zum Blut zurückgeführt. Das umlaufende Dialysat wird mit spezifischen oder nicht spezifischen Adsorbenten einer nicht näher angegebenen Art kontinuierlich gereinigt. Als Beispiel von Chemotherapie bei Krebs wird Reduzierung des Asparagingehaltes des Blutes mittels L-Asparaginase erwähnt. Das Patent USA 3 6 69 87 8, Marantz et al, zeigt eine Reinigungseinrichtung für das Dialysat einer herkömmlichen Dialysiervorrichtung. Die als eine vom Dialysat durchströmte Kolonne ausgebildete Reinigungseinrichtung ist mit dem Kreislauf des Dialysates in Reihe geschaltet. Die Kolonne ist mit einem anorganischen Adsorbenten, Zirkoniumphosphat, gefüllt, auf dem Urease adsorbiert ist. Urease baut enzymatisch Harnstoff zu Ammoniumkarbonat ab. Das Zirkoniumphosphat wirkt als Ionenaustauscher und adsorbiert die Ammoniuinionen, wobei Natriumionen, die auf dem Zirkoniumphosphat adsorbiert waren, nach einer angegebenen Reaktiqnsformel freiwerden. Die Natriumione sind unschädlich, da sie normal in großer Menge im Dialysat vorkommen.

Trotz der weiteren Verbesserungen, die sich durch die Einführung von chemischer Aktivität in Kombination mit Dialyse ergaben, sind Dialysiervorrichtungen für Hämodialyse fortwährend verhältnismäßig

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große, teure und technisch komplizierte Geräte, ohne Eignung oder Möglichkeit für Anwendung zur Dialyse in der Wohnung des Patienten. Ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen liegt darin, daß die Porengröße der Dialysiermembranen auf den Durchlaß von Stoffen

mit Molekülargewichten bis zu 2500-3000 begrenzt werden muß, um j nicht zu. große Mengen von für das Blut wünschenswerten Stoffen mit ; niedrigem Molekularge^etiy an das Dialysat zu verlieren. Durch Anwendung der vorstehend beschriebenen Methode mit Ultrafilter läßt sich die Porengröße jedoch auf in Beispielen angegebene Mole- f kulargewichte zwischen 10 000 und 70 000 erhöhen. Alternativ kann man bei einer herkömmlichen Dialysiervorrichtung mit größeren Poren den größeren Verlust von im Blut wünschenswerten Stoffen durch den Zusatz eines Oberschusses dieser Stoffe zum Dialysat ausgleichen. Beide Alternativen bewirken vor allem eine Verteuerung der Dialyse. Die Einführung eines Ultrafilters macht die Vorrichtung größer, teurer und komplizierter. Der Zusatz der wünschenswerten Stoffe, von denen z.B. wasserlösliche Proteine teuer sind, zu einer verhältnismäßig großen Dialysatmenge ist unwirtschaftlich. Es ist nachgewiesen, daß im Blut Verunreinigungen vorkommen, deren _: Zusammensetzung man nur unvollkommen kennt, und deren Molekulargewichte zwischen 10 000 und 15 000 liegen. Man hält es, nach einer in den großen Nierenkliniken immer stärker verbreiteten Auffassung, für wahrscheinlich, daß man ein besseres Dialyseresultat erhalten würde, wenn auch diese Verunreinigungen entfernt v/erden könnten. Eine größere Porengröße würde außerdem den Durchgang durch die Dialysiermembran erleichtern und damit die für eine Dialyse benötigte Zeit verkürzen. Bekannte Vorrichtungen für Hämodialyse haben auch den Nachteil, daß die Anwendung von Enzymen zur selektiven Abschei-

dung im Blut nicht wünschenswerter Stoffe für einen therapeutischen Zweck auf die Dialysatseite begrenzt ist. Der Grund für die Begrenzung liegt in den antigenen oder anderen toxischen' Effekt, den mehrere Enzyme auf das Blut haben, und dessentwegen man einen direkten Kontakt zwischen Blut und Enzym vermieden hat, da man keine sichere Methode kannte, die Enzyme unter Bewahrung der chemischen Aktivität zu fixieren. Von den Stoffen,die man selektiv abzuscheiden wünscht, haben mehrere verhältnismäßig hohe Molekulargewichte und passieren deshalb die Poren der Dialysiermembran langsam. Das Abscheiden auf der Dialysatseite nimmt deshalb längere Zeit in Anspruch als bei direktem Kontakt zwischen Blut und Enzym nötig wäre. Es besteht deshalb der Wunsch, bei Hämodialyse Enzyme in Kontakt mit aerr, Blut gefahrlos anwenden zu können.

Die bekannten Dialysiervorrichtungen mit zugehöriger peripnerer Ausrüstung sind, trotz einer beachtlichen Entwicklungsarbeit mit resultierender besserer, einfacherer und billigerer Hämodialyse, fortwährend verhältnismäßig stark raumbeanspruchend, teuer und kompliziert.Gleichzeitig "besteht sowohl der Bedarf einer weiteren Verbesserung des Dialyseresultates als auch einer Erweiterung des chemotherapeutischen Anwendungsbereiches. Es ist insbesondere hinsichtlich Dialyse bei Nierenversagen dringlich, eine einfache, billige und leicht zu bedienende Dialysevorrichtung mit guten Dialyseeigenschaften zu entwickeln, die sowohl in den Krankenhäusern bei unveränderten Kosten eine größere Anzahl Dialyseplätze als auch in dafür geeigneten Fällen Dialyse zuhause beim Patienten ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, die vorstehend beschriebenen und andere Nachteile, mit denen bekannte Dialysiervorrich-

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tungen, insbesondere sog. künstliche Nieren, behaftet sind, j zu überwinden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dialysiervorrichtung in Form einer kleinen, kompakten, leicht zu bedienenden und billigen Einheit zu schaffen, die in dafür geeigneten Fällen auch für Dialyse zuhause angewendet werden kann.' Die vorliegende Erfindung hat die v/eitere Aufgabe, eine Verbesserung des Dialyseresultates zu ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung hat ferner den Zweck, eine Hämodialyse in kürzerer Zeit durchführen zu können, als es mit bekannten Vorrichtungen möglich ist.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, aus dem Blut auch unvollständig bekannte Verunreinigungen nit hohem Molekulargewicht, bis zu 10 000 - 15 000, auszuscheiden.

