DE2812079A1

DE2812079A1 - Massenuebertragungsvorrichtung und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2812079A1
Application number: DE19782812079
Authority: DE
Inventors: Alexander S Borsanyi
Original assignee: American Hospital Supply Corp
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1978-10-05
Also published as: NL182621C; CA1163929A; GB1602792A; JPS6363242B2; NL7802930A; BE865094A; CH621944A5; FR2384523B1; US4116841A; NL182621B; JPS53127376A; SE7802905L; ES474050A1; IT1093245B; IT7821374A0; SE448824B; ES468066A1; FR2384523A1; DE2812079C2

Description

B E S C H fi E I B U K G

Die Erfindung betrifft eine Massenübertragungsvorrichtun™ für die Strömung von Pluidarten, die durch eine planare bzw. ebenflächige Membran getrennt werden, welche mehrmals auf sich selbst in einer akkordeonartigen Weise gefaltet ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung einer Vorrichtung mit einer halbdurchlässigen Membran, die so gefaltet ist, dass ein Stapel aus akkordeonartigen Palten gebildet wird, und die im Inneren eines fluiddichten Gehäuses angeordnet ist, welches die notwendigen Offnungen zur Einleitung und Evakuierung von Blut, einem Dialysat und/oder einem Ultrafiltrat versehen ist, wobei die Palten des Stapels auf der einen Seite der Membran eine Vielzahl von pox'ösen oder offenmaschigen Abstützungsgliedern aufweist.

Eine Vorrichtung dieser allgemeinen Gattung ist bereits bekannt, insbesonderen aus dem US-Patent Hr. 3 788 4-82. Bei dieser Vorrichtung strömen Blut und ein Dialysat in zwei unterschiedlichen Abteilen, die durch eine einzige Membran getrennt sind. Die Ränder der akkordeonartig gefalteten hembrari sind in einem Kunststoff material eingebettet, das verfestigt, um wenigstens einen Bereich des Gehäuses auszubilden. Somit verbleibt die Plüssigkeit, die in das eine Abteil zwischen zwei aufeinanderfolgende Palten fliesst, in einem Bereich, der durch diese beiden Palten von dem einen Ende 2'uin anderen begrenzt ist; sie kann nicht und darf nicht aus diesem Bereich entweichen. In der Pig. 4 des vorstehend genannten Patentes ist insbesondere dargestellt, wie die abgerundeten Umbiegungen der Membran 6 jedwedes Blut entweichen von der einen Palte zur anderen verhindern sollen. Es wurde nun gefunden, dass eine derartige Aufgabe nicht immer gelöst werden kann und dass Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften der Membran unter den Bedingun-

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gen der Verwendung eine geringfügige Trennung der Merabran-Umbiegungen von dem Einbettungs- oder Vergussmaterial zur Folge haben kann. Es wurde ferner gefunden, dass diese Trennung die Entwicklung bzw. den Aufbau bei Bypass-Kanälon verursacht, die die Leistungsfähigkeit, den Wirkungsgrad und den allgemeinen Betrieb einer derartigen Vorrichtung ernsthaft beeinträchtigen können. Ein Teil des in die Vorrichtung eingeleiteten Blutes strömt durch diese Bypass-Kanäle entsprechend den kürzesten und leichtesten Wegen aus der Einlassöffnung zur Auslassöffnung, anstatt sich in einem dünnen Film im wesentlichen gleichmässig zwischen den Faltender Membran zu verteilen. Die Ausbildung von Bypass-Kanälen auf der Blutseite werden nun für die Verringerung einer Leistungsfähigkeit (gemessen bei einer Harnstoiireinigung) von tatsächlich 30 yö im Vergleich zu den erwarteten rlormalwerten verantwortlich gemacht.

Ein Gesichtspunkt der Erfindung liegt im Erkennen des Problems und seiner Verursachung; ein v/eiterer Gesichtspun..t liegt in der Tatsache, dass diese Problem relativ einfach, jedoch höchst wirksam gelöst werden kann. Insbesondere ist es ein wichtiger Gesichtspunkt und Aufgabe der Erfindung, dass eine Vorrichtung geschaffen wird, die die Ausbildung von dünnen Blutfilmen in den Hembranfalten ermöglicht, um die Vorrichtung von dem einen Ende zum anderen zu durchqueren, während gleichzeitig die Ausbildung von Bypass-Kanälen vereitelt werden und dadurch eine Vorrichtung laifc einem sehr verbesserten Wirkungsgrad und einer sehr verbesserten Gleichförmigkeit im Betrieb geschaffen wird.

Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung eines einfachen, wirtschaftlichen und wirkungsvollen Verfahrens zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung.

Erfindungsgemäss ist eine Massenübertragungsvorrichtung vorgesehen, der Art, dass ein Gehäuse, das vorteilhafterweise

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rechtwinklig ist, ausgebildet ist, dass eine halbdurchlässige Membran im Gehäuse angeordnet ist, die so gefaltet ist, dass ein Suapel aus akkoredonartigen Falten über der gesamten Innenoberfläche der Unterseite des Gehäuses gebildet wird, dass wenigstens ein Abstützungsglied in jeder Falte auf nur einer Seite der Membran angeordnet ist, dass sämtliche Membranränder in einen Einbetbungsmedium eingebettet sind, um zwei Fluidabteile auszubilden, die Öffnungen auf v/eisen, welche die Strömung eines Fluids in jeden Abteil ermöglichen, dass die Umbiegungen der Membranfalten, die um die Abstützungsglieder herum gefaltet sind, über die gesarate Länge längs einer Längsseite des Gehäuses eingebettet oder vergossen sind, dass die Umbiegungen auf den Abstütsungsgliedern zusammengefallen bzw. -gefaltet sind und an ihren .finden auf sich selbst scharf gefaltet sind und tief in das Vergussmaterial eindringen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Massenübertragungsvorrichtung. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

(a) Die Herstellung bzw. Aufbereitung eines Zusammenbaus bzw. Pakets rr.it einer halbdurchlässigen Membran, die in einer akkordeonartigen Weise in eine Anzahl von dicht beabstandeten Falten um Abstützungsglieder herum gefaltet ist, welche auf der einen Seite der Membran eingesetzt sind;

(b) die Abdichtung bestimmter Ränder der Membranränder längs im wesentlichen ihrer gesamten Länge, um ein erstes fluiddichfces Abteil zu bilden, das auf der gleichen Seite der Membran wie die Abstütsungsglieder bezüglich der Membran angeordnet ist und mit wenigstens einer Öffnung versehen ist, wobei die Falten, die um die Abstützungsglieder herum ausgebildet sind, in einer Verbindung mit der Außenseite über diese öffnung sind;

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(c) die Verbindung des ersten Abteils mit einer Vakuumquelle und ein Ziehen eines Vakuums in das erste Abteil, so dass die Membranfalten um die Ränder der Abstützungsclieder längs der einen Seite (der Blutseite) des akkordeonartigen Stapels zusammenfallen bzw. zusammenklappen, nachdem diese Hembranfalten mit Wasser oder einen anderen geeigneten Weichmachungsmittel behandelt worden sind, um die Geschmeidigkeit der Membran zu erhöhen (wo die Verwendung eines derartigen Weichmachungsmittels notwendig oder wünschenswert zu sein scheint); und

(d) die Auftragung eines verfestigbaren Fluid-Runststoff-Materials über die Längsfläche des Stapels auf der Seite, wo die Membranfalten sowohl offen als auch ohne Abstützungsglieder darin sind, und die Verfestigung des Kunststoffmaterials, um die Membranfalten in diesem zusammengefallenen Zustand einzubetten, so dass auf diese V/eise ein zweites Abteil mit wenigstens einer Öffnung und ohne Bypass-Kanäle oder Zwischenflächenbereiche ausgebildet werden, die Bypass-Kanäle aufbauen könnten, wenn die Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine allgemeine schematische perspektivische teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht eines bekannten Hämodialyse-Gerätes, das abgeändert ist und die erfindungsgemässen Merkmale enthält,

Fig. 2 eine in einem grösseren Massstab gezeigte Teilansicht einiger Membranfalten, die in dem Vergussmaterial, das längs einer Längswand der Vorrichtung angeordnet ist, auf der rechten Seite gemäss Fig. 1 eingebettet sind, und

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i'ifT. 1} Ansichten A bis Έ von aufeinanderfolgenden Stufen bei der Herstellung einer Massenübertragungsvorrichtung geraäss der Erfindung.

