NO116924B - - Google Patents

Description

Apparat for rensing av blod ved dialyse.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for rensing av. blod

ved hjelp a<y>dialyse. Ved slike apparater, som ofte benevnes kunstige nyrer, bringes forurensinger som befinner seg i blodet til å diffundere ut gjennom en semipermeabel membran for å bortfbres med en rensevæske, hvorigjennom det erholdes en renseeffekt tilsvarende kroppens naturlige nyrer. De for blodvæsken nodvendig rom kan bestå av kamre mellom parvis parallelt lagte ark av semipermeable membraner, som er tettet langs sine omkretser slik at det erholdes flate kamre.

Ved behandling av pasienter med kunstige nyrer er det av flere grunner onskelig å bare anvende pasientens eget blod ved behand- lingen. Herved innkoblec. den kunstige nyre. direkte mellom en kraftig arterie og vene hos pasienten, hvorved pasientens eget hjerte fungerer som pumpeorgan. Da bare en m.* itire mengde blod kan tillates å være skilt fra pasienten, omtrent 30°!?

er det av storste betydning at denne blodmengde effektivt utnyttes for å oppnå en god dialyseeffekt. Av denne grunn gjbres det for dialysen utnyttbare membranareal så stort som mulig slik at man derigjennom kan oppnå et hoyt areal/volumforhold. Imidlertid har det derved vist seg meget vanskelig å fremstille reproduserbare nyrer med visse bestemte blodvolum. Dette henger blandt annet sammen med membranens utbukting som ved kjente nyrer er meget vanskelig å forutsi og i hoy grad avhengig av slike faktorer som blodtrykket hos pasienten, variasjoner i dialysevæskens trykk og innspenningskreftene i de organer som tettende sammenpresser nyrens forskjellige deler. Da det er onskelig at nyrene ved seriefremstilling fremviser så små volumvariasjoner seg i mellom som mulig, må den nevnte egenskap ved tidligere kjente nyrer ansees å representere en alvorlig mangel. Et formål med oppfinnelsen er derfor å frembringe en kunstig nyre med ganske definert volum selv ved masseproduksjon av engangsnyrer, uten at derfor det for dialysen utnyttbare membranareal reduseres.

Blodmengden boi* også fordeles i et jevntykt skikt i nyren, dette for at dialyseeffekten skal bli optimal, og for at stromningsmotstanden for blodet kan holdes på et forut bestemt, akseptabelt nivå, ved at motstanden ikke okes p.g.a. vanskelig bestembare variasjoner i blodskiktets tykkelse. Dette er av vesentlig betydning når pasientens hjerte fungerer som pumpeorgan, idet mekaniske pumper bor unngås p.g.a. at blod er en, ikke minst mekanisk, omtålig substans.

Oppfinnelsen angår således et apparat for rensing av blod ved dialyse, hvor forurensninger som befinner seg i blodet bringes til å diffundere gjennom semipermeable-membraner som begrenser blodvæsken og ut i en rensevæske, som forurensningsproduktene fores bort med, hvilke membraner avgrenser kamrene for det blod som skal renses og er planparallelt anordnet, og det særegne ved apparatet i henhold til oppfinnelsen er at det mellom nær liggende parallelle blodkammere er anordnet skiveformete avstandsorganer som holder de blodforende organer adskilt i bestemt avstand fra hverandre, samtidig som to nærliggende avstandsorganer ved hjelp av klossformete forhøyninger innenfor vel avgrensede områder, som avgrenses av klossenes ovr.e, plane overflater, sammenpresser membranene til gjensidig anlegg mot hverandres indre vegger, hvorigjennom det erholdes et noye bestemt blodvolum og et hbyt forhold mellom areal og volum,

dvs. et hoyt forhold mellom det for dialysen utnyttbare membranareal,. og den blodmengde som befinner seg i blodkarene, idet'de for rensevæsken anordnede kanaler avgrenses av rom mellom avstandsorganene og membranene samt ytre tetningsorganer.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

I det folgende skal en foretrukket utforelsesform for apparatet ' beskrives med henvisning til de vedfoyde skjematiske tegninger, hvor fig. 1 viser et perspektivriss av en kunstig nyre av den plane type, hvorved visse detaljer av hensyn til tydeligheten er utelatt. Fig. 2 viser et forstorret snitt gjennom et parti av en nyre. Fig. 3 viser en del av et avstandsorgan sett frao<y>ersiden eller undersiden. Fig. h illustrerer hvordan tilfbrselen for blodet kan anordnes. Fig. 5 viser hvorledes visse tetningsproblemer kan loses ved en plan nyre.