Die vorliegende Erfindung hat die v/eitere Aufgabe, Dialyse durch semipermeable Membran mit chemischer Aktivität auf der Dialysatseite der Membran zwecks Reinigung des Dialysates zu kombinieren.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist Kombination von Dialyse durch eine semipermeable Membran mit chemischer Aktivität auf der Blutseite der Membran, um selektiv und ohne toxische Nebenwirkungen sowohl die flüssige Phase als auch Blutzellen des Blutes zwecks Erzielung eines therapeutischen Effektes bei verschiedenen Krankheitszuständen zu beeinflussen.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Dialysxervorrxchtung so zu konstruieren, daß bei ihr geringstmögliche Gefahr der Verbreitung von Inokulationshepatiten besteht.

Die vorliegende Erfindung soll ferner Koagulation von Blut in der Dialysiervorrichtung verhindern.

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Die mit den vorstehend genannten Aufgaben verbundenen Vorteile

wurden bei einer Dialysiervorrichtung nach der vorliegenden Erfin- ι

dung dadurch erreicht, daß man einige in Verbindung mit Dialyse j bzw. Biochemie einzeln oder in anderen Kombinationen vorher bekannt"« Verfahren mit sehr gutem Kombinationseffekt anwendet, und daß man der Vorrichtung nach der Erfindung eine neue, verbesserte Ausführungsform gab. Die zu dem guten Kombinationseffekt beitragenden Faktoren sind folgende:

1. Die Vorrichtung ist mit einer Dialysiermembran versehen, deren Porengröße den Durchgang von Stoffen mit Molekulargewichten zwischen 10 000 und 15 000 zuläßt. Solche Membranen können nach bekannten Methoden (Craig, L.C. und Koningsberg, W.J., Phys. Chem. , 65, 166, 1951) z.B. aus Cellulosebasis, teilweise verseiftem Celluloseacetat, Mischpolymeren von Vinylacetat und Vinylalkohol, Homo- oder Mischpolymeren von Polymethyl-, Hydroxypropyl-, Glycerol- oder Glycidil-Metakrylat sowie aus Mischpolymeren von Akrylnitril hergestellt werden. Besonders geeignet sind die Membranwerkstoffe, die durch eine gewisse Hydrophylie gekennzeichnet sind, und deren Oberfläche durch Hydrolyse oder andere bekannte Methoden eine erhöhte Menge Hydroxylgruppen erhält, wodurch das unter Punkt 2 nachstehend beschriebene Verfahren, die Oberfläche selektiv chemisch aktiv zu machen, erleichtert wird. Durch die Erhöhung der Porengröße bei Dialyse von Blut von mit bekannten Vorrichtungen möglichen Molekulargewichten 2500 - 3000 auf 10 000 - 15 000 ergeben sich zwei Vorteile: es können die vorstehend beschriebenen Verunreinigungen im 31ut abgeschieden werden, deren Zusammensetzung unvollständig bekannt ist, und deren Molekulargewichte zwischen etwa 3000 und 10 000 - 15 000 liegen, und die erhöhte Porengröße

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verkürzt die ^ür eine Dialyse benötigte Zeit. Der gleichzeitig

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auftretende Machteil, daß auch mehr für das Blut wichtige und wün- j

sehenswerte Bestandteile mit Molekulargewichten unter 10 000 - j

15 000 durch die Poren hindurchgehen können, ist mit den unter ' Punkt 3 und t nachstehend beschriebenen Faktoren beseitigt.

Als Beispiel von Stoffen, die Molekulargewichte bis zu etwa 3000 haben und mit bekannter Technik abgeschieden werden, können in V/asser' gelöste ionisier*bare oder nicht ionisierbare Säuren, Salze, Harnstoff, Kreatinin und Zuckerarten genannt werden. In den Fällen, in denen man die Abscheidung dieser Stoffe als ausreichend ansieht * und von der Abscheidung vorgenannter Stoffe mit Molekulargewichten zwischen etwa 3000 und 10 000 - 15 000 Abstand nimmt, kann die Vorrichtung nach der Erfindung mit einer Dialysiermembran mit der in der bekannten Technik angewendeten Porengröße für ein höchstes Molekulargewicht von 3000 versehen werden, und dennoch kanr. man im Vergleich mit bekannten Dialysiervorrichtungen beträchtliche Vorteile erhalten.

2. Die Oberfläche der Dialysiermembran wurde dadurch selektiv chemisch aktiv gemacht, daß man auf der Seite, auf der die chemisch¹« Aktivität in Betracht kommt, mindestens einen chemisch aktiven Stoff insolubilisiert hat. Die aktiven Stoffe sind Enzyme und/oder Antibiotika, die mittels kovalenter Bindungen an der Oberfläche der Dialysiermembran sehr gut insolubilisiert sind. Das Verfahren ergibt sowohl eine wesentlich längere aktive Lebensdauer des betreffenden Stoffes als auch die Möglichkeit der Anwendung aktiver Stoffe mit antigener oder anderer toxischer Wirkung, wenn dies aus therapeutischen Erwägungen begründet ist, in direktem Kontakt mit Blut, da von dem Stoff nichts, oder nur vernachlässigbar ge- ' ringe Mengen in freier Form in das Blut gelangen. Die soeben er-

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wähnten Eigenschaften wurden bei klinischer Prüfung während mehr als zwei Jahren bestätigt, bei der man eine vom Erfinder konstruierte extrakorporale Vorrichtung für Enzymtherapie anwendete, die ^; in Arzneimittel-Forschung (Drug Research) 21, 1671 - 167 5, (19 71) : beschrieben ist. Bei der genannten Prüfung zeigte es sich, daß das Enzym L-Asparaginase, das auf einer tragenden Oberfläche in Kontakt mit Blut zwecks Senkung des Asparagingehaltes des Blutes

i insolubilisiert wurde _s keine nachweisbare antigene oder andere ; , Nebenwirkung auf z.B. Thrombozyten oder durch Kervorrufung alle,rgi- ·; scher Zustände hat.»

