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Künstliche Niere Die Erfindung betrifft eine künstliche Niere nach
dem Prinzip der Dialyse des Blutes in semipermeablen Schläuchen.
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Künstliche Nieren sind in Krankenhäusern verwendete Apparaturen,
die zur Reinigung des menschlichen Blutes von giftigen Stoffwechselsubstanzen dienen,
wenn die menschlichen Nieren ihre Ausscheidungsfunktion einstellen. Alle künstlichen
Nieren arbeiten nach dem Prinzip der Dialyse. Das menschliche Blut zirkuliert in
geeigneten Gelluloseschläuchen, durch deren feine Poren die toxischen Stoffwechselprodukte
in eine die Schläuche umgebende Spülflüssigkeit von bestimmter Salzkonzentration
übertreten. Die in der Zeiteinheit dialysierte Menge von gesundheitsschädigenden
Stoffen wächst mit der Länge der Dialysierschläuche, welche das Blut durchfließen
muß.
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Diese meterlangen Celluloseschläuche bilden bei den bisher bekanntgewordenen
künstlichen Nieren eines der technischen Hauptprobleme. Sie werden um große, ortsfest
montierte, horizontale oder vertikale Trommeln von etwa 80 cm Durchmesser und 180
cm Länge aufgewickelt. Diese sind aus schwerem Stahl gefertigt, sind mit den nötigen
Zusatzgeräten unhandlich und erreichen etwa die Größe eines massiven Tisches. Die
Herstellungs- bzw. Anschaffungskosten derartiger künstlicher Nieren sind beträchtlich.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten künstlichen Nieren ist es, daß
sie vor ihrer jeweiligen Anwendung immer erst mit den Celluloseschläuchen versehen
und nach der Verwendung ebenfalls in langwieriger Arbeit wieder gereinigt werden
müssen. In der Handhabung sind sie also äußerst umständlich und benötigen hierfür
geschultes Personal.
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So ist beispielsweise eine künstliche Niere bekanntgeworden, die
aus einer spiraligen, flüssigkeitsundurchlässigen Kammerwand gebildet wird, welche
am Boden und am Deckel fest verankert ist. In dieser spiraligen Hohlkammer liegt
ein halbdurchlässiger Celluloseschlauch, der durch ein Metallgitter mehr oder weniger
gestützt werden soll. Da dieses Metallgitter den Celluloseschlauch leicht beschädigen
kann, sind zum Schutze des Schlauches gegebenenfalls noch perforierte Schichten
vorgesehen. Die Dialysierflüssigkeit muß dabei durch die Spiralkammer längs der
Außenseite des Schlauches hindurchströmen. Bei einer derartigen Einrichtung benötigt
man einen außerordentlich langen Dialysierweg, wodurch die Vorrichtung sehr groß
und unhandlich wird.
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Die Erfindung betrifft nun eine künstliche Niere, bei der die geschilderten
Nachteile vermieden sind.
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Sie unterscheidet sich von den bisher verwendeten Bauarten vor allem
durch ihre Gebrauchsfertigkeit; dabei weist sie eine handliche Form auf, benötigt
nur einen geringen Raum, ist äußerst einfach zu hand-
haben und auf sehr wirtschaftliche
Weise herzustellen. Die neue künstliche Niere, die in bekannter Weise mit halbdurchlässigen,
spiralförmig um einen Kern gewundenen Schläuchen zum Durchleiten des Blutes, welche
von der Dialysierflüssigkeit umgeben sind, ausgerüstet ist, weist erfindungsgemäß
das besondere Kennzeichen auf, daß die Schläuche zwischen gitterförmig ausgebildeten
Kunststoffbahnen liegen und zu einer Spule zusammengewickelt sind, wobei die Dialysierflüssigkeit
die Schläuche allseitig, vorzugsweise in Richtung der Wickelachse, umspült. Die
Kunststoffbahnen, zwischen welchen der semipermeable Schlauch liegt, bestehen nach
einer weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen
od. dgI. An ihren Längsrändern tragen die die Schläuche umgebenden Kunststoffbahnen
vorteilhaft Abstandshalter aus gitterförmigem Kunststoffgeflecht, welche durch Schweißen,
Heften, Kleben, Nähen od. dgl. an ihren Längsseiten miteinander verbunden sind.