I fig. 1 vises en såkalt plan nyre. En slik nyre består av en stabel 1 av på hverandre anordnede lag av blodkamre og kanaler for rensevæske, skilt av en semipermeabel membran. Med 2 be-tegnes en ovre skive av hårdplast eller metall og 3 betegner en nedre skive. Stabelen 1 sammenholdes og sammenpresses ved hjelp av et antall stenger h som sammenpresser skivene 2 og 3 og er gjenget i den ene ende og der forsynt med skrueanordninger 5, passelig vingemuttere. " I den ovre skive 2 finnes videre et tilforselsmunnstykke 6 for blod og to munnstykker 7 og 8 for

rensevæske. I tilslutning til blodtilforselsmunnstykket 6

loper en gjennomgående kanal gjennom samtlige lag tabelen 1 helt frem til men ikke gjennom den nedre skive 3-allelt med denne kanal, men anordnet ved den motsatte side av stabelen, er der anordnet en tilsvarende kanal, som går fra den ovre skive gjennom lagene i stabelen 1 og gjennom den nedre skive 3?i hvilken er anordnet jt munnstykke for bortforing renset blod. I tilslutning til munnstykkene 7 og 8 finnes gjennom stabelen lopende kanaler, tilsvarende blodkanalene.

Av fig. 2 og 3 fremgår hvorledes blod- og rensevæskekammerne henholdsvis kanalene anordnes. Her betegner 10 og 11 to membraner av for blod semipermeabelt material, fortrinnsvis viskose-cellulose, selv om også andre materialer kan anvendes. Da membranene er arkformet, hvilket vanligvis er tilfellet ved den plane nyre, er de sammenfort eller forseglet langs-med sine omkretser, se fig. 5 , slik at et lukket kammer erholdes mellom hvert arkpar 10 og 11.

Mellom, hvert membranpar 10 og 11 er det anordnet et avstandsorgan 12. Et slik oppviser et'sentralt, skiveformet midtparti 13 beliggende midt mellom to membranpar 10 og 11. Fra midt-partiet 13 strekker seg symmetrisk til begge sider et stort antall jevnt i rader fordelte klosser 1^, 15. Hver kloss 1^,15 er av parallellepipedisk form og kommer folgelig til å fremvise med det sentrale parti 13 parallelle rektangulære overflater 16 henhv. 17,

Parallelt med og i rommet mellom klossenes langsider er det videre anordnet fra det sentrale parti 13 til hver side utskyt-ende forhøyninger 18 og 19. Disse fremviser som det fremgår av figurene et tverrsnitt i form av et likebenet parallelltrapes med basis mot det sentrale parti 13-

Organenes 18 og 19 parallelle overflater 20 henhv. 21■er parallelle med det sentrale parti 13 og er i forhold til flatene 16 og 17 meget små. Man kan eventuelt la såvel klossene 1<*>f, 15

som organene 18, 19 være utformet som lange lister med uforandre-de tverrsnittsdimensjoner. Klossene 1^ og 15 og i den utstrek-

ning forhøyninger 18 og 19 finnes, bor dog ha en polygonal tverrsnittsflate (se fig. 3), fortrinnsvis rektangulær som illustrert. Dette frembyr den fordel at rensevæsken meddeles en viss turbulens når den presses frem i kanalene mellom klossene, i forhold til hvis klossene skulle ha en rund vb?orm-ning.

Avstandsorganene 12 er passende tilvirket avet termoplast-material, f.eks. polyetylen av middelhård-type, som lett lar seg bearbeide og er såpass billig at nyren kan tilvirkes som en engangs-artikkel, som ikke minst ut fra et hygienisk synspunkt er av meget stor betydning.

Ved hjelp av skruene k og mutrene 5 sammenpresses nyrens forskjellige lag. Avstandsorganene 12, som er helt ensartet anordnet, kommer derved med sine overflater 16 og 17 til å fores mot hverandre. Innenfor de av nevnte flater vel avgrensede områder kommer følgelig membranen 10 og 11 til å presses sammen.. I' de ovrige områder kommer rommet 23 mellom de to semipermeable membraner 10 og 11 til å inneholde blodvæske. Ved hjelp av organene 18 og 19 sammenpresses membranene et stykke mot hverandre, som det fremgår av fig. 2, hvorigjennom blodvolumene betraktelig reduseres uten at det for diffusjon nyttbare membranareal minsker mer enn det som motsvares av de små flater 20 og 21 .

