DE2842118C2 - Dialysegerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dialysegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Dialysegerät oder eine »künstliche Niere« dient bekanntlich dazu, Blut durch eine Dialysemembran gegen eine Salzlösung (»Dialyseflüssigkeit«) zu dialysieren, um schädliche Substanzen, wie Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin, Elektrolyte, wie Natriumionen und Magnesiumionen, Sulfatradikale und Phosphatradikale sowie überschüssiges Wasser aus dem Blut zu entfernen und bestimmte gewünschte Stoffe (»Auffüllsubstanzen«), z. B. Calciumionen, Traubenzucker und gegebe

nenfalls Wasser in das Blut einzudiffundieren.

Bei einer Dialyse sollen oft auch organische Substanzen mit mittlerem und höherem Molekulargewicht aus dem Blut entfernt werden. Solche relativ schwer dialysierbare Substanzen sollen im folgenden als »Giftstoffe« bezeichnet werden. Der Begriff »mittleres Molekulargewicht« soll den Molekulargewichtbereich von 300 bis 3000 umfassen.
Giftstoffe gemäß der obigen Definition haben so große Abmessungen, daß sie nicht durch öffnungen der Dialysemembran mit dem gegenwärtig als optimal angesehenen Durchmesser von 2 bis 3 Nanometer hindurchtreten können. Verwendet man eine Dialysemembran mit größeren Öffnungen, so gehen zuviel nützliche Substanzen aus dem Blut in die Dialyselösung über. Giftstoffe mit großer Viskosität sind z. B. Methylguanidin und Guanidinsuccinsäure. Viele nützliche Substanzen im Blut, z. B. verschiedene Amonisäuren. Vitamine und Hormone, haben etwa dieselbe Größe wie diese Giftstoffe, sie sind jedoch nicht so viskos.

Aus der DE-OS 22 35 203 ist eine Art von Plattendialysator bekannt, bei dem das zu dialysierende Blut zwischen zwei flächigen semipermeablen Membranen mit einer Vielzahl von feinen öffnungen hindurchströmt, die in einer die Dialyselösung enthaltenden Kammer angeordnet und durch Vorsprünge der Wände dieser Kammer in Abständer, abgestützt sind. Der Druck der Dialyselösung wird mittels einer Druckpumpe und einer Vakuumpumpe periodisch erhöht und verringert, so daß sich die relativ locker gehalterten Membranen aneinander annähern bzw. voneinander entfernen und dadurch in Verbindung mit Rückschlagventilen in den Leitungen zur Zuführung bzw. Ableitung des Blutes eine Pumpwirkung auf das Blut ausüben. Da die Membranen relativ locker gehaltert sind, tritt praktisch nur eine Biegung bzw. Verschiebung der Membranen, nicht jedoch eine nennenswerte Dehnung ein, die auf die Größe der Öffnungen oder Poren der Membrane einen Einfluß haben könnte.

Aus der DE-OS 2138 615 ist ein Dialysiergerät bekannt, das zwei konzentrische, rohrförmige Membranen aus Zcllglasschlauch enthält, die radial ungedehnt denselben Durchmesser aufweisen und zur Bildung eines das Blut aufnehmenden Ringkanales unterschiedlich radial gedehnt sind. Die Dehnung kann durch den Unterschied der Drücke des an den inneren bzw. äußeren Schlauch angrenzenden Dialysats bewirkt werden. Die schlauchförmigen Membranen können als Pumpmenbrane dienen und hierfür durch periodisch durchgeführte relative Druckschwankungen des sich innen bzw. außen befindenden Dialysats betätigt werden. Der Abstand der beiden Schläuche beträgt nur etwa 0,5 bis 1,5 mm, und die Druckänderungen werden durch abwechselndes Erhöhen sowie Erniedrigen des Niveaus des den äußeren Schlauch umgebenden Dialysats um 2 bis 5 cm während jedes Zyklus bewirkt, so daß auch hier keine nennenswerte periodische Dehnung der Membranen stattfindet.