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Weitere Einzelheiten einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
gehen aus nachstehender Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor, in
welcher eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht
ist. Es zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung des zylindrischen Hohlkerns
und die Art, wie ein durch ein fiüssigkeitsdurchlässiges Material in Form gitterartig
geflochtener Kunststoffbahnen geschützter semipermeabler Schlauch um diesen Kern
gewickelt wird,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer gebrauchsfertigen
künstlichen Niere nach der Erfindung und Fig. 3 in vergrößertem Maßstab die Ansicht
eines von Kunststoffbahnen und Distanzhaltern eingeschlossenen Celluloseschlauches.
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnet 1 einen Schlauch aus semipermeablem
Material, der ein Celluloseschlauch sein möge. Dieser liegt zwischen zwei gitterartig
geflochtenen dünnen Kunststoffbahnen 2, die beispielsweise aus mit Polyvinylchlorid
überzogenem Glasfasergitter bestehen können. An den Längsrändern dieser Bahnen laufen
zwischen ihnen und mit ihnen beidseitig durch Nähte, Schweißpunkte, Kleben, Heften
od. dgl. fest und faltenlos verbundene schmalere Streifen 4 aus gleichem Material,
die als Distanzhalter fungieren. Der von den Kunststoffbahnen2 und den Streifen
4 ummantelte Schlauch 1 ist spulenförmig um einen hohlen zylindrischen Kern 3 gewickelt,
der zusammen mit dem Schlauchwickel in einem gleichfalls zylindrischen Behälter
7 eingesetzt ist und diesen praktisch vollständig ausfüllt (Fig. 2). Der Behälter
7 weist an der Unterseite eine öffnung 9 mit Anschlußstück auf, an welches ein Schlauch
angeschlossen werden kann, durch den während der Dialyse das Salzbad in den Behälter
7 gepumpt wird. Jedes Ende des Dialysierschlauches 1 trägt ein Ubergangsstück aus
Glas oder Kunststoff, das ohne Bildung von toten Räumen den Übertritt des vom Patienten
kommenden Blutes aus einem runden Anschluß schlauch 8 in den flach liegenden Celluloseschlauch
1 und von diesem wieder in einen runden, den Rückfluß zum Patienten bildenden Anschußschlauch
8 ermöglicht. Diese Übergangsstücke sind durch geeignete, über sie gestülpte Gummihütchen
5 geschützt. Der das Blut vom Patienten wegführende Anschluß schlauch 8 ist an der
Innenseite des Hohlkerns 3 und durch eine Öffnung 6 im Mantel desselben geführt
und dann am Übergangsstück des Anfangsteiles des Dialysierschlauches 1 befestigt,
wodurch verhindert ist, daß der Anschlußschlauch durch die Spulenwicklung an der
Außenseite des zylindrischen Kerns komprimiert wird.
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Die spulenartige Aufwicklung des durch die Kunststoffbahnen 2 und
die Distanzhalter 4 geschützten Dialysierschlauches 1 ermöglicht es, auf kleinstem
Raum einen verhältnismäßig langen Schlauch unterzubringen, wobei gewährleistet ist,
daß das den flach liegenden Schlauch zwangläufig in einer dünnen Schicht durchfließende
Blut in größtmöglichstem Kontakt mit der Schlauchfläche bleibt, wie auch umgekehrt
die Spülflüssigkeit zufolge der Maschen des Gitternetzes der Schlauchummantelung
in ausreichendem Maße Gelegenheit zur Berührung mit der gesamten Oberfläche des
Celluloseschlauches hat. Durch geeignete Wahl der Stärke und Zahl der Distanzhalter
4 läßt sich die Dicke des den Dialvsierschlauch durchfließenden Blutfilms genau
festlegen und gleichzeitig auch der Widerstand genau regeln, welcher der Strömung
des Blutes in der Spule entgegenwirkt und deren Leitung mit beeinflußt. Dadurch,
daß die Distanzhalter ebenfalls aus gitterartigem Kunststoffgeflecht bestehen, und
durch die Verbindung von Kunststoffbahnen und Distanzhaltern mit Hilfe von Nähten,
Schweißpunkten od. dgl. ist die Flüssigkeitsdurchlässigkeit auch dieses Teiles der
künstlichen Niere, d. h. auch in der Richtung der Wickelachse gewährleistet.