Die Insolubilisierung des selektiv chemisch aktiven Stoffes auf der dem Dialysat zugewandten Fläche der Dialysiermembran kommt in Betracht, wenn vom Blut herstammende Verunreinigungen aus dem Dialysat entfernt werden sollen, um die Zusammensetzung des Dialysates konstant zu halten. Man kann beispielsweise Harnstoff mit dem Enzym Urease zu Ammoniumkarbonat abbauen, das seinerseits gemäß Punkt 3 nachstehend adsorbiert wird. Diese Reaktion kann auch, entsprechend vorheriger Angabe, auf die Blutseite der Dialysiermembran verlegt v/erden. Da jedoch Harnstoff die Poren der Dialysiermembran ohne Schwierigkeiten passiert, besteht kein Anlaß, die Enzymreaktion unnötigerweise auf die Blutseite zu verlegen. Wünscht man ; jedoch aus dem Blut durch enzymatischen Abbau einen Stoff, z.B. ein Protein, selektiv abzuscheiden, dessen Molekulargewicht so hoch ist, daß er die Poren der Dialysiermembran überhaupt nicht oder ^: nur mit Schwierigkeit passieren kann, muß das Enzym auf der Blutseite insolubilisiert v/erden. Der intime Kontakt zwischen dem Blut und der chemisch aktiven Oberfläche ist für die Reaktion günstig. Die Abbauprodukte haben niedriges Molekulargewicht und passieren

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leicht die Dialysiermembran zum Dialysat, wo sie gem. nachstehender.!

Punkt 3 adsorbiert werden. Die Dialyse erfolgt deshalb schnell. I

Eine Gruppe Stoffe, die bei Nierenversagen, u.a. Störungen im Nervensystem, für eine Reihe toxischer Symptome als verantwortlich gelten können, sind Indolsubstanzen, Indol, Indikan und andere Tryptophanderivate. Durch Verlegen der selektiv chemischen Aktivi- ' tat auf die Blutseite der Dialysiermembran können solche und andere Substanzen durch enzymatischen Abbau aus dem Blut entfernt werden."

Mykoseinfektionen sind ein ernstlicher Krankheitszustand, der bisher für eine wirksame Behandlung sehr schwer zugänglich war. Man kennt Antibiotika, die gegen diese Schwammarten sehr wirksam sind. Leider sind sie nicht in freier Form anwendbar, da sie sehr toxisch sind. Kan kann jedoch mit bekannter Methode ein Antibiotikum auf einer Dialysiermembran vorstehend genannter Art insolubilisieren, wobei das Antibiotikum unter Bewahrung der chemischen Aktivität mittels kovalenter Bindungen an die Dialysiermembran ge- '. bunden wird. Die Bindung an die Dialysiermembran ist sehr stark, und es tritt deshalb kein Antibiotikum in freier Form auf. Durch

Insolubilisierung eines geeigneten Antibiotikums auf der Blutseite ^: der Dialysiermembran erhält man nach der Erfindung eine wirksame und gefahrlose Form von Therapie bei Mykoseinfektionen. Enzyme, Antibiotika und Stoffe mit ähnlichem chemischem Charakter können auf einem Träger, der aus einem der unter Punkt 1 bevorzug-. ten Werkstoffe für die Dialysiermembran besteht, nach irgendeiner allgemein bekannten Insolubisxerungsmethode, z.B. der Silanisierungs- oder der Zyanobrommethode, insolubilisiert werden. Das Verfahren ist u.a. in Weetall, H.H. und Weliky, N. Nature 204, 896 19BH, Porath, J., Axen, R. und Ernback, S., Nature 215, 1491, 1967

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und Mosbach, K., Acta Chem.Scand., 24, 2084, 1970 näher behandelt.

3. Das Dialysat wird von den die Dialysiermembran passierenden | Verunreinigungen mittels in anderen Zusammenhängen bekannter Adsorbenten, die physikalisch und chemisch adsorbierende Wirkung haben und die, wo es möglich ist, mit bekannten Methoden fair die jeweiligen Verunreinigungen selektiv gemacht wurden, kontinuierlich gereinigt. Als Beispiele von Adsorbenten der vorgesehenen Art können Aktivkohle und anorganische Ionenaustauscher, für den Zweck speziell vorkonditioniertes Zirkoniumphosphat und/oder Zirkoniumoxyd | genannt werden. Zwecks Erhöhung der Wirksamkeit verwendet man vor- ; zugsweise kleine Cellulosekugeln als Träger für die Adsorbenten. ! Die Adsorbenten sind im Umlaufsystem des Dialysates auf die nachstehend beschriebene Weise angeordnet.

Um das Dialysat und den Adsorbenten in Beziehung zueinander in Bewegung zu halten und dadurch den Transport der zu adsorbierenden · Stoffe im Dialysat zu erleichtern, ist der Dialyseteil der Vorrichtung auf an und für sich bekannte Weise vorzugsweise mit einem

Vibrator versehen, der klein, einfach und von beliebigem Typ sein kann, jedoch vorzugsweise elektrischen Antrieb hat. Eine geeignete Schwingungsfrequenz ist etwa 5 - 10 Hz.