Aus der GB-PS 14 42 754 ist ein als künstliche Lunge oder künstliche Niere geeignetes Gerät bekannt, bei welchem das zu behandelnde Blut mittels pulsierender Druckänderungen zwischen zwei im wesentlichen planaren semipermeablen Membranen hindurchgeför-

bi dert wird, welche sinusförmige, quer zur Blutströmungsrichtung verlaufende und in den beiden Membranen spiegelbildlich zueinander angeordnete Wellungen aufweisen. Infolge der sinusförmigen Konfiguration

verlaufen die durch die Wellungen gebildeten Erweiterungen und Verengungen im Blutströmungsweg verhältnismäßig allmählich und sie sind so bemessen, daß sich in den Erweiterungen Wirbel bilden, die die ganzen Erweiterungen einnehmen und eine gut«: Durchmischung des Blutes bewirken sollen. Anstelle der beiden planaren Membranen kann auch eine rohrförmige Membrankonfiguration mit kreisförmigem Querschnitt verwendet werden.

Die US-PS 35 79 441 betrifft eine künstliche Niere, die mit einer Filterung des arteriellen Blutes arbeitet Bei diesem Verfahren werden jedoch aus dem Blut auch verhältnismäßig viel nützliche Substanzen entfernt, so daß es sich wesentlich weniger eingebürgert hat als die osmotische Dialyse mittels einer semipermeablen Membran.

Mit den oben erwähnten bekannten Dialysiergeräten können also Substanzen, wie beispielsweise Wasser, Kreatinin, Natriumionen, Kaliumionen, Sulfat und Phosphat, die kleiner sind als der Innendurcl.messer der Poren der Dialysemembran, dialysiert werden, nicht jedoch Giftstoffe, die größer sind als der Durchmesser der öffnungen der Dialysemenibran.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Giftstoffe der oben erwähnten Art aus dem Blut zu entfernen. Beispielsweise wird bei einem aus der Zeitschrift »Nihon Keisai Shinbun«, 26. August 1977, bekannten Verfahren Blutplasma, das sowohl Giftstoffe als auch nützliche Substanzen, wie Hormone, enthält, abgetrennt und durch Aktivkohle, die adsorbierend wirkt, gereinigt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß auch nützliche Substanzen, wie beispielsweise Hormone, mit entfernt werden können.

Bei einem anderen Verfahren, das in der Universität Tokio entwickelt worden ist, wird aus dem Blut das Blutplasma, das die Giftstoffe zusammen mit nützlichen Substanzen enthält, durch ein Filterverfahren abgetrennt und durch Ersatzplasma ersetzt. Ersatzplasma ist jedoch kein vollwertiger Ersatz für das natürliche Blutplasma, so da3 dieses Verfahren ebenfalls noch zu wünschen übrig läßt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Dialysegerät der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich schädliche Stoffe mit mittlerem und höherem Molekulargewicht aus dem Blut entfernen lassen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Dialysegerät. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Dialysegerätes sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei dem Dialysegerät gemäß der Erfindung wird durch eine pulsierende Änderung des Druckes der Dialyseflüssigkeit eine wiederholte Expansion und Kontraktion der zahllosen öffnungen der Dialysemembran bewirkt, so daß Giftstoffe mit großer Viskosität und Elastizität, auch wenn ihr normaler Durchmesser größer ist als der der öffnungen der Dialysemembran, durch diese öffnungen hindurchtreten können, während nützliche Substanzen, wie beispielsweise Vitamine, Hormone und dgl., welche genau so groß, jedoch bo weniger zäh wie die Giftstoffe sind, im Blutplasma schweben bleiben und nicht wie die Giftstoffe schrittweise durch die öffnungen herausgedrückt werden können.

Das Gerät enthält z. B. eine Anzahl von kapselförmi- <v> gen Dialyseelementen, welche vom Blut durchströmt werden, um den Einfluß der Druckänderungen der Dialyseflüssigkeit auf den Blutdurchsatz so klein wie möglich zu halten. Durch die Kzpseln, die abrupte, relativ lange Erweiterungen des Blutströmungsweges bilden, wird außerdem das Verhältnis der Menge des Blutplasmas, die mit der Dialysemembran in Berührung steht, zur Blutmenge vergrößert, was den Wirkungsgrad hinsichtlich der Entfernung von Giftstoffen aus dem Blut verbessert

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Dialysegerätes gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines vom Blut durchströmten kapselförmigen Dialysemembranelementes;