Das hänodialyse-Gerät, welches schematisch in der i'ig. 1 ger-eigt ist, enthält eine Membran 10, die in akkordeonartigen Falten um planare offenmaschige Abstützungsglieder 11 gefaltet ist, wobei alle auf der gleichen Seite bezüglich der Membran angeordnet sind. Die Enden 12 und 15 der Membran sind in einer iluidfesten Besiehung zur Oberseite 14a und Unterseite 14b der Umhüllung des Gehäuses 15 abgedichtet.

Jede Membranfalte erstreckt sich zwischen einer längs angeordneten vertikalen Seitenwand 16a und der entgegengesetzten parallelen Seitenwand 16b, wobei die gefalteten Ränder einer oeden Falte in einem Verguss- oder Einbettungsmaterial

17 längs der inneren Oberflächen dieser Seitenwände eingebettet sind. Ferner sind die Enden der Abstützungsglieder 11 und die Ränder der Membran 10 an ,jedem Ende der Umhüllung im Vergussmaterial längs der inneren Oberflächen der senkrechten Wände an beiden Enden der Umhüllung eingebettet. Somit trennt die Membran das Innere der Vorrichtung in zwei Abteile, in ein erstes Abteil, das mit Abstützungsgliedern für die Dalysat-Strömung versehen ist, und in ein zweites Abteil ohne Abstützungsglieder für die Strömung des Blutes in einer Richtung entgegengesetzt der Strömung des Dialysates, Geeignete öffnungen wie 18 und 19, die angrenzend an entgegengesetzte Enden des Gehäuses angeordnet sind, ermöglichen den Ein- und Austritt des Blutes und des Dialysates in bzw. aus den entsprechenden Abteilen. Diese Öffnungen

18 und 19 sind in bekannter Weise mit Kanälen verbunden, die in den vergrösserten Abschnitten 20 und 21 angeordnet sind, wobei diese Kanäle zwischen den öffnungen und jeder Membranfalte in 'jedem der beiden Abteile angeordnet sind. Die bislang beschriebenen Anordnungen sind allgemein bekannt.

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In der Fig. 2 ist eine Einzelheit dargestellt, wie die Membranfalten wie 22, 23 und 2M- um die Abstützungsglieder wie 11A, 11B, 11C bezüglich der Einbettungseinrichtung längs der inneren Fläche der rechten Längsseitenwand 16b der Vorrichtung gemäss Fig. 1 angeordnet sind.

In unterbrochener Linie ist die Stellung der Membranfalten bezüglich der Einbettungseinrichtung 1^r/ und der Innenfläche der Längswand 16b der Vorrichtung nach dem Stand der Technik gezeigt. Das Kunststoffmaterial der Einbettungseinrichtung 17 ist ein Fluid, wenn es in eine Berührung nit den Membranfalten gebracht wird. Auch tritt es zwischen den abgerundeten Membranfalten ein und liefert im Inneren der Vorrichtung nach einem Setzen oder Aushärten eine Oberfläche mit abwechselnden und parallelen Aussparungen und Rippen, die um die Membranfalten in einer festen V/eise vergossen ist.

Es ist ersichtlich, dass nach dem Stand der Technik die Umbiegungen der Membranfalten regelmässig um die Abstützungsglieder abgerundet sind und auf diese Weise eine konvexe äussere Oberfläche bilden. Es wurde nun gefunden, dass infolge des Ausbauchens und anderer Veränderungen, die bei einer Dialyse-Membran charakteristischerweise stattfinden (sei die Membran nun aus Cuprophan, Polyacryl/nitril oder aus anderen Materialien ausgebildet), wenn diese Membran in Betrieb ist und ein negativer Druckunterschied somit zwischen den Abteilen für das Blut und das Dialysat angelegt ist, die Membranfalten sich aus dem Vergussmaterial loslösen können und die Ausbildung von Bypass-Kanälen bewirken können, die die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung beeinträchtigen.

Es ist auch ersichtlich, dass unter den gleichen Bedingungen nachteilige Bypass-Ausbildungen an der linken Wand 16a der Vorrichtung nicht auftreten, da bei dem Druckunterschied

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zwischen den beiden Abteilen für das Blut und das Dialysat die hercbranfalten auf dieser linken Seite ausgedehnt bzw. aufgeweitet werden und so sicher in einer Berührung mit dem Vergussmaterial bleiben.

