DE2847945A1

DE2847945A1 - Blutaustauschvorrichtung

Info

Publication number: DE2847945A1
Application number: DE19782847945
Authority: DE
Inventors: Peter Konang; Gerd Dr Ing Krick; Wilfried Dr Ing Schael
Original assignee: Dr Eduard Fresenius Chemisch Pharmazeutische Industrie KG
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1978-11-04
Publication date: 1980-06-19
Also published as: JPS5563655A; GB2034198B; US4261830A; DE2847945C2; FR2440196A1; FR2440196B1; GB2034198A

Description

Blutaustaus chvorri chtung

Die Erfindung bezieht sich -auf eine Blutaustauschvorrich- ' turigjbestehend aus einer Vielzahl von Lagen, die je eine Membranhülle und eine von dieser umhüllte Netzzwischenlage umfassen, und wobei die Lagen durch Abstandhalter in geringem Abstand voneinander gehalten sind, und wobei zwischen benachbarten Lagen Blut und innerhalb der Netzzwischenlagen eine Austauschflüssigkeit geführt wird.

Derartige Blutaustauschvorrichttingen sind nach den ursprünglichen Vorschlägen von Hoeltzenbein und nach dem Prinzip von Guarino gebaut worden.

Derartige bekannte Blutaustauschvorrichtungen arbeiten nach j dem QuerStromprinzip. Hierbei besteht der Nachteil, daß die durch die Austauschflächen der Membran transportierten Massejn gering sind im Vergleich zum Gegenstrom und daß die

030025/0007

Austauschstrecke verhältnismäßig gering ist.

Der Abstand zwischen den Lagen wird durch eine aufgetragene Klebemasse hergestellt, die in kurzer Zeit aushärtet. Hierbei besteht der Nachteil, daß die Ränder dieser Klebemasse nicht immer sauber geradlinig hergestellt werden können, so daß in diesem Bereich tote Ecken entstehen, in denen sich Blutreste festsetzen und gerinnen können. Derartige Blutaustauschvorrichtungen werden als Dialysatoren, Hämofilter und andere, ähnliche medizinische Anwendungen gebraucht. Es ist jedoch denkbar, im Prinzip gleichartig ausgebildete Austauschvorrichtungen auch in der chemischen Verfahrenstechnik anzuwenden.

ι Die bisherige Fertigung bekannter Blutaustauschvorrichtungenj erfolgt hu einem großen Teil von Hand, was sich nachteilig auf den Preis auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Blutaustauschvorrichtung so zugestalten, daß sie leicht vollautomatisch in Serienproduktion hergestellt werden kann, zugleich aber gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art eine verbesserte Wirksamkeit besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung sieht die Erfindung i
bei einer Blutaustauschvorrichtung der eingangs genannten

Art vor, daß die Lagen stirnseitig derart in einer Verguß-

030025/0007

masse eingebettet sind, daß die Zwischenräume zwischen I benachbarten Membranhüllen offen sind. Eemit ist es grundsätzlich möglich, eine solche Blutaustauschvorrichtung :

für das Gegenstromprinzip auszugestalten. ;

■ . i

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, j

daß an den Ecken der Stirnseiten Abstandhalter angeordnet _:

sind, die den Zwischenraum zwischen benachbarten Membran- '. schläuchen abdichtend ausfüllen und daß die Abstandhalter

und die Lagen miteinander fluchtende, senkrecht zur Ebene der Lagen verlaufende Durchbrechungen aufweisen, an deren j

i Wandungen die Netzzwischenlagen freiliegen. Auf diese "Weise j ist es möglich, eine Austauschflüssigkeit statt von der ! Stirnseite von einer anderen Richtung her in die Netzzwischönlagen einzubringen. j

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Blut-;

austauschvorrichtung sieht vor, daß die vorbereiteten, aus j

einer Membranhülle und einer Netzzwischenlage bestehenden j

I Lagen an beiden Stirnenden mit einem Abstandhalter versehen^

j werden, der aus einem schmalen, streifenförmigen Bereich '

mit anschließenden, nach innen ragenden Ansätzen besteht, ;

daß die Lagen im Bereich der Abstandhalter miteinander ab- i dichtend zu einem Paket verbunden werden, daß die Stirn- ϊ enden des Paketes anschließend über einen eine etwas größerfe Tiefe als der stirnwandparallele Teil der Abstandhalter ! in eine Vergußmasse ge-

030025/0007

-X-

taucht und nach dem Aushärten im Bereich zwischen der Innen-!