F i g. 2 schematische Längs- und Querschnittsdarstellungen verschiedener kapseiförmiger Dialysemembranelemente;

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teiles einer oberen Halteplatte für ein Dialysegerät;

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines Teiles einer unteren Halteplatte;

F i g. 5 eine Draufsicht auf die den Blutkanälen zugewandte Oberfläche der unteren Halteplatte;

Fig.6 eine Draufsicht auf die der Dialyselösung zugewandte Oberfläche der unteren Halteplatte;

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung von Dialysemembranen;

F i g. 8 eine Schnittansicht, die zeigt, wie die Dialysemembranen und Halteplatten in bezug aufeinander angeordnet sind;

Fig.9 eine perspektivische Darstellung einer Dialyseeinheit, die einen Unterdruckteil und einen Überdruckteil enthält;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Endes der Dialyseeinheit, an dem die Dialyseflüssigkeit zu- bzw. abgeführt wird;

F i g. 11 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses der Dialyseeinheit;

Fig. 12rt eine schematische Darstellung des Aufbaues einer Ausführungsform des vorliegenden Dialysegerätes;

Fig. 12B eine graphische Darstellung der in den verschiedenen Teilen des Dialysegerätes gemäß F i g. 12A auftretenden Drücke;

Fig. 13 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Vorgänge bei dem Hindurchtreten von viskosen Giftstoffen durch die öffnungen der Dialysemembrane;

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung einer rohrartigen Ausführungsform einer Dialyseeinheit;

Fig. 15A eine schematische Darstellung eines hohlfaserartigen Blutströmungskanales, der Abschnitte mit kleinem Durchmesser enthält;

Fig. 15B eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines hohlfaserartigen Blutkanals aus einem teilweise zusammengedrückten Rohr;

Fig. 15C und 15D perspektivische Ansichten eines hohlfaserartigen Blutkanals des in Fig. 15B dargestellten Typs;

Fig. 15E und 15F schematische Schnittansichten von hohlfaserartigen Blutkanälen;

Fig. 16A eine schematische Darstellung einer Anzahl von Dialyseelementen, die in einer Dialyseeinheit angeordnet sind;

Fig. 16B eine schematische Darstellung der Blut- und Plasn.aschichten innerhalb der Dialyseelemente und

Fig. 16C einen Längsschnitt der Anordnung gemäß der F ig. 16B.

Die Giftstoffe, die durch das vorliegende Dialysegerät

aus dem Blut entfernt werden sollen, sind wie erwähnt, elastische Körper großer Viskosität. Um eine gute Dialysewirkung zu erreichen, soll die Dialysemembran daher eine geringe Gleitreibung und eine geringe Dicke aufweisen, ferner sollen die in ihr enthaltenen öffnungen oder Poren gleiche Durchmesser haben. Derzeit werden im allgemeinen Membranen aus Zellulose oder Acrylnitril verwendet. Hinsichtlich der Gleitreibung ist eine Membrane aus PTFE besser als eine Membrane aus Zellulose oder Polyacrylnitril, sie hat jedoch eine schlechtere Formbeständigkeit und muß daher durch eine Halteplatte abgestützt werden. Wenn in Zukunft Dialysemembranen mit noch besserer Dialysewirkung entwickelt werden, die jedoch hinsichtlich ihrer Formstabilität zu wünschen übrig lassen, können sie ebenfalls in Kombination mit einer Stützplatte verwendet werden.

Für das vorliegende Dialysegerät sind die Strömungseigenschaften des Blutes, das durch die Blutkanäle fließt, von Bedeutung.

Wenn der Durchmesser des Blutgefäßes oder Strömungskanals klein ist, sammeln sich die roten Blutkörperchen aufgrund des sogenannten Mittenkonzentrationseffektes im Bereich der Mittelachse, also im Abstand von der Gefäß- oder Kanalwand. An der Gefäß- oder Kanalwand bildet sich daher eine Blutplasmaschicht aus. Die Dicke der Plasmaschicht beträgt wenige Mikrometer und ist unabhängig vom Durchmesser des Strömungskanals. Je kleiner der Radius des Strömungskanals oder der Blutkapillare wird, umso größer wird der Anteil der niederviskosen Plasmaschicht im Verhältnis zu der Schicht, die Blutkörperchen von höherer Viskosität enthält.