Mellom avstandsorganene 12 og membranene 10, 11 danner videre klossene 1<*>f og 15 og de volumreduserende og volumbestemmende organer 18 og 19 et stort antall kanaler 22 for rensevæske, som kan bestå av en saltopplosning, f.eks. NaCl i vann.

Som nevt i forbindelse med fig. 1 er den plane nyre forsynt med en gjennomgående kanal for tilforsel av ubehandlet blod og en kanal for tilbakeføring av renset blod til pasienten. Kanalene er i. prinsippet anordnet likedan. Den i fig. h viste kanal 25 kan altså illustrere såvel en tilforselskanal som en til-bakeforingskanal. Det antas imidlertid i dette tilfelle at den utgjor en tilforselskanal for blod som skal renses.

Herved er innlopet til kanal 25 koblet til det i fig. 1 viste munnstykke 6. Mellom avstandsorganene 12 og membranene 10 og 11 er det i nedfreste rom anordnet linseformede fordelingsorganer

26. Disse er forsynt med et flertall stråleformet anordnede,

i forhold til kanalen realtivt smale fordelingsror 27. Gjennom disse kan blodvæske transporteres fra kanalen 25 ut i blodkammerne 23. For å opprettholde en god tetningsvirkning mellom fordelingsorganene 26 og membranene 10 og 11 er fordelingsorganene forsynt med forhoyninger .og fordypninger i området for anlegget mot membranene, idet det er anordnet pakninger 28 mellom membranen og avstandsorganene som vist i fig.' h.

Hvorledes tetningen mellom membranenes ytterkanter kan utfores

i det tilfelle at disse er akformet ,er allerede antydet tidligere.

Fig. 5 viser nærmere hvorledes tetningen med fordel kan utfores - ved utnyttelse av avstandsorganene 12. I en forlenget del 28a av disse befinner det seg utfreste spor, hvori er anordrri; pakninger 29 og 30. Når stabelen 1 i fig. 1 sammenpresses ved hjelp av skruene h og mutrene 5 kommer pakningene 29 og 30 til å presse membranene 10 og 11 hårdt sammen slik at en god tetningsvirkning erholdes mellom membranene, idet også volumene 22

for rensevæsken tettes.

Selv om anordningens virkemåte fremgår av det som. er beskrevet

i det foregående skal virkemåten forklares i korthet. Fra en av pasientens arterier ledes blod gjennom en slange direkte til nyren, hvorved slangen er koblet til munnstykket 6 i fig. 1. Blodet kommer herigjennom til å fores inn i den i den '' ene

ende av nyren anordnede kanal 25, som vises i fig. h. Etter-hvert som blodet renner nedover i kanalen 25 kommer ved hvert fordelirg sorgan 26 an viss mengde blod til å avledes gjennom fordelingsrorene 27 til blodkammerne 23 mellom membranene 10

og 11. På den annen side av membranveggene befinner det seg en saltopplosning. På grunn av det osmotiske trykk som oppstår mellom blodet og saltopplosningen kommer de forurensninger som befinner seg i blodet til å diffundere gjennom membranveggene og ut i saltopplosningen. Saltopplosningen holdes hele tiden sirkulerende ved at nye væske tilfores,gjennom munnstykket 8, mens den saltopplosning som har opptatt blodets forurensninger bortfores gjennom munnstykket 7. Når blodet er renset fores

det gjennom det i den annen ende av nyren anordnede avtappings-ror.