Die Zusammensetzung des Dialysates kann mit Hilfe der Adsorbenten während einer Dialysebehandlung praktisch konstant gehalten werden. Die Adsorbenten und die Teile der Vorrichtung, in denen sie angeordnet sind, sind vorgesehen, nach jeder Behandlungsgelegenheit fortgeworfen und durch neue ersetzt zu werden. Es ist deshalb ein Vorteil, daß für eine Behandlung nur eine verhältnismäßig kleine Menge einer teuren Substanz, wie eines Zirkoniumpräparates,

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erforderlich ist. In den Fällen, in denen es sich wirtschaftlich lohnt, kann man im übrigen das Zirkoniumpräparat nach bekannten Methoden regenerieren. Der größte Vorteil der Möglichkeit, die Zu- !

j sammensetzung des Dialysates konstant zu halten, liegt darin, daß · man, ohne Beeinträchtigung des Dialyseresultates, die erforderliche j Dialysatmenge von 2 5ö - 1000 Liter bei der bekannten Technik auf einige wenige Liter, gemäß Berechnungen und praktischen Versuchen : mit einer Vorrichtung für Hämodialyse auf 3-5 Liter, reduzieren kann. Hierdurch war es möglich, der Vorrichtung nach der Erfindung ; die geringen Abmessungen und die einfache Ausführung zu geben, die man anstrebte, ferner die Kosten für das Dialysat auf einen unbedeutenden Stand zu senken sowie zu angemessenen Kosten dem Dialysat die für das Blut wichtigen Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht, von der.en in Punkt 1 die Rede war, und die durch die Diaiysierraeribran verloren gehen, zuzusetzen und dadurch diesen Verlust auszugleichen. Außerdem kann man den Dialysat Stoffe mit Molekulargewich ten von ungefähr 8 - 9000 zuführen, z.B. ein Hormon, beispielsweise Thyreoglobulin oder Wachstumshormon bei Kindern.

H. Die Vorrichtung ist mit Mitteln in Form von mindestens einer, auf dem Vorratsbehälter des Dialysates angeordneten kleinen und einfachen Dosierungseinrichtung versehen, um die in Punkt 1 und 3 genannten, für das Blut wichtigen Stoffe im Dialysat zuzusetzen.

Der unter den obigen Punkten 1 - U berichtete Kombinationseffekt machte es möglich, die Vorrichtung nach der Erfindung nach in mehrfacher Hinsicht völlig neuen Linien auszubilden, die wesentliche Vorteile bedeuten. Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung und die mit ihm gewonnenen Vorteile werden nachstehend kurz beschrieben.

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Dem Wunsch, der Dialysevorrichtung die Form eines kleinen, kompletten, leicht zu bedienenden Aggregates zu geben, wurde dadurch entsprochen, daß der Behälter für das Dialysat gleichzeitig als Stativ für übrige, weitestgehend vereinfachte und miniaturisierte Komponenten dient, die auf eine funktions- und sicherheitsmäßig absolut notwendige Anzahl begrenzt wurden. Die so ausgebildete Einheit ist ein leichtes, tragbares Aggregat, das einschließlich Dialysat nur etwa 5-7 kg wiegt und für seinen Betrieb nar an eine gewöhnliche Steckdose für elektrischen Strom oder alternativ an eine auf der Vorrichtung montierte Batterie angeschlossen zu werden braucht.

Das Prinzip, alle medizinische Ausrüstung, bei der die Gefahr der Verbreitung von Inokulationshepatiten auf Patienten und Pflegepersonal besteht, nach Möglichkeit als Einwegteile auszuführen, ist konsequent durchgeführt. Lediglich der 3ehälter für das Dialysat mit den auf ihm montierten Komponenten für Kontrolle und Betrieb sind für wiederholte Anwendung vorgesehen. Die übrigen Komponenten, sowohl die mit dem Blut direkt oder indirekt in Berührung kommenden als auch die Trageteile für die Adsorbenten, werden nach jeder Behandlungsgelegenheit weggeworfen. Ein kompletter Satz dieser letz teren Komponenten mit den für das Dialysat notwendigen Zusätzen ist, aufgrund der kleinen Mengen und Abmessungen und der einfachen Form, bedeutend billiger als entsprechende Komponenten bei bekannten Dialysiervorrichtungen. Die Konstruktionswerkstoffe in der Vorrichtung nach der Erfindung können, wenn nichts anderes gesagt ist, unter den Werkstoffen gewählt werden, die sich bereits im Zusammenhang mit Dialysevorrichtungen, Kerz-Lunge-Maschinen und ähnlichen Geräten bewährt haben. Die für einmalige Anwendung vorgesehenen Teile werden vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial eefrrtint. $*9ßß/·/13ΠΡ

Die Ausbildung der Dialysiermenbran in Form eines flachen Schlauches j der, zusammen mit'einem dazwischenliegenden Distanz- und Unterstützungsglied in Form eines biegsamen Streifens mit offener Struktur, zu Spiralform gewickelt und in einem zylindrischen Behälter eingeschlossen ist, ergibt mehrere Vorteile. Das Blut bzw. das Dialysat lassen sich mit Hilfe von zwei pro Kreislauf auf der Mantelfläche des Behälters und dessen Deckel bzw. Boden angeordneten Anschlüssen leicht zum und vom Behälter leiten. Die Kreisläufe sind für größtmöglichen Dialyseeffekt vorzugsweise im Gegenstrom geschaltet. Aus einem folgenden Ausführungsbeispiel geht hervor, daß die in und auf dem zylindrischen Behälter'angeordneten Komponenten auf einfache Weise mit zufriedenstellender Abdichtung und ohne Gefahr von Leckage zwischen den zwei Kreisläufen für das Blut bzw. das Dialysat montiert.werden können. Als praktisches Beispiel der geringen Abmessungen der Vorrichtung kann genannt werden, daß bei einer gesamten aktiven Fläche der Dialysiermembran von 0,99 m , einer Länge von 2,08. mm und einem Abstand zwischen zwei benachbarten Membranschichten von 0,35 mm das Gesamtvolumen 0,35 Liter beträgt, wovon etwa die Hälfte Blut ist. Das geringe Blutvolumen in der Vorrichtung, etwa 175-200 ml, ist insofern vorteilhaft als man kein Blut von einer Blutbank anzuwenden braucht, um das System vor Anwendung zu füllen, oder dem Patienten ein Blutsubstitut, z.B. Rheo-macrodex-Lösung, zuzuführen. Blut, das nach der Dialyse in der Vorrichtung verbleibt, kann leicht zum Patienten überführt werden,indem man eine abgepaßte