Me Erfindung verhindert die Ausbildung eines Bypasses während des Betriebs, da sie einen Bypass-Zustand als 'Teil des Zusamsenbauvorgangs schafft und dann diesen Zustand durch ein sehr wirkungsvollen Abdichten der Bypass-Kanäle eliminiert, so dass eine Bypass-Strömung danach während eines Betriebs nicht eintreten kann. Erfindungsgenäss ist es niö;;lich, dass verhindert wird, dass die hembran aus dem Einbettungsuiediun längs der längs sich erstreckenden vertikalen v/and 1Gb sich löst, wenn während der Herstellung der Vorrichtung ein Vakuum an das Dialysat-Teil angelegt wird. Yorteilhafterwei.se ist dieses Vakuum gross genug, dass die Iüembranfalten um die Abstützungsglieder wie im Betrieb zusammenfallen und dann das verfestigbare Fluid-Kunststoffhaterial 17 auf den Membranfalten aufgetragen wird und anschliessend in dieser Stellung verfestigt, um die umgebogenen Ränder der zusammengefallenen iPalten einzubetten. Die Membran kann danach sich nicht bezüglich der Vergussmaterials längs der Wand 16b bewegen, und demzufolgen können keine Bypass-Ausbiidungen während eines Betriebs der Vorrichtungen auftreten.

Die zusammengefallene hembran nimmt die Form und Stellung gemäss ausgezogener Linie in JPig. 2 ein. Der Bereich zwischen der unterbrochenen und der ausgezogenen Linie für die Membran ist kreus-schraffiert gezeigt. Der kreuz-schraffierte Bereich wird mit dem Kunststoffmaterial gefüllt, das um die Umbiegungen der hembran nach dem Zusammenfallen unter dem angelegten Vakuum angeordnet ist. Er entspricht fast exakt den Leerräumen, die, sofern vorhanden, Bypass-rStrömungen für das Blut ermöglicht und demzufolge einen wirkungsvollen Betrieb der Vorrichtung beeinträchtigt hätten.

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In der Fig. 3 ist eine Reihe von Ansichten mehrerer aufeinanderfolgender Herstellung stufen veranschaulicht. A zeigt die Ausbildung zu Beginn, B die Ausbildung beim Anlegen des Vakuums, C das Benetzen mit beispielsweise Wasser im !falle von Cuprophan, das ein bekanntes regeneriertes Gellulosemembraninaterial ist, D die Ausbildung nach dem Trocknen im Falle von Cuprophan und E die endgültigen Ausbildung nach dem Vergiessen.

Aus der "Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Umbiegungen der Falten der Membran, die um den Abstützungsgliedern zusammengefallen sind, sich über die rechten Längsenden der Abstützungsglieder hinaus erstrecken und dass die Umbiegungen über sich selbst scharf gefaltet sind, wobei eine im wesentlichen bikonkave äussere Form im Querschnitt vorhanden ist. Diese scharfen Umbiegungen tauchen tief in das Kunststoff material 17 sin und erstrecken sich tief in dieses Material, das einen Teil der Wand 16b der Vorrichtung bildet und tatsächlich eine Gestalt aufweist, die der eines Scheitelpunkts bzw. einer Spitze ähnelt.

Die Form dieser Umbiegungen hängt von der Gattung, der Forn und der Anordnung des Bandes der Abstützungsglieder ab. Sie können regelmässig, kontinuierlich und parallel zur Ebene der Abstützungsglieder sein, können aber auch etwas unregelmässig, diskontinuierlich oder geneigt bezüglich der Ebene der Abstützungsglieder verlaufen.

Als Abstützungsglieder können bekannte Abstützungen verwendet werden, zweckmässigerweise sind diese Jedoch aus einem nicht-gewebten Gitter aus einem Kunststoffmaterial wie aus Polyolefin gefertigt. Ein geeignetes im Handel erhältliches offenmaschiges Material wird unter dem Namen Vexar verkauft. Im Hinblick auf das Einbettungsmedium können bekannte verfestigbare Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise ein Epoxy- oder Polyurethanmaterial verwendet werden. Das Ge-

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h-"usc 1> ist ;"ei'.^Töhnl icherweise aus einem Kunststoff material wie Polycarbonat, Polystyrol oder Polymethylmethacrylat ausgebildet. Es können aber auch andere Materialien verwendet; werden.

