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Blutdialysiergerät Die Erfindung betrifft ein Blutdialysiergerät (sogenannte
künstliche Niere), dessen Zu- und Ablauf mittels geeigneter Leitungen, vorzugsweise
aus Kunststoff, an Körperadern angeschlossen werden, und bei dem das zu reinigende
Blut einer semipermeablen Membran zugeleitet wird, die auf der dem Blutfluß abgekehrten
Seite von einer Elektrolytlösung bekannter Zusammensetzung umspült wird. Bei den
bisher bekannten Geräten dieser Art ist eine motorisch angetriebene Blutpumpe vorhanden,
durch welche das Blut in das eigentliche Dialysiergerät befördert wird.
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Im Prinzip bestehen die bekannten Dialysiergeräte durchweg aus einem
semipermeablen Membranschlauch (aus Cellophan), der um einen Zylinder aus Drahtgeflecht
gewickelt oder spiralartig in ein Maschensystem aus Fiberglas eingelassen ist. Dieses
Schlauchsystem taucht in die Dialysierflüssigkeit bekannter Zusammensetzung ein,
die wiederum mittels einer Pumpe oder einer sonstigen Umwälzvorrichtung umgewälzt
wird. Es wird dabei auch Sauerstoff zugeführt und die Flüssigkeit mittels Thermostat
auf einer Temperatur von 38 bis 400 C gehalten.
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Die bekannten Geräte haben durchweg den Nachteil, daß sie zu aufwendig
und zu kompliziert zu bedienen sind. Der für den eigentlichen Dialysiervorgang notwendige
Schlauch muß, um die notwendige Austauschoberfläche zu schaffen, mehrere Meter lang
sein. Außerdem müssen bei den bekannten Verfah ren besonders geschulte Arzte und
zum Teil auch Techniker während der Durchführung des Verfahrens zugegen sein, um
die Vorrichtungen zu überwachen.
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Die komplizierte Bedienung wie auch der große Geräteaufwand bedingen
hohe Behandlungskosten. Ein weiterer sehr wesentlicher Nachteil aller bekannten
Geräte liegt in ihrer unphysiologischen Arbeitsweise.
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Dem Patienten muß Blut mit fremder mechanischer Kraft abgepumpt werden,
wodurch der Kreislauf des Patienten zusätzlich belastet wird. Unphysiologisch