For en vellykket gjennomforing er det som nevnt av betydning at det såkalte forhold mellom areal og volum holdes på et hoyt nivå, uten at stromningsmotstanden for blodet av denne grunn blir for hoy, og dette har kunnet oppnås ved de spesielt ut-formede avstandsorganer 12. Disse fremviser to forskjellige slags forhoyninger. En hoyere klossformet forhoyelse har en realtivt stor plan toppflate, som er parallell med avstands-organets midtparti, hvorved nærliggende avstandsorganer i nyren har sine klossformede forhoyninger stående mot hverandre. Når de to avstandsorganer fores sammen kommer bevegelsen til å be-grenses av de nevnte klosser, hvis ovaflater mellom seg kommer til å sammenpresse membran-materialet innenfor vel definerte områder. De andre forhøyningene er av mindre hoyde og har vesentlig mindre toppareal. Den korteste avstand mellom de to mot-stående organer av den sistnevnte type, dvs. 18 og 19, bestemmes av stillingene for de storre klossf ormede f orhoyningene Tik og 15?idet disse klosser ikke kan sammenfbres lengre enn til en bestemt utstrekning, dvs. til membranmaterialet helt er sammen-presset i de nevnte områder.

Til tross for at de mot klossenes overflater 16 og 17 svarende deler av membranarealet ikke kan utnyttes for dialyse, reduseres herigjennom ikke forholdet mellom areal og volum, idet det mot disse flater ikke kommer til å ligge noen blodvæske.

I stedet kan blodvolumet ved anlegg av klossene 1<*>+ og 15 mot hverandre noye bestemmes, hvorved forhoyningene 18 og 19 utgjor et verdifullt komplement ved at blodkamret på onsket måte og i onsket grad kan innsnevres uten at det utnyttbare diffusjons-areal nevneverdig reduseres.

For ytterligere å sikre nyrens noyaktige volum kan klossene 1<*>f

og 15 gjores så elastiske at hele nyren presses sammen om trykket i saltopplosningen synker. Ved dette sammenfores de mindre, volumjusterende organer 18 og 195hvorved blodkaret innsnevres. Nyren blir således selvregulerende i forhold til dialysevæskens trykkvariasjoner, hvorved blodvolumet, som ellers ville oke, kan holdes konstant.

Claims (2)

1. Apparat for rensing av blod ved dialyse, hvor forurensninger som befinner seg i blodet bringes til å diffundere gjennom semipermeable membraner som begrenser blodvæsken og ut i en rensevæske, som forurensningsproduktene fores bort med, hvilke membraner avgrenser kamrene for det blod som skal renses og er planparallelt anordnet, karakterisert ved at det mellom nærliggende parallelle blodkammere er anordnet skiveformete avstandsorganer (12) som holder de blodforende organer adskilt i bestemt avstand fra hverandre, samtidig som to nærliggende avstandsorganer ved hjelp av klossformete for-høyninger (1^,15) innenfor vel avgrensede områder, som avgrenses av klossenes ovre, plane overflater (16,17), sammenpresser membranene (10,11) til gjensidig anlegg mot hverandres indre vegger, hvorigjennom det erholdes et noye bestemt blodvolum og et hoyt forhold mellom areal og volum, dvs. et hoyt forhold mellom det for dialysen utnyttbare membranareal og den blodmengde som befinner seg i blodkamrene, idet de for rensevæsken anordnede kanaler (22) avgrenses av rom mellom avstandsorganene (12) og .membranene (10,11) samt ytre tetnings organer.-

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved blodkammerinnsnevrende forhoyninger (18,19) med noe lavere hoyde enn de klossformede forhoyninger (1^,15) og med vesentlig mindre toppoverflate (20,21). .3* Apparat som angitt i krav 2, karakterisert .ved at i det minste de klossformede forhoyninger (1^,1 5) er tilvirket av et material som er så elastisk eller forhøy-ningene er så fjærende at de presses sammen hvis trykket i . rensevæsken synker. h. Apparat som angitt i krav 1-3» bestående av en stabel av på hverandre anordnede lag av blodkamre, avstandsorganer samt" kanaler for rensevæske, karakterisert ved rorformede kanaler (25) som forbinder samtlige blodkamre, idet det i kanalene (25) mellom hvert nærliggende avstandsorganpar er anordnet et fordelingsorgan (26) for blodvæske, bestående av et legeme med et relativt tykt sentralror, som også utgjor en del av den nevnte rorformede kanal, samt at det fra denne forer stråleformet anordnede smalere kanaler (27) , gjennom hvilke blod fores til henhv. fra blodkamrene mellom membranene (10,11). 5. Apparat som angitt i~ krav 1—W, karakterisert ved at klossene 1^ og 1 5 og i den utstrekning forhøyningene 18 og 19 også forefinnes, har en polygonal tverrsnittsflate, fortrinnsvis rektangulær, slik at rensevæsken kan bli meddelt en viss grad av turbulens.