Die Viskosität des Blutes gehorcht dem Newton-'schen Gesetz nicht, da sie mit kleiner werdendem Durchmesser des Strömungskanals absinkt. In einer Kapillare strömen die Blutkörperchen daher schneller als das Blutplasma. Wenn das durch eine Kapillare fließende Blut abrupt in einen Raum größeren Durchmessers eintritt, neigen die Blutkörperchen infolge ihrer größeren Masse und größeren Strömungsgeschwindigkeit dazu, weiterzuströmen und nicht plötzlich zu diffundieren. Der dabei entstehende Zwischenraum wird bevorzugt durch die wandnahe Plasmaschicht ausgefüllt. Wenn sich die Dicke der Plasmaschicht von wenigen Mikrometern plötzlich vergrößert nimmt die Molekularbewegung der in der Plasmaschicht enthaltenen Substanzen zu. Dieser Effekt wird durch eine Kapselform der semipermeablen Dialysemembran ausgenutzt. Ein durch eine Dialysemembran gebildetes kapseiförmiges Stück des Blutkaiiäii seil hier als »Dialyseelenient« Sbezcichnct -«erden. Ein solches, aus einer semipermeablen Membran 1 bestehendes Dialyseelement ist in F i g. 1 dargestellt Die Blutströmung bildet in einem Strömungsweg m kleinen Durchmessers einen Kern 2, der rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Blutplättchen und Blutplasma enthält, und eine Plasmaschicht 3 von wenigen Mikrometern Dicke an der Wand. Wenn das Blut vom Strömungsweg m kleinen Durchmessers abrupt in einen kapseiförmigen Strömungsweg π größeren Durchmessers eintritt vergrößert sich der Durchmesser des Kerns 2, und an der Wand bildet sich eine dicke Plasmaschicht 3.

Da die Dicke der Plasmaschicht 3 im kapseiförmigen Teil π des Strömungsweges des Dialyseelements 5 größer ist als in dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden normalen Strömungsweg m, kann sich die Molekularbewegung der in der Blutplasmaschicht enthaltenen Substanzen im kapseiförmigen Teil η des Strömungsweges freier entfalten, da weniger Kollisionen zwischen den Substanzen in der Blutplasmaschicht 3 und dem Kern 2 stattfinden. Hierdurch ergibt sich eine merklich bessere Dialysewirkung als bei den bekannten Blutkanalkonfigurationen. Der kapseiförmige Teil η des Blutkanals ist von einer Dialyseflüssigkeit 4 umgeben.
Das vorliegende Dialysegerät enthält eine Dialyseeinheit T, die vorteilhafterweise kapseiförmige Dialyseelemente S der oben beschriebenen Art enthält, jedoch nicht notwendigerweise enthalten muß. Im folgenden wird jedoch eine Dialyseeinheit Z beschrieben, die kapseiförmige Dialyseelemente 5 enthält.

Die in Fig.9 dargestellte Dialyseeinheit Γ enthält also eine Anzahl von Diaiyseelementen S (in F i g. 9 nicht dargestellt), die jeweils einen kapseiförmigen Strömungsweg π (Fig. 1) für das Blut bilden. Die Strömungswege für das Blut werden durch Dialysemembranen 1 (Fig.7) gebildet, die jeweils zwischen einer oberen Halteplatte 5 und einer unteren Halteplatte 6 angeordnet sind. Die Halteplatten können beispielsweise aus Metall, wie rostfreiem Stahl, oder Kunststoff, wie Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte bestehen und weisen, wie aus den Fig.3 und 4 ersichtlich ist, eine Anzahl von Langlöchern h auf. Die obere Seite der unteren Halteplatten 6 und die unteren Seiten der oberen Halteplatten 5 sind symmetrisch und den Blutkanälen zugewandt während die oberen Seiten der oberen Halteplatten und die unteren Seuen der unteren Halteplatten symmetrisch und der Dialyseflüssigkeit zugewandt sind. Es können kapseiförmige Dialyseelemente 5 verschiedener Formen verwendet werden, wie sie beispielsweise in F i g. 2 dargestellt sind.