ώίη Verfahren zur Herstellung der erfindungsgenässen Vorrichtung unfar.pt die folgenden Uauptochritte:

Ein Zusammenbau bzw. eine Packung wird gefertigt, der bzw. aio eino halbdurchlässig Membran aufweist, welche akkordeonartig in eine Reihe von dicht-beabstandeten Falten un Absbüt^ungsglieder gefaltet ist, welche auf der einen Seite der Membran eingesetzt sind.

Eine Umhüllung wird für diesen Zusammenbau hergestellt. Eine Ausführungsform verwendet ein vorkonstruiertes Gehäuse mit einer ersten von zwei längs sich erstreckenden vertikalen Wänden des Gehäuses in einer dichten Nachbarschaft zu den !•'alten des Zusammenbaus, wobei ,jede der beiden V/ände an ."iederr. Ende mit Zutrittsöffnungen zum Inneren des Gehäuses versehen wird. Ein Kunststoffmaterial im Innern des vorironstruierten Gehäuses bildet einen Bereich des Gehäuses und umschliesst die Ränder bzw. Kanten der Membran, wobei diese Ränder oder Kanten über ihre gesamte Länge in einer abdichtenden Weise eingebettet werden und dadurch ein separates Eluidabteil auf jeder Membranseite ausgebildet wird.

In alternativer Weise wird kein vorkonstruiertes Gehäuse verwendet, sondern es wird stattdessen ein Gehäuse an seinem Ort um den Membranzusammenbau ausgebildet. Das Gehäuse wird durch Umschliessen des Membranzusammenbaues mit einem Kunststoff material gebildet, das anfangs einen Teil des gesamten Gehäuses bildet und auch die Ränder oder Kanten der Membran umschliesst und diese Ränder oder Kanten über die gesamte Länge in abdichtender Weise einbettet, so dass separate !•'luidabteile auf jeder Membranseite gebildet werden, die

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nach hinten und nach vorne quer über die Gehäusebreite wellenförmig ausgebildet ist. Zutrittsöffnungen sind am Gehäuse über den Öffnungen in einer abdichtenden Weise befestigt, die mit dem Innern des Gehäuses verbunden sind.

Bei jeder Ausführungsform schaffen die Zutrittsöffnungen Einrichtungen, so dass das eine Fluid durch das eine der separaten Fluidabteile in einer Richtung im allgemeinen parallel zu den Umbiegungen der Palten und das zweite Fluid durch das andere Fluidabteil auf der anderen Membranseite in einer Richtung entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des ersten Fluids strömt.

Sind die Ränder der Membran an der Oberseite, an der Unterseite und an den Enden des Stapels durch Vergiessen oder auf andere Weise abgedichtet worden, um einen Zusammenbau zu erzeugen, bei dem die akkordeonartig gefaltete Membran das erste Abteil vom zweiten Abteil trennt (d.h. Abteile, die das Dialysat-Abteil bzw. das Blutabteil werden sollen), wobei die Abstützungsglieder nur in den Falten des ersten Abteils angeordnet sind, wird dieses erste Abteil mit einer Vakuumquelle verbunden, und es wird ein Vakuum an dieses erste Abteil angelegt. Im allgemeinen liegt ein geeignetes Vakuum zwischen 50 und 200 mm Hg entsprechend der Dicke und/oder der Steifigkeit der Membran.

Ist die Membran ziemlich dick und/oder steif, ist es vorteilhaft, wenigstens jene Membranbereiche längs der Umbiegungen auf der Blutseite mit Wasser oder einem anderen geeigneten weichmachenden Mittel vor Anlegen des Vakuums zu behandeln. Vorteilhafterweise werden nur die Umbiegungen der Falten nassgemacht bzw. benetzt, um diese geschmeidiger zu machen. Wasser ist insbesondere wirksam als ein flüssiges Weichmachungsmittel für Cuprophan-Membranen. Die Membran wird dann um die Abstützungsglieder und auf sich selbst in der Nähe der Ränder der Abstützungsglieder gemäss Fig. 2

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zusammengeklappt.