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Es hat sich gezeigt, daß eine optimale Funktion der künstlichen Niere
erhalten wird, wenn der zwischen drahtgitterartig geflochtenen Kunststoffbahnen
flach
liegende Dialysierschlauch etwa 10 m lang ist, einen Durchmesser von etwa 4,5
cm besitzt und bei einem Außendurchmesser des Hohlkerns von etwa 10 cm in der Ummantelung
so flach gehalten wird, daß die Dicke der Blutschicht, also die Stärke der zwischen
den Kunststoffbahnen 2 liegenden seitlichen, als Distanzhalter dienenden Streifen
4 insgesamt etwa 1,2 mm beträgt. Die Ummantelung des Celluloseschlauches kann aus
jedem Material bestehen, welches eine ausreichende Flüssigkeitsdurchlässigkeit gewährleistet.
Drahtgitterartig geflochtene Kunststoffbahnen der beschriebenen und dargestellten
Art bewähren sich jedoch in dieser Hinsicht wegen der verhältnismäßig weiten Maschen
am besten und haben auch eine ausreichende Kompaktheit, so daß sich der aus Schlauch
und Ummantelung bestehende Streifen gut um den Kern 3 wickeln läßt.
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In dem dargestellten Beispiel ist die künstliche Niere mit einem
Dialysierschlauch ausgerüstet. Es ist aber ebenso möglich, auch zwei parallel nebeneinander-bzw.
- in der Höhe des Kerns 3 gesehen - übereinanderlaufende Schläuche vorzusehen, die
entweder je durch eine eigene Ummantelung geschützt sein oder aber gemeinsam, in
geringem Abstand voneinander zwischen zwei Kunststoffbahnen liegen können. Es dürfen
aber nicht etwa zwei Schläuche direkt übereinandergewickelt werden, da in diesem
Fall zufolge der Berührung ihrer Oberflächen ein Teil der Dialysierfläche für die
Dialyse ausscheiden würde.
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Der Hohlkern, um welchen der Celluloseschlauch oder die Celluloseschläuche
gewickelt sind, kann unter Umständen auch einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt
haben, sofern vermieden ist, daß schärfere Ecken bzw. Kanten vorhanden sind, durch
welche die Blutzirkulation durch die Schläuche gehemmt oder das Blut traumatisch
geschädigt werden könnte. Selbstverständlich muß dann der die Spule aufnehmende
Behälter in seiner Querschnittsform der Form des Kerns angepaßt sein.
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Der aus Dialysierschlauch und Ummantelung bestehende Streifen soll
mit gleichmäßigem Zug um den hohlen Kern 3 herumgewickelt herden. Die fertiggewickelte
und mit den Anschlußschläuchen versehene Spule wird in den genau angepaßten Behälter
7 eingesetzt und dieser mittels eines (nicht gezeigten) Deckels hermetisch verschlossen.
Die künstliche Niere läßt sich so unbeschränkt lange aufbewahren und ist jederzeit
gebrauchsfertig.
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Zur Benutzung der künstlichen Niere wird der Behälterdeckel entfernt
und dann der Zu- und Abflußschlauch 8 an das Kreislaufsystem des Patienten und ferner
der Schlauch für das Salzbad an das Anschlußstück 9 angeschlossen. Die Handhabung
der gebrauchsfertigen künstlichen Niere nach der Erfindung ist demnach denkbar einfach,
da jegliche komplizierenden und zeitraubenden Vorbereitungen entfallen.