Menge von für das Blut neutraler Flüssigkeit durch den Zulaufschlauch für Blut einfüllt. Der bei einer Dialysebehandlung eintretende Blutverlust kann hierdurch vernachlässigbar klein gehalter werden. Das Blut und das Dialysat strömen laminar auf beiden Sei-

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ten der Dialysemembran,und der geringe Abstand von etwa 0.35 nim zwischen benachbarten Membranen bewirkt einen guten Kontakt zwischen den Flüssigkeiten und der Membran, was die Dialyse erleichtert. Hierzu trägt auch der in Punkt 3 erwähnte Vibrator bei. Der Strömungswiderstand des Blutes ist, mit den vorstehend angegebenen Abmessungen, nicht größer als daß der normal zwischen einer Arterie und einer Vene vorliegende Druckunterschied ausreicht um eine erforderliche Blutmenge, etv/a 200 ml/min, durch die Vorrichtung strömen zu lassen. Die Notwendigkeit einer Blutpumpe ist damit für die meisten Fälle ausgeschaltet.

Für den Umlauf der kleinen Dialysatmenge, um die es sich hier handelt, genügt eine kleine, einfache Pumpe von beliebigem Typ r.it zugehörigem Elektromotor.

Die Adsorbenten sind sowohl in die offene Struktur des' vorstehend beschriebenen Distanz- und Stützgliedes eingepreßt als auch in einer besonderen Reinigungspatrone in der Rücklaufleitung des Dialysates angeordnet. Beide Komponenten mit Adsorbenten werden nach beendeter Dialyse weggeworfen. Die Anordnung der Adsorbenten an zwei Stellen resultiert in einem besseren Reinigungseffekt und in einer größeren Sicherheit. Die Reinigungspatrone in der Rücklaufleitung kann, wenn es sich ausnahmsweise als notwendig erweisen. sollte, während der laufenden Dialyse ausgewechselt werden.

Um dein Dialysat während der laufenden Dialyse abgepaßte Kengen der für das Blut wichtigen Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht, die durch die Dialysiernembran hindurchgehen, zuzuführen, ist der Vorratsbehälter für das Dialysat mit mindestens einem, vorzugsweise mehreren Gev/inderohrstutzen versehen, deren Mündungen mit auswechselbaren, elastischen Membranen abgedeckt sind. An den

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Rohrstutzen schließt man eine Dosiereinrichtung bekannten Typs an, '■, die in Form einer Flasche ausgeführt ist, die einen Hals mit Aufs engewinde und einen kanülförmigen Auslaß hat. Die Kanüle wird durch

die elastische Membran hindurchgesteckt, und die Flasche wird am

Rohrstutzen festgeschraubt. Die Zusätze in flüssiger Form können i

dann auf an und für sich bekannte Weise dosiert werden. :

Die Vorrichtung ist ferner mit einer Sicherheitsvorrichtung verse-

hen, die bei Dialyse von Blut ein akustisches und/oder optisches ' Signal abgibt, falls Blut in das Dialysat hinausdringt, oder der Patient von Hämolyse befallen wird. In beiden Fällen muß die Dialyse abgebrochen werden. Die Sicherheitsausrüstung besteht aus einem um die Rücklaufleitung für das Dialysat oder in ihr angeordneten kleinen und einfachen Spektrometer, dessen Filter so gewählt ist, daß es für Hämoglobin typische Absorption aufzeigt, und aus einem an das Spektrometer geschalteten elektronischen Warnkreis von an und für sich bekannter Art, der einen Summer und/oder eine Warnlampe einschließt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist, zur Verhütung von Abkühlung· des Blutes, mit einer thermostatgesteuerten Erwärmungseinrichtur.g versehen, die vorzugsweise elektrisch und in Vorratsbehälter für das Dialysat angeordnet ist. Die Erwärmungseinrichtung kann dadurch

ergänzt werden, daß man den Vorratsbehälter außen isoliert, z.B. mit geschäumtem Polystyrol, mit Glaswolle oder anderem geeignetem Isoliermaterial.

Bei Dialyse von Blut kommt ferner hinzu, daß alle mit dem Blut in Berührung kommende Flächen aus bekannten nicht-thrombogenen Werkstoffen bestehen oder auf an und für sich bekannte Weise mittels an den Flächen gebundenem Heparin nicht-thrombogen gemacht wurden.

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Als Beispiel der Wirksamkeit der Vorrichtung wird nachstehend ■ über die Ergebnisse von vier Versuchen mit einer Harnstofflösung berichtet, bei denen die Harnstoffkonzentration auf die hohen Werte, 3 50 mg/100 ml, gesetzt wurde, die bei Nierenversagen im Blut beobachtet v/erden.

Für die Versuche wendete man eine Vorrichtung nach der Erfindung in einen für Laboratoriumsversuche verminderten Maßstab mit folgen-

den Daten an: " *

Die Dialysiermembran bestand aus Cellulosebasis mit einer aktiven Oberfläche von 0.3 m auf dem flachen, zu einer Spirale gewundenen Schlauch von 3.50 m Länge. Der Abstand zwischen benachbarten Membranen betrug 0,5 mm. Auf der dem Dialysat zugewandten Fläche der Membran wurde Urease mit einer Ureaselösung, die 100 ΙΕ/ml in einer 10 M Bufferlösung,pH 7.3, enthält, nach einer bekannten Methode von Weetall und Welicky insolubilisiert. Das innere System enthielt

500 ml Harnstoff lösung, 350 mg/100 ml 10~² M- Buffer, pH 7.4, die

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mit 150 ml/min umlief. Das äußere System enthielt 1000 ml 10 M Buffer, pH 7.U, die im Gegenstrom mit 3 8o ml/min umlief. Die Vorrichtung enthielt, um "reine" Versuchswerte zu erhalten, keine Adsorbenten. Die Versuche wurden bei Räumtemperarur ausgeführt. NH^ + j xiurde mit einer Kationelektrode, Beckman 39137 und mit

einer Ammoniumprobe E.J.L. 8002 gemessen. Der

NH,,+ ι -Gehalt wurde

in der inneren und äußeren Lösung während einer Dialysezeit von

h gemessen. Die der ίNH₁ +

-Konzentration entsprechende Harnsroff-■

menge wurde in beiden Lösungen berechnet und addiert. Danach wurden die Mittelwerte für die vier Versuche ausgerechnet. Nach U h hatte sich die Harnstoffkonzentration von 3 50 auf 180 mg/100 ml vermindert. Die einzelnen Versuche zeilen eina Streuung um den Mittelwort

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von -18 mg/100 ml.