Wie F i g. 8 zeigt ist jede Dialysemembran 1 zwischen je einer unteren Halteplatte 5 und einer oberen Halteplatte 6 angeordnet. Eine untere Halteplatte 6 und eine obere Halteplatte 5, zwischen deren Oberseite bzw. Unterseite eine semipermeable Dialysemembran 1 so angeordnet ist, daß die Dialyseelemente S gebildet werden (F i g. 5), bilden jeweils einen Plattensatz.

Wie die F i g. 9 und 10 zeigen, ist die Dialyseeinheit T in einen Unterdruckteil A und einen Überdruckteil B aufgeteilt Beide Teile enthalten jeweils mehrere der

"5 oben erwähnten Plattensätze. Das Blut strömt durch einen Einlaß 7 ein und durch einen Auslaß 8 aus. Die Dialyseflüssigkeit tritt durch einen Einlaß 9 in den Unterdruckteil ein und aus diesem durch einen Auslaß 10 aus. Ferner wird die Dialyseflüssigkeit 4 durch einen Einlaß 11 in den Überdruckteil Beingefährt und strömt aus diesem durch einen Auslaß 12 aus. Zwischen dem Unterdrückte:! A und dem Überdruekiei! B befindet sich eine Trennplatte 13. Ferner sind eine Bodenplatte 14 und eine Deckplatte 15 vorgesehen. Die Dialyseeinheit Γ ist in ein Gehäuse 16 (Fig. 11) eingeschlossen, das einen Körper 17, eine Seitenplatte 18, an der sich die Anschlüsse für die Blutleitungen befinden, eine Seitenplatte 19, an der sich die Anschlüsse für die Dialyseflüssigkeit befinden, und einen Deckel 20 aufweist

Das Dialysegerät mit der beschriebenen Dialyseeinheit T arbeitet hinsichtlich der Entfernung von Giftstoffen aus dem behandelten Blut wie folgt, wobei auf die F i g. 9,10 und 12 Bezug genommen wird. Durch den Einlaß 7 wird arterielles Blut in den Unterdruckteil A der Dialyseeinheit T eingeführt, wo die Entfernung der schädlichen Stoffe stattfindet Das Blut strömt dann durch den Oberdruckteil B, in dem ein Oberdruck

herrscht und dem Blut durch Osmose Auffüllsubstanzen aus der Dialyseflüssigkeit 4 zugeführt werden. Das regenerierte Blut wird dann über den Auslaß B zum Patienten zurückgeleitet.

Die Dialyseflüssigkeit 4 wird dem Einlaß 11 des '> Unterdruckteiles B der Dialyseeinheit T von einem Vorratsbehälter 21 über ein Druckregelventil 22 zugeführt. Vom Überdruckteil B strömt die Dialyseflüssigkeit 4 durch den Auslaß 12 zu einem Steuerventil 23, mit dem ein pulsierender Druck erzeugt wird. Das Steuerventil 23 wird durch einen Impulsgenerator 24 betätigt, der einen motorgetriebenen Nocken enthält, so daß sich eine pulsierende Änderung des Druckes in der Dialyseflüssigkeit 4 ergibt.

Der pulsierende Druck wird durch den Einlaß 9 auf ι τ den Unterdrückten A der Dialyseeinheit T übertragen und wirkt auf die Dialyseelemente S. Das das Pulsieren des Druckes bewirkende Steuerventil 23 kann anstatt durch den beschriebenen Impulsgenerator 24 auch durch die Bewegung des Bauchmuskels betätigt werden, die beim Atmen des Patienten stattfindet.