Das verfestigbare tfluid-Eunststoff-Material 1? wird anschliessend über der Längsseitenfläche des Membranstapels auf der Seite aufgetragen, wo die kembranfalten ohne Abstütsungsglieder sind. Dieses Kunststoffmaterial lässt man dann verfestigen, und somit wird das zweite Abteil leka^r"edicht und ohne Bypass-Ausbildung hergestellt. Während des ,gesamten Vergiessungsvorgangs wird üblicherweise das Vakuum auf der Seite aufrechterhalten, die die Blutseite des Dialyse-Gerätes werden soll (d.h. das zweite Abteil), bis der Kunststoff sich verfestigt hat und die Membran getrocknet worden ist. V/o ein derartiges Einbetten oder Vergiessen. der Membran längs der Umbiegungen der Blutseite stattfindet, während die Membran nass ist und sich in ihrem aufgeweichten oder geschmeidigen Zustand befindet, ist es wesentlich, das Vakuum aufrechtzuerhalten, bis sich das Kunststoffmaterial verfestigt hat; wo jedoch solche Umbiegungen mit einem flüssigen Weichmachungsmittel wie Wasser behandelt werden und diese dann vor dem EinbettungsVorgang trocknen können, kann das Vakuum manchmal vor der vollständigen Verfestigung des Einbettungsmediums abgeschwächt bzw. abgesetzt v/erden.

Beispiel

Es wurden zwei ähnliche Hämodialyse-Geräte gebaut: die erste nach dem Stande der Technik und die zweite mit im wesentlichen dem gleichen allgemeinen Aufbau und der gleichen Anordnung, jedoch mit den Merkmalen der Erfindung. Die Falten der Blutseite der Membran wurden mit Wasser benetzt, und es wurde ein 1GO mm Hg-Vakuum an das Dialysat-Abteil vor dem Vergiessen des Blutabteils angelegt. Die benetzte Membran, die eine regenerierte Cellulosemembran mit einer Dicke von ca. 11,5 Mikron war, brach bei einem Betrieb des iiämodialyse-Gerätes unter einem Transmembrandruck von 100 mm Ug in die Porin zusammen, wie sie in der i?ig. 2 gezeigt ist. Das Vakuum wurde am Stapel 15 min lang aufrecht-

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erhalten, bis die Membran in ihrem zusammen "jefalle .cn Zustand getrocknet und "eingefroren" './or. Dann schlossen sich das übliche üeitenver.riessen mit upoxyhars und der Zusammenbau an. Ss wurde gefunden, dass die Harnstof !'reinigung 109 ml/min bei dera erster* Ilämodialyse-Gerät im Gegensatz zu 14-0 ml/min beim zweiten Gerät unter den gleichen Betriebsbedingungen betrug.

Die Vorrichtung wurde in einer Form beschrieben, die insbesondere zur Verwendung als üärndialyse-Gerät geeignet ist und vier öffnungen aufweist, zwei für das Blut und zwei für das Dialysat, und demnach geeignet ist für die Behandlung von Blut durch Hämodialyse und/oder durch Ultrafiltration. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann Jedoch nur drei Öffnungen, zwei für das Blut und nur eine für den Ausgang des Ultraf iltrates auf v/eisen. In ,jedem dieser Fälle verbessern die vorstehend beschriebenen Merkmale die Blutzirkulation und die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung.

Diese Vorrichtung kann auch für eine andere Blutbehandlung, beispielsweise als ein Blutsauerstoffgerät in einer künstlichen Lunge, geeignet sein.

Ferner bezeichnen die Begriffe "Blut" und "Dialysat", die in der Beschreibung verwendet werden, beispielsweise Fluidart en und werden lediglich für eine geeignete Erläuterung der Erfindung verwendet und können auch andere Fluidarten sein.

Auch können andere Arten von Membranen oder gefalteten Blättern Verwendung finden, sofern dies erwünscht ist und wenn dies durch individuellen Fluidarten und durch die Eigenschaft der gewünschten Übertragung zwischen den Fluidarten angezeigt ist.