Wenn sich bei dieser Versuchsreihe ein Adsorbent, vorkonditioniertes Zirkoniumphosphat, im äußeren System befunden hätte, was bei Dialysebehandlung von Blut in vivo der Fall gewesen wäre, hätte der Adsorbent bei der Dialyse zugeführtes Ammonium aufgenommen. Die Dialyse wäre dadurch noch schneller verlaufen, und gleichzeitig wäre Ammonium von dem inneren zu dem äußeren System transportiert worden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Hilfe beigefügter Zeichnungen näher beschrieben, in denen Fig. 1 einen Prinzipplan der Erfindung zeigt,

Fig. 2 perspektivisch eine Dialysiervorrichtung nach der Erfindung zeigt,

Fig. 3 perspektivisch einen teilweise aufgeschnittenen Dialysierzylinder zeigt,

Fig. ¹I perspektivisch ein Teil des Dialysierzylinders gem. Fig. 3 mit Anschlüssen für Blutzulauf zeigt, von denen einer auseinandergezogen dargestellt ist,

Fig. 5 perspektivisch einen Ausschnitt eines Dialysierschlauches mit zugehörigem Distanzglied zeigt,

Fig. 6 perspektivisch ein ausgebreitetes Stück des Distanzgliedes gem. Fig. 5 zeigt, dessen tragender Teil teilweise freigelegt ist,

Fig. 7 perspektivisch eine alternative Ausführung eines Distanzgliedes zeigt,

Fig. 8 in Draufsicht einen Querschnitt durch montierte Distanzglieder gem. Fig. 7 zeigt,

Fig. 9 und 10 ein Spektrometer im Schnitt bzw. perspektivisch zeigen, 403884/130 8

Fig. 11 perspektivisch eine Reinigungspatrone mit Adsorbenten

zeigt, und
Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine Dosiereinrichtung zeigt.

In allen Figuren wurde ein und demselben Teil dasselbe Bezugszeicher gegeben.

Der Aufbau der Vorrichtung in Prinzip ist aus Fig. 1 ersichtlich. Eine Dialysiermembran in Form eines flachen Schlauches ist, zusarr.-men mit einem dazwischenliegenden Distanzglied 2, zu Spiralform gewickelt und in einem in Fig. 2 gezeigten zylindrischen Dialysebehälter 7 angeordnet. Das Innere der schlauchförniiger. Dialysiermembran 1 bildet einen aktiven Teil eines inneren Kreislaufes für die zu dialysierende Flüssigkeit. Der Zwischenraun, den das Distanzglied 2 zwischen den Windungen der iMembran 1 bildet, ist ein aktiver Teil eines äußeren Kreislaufes für das Dialysat 3. Diese zwei Kreisläufe sind im Gegenstrom zueinander geschaltet. Der innere Kreislauf ist mit einem Zulaufschlauch 3 und einem Abflußschlauc: U versehen, die bei Dialyse von Blut an eine Arterie bzw. eine Vene gekuppelt werden. Ein in dem äußeren Kreislauf für das Dialysat 8 enthaltener Dialysatbehälter 9 ist mit einer Pumpe 10 versehen, die das Dialysat 8 durch einen Zulaufschlauch 5 zum Dialyseteil des äußeren Kreislaufes pumpt, von wo es durch einen Rücklaufschlauch 6 zurückgeleitet wird, der an eine in den Dialysatbehälter 9 niedergelassene-.Reinigungspatrone 11 gekuppelt ist. Der Rücklaufschlauch 6 erstreckt sich durch ein Loch, das in den Strahlengang eines Spektroneters 12 angeordnet ist, der zu einen elektronischen Kreis bekannten Typs (nicht gezeigt) mit einer optischen und/oder akustischen Warneinrichtung gehört, die bei Auftreten' von Hämoglobin im Dialysat 8 Warnsignal gibt.Im Dialysat-

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behälter 9 ist eine thermostatgesteuerte Erwärmungseinrichtung 14 angeordnet, um das Dialysat auf Körpertemperatur zu halten. Eine auf dem Dialysatbehälter 9 angeordnete Dosiereinrichtung 13 bekannten Typs ermöglicht kontinuierliche Zusätze zum Dialysat 8. Auf der in dem inneren Kreislauf der Dialysiermembran 1 enthaltenen Oberfläche sind, je nach der in dem einzelnen Fall gewünschten chemischen Aktivität, Enzym, Antibiotikum oder ein anderer aktiver Stoff mit gleichartiger chemischer Zusammensetzung insoiubilisiert. In Fig. 1 ist dies mit Ξ bezeichnet. Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung ausgeführt wurde, können diese Stoffe in zutreffenden Fällen alternativ auf der dem Dialysat 8 zugewandten Seite der Dialysiermembran insolubilisiert werden. Das Material und die Porengröße der Dialysiermembran 1 sind in der Einleitung beschrieben. Das nachstehend näher beschriebene Distanzglied 2 hat eine offene Struktur, in die ein mit A bezeichneter Adsorbent eingepreßt ist. Die Reinigungspatrone 11 enthält ebenfalls einen Adsorbenten der vorstehend beschriebenen Art."

Auf der Außenseite des Dialysatbehälters 7, Fig. 2, ist ein kleiner elektrischer Vibrator 48 montiert, um den Flüssigkeitsstrom um die Dialysiermembran 1 bzw. den Adsorbenten A zu intensivieren und dadurch sowohl die Dialyse zu beschleunigen als auch einer Koagulation des Blutes bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit entgegenzuwirken.