■ ■ ' ■ i

kante des Abstandhalters und der Innenkante der Vergußzone parallel zur Stirnfläche abgetrennt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben j

I sich aus den beigefügten Ansprüchen un der Beschreibung.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der"·Zeichnungen beispielsweise näher erläutert und zwar zeigt:

Abbild. 1 schematisch einige Lagen, wie sie zur Herstellung von Blutaustauschvorrichtungen verwendet werden,

Abbild. 2 schematisch eine Draufsicht auf eine Lage einer erfindungsgemäßen Blutaustaus chvo rri chtung,

Abbild. 3 eine Draufsicht auf ein Stirnende einer Lage während des Herstellungsverfahrens

Abbild. 4 eine Draufsicht enstsprechend Abbild. 3

nach weiteren Schritten des Herstellungb Verfahrens,

Abbild. 5 schema ti sch eine Stirnansicht einer

erfindungsgemäßen Blutaustauschvorrich-j tung,
Abbild. 6 eine Stirnansicht eines Teils einer

erfindungsgemäßen Blutaustauschvorrichtung, wobei diese in unterschiedlichen

030025/0007

Ebenen geschnitten dargestellt ist, ! Abbild. 7 schematisch ein Gehäuse einer erfindangsi¹

geraäßen Austauschvorrichtung, ι

Abbild. 8 einen Gehäusedeckel für ein Gehäuse nach'

i Abbild. 7,

Abbild. 9 eine Draufsicht auf das Stirnende einer j

Lage zur Erläuterung der Configuration i

i der Abstandhalter, ,

Abbild. 10 eine Darstellung entsprechend Abbild.9 · j ^:

j mit einem anders gestalteten Abstand- ,

i halter, 'I

! Abbild 11 eine Darstellung entsprechend Abbild. 9

j oder 10 mit einem weiteren, abweichend

j gestalteten Abstandhalter,

Abbild. 12 eine Darstellung entsprechend Abbild. 9

bis 11 mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Abstandhalters und einem \

besonders gestalteten Gehäusedeckel.

Abbildung 1 zeigt schematisch zwei Lagen einer Blutaustauschvorrichtung. Derartige Lagen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden in gleicher oder ähnlicher Ausgestaltung auch für eine erfindungsgemäße Blutaustauschvorrichtung verwendet.

030025/0007

Innerhalb von Membranhüllen 1, die bisher schlauchartig gestaltet sind, sind Netzzwischenlagen 2 angeordnet. Die Größe der Schlauchform bestimmt dabei die Breite der einzelnen Lagen 3,aus denen eine solche Blutaustauchvorrichtung hergestellt wird. Statt schlauchartiger Membranhüllen 1 können auch Streifen solcher Membranfolien beiderseits auf eine Netzzwischenlage 2 aufgebracht und an den Seiten verschweißt oder verklebt werden. Eine Blutaustauschvorrichtung enthält etwa 50 oder mehr solcher Lagen übereinander, die ζ Abmessungen von 45 x 200 mm besitzen. Der Stirnquerschnitt einer solchen Blutaustauschvorrichtung beträgt dann beispielsweise 45 χ 45 mm. Je kleiner die Abmessungen gehalten werden, desto geringer ist natürlich die Wirksamkeit einer solchen Vorrichtung, da ja der Massentransport der Membranflache proportional ist. - ·

Erfindungsgemäß wird,wie Abbild. 2 andeutet, auf jede der Lagen an den Stirnkanten je ein Abstandhalter 4 aufgebracht Dieser umfaßt einen schmalen, parallel zur Stirnkante verlaufenden Bereich 5 und entlang der seitlichen Kanten der Lagen sich erstreckende Ansätze 6 bzw. 7. Die Ansätze 6 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel schmaler gehalten als die Ansätze 7. Diese Abstandhalter 4 können aus undurchlässiger dünner Folie bestehen, die auf die Lagen 3 aufgeklebt werden, sie können aber auch nach bekannten Verfahren aufgedruckt werden.