Die kapseiförmige Dialysemembran enthält eine Vielzahl von Poren oder Durchtrittsöffnungen 25, wie es in F i g. 13 schematisch dargestellt ist. Infolge der durch die Druckänderungen bewirkten Änderungen der auf :ϊ die Membranoberfläche einwirkenden Zugspannung treten bei jeder Durchtrittsöffnung 25 abwechselnd eine plötzliche Verringerung und Vergrößerung ihres Durchmessers auf. Dieser Expansions- und Kontraktionsvorgang wiederholt sich kontinuierlich. Im Blut enthaltene Schadstoffe, die einen geringeren Durchmesser als die Durchtrittsöffnungen 25 haben, können selbstverständlich leicht dialysiert werden. Bei dem vorliegenden Dialysegerät lasser, sich durch die wechselweise Expansion und Kontraktion der Durch- « trittsöffnungen 25, durch den Druckunterschied zwischen dem Blut und der Dialyseflüssigkeit und durch den osmotischen Druck aber auch schädliche Substanzen aus dem Blut entfernen, insbesondere organische Giftstoffpartikel M, die einen größeren Durchmesser als die Durchtrittsöffnungen 25, ein mittleres oder höheres Molekulargewicht sowie einen elastischen Körper haben und viskos sind. Diese Partikel M werden nämlich sukzessive durch die Durchtrittsöffnungen 25 auf folgende Weise hindurchgequetscht: Bei der Verringerung des Durchmessers der öffnungen werden die viskosen Giftstoffpartikel M verformt und, da sie durch den Flüssigkeitsdruck und den osmotischen Druck in die öffnung gepreßt werden, expandieren sie bei der anschließenden Expansion der Öffnungen in diese hinein. Eine Wiederholung dieses Vorganges bewirkt, daß die Giftstoffpartikel M durch die Öffnungen hindurchgequetscht werden, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, und schließlich in die umgebende Dialyseflüssigkeit eintreten. Nützliche Substanzen, wie Aminosäuren, Vitamine und Hormone, die eine geringere Viskosität haben, werden, obwohl sie genau so groß sind wie die Giftstoffpartikel M, in weitaus geringerem Maße durch die öffnungen 25 hindurchgelassen, da sie aufgrund ihrer geringeren Viskosität im Blutplasma strömen.

Die Dialyseflüssigkeit 4 tritt dann durch den Auslaß 10 (F i g. 12A) aus dem Unterdruckteil A der Dialyseeinheit Taus, strömt in einen zur Gasentfernung dienenden Behälter 26 und wird dann durch eine Pumpe 27 über ein Filtergefäß 28 zurück zum Vorratsbehälter 21 gefördert. Die aus der Dialyseflüssigkeit 4 entfernten Gase werden durch eine Pumpe 29 abgepumpt.

In Fig. 12B ist der Druck der Dialyseflüssigkeit innerhalb der Dialyseeinheit T und dem die Pumpen enthaltenden Leitungssystem bezüglich des Atmosphärendruckes dargestellt. Im Oberdruckteil S herrscht ein über dem Atmosphärendruck liegender Druck und im Unterdruckteil A ein unterhalb des Atmosphärendrukkes liegender Druck.

Die Blutkanäle mit den Dialyseelementen S können auch in einer rohrförmigen Dialyseeinheit verwendet werden, wie sie in F i g. 14 dargestellt ist. Die Blutkanäle können hohlfaserartig ausgebildet sein, wie es im folgenden erläutert ist:

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform eines sogenannten Hohlfaser-Blutkanales mit einem Dialyseelement S. Gewöhnlich beträgt der Innendurchmesser der hierzu verwendeten Rohre etwa 0,4 bis 0,1 mm. Die Abschnitte m verringerten Durchmessers bestehen entweder aus Rohrstücken entsprechend kleinen Durchmessers, wie es in Fig. 15A dargestellt ist, oder aus zusammengequetschten Rohrabschnitten ma, wie es in den F i g. 15B, 15C und 15D dargestellt ist.

In den Fig. 15E und 15F sind Strömungslinien 15a dargestellt, längs derer das Blut strömt. In einem mit »x« bezeichneten Bereich \5b bildet das Blutplasma eine isolierte Plasmaschicht. Bei Druckänderungen in der Dialyseflüssigkeit ist der Einfluß auf die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes klein, da sich das Innenvolumen vom Strömungsweg η großen Durchmessers im kapseiförmigen Bereich zum Strömungsweg m kleineren Durchmessers plötzlich verringert, und die Druckänderung bewirkt eine Änderung der Zugspannung an der Oberfläche Her Dialysemembran.

Es ist bekannt, flache Dialysemembranen in Form eines Wickels oder eines flachen Stabes zu verwenden. Bei der Ausführungsform mit den in Fig. 3 und 4 dargestellten Platten sind viele Dialyseelemente S parallel angeordnet. Man kann auch viele Dialyseelemente eng beieinander parallel anordnen und die Randmembranen zwischen benachbarten Elementen weglassen, so daß Dialyseelementgruppen gebildet werden. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 16 dargestellt.