Eine zweckmäßige Anordnungsweise der in Fig. 1 gezeigten Komponenten der Vorrichtung ist in Fig. 2 ersichtlich, die zuunterst den Dialysatbehälter 9 zeigt, über dessen Deckel 15 der Dialysebehälter 7 auf Stützen 15 montiert ist. Die Pumpe 10 ist direkt auf de::: Deckel 15 montiert, wo auch ein Instrumentkasten 17 angeordnet ist,

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in dem sich das Spektrometer 12 mit zugehöriger Warneinrichtung, z.B. einem Summer 18, und erforderliche Steuerglieder befinden. Die Dosierungseinrichtung 13 ist am oberen Teil des Dialysatbehälters 9 in einen der zu diesem Zweck angeordneten Rohrstutzen 19 j

I eingeschraubt.

Der Dialysebehälter 7, Fig. 2 - H, enthält, da die Anschaffung · eines ausreichend breiten, flachen Dialyseschlauches schwierig ist, j zwei parallelgeschaltete, spiralförmige Aggregate der Dialysiermembran 1 und des Distanzgliedes 2 der Art, wie es vorstehend im , Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist. Für den inneren Kreislauf,; d.h. die Kündungen der schlauchförinigen Dialysiermembranen 1, sind [ getrennte Anschlüsse zu den Zulauf- und Rücklaufschläuchen 3 bzv/. 4 angeordnet. Der Zulauf erfolgt über eine, in Fig. 2 im wesentlichen verdeckte, zentrale Verteilungseinrichtung, deren äußerer Teil aus einem auf der Oberseite des Dialysebehälters 7 angeordneten Zulaufstutzen 20 mit zwei Verteilungsschläuchen 21 und einem Zweigrohr 21 besteht, an das der Zulaufschlauch 3 angeschlossen ist. Der verdeckte Teil der Verteilungseinrichtung ist im Prinzip identisch mit einer entsprechenden, auf der Mantelfläche des Dialysebehälters 7 angeordneten Sammeleinrichtung, die aus zwei auf der Mantelfläche des Dialysebehälters 7 befestigten Anschlüssen 22, Fig. 2 und 4, besteht, die mit Schläuchen 23, 24 an ein Zweigrohr 25 angeschlossen sind, das seinerseits an den Rücklaufschlauch 4 angeschlossen ist. Jeder Anschluß besteht aus einem Sockel 26, Fig. 4, einer Packung 27, einer Scheibe 28, einem in der Scheibe 28 festgeklemmten Schlauchsockel 29 für die schlauchförmige Dialysiermembran 1 und den Rücklaufschlauch 23 bzw. 24.

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In Fig. 3 ist in dem durchschnittenen Teil gezeigt, wie die zwei Sätze mit der Dialysiermembran 1 und dem Distanzglied 2 aufeinander angeordnet sind. Das Distanzglied 2, Fig. 6, besteht aus einer mit durchgehenden feinen Löchern versehenen Basis 30, die als Trä- ; ger für eine an ihr befestigte offene Struktur in Form von Rippen ·

31 dient, die mit der Längsrichtung des Distanzgliedes 2 einen j schrägen Winkel (ca. H5°) bilden. Wenn das Distanzglied zusammen j mit der Dialysiermembran 1 zu Spiralform gewunden wird, bilden ; die schrägwinkligen Rippen 31 in angrenzenden Windungen Winkel miteinander. Die Schnittpunkte zwischen zueinander liegenden Rippen 31 bilden dadurch ein gewürfeltes Muster von Stützpunkten für die Dialysiermembran 1, Fig. 5. Die Anordnung bewirkt sowohl den gewünschten Abstand zwischen angrenzenden Windungen der Dialysier-. membran 1 als auch auf eine einfache Weise über' die ganze Fläche der Dialysiermembran 1 gleichmäßig verteilte Stützpunkte. Die offene Struktur in den Rippen 31 ist, wie bereits erwähnt, mit dem oder den, in Fig. 1 mit A bezeichneten,' angewendeten Adsorbenten gefüllt. ·

Das Distanzglied kann alternativ als ein aus einem faserigen Mate- · rial formgepreßter, kunststoffgebundener, dünner, biegsamer Balken 32, Fig. 7 und 8, mit I-Form ausgeführt werden. Bei Rollen des Distanzgliedes 32 zu Spiralform entsteht zwischen zwei angrenzenden Windungen ein Kanal 33. Dieser Kanal enthält die Dialysiermembran 1. Die offene faserige Struktur des Distanzgliedes 32 ist mit dem ; Adsorbenten A gefüllt.

Das Spektrometer 12, Fig. 1, 9 und 10, ist ein Miniaturspektrometer einfachster Art. Es besteht aus einem parallelepipedxschen Rahmen ^;. 34, der mit.einem durchgehenden Loch für eine Lampe 36, einem FiI-

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ter 37 und einer Fotozelle 38 versehen ist. Ein zweites Loch, im rechten Winkel zu dem Loch 35,für den Rücklaufschlauch 6 ist so angeordnet, daß der Rücklaufschlauch 6 aus durchsichtigem Material den Strahlengang zwischen der Lampe.36 und der Fotozelle 38 schneidet. Das Filter 37 ist so gewählt, daß dessen Absorption typisch für Hämoglobin ist. Erhöht sich die Absorption über einen aus Sicherheitsgründen gewählten, voreingestellten Wert, wird der an und für sich bekannte elektronische Kreis betätigt, in dem das Spektrometer 12 enthalten ist. Der Summer 18 erhält dabei Strom und gibt ein Warnsignal.