030025/0007

Nun werden die so vorbereiteten Lagen -zu einem Paket auf- !· einander geschichtet, wobei gleichzeitig oder anschließend I alle Lagen über die gesamte Fläche der Abstandhalter 4 miteinander verklebt oder verschweißt werden, so daß eine Abdich- ; tung der Zwischenräume zwischen den Lagen 3 zur Stirnkante
und über einen bestimmten Längenbereich der Seitenkanten
der Lagen erzielt wird.

Das aus einer vorbestimmten Zahl von Lagen bestehende Paket wird nun stirnseitig bis zu einer Linie 8 in eine Vergu3-masse 9 getaucht. Diese Grenzlinie 8 liegt jenseits des
Endes des schmalen Bereichs 5 der Abstandhalter, jedoch
diesseits der Enden der seitlichen Ansätze fe und 7. Dabei ' ^; ist das Paket in einem Gehäuse 10 angeordnet. Diese Ver- i hältnisse sind schematisch in Abbild. 3 dargestellt. Nun

j wird das Paket parallel zur Stirnfläche entlang einer Linie ι

11 abgetrennt. Diese Linie 11 liegt in dem Bereich zwischen' j der Innenkante des schmalen Bereichs 5 des Abstandlialters j und der Grenzlinie 8, bis zu der die Vergußmasse reicht. |

j

Dies bedeutet, daß der schmale stegförmige Bereich 5 des \

j Abstandhalters abgetrennt wird und lediglich Teile der _f seitlichen Ansätze 6 und 7 stehen bleiben. Das Ergebnis istj

in Abbild. 4 schematisch dargestellt. Nun wird im Abstand ' von der Grenzlinie 8 der Vergußmasse 9 eine Durchbrechung

030025/0007 COPY

! 4b

j senkrecht durch das ganze Paket durch Ausstanzen oder dergl.

ι hergestellt. Diese Durchbrechung liegt innerhalb der Um-

grenzung des Ansatzes 7 des Abstandhalters, aber gleichzeitig jenseits der Grenzlinie 8 der Vergußmasse.

Abbild. 5 zeigt echematisch eine Stirnansicht eines solchen Pakets und zeigt zugleich die Wirkung, die durch das Vorhandensein der Abstandelemente 4 während des Tauchens der j Stirnenden in die Vergußmasse hervorgerufen wird. Die Grenzi linien der Durchbrechung 12 sind in Abbildung 5 bei 13 ange deutet. Sie deuten an, daß in diesem Ausführungsbeispiel die Durchbrechung von oben nach unten konisch verjüngt ausgebildet ist. Die Durchbrechung 12 kann jedoch auch zylindrische Formgebung haben. Die Einzelheiten werden weiter unten näher erläutert.

Die Abstandhalter 4 erfüllen demnach eine dreifache Funktioji Sie definieren den Abstand bzw. die Dicke der Spalten 14 zwischen benachbarten Membranhülsen bzw. zwischen benachbarten Lagen. Die Abstandhalter verhindern ferner das Eindringen der Vergußmasse in das Innere dieser Spalten 14. Zu diesem Zweck sind die seitlichen Ansätze 6 und 7 entlang der Seitenkanten jeder Lage bis über die Grenzlinie 8 der Vergußmasse hinaus vorgezogen.

030025/0007

Die Abstandhalter dienen außerdem der Abdichtung der Uurchbrechungen 12 gegenüber den Spalten 14. . .

Abbild.. 7 und 8 zeigen in Ansicht ein Gehäuse 10 und

Gehäusedeckel 15· Das Gehäuse weist auf den beiden Deck- '

flächen 16 je einen Anschlußstutzen 17 auf, der mit den :

Durchbrechungen 12 fluchtend angeordnet ist. Die Gehäuse- j

deckel 15 weisen Anschlußstutzen 18 für die Zuführung von i Flüssigkeit in die Spalten 14 zwischen den Lagen 3 auf.