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Claims

hassenübertragungsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung PATENTANSPRÜCHE :

1. Massenübertragungsvorrichtung, dergestalt, dass dessen Gehäuse wenigstens teilweise aus verfestigtem Kunststoffmaterial ausgebildet ist, dass eine halbdurchlässige Membran im Gehäuse angeordnet ist, dass die Membran so gefaltet ist, dass ein Stapel aus akkordeonartigen Saiten ausgebildet wird, dass Abstützungsglieder in den Falten auf der einen Membranseite angeordnet sind, dass zwei Enden und die Oberseite sowie die Unterseite des Stapels am Gehäuse abgedichtet sind, so dass zwei Fluidabteile ausgebildet werden, wobei das eine zu der einen Seite des Stapels und das andere zu der anderen Seite des Stapels gelegen ist, dass das Gehäuse mit Einlass- und Auslassöffnungen ausgebildet ist, die mit den beiden Eluid-

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abteilen in Verbindung sind und eine ü'luidströmung in jedes Abteil ermöglichen, dass diejenigen Membranfalten, die die Abstützungsglieder aufnehmen, sich um die Längsränder der Abstützungsglieder erstrecken, um längliche Umbiegungen zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Umbiegungen oder falten auf sich selbst und auf den Längsrändern der Abstützungsglieder zusammengefallen und in diesem zusammengefallenen Zustand in deir. verfestigten Kunststoifnaterial (17) des Gehäuses (15) eingebetcet sind und dadurch Bypass-Kanäle in dem Abteil ohne den Abstützungsgliedern(11) eliminiert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) teilweise aus verfestigtem Kunststofzmaterial (17) ausgebildet ist und auch einen äusseren Teil (14a, 14b, 15a, 1Sb) enthält, der sich um den Stapel und um das verfestigte Kunststoffmaterial erstreckt, das die Umhüllungen oder Falten der Membran (10) einbettet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungen oder Falten, die scharf auf sich selbst gefaltet sind, eine bikonkave Aussenform (22, 23, 24) aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungsglieder (11) aus einem nicht-gewebten Kunststoff-Gitter-Material sind.

5- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei öffnungen (1B, 19) für die Blutströmung und zwei öffnungen für die üialysat-Strömung vorgesehen sind.

6. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem ein Zusammenbau mit einer halbdurchlässigen hembran aufgebaut wird, die in einer akkordeonähnlicuen V/eiso

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in eine Anzahl dicht beabstandeter !falten urn ale Abstützungsglieder gefaltet int, welche auf nur einen? Seite der hembran eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenbau und die Abdichtungsränder der Membran längs ihrer .gesamten Länge eingeschlossen sind, urr ein erstes fluiddichtes Abteil zu bestimmen, das auf der gleichen Seite wie die Abstützungsglieder (11) bezüglich der Membran (10) angeordnet ist und mit wenigstens einer öffnung (18, 19) versehen ist, wobei die Falten, die um die Abstützungsglieder (11) im ersten Abteil ausgebildet sind, über die üffnung (18, 19) mit der Aussenseite in Verbindung sind, dass das erste Abteil mit einer Vakuumquelle verbunden und ein Vakuum an das erste Abteil angelegt wird, und dass ein verfestigbares Fluid-Kunststoff-Material (1?) auf den Zusammenbau auf der Seite von diesem aufgetragen wird, wo die hembranfalten sowohl offen als auch ohne Abstützungsglieder (11) sind, während das Vakuum auf diese V/eise angelegt wird, und dass das Kunststoffmaterial (1?) verfestigt wird und somit ein r.weites Abteil frei von Bypass-Kanälen zwischen dem verfestigten kunststoff (1?) und der hembran (10) ausgebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet;, dass wenigstens ein Teil der hembran (10) behandelt wird, um diesen vor Anlegen des Vakuums weichsuir.achen.

6. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Behandlungsschritt ein Benetzen der hembran (10) mit V/asser umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder b, dadurch gekennzeichnet, dass nur die ümbiegungen der herabrani'alten in dem Behandlungsvorgang weichgemacht werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche b bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum aufrechterhalten wird, bis

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die i-ienbran (10) getrocknet worden ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum aufrechterhalten wird, bis das Lunststofimateril (17) verfestigt ist.

12. Massenübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5? dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in der

und/oder in der Ultrafiltration verwendbar ist.

13. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) eine Anordnung durch !falten einer halbdurchlässigen Membran (1G) in eine Anzahl dichtbeabstandeter Falten rund um perforierte Abstützungsglieder (11) auf der einen Henbran seite gefertigt wird, dass

(b) aus der Membran (10) ein erstes fluiddichtes Abteil durch Ausbildung einer Dichtung über sämtliche Falten (-ränder) auf der einen Seite der Membran und die Ränder der Membran gefertigt v/erden, und dass das Abteil wenigstens eine Öffnung (18, 19) aufweist, dass

(c) das erste Abteil mit einer Vakuumquelle verbunden und ein Vakuum an das erste Abteil angelegt wird, dass Umbiegungen in jenen Abschnitten der Falten ausbildet, die um die Ränder der Abstützungsglieder (11) gefaltet sind, und dass

(d) ein verfestigbares Fluidmaterial (17) über diesen Umbiegungen aufgetragen wird, während das Vakuum angelegt ist, und dass das Fluidmaterial (17) verfestigt wird und somit ein zweites Abteil ausgebildet wird, bei dem die Umbiegungen eingebettet sind, und dass auch eine Form unterstützende Abstützung durch das verfestigte Fluidmaterial für die Umbiegungen geschaffen wird und das zweite Abteil mit wenigstens einer-Öffnung (18, 19) versehen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Membran (10) behandelt wird,

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um diesen vor Anlegen des Vakuum weichzumachen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsschritt ein Benetzen der Membran mit Wasser einschliesst.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Umbiegungen der Membranfalten bei diesem BehandlungsVorgang weichgemacht werden.

17« Verfahren nach Anspruch I5 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum aufrechterhalten wird, bis die Membran trocken ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum aufrechterhalten wird, bis das Kunststoi'-fmaterial (17) verfestigt ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) Cuprophan ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) Polyacrylnitril ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) ein Polycarbonat ist.

22. Massenübertragungsvorrichtung mit einer halbdurchlässigen Membran, die so gefaltet ist, dass ein Stapel aus akkordeonartigen Falten ausgebildet wird, mit Abstützungsgliedern, die in den Palten der gefalteten Membran angeordnet sind, und mit einer Einrichtung, die die Ränder der Palten einbettet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Palten der Membran (10) gefaltete ßandabschnitte (22,

23. 24) aufweisen, die über die Seitenränder der Abstützungsglieder (11) hinaus vorstehen, welche darin aufgenommen sind,

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und dass ,jeder vorstehende gefaltete Randabschnitt der Membran (10) auf sich selbst und gegen den Hand des Abstutzungsgliedes (11), das darin aufgenommen ist, zusammengefaltet und in dem zusammengefalteten bzw. zusammengefallenen Zustand durch die Einbettungseinrichtung (17) eingebettet ist.

23. Vorrichtung nach Ansprucn 22, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehenden gefalteten Randabschnitte (22, 23, 24) eine bikonkave Aussenform aufweisen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungsglieder (11) aus einem nichtgewebten Kunsbstoff-Gitter-Material sind.

25. Massenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) für die Hämodialyse und/oder die Ultrafiltration geeignet ist.

26. Verfahren zur Herstellung einer Massenübertragungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) eine Anordnung durch Falten einer halbdurchlässigen

Membran (10) in eine Anzahl dicht-beabstandeter akkordeonartiger Falten rund um die Abstützungsglieder (11) gefertigt wird, die angrenzend an die eine Seite der Membran angeordnet sind, dass wenigstens einige der Falten gefaltete Randabschnitte (22, 23,24) aufweisen, die über die Ränder der Abstützungsglieder (11) hinaus vorstehen, die darin aufgenommen sind, dass

(b) ein Vakuum in den Faltungen der Falten gezogen wird, die sich zu der einen Seite der Membran öffnen, so dass die vorstehenden gefalteten Randabschnitte (22, 23, 24) zusammenfallen, dass

(c) die vorstehenden gefalteten Randabschnitte (22, 23, 24) eingebettet werden, während diese in einem verfestigbaren Fluidmaterial (17) so zusammenfallen, und dass

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(d) das Material (17) sich verfestigen kann, während die gefalteten Handabschnitte (22, 23, 24) so zusammenfallen.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Grosse des Vakuums im wesentlichen die gleiche ist, wie der Negativdruck, der in der Vorrichtung im betriebenen Zustand angelegt ist.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die gefalteten Randabschnitte (22, 23, 24) der Membran (10) behandelt werden, um diese vor Anlegen des Vakuums weich zu machen.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsvorgang ein Benetzen wenigstens der gefalteten Randabschnitte (22, 23, 24) der Membran (10) mit Wasser umfasst.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum aufrechterhalten wird, bis das Kunststoffmaterial (17) verfestigt ist.

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