Die Reinigungspatrone 11, Fig. 1 und 11, ist als ein, den Adsorbenten A in geeigneter, z.B. körniger Form enthaltender,zylindrischer Behälter ausgeführt. Die Patrone 11 hängt vertikal in das Dialysat 8 im Rücklaufschlauch 6 niedergelassen, und der Rücklaufschlauch ist an einen Schlauchsockel an der oberen Stirnwand 40 des zylindrischen Behälters angeschlossen. An der gegenüberliegenden, ^:die Reiniö3UfiSPatrane 11 bildenden Stirnwand 42 ist ein kurzes

Abflußrohr 41 angeordnet. Um das Ilinausspülen des Adsorbenten zu verhindern, ist die Stirnwand 42 innen mit Glaswolle, feinmaschigen Tuch 19 o.dgl. abgedeckt, Fig. 1. Verunreinigungen im Dialysat 3, : die von dem Adsorbenten im Distanzglied 2 nicht adsorbiert wurden, werden in der Reinigungspatrone 11 adsorbiert, wodurch die Zusammensetzung des Dialysates 8 während der Dialyse konstant gehalten wird. Der Adsorbent in der Reinigungspatrone 11 kann, wenn es sich lohnt, wiedergewonnen und regeneriert werden.

Die Dosiereinrichtung 13, Fig. 1, 2 und 12, ist an dem oberen Teil des Dialysatbehälters 9 angeordnet und besteht aus mindestens ei-

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nein, jedoch vorzugsweise drei bis vier Rohrstutzen 19 mit Außengewinde. Eine Membran 43 aus Gummi oder einem anderen elastischen Material deckt die Mündung des Rohrstutzens 19 ab und wird von einer Mutter 44 auf ihrem Platz gehalten. Eine den zu dosierenden Zusatz enthaltende Flasche 4 5 ist mit einem Hals mit Außengewinde versehen und hat ein kanüleförmiges Auslaßrohr 46. Das Auslaßrohr 45 wird durch die Membran 43 hindurchgesteckt und danach die Flasche 45 in der Mutter 44 festgeschraubt. Durch Einstellen eines (in Fig. 12 verdeckten) Ventiles mittels einer Ventilmutter 47 wird in die · Flasche 4 5 eine abgepaßte Menge Luft eingelassen,wobei der Zusatz durch das Auslaßrohr 46 dosiert wird. Einrichtungen, die nach diesein Prinzip eine Flüssigkeit steril dosieren, sind in mehreren Ausführungen bekannt.

Nach einer alternativen, nicht gezeigten, Ausführungsform der Erfindung ist der Dialyseteil der Vorricht'ung als ein parallelepipedischer Dialysebehälter ausgeführt, der Dialysiermembran und Distanzglied der vorstehend beschriebenen Art als"eine! Batterie i aus flachen Elementen enthält, d.h. auf die unter bekannten Dialysevorrichtungen übliche Weise.

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Claims

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Ansprüche

1. Dialysevorrichtung mit selektiver chemischer Aktivität, vorzugsweise eine sog. künstliche Niere, die eine semipermeable Dialysiermembran als Trennwand zwischen der zu dialysierenden Flüssigkeit und einem Dialysat enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysiermembran (1) für Substanzen mit Molekulargewichten mindestens bis 2 500, vorzugsweise bis zu 10 000 - 15 000, durchlässig ist, daß voniden· der-dialysierten Flüssigkeit (U) bzw. dem Dialysat (8) zugewandten Oberflächen der Dialysiermembran (1) mindestens eine mit mindestens einer auf der Oberfläche nach einer an und für sich bekannten Methode insolubilisierten, selektiv chemisch aktiven Substanz vom Typ Enzym, Antibiotikum oder einer anderen aktiven Substanz mit gleichartiger chemischer Zusammensetzung belegt ist, und daß in dem Kreislauf des Dialysates mindestens ein selektiv wirkender Adsorbent angeordnet ist.

2. Dialysiervorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysiermembran Cl) zusammen mit einem Distanzglied (2) zu Spiralform gewunden ist, daß die Dialysiernembran (1) als ein flacher Schlauch geformt ist, und das Distanzglied (2) eine offene Struktur hat, die einen Adsorbenten oder eine Mischung von Adsorbenten trägt.

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7. Dialysleitvorrichtung nach den Ansprüchen 1-6, dad u r c h gekennzeichnet, daß der Adsorbent aus vorkonditioniertem Zirkoniumphosphat und/oder Zirkoniumoxyd besteht."

3. Dialysiervorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysiermembran und das Distanz- ■'. glied plane Form haben.

4. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzei c h net, daß die Dialysiermembran (1) aus einem Material besteht, dessen Oberfläche durch Hydrolyse oder eine andere bekannte Methode so präpariert ist, daß sie eine erhöhte Anzahl Hydroxylgruppen oder anderer Gruppen aufweist, die Insolubilisierung von Enzymen, Antibiotika oder anderer aktiver Substanz mit gleichartiger chemischer Zusammensetzung in größerer Menge ermöglichen .

5. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzglied (2) aus einer mit durchgehenden feinen Löchern versehenen Basis (30) besteht, an der eine offene Stütz- und Distanzstruktur in Form von Rippen (31) befestigt ist, und die Rippen (31) mit der Längsrichtung des Distanzgliedes (2) einen schrägen Winkel bilden.

6. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzglied (2) als ein aus einem faserigen Material formgepreßter, kunststoffgebundener, dünner und biegsamer Balken (32) mit I-förmigem Querschnitt ausgeführt ist. . ■

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8. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorbent aus vorkonditioniertem Zirkoniumphosphat und/oder Zirkoniumoxyd in Kombination mit Aktivkohle besteht.

9. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-6 und 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rücklaufschlauch (6) des Dialysates (8) eine Reinigungspatrone (11) angeordnet ist, die den Adsorbenten enthält.

10. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einer Dosiereinrichtung (13) für Zusätze zum Dialysat (8) versehen ist.

11. Dialysiervorrichtung nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichn et, daß der Dialysebehälter (7) mit eine Vibrator (48) versehen ist.

12. Dialysiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß sie als eine kompakte, tragbare Einheit ausgebildet ist, bei der ein Behälter (9) für das Dialysat (8) die übrigen in der Vorrichtung ezi haltenen Hauptkomponenten trägt, d.h. Dialysebehälter (7), Pumpe (10), Spektrometer (12) und Dosiereinrichtung (13).

Der Patentanwalt

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