Die Wirkungsweise und der Aufbau »iner erfindungsgeraäßen Blutaustauschvorrichtung ergibt sich anhand der Abbild. 6. Diese zeigt das Stirnende einer erfindungsgemäßen Blutaustauschvorrichtung mit unterschiedlichen lotrechten Schnittebenen innerhalb der einzelnen Lagen 3.

Die unterste Lage 3a ist vor dem Durchtrennen entlang der Schnittlinie 11 dargestellt und zeigt den auf ihr ange- brachten Abstandhalter 4 in seiner ursprünglichen Form. Nach dem Durchtrennen bleiben lediglich die seitlichen An sätze. 6 und 7 der Abstandhalter stehen. Die Vergußmasse 9 ist bis zur Grenzlinie 8 in die Netzzwischenlagen 2 der Lagen 3 eingedrungen.

030025/0007

ÖAD ORIGINAL

Die Ansätze 7 dichten den Umfang der Durchbrechung 12 gegenüber dan Spalten 14 zwischen den einzelnen Lagen ab: Innerhalb der Durchbrechung 12 liegen die Netzzwischenlagen 2 zwischen den Membranhüllen 1 frei.

Auf diese Weise kann in der einen Strömungsrichtung von der Stirnseite der Blutaustauschvorrichtung her eine erste Flüssigkeit,z.B. Blut_;in Richtung der dunklen Pfeile 19 in die Spalten 14 zwischen den Lagen 3 eintreten. In der entgegengesetzten Richtung kann im Sinne der hellen Pfeile 20 eine zweite Flüssigkeit, z.B. eine Dialysierlösung,durch die Räume innerhalb der Netzzwischenlage 2 fließen und durch die Durchbrechungen 12 in diese Netzzwischenlagen zugeführt bzw. aus diesen abgeführt werden.

Beide Flüssigkeiten können durch die halbpermeablen Membran schläuche 1 hindurch Moleküle austauschen.

Bei dem in Abbild. 9 dargestellten Abstandhalter 21 sind die seitlichen Ansätze 22 dreieckig gestaltet. Damit wird eine gleichförmigere Einströymg erzielt. Außerdem ist bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiterer Abstandhalter 23 angeordnet, der eine Durchbrechung 24 umschließt. Diese Durchbrechung 24 entspricht den Durchbrechungen 12 des Ausführungsbeispiels nach den Abbildungei 2 bis 8.

030025/0007

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abbild. 10 ist der Abstandhalter 25 mit zwei untereinander gleichen seitlichen Ansätzen 26 versehen, die je eine Durchbrechung 27 erhalten, die wiederum den Durchbrechungen 12 entsprechen.

Der Abstandhalter 28 nach Abbild. 11 weist Ansätze 29 und 30 auf, die denen nach Abbild. 2 bis 4 ähnlich sind. Die Durchbrechung 31 durch den breiteren Ansatz 30 ist hierbei nicht kreisrund sondern rechteckig geformt.

Der Abstandhalter 32 nach Abbild 12 weist zwei untereinander gleiche seitliche Ansätze 33 auf. Diese sind mit dein ' schmalen mittleren Bereich über zurückspringende Stege 34 verbunden. Die Durchbrechungen 35, die in diesen Abstand- j haltern angebracht werden, münden in die Stirnflächen der Lagen 3· Es ist ersichtlich, daß nach dem Abtrennen der Linie

11 der mittlere Bereich der Netzzwischenlagen bis zur Grenzlinie 8 mittels der Vergußmasse abgedichtet ist, während im Bereich der Durchbrechungen 35 die mit den Ansätzen 33 lot-! recht fluchtenden Stirnkanten der Netzzwischenlagen offen liegen. Damit ist es möglich, beide Flüssigkeiten, die durch die Blutaustauschvorrichtung geführt werden, von der Stirnseite her ein- bzw. austreten zu lassen. Zu diesem

030025/0007

Zweck ist das Gehäuse 36 der Blutaustauschvorrichtung mit einem besonderen Gehäusedeckel 35 versehen. Dieser weist im Bereich der Stege 34 abdichtend anliegende Trennwände 38 auf, welche einen ringförmigen Sammelraum 39 nach innen hin begrenzen. Dieser Sammelraum mündet in einen Anschlußstutzen 40. Innerhalb der Trennwände 38 entsteht ein Zuführraum 41 für das Blut, der nach außen in einen Anschlußstutzen 42 mündet.

Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens unterschiedliche Kombinationen von Merkmalen Anwendungen finden können.

030025/0007

Claims

284794b

: Ansprüche:

ί Λ Λ Blutaustauschvorrichtung, bestehend aus einer Vielzahl
-j von Lagen, die je eine Membranhülle und eine von dieser

j umhüllten Netzzwischenlage umfassen, wobei die Lagen durch j

J i

j Abstandhalter in geringem Abstand voneinander gehalten j

I sind, wobei zwischen benachbarten Lagen Blut und innerhalb

I der Netzzwischenlagen eine Austauschflüssigkeit geführt

! wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (3) stirnseitig ; derart in einer Vergußmasse (9) eingebettet sind, daß die j

t 1

j Zwischenräume (14) zwischen benachbarten Membranhüllen (1) J ¹ offenbind.

ί 2. Blutaustauschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-
; zeichnet, daß an den Ecken der Stirnseiten Abstandhalter

j ι

: (6, 7) angeordnet sind, die den Zwischenraum (14) zwischen j

benachbarten Membranhüllen abdichtend ausfüllen, und daß
die Abstandhalter und die Lagen miteinander fluchtende,
senkrechte zur Ebene der Lagen verlaufende Durchbrechungen

(12,24) aufweisen, an deren Wandungen die Netzzwischenlagen

frei liegen. !

0 30025/0007 original inspected

"²" 234794S

Verfahren zur Herstellung einer Blutaustauschvorrichtung
nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbereiteten, aus einer Membranhülle (1) und einer Netzzwischenlage (2) bestehenden Lagen (3) an beiden

Stirnenden mit einem Abstandhalter (4) versehen werden, derj aus einem schmalen, streifenförmigen Bereich (5) mit anschließenden,nach innen ragenden Ansätzen (6,7) besteht,
daß die Lagen im Bereich der Abstandhalter miteinander !

abdichtend zu einem Paket verbunden werden, daß die Stirn- i enden des Pakets anschließend über einen eine etwas größere;

Tiefe als die der Abstandhalter in eine Vergußmasse (9) getaucht und nach dem Aushärten derselben im Bereich zwischen der Innenkante des Abstandhalters und der Innenkante der

ι -

! Vergußzone (8) parallel zur Stirnfläche abgetrennt werden

j 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb mindestens eines der Ansätze (7; 26) eine das
Paket durchdringende Durchbrechung (12 j 27) eingebracht

! wird. !

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, j daß die Abstandhalter aufgelegt und mit den Membranhüllen : fest verbunden werden. j

ι ■ ■ ι

030025/0007

-ι -

2947945

j f>. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

; daß die Abstandhalter aufgedruckt werden.

7. 'Verfahren nach einem der Ansprüche 3 Ms 6, dadurch gekenn-j zeichnet, daß die Lagen im Bereich der Abstandhalter durch

^; . Verschweißen zu einem Paket verbunden werden.

j 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn-*

'. zeichnet, daß die Lagen im Bereich der Abstandhalter durch

j Verkleben zu einem Paket verbunden werden.

. 9. Blutaustauschvorrichtung nach einem der vorhergehenden

: Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Außen-

• gehäuse ( 36 ) angeordnet ist, welches an den Stirnseiten ι des Pakets zu- bzw. Abströmkanäle in Deckel teilen (35 )

• aufweist.

10. Blutaustauschvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckflächen ( 16 ) des Gehäuses mit Anschlußstutzen ( 17) versehen sind, die mit den Durchbrechungen der Abstandhalter fluchten.

11. Blutaustauschvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen an raum-diagonal gegenüberliegenden Ecken der Stirnseiten angeordnet sind.

030025/0007

2547141

12. Blutaustauschvörrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagen (3) abdichtende gesonderte Abstandselemente (23) angeordnet sind, innerhalb derer die Durchbrechungen. (24) eines Paketes eingebracht sind.

030025/0007