In Fig. 16A sind die Dialysemembranen la längs einer flachen Halteplatte 16a angeordnet. Der Blutstrom χ tritt durch einen Blutkanal β hindurch. Es sind mehrere Dialyseelemente 16Z> nebeneinander angeordnet. In Fig. 16B und 16C sind die Strömungslinien 16c des Blutes und die Plasmaschicht 16c/ in den Dialyseelementen 16b dargestellt. Ein Dialyseelement 16i>ist in F i g. 16B geschnitten dargestellt

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform strömt das Blut von vier Blutzirkulationspfaden ßi.ß 2. β 3 und β 4 in eine Dialysenelementgruppe 16Z> hinein bzw. heraus.

Bei dem vorliegenden Dialysegerät werden die Durchtrittsöffnungen der Dialysemembran durch Zugspannungsänderungen wiederholt expandiert und kontrahiert, so daß Giftstoffe unter Ausnutzung ihrer Viskosität entfernt werden, während nützliche Stoffe ungefähr gleicher Teilchengröße, die eine geringere Viskosität haben, im Blut verbleiben. Die Dialyseleistung läßt sich femer dadurch erheblich verbessern, daß der Bhitströmungsweg kapseiförmige Dialysemembranelemente enthält. Das Dialysegerät läßt sich dadurch verhältnismäßig klein bauen. In der Praxis kann die Abmessung des vorliegenden Dialysegerätes auf etwa V20 der herkömmlicher Dialysegeräte verringert werden. Ferner können die pulsierenden Druckänderungen

durch ein Steuerventil erzeugt werden, welches durch die atmungsbedingten Bewegungen des Bauchmuskels gesteuert wird und nicht durch einen Impulsgenerator, was ebenfalls zu einer Verringerung der Abmessungen des Gerätes beiträgt.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dialysegerät mit einem Strömungsweg für zu dialysierendes Blut, der durch eine semipermeable Membrane mit einer Vielzahl von feinen öffnungen begrenzt und von einer mit einer Dialyseflüssigkeit gefüllten Kammer umgeben ist, und mit einer Drucksteuervorrichtung zur Erzeugung periodischer Druckschwankungen in der Dialyselösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Druckschwankungen derart bemessen ist, daß eine periodische Dehnung der Membrane und eine entsprechende Erweiterung der feinen Öffnungen in einem solchen Ausmaß eintritt, daß viskose Giftstoffpartike' mit mittlerem und höherem Molekulargewicht und einem Durchmesser, der größer ist als der der Poren der ungedehnten Membrane, vom Blut in die Dialyseflüssigkeit hindurchzutreten vermögen.

2. Dialysegerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Überdruckteil (B), in dem ein über dem Atmosphärendruck liegender Druck herrscht, und einen Unterdruckteil (A), in dem ein unter dem Atmosphärendruck liegender Druck herrscht, enthält und daß eine Drucksteuervorrichtung zum Erzeugen der periodischen Druckschwankungen im Unterdrückten vorgesehen ist.

3. Dialysegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuervorrichtung zum Erzeugen der periodischen Druckschwankungen ein Steuerventil (23) enthält, das durch atembedingte Bewegungen des Bauchmuskels eines behandelten Patienten steuerbar ist.

4. Dialysegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg für das zu dialysierende Blut Abschnitte (m) kleinen Querschnitts und kapseiförmige Erweiterungen (n), in die die Abschnitte kleinen Querschnitts abrupt übergehen, enthält (F i g. 1).

5. Dialysegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg für das Blut durch Röhrchen mit einem Innendurchmesser von etwa 0,1 bis 0,4 mm verläuft.

6. Dialysegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen in Abständen zusammengedrückt sind (F i g. 15B, 15C und 15D).

7. Dialysegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg für das Blut durch Membranen (1) begrenzt ist, welche zwischen zwei Platten (5,6) angeordnet sind, welche mit Langlöchern (h)zur Bildung von kapseiförmigen Erweiterungen versehen sind (F i g. 3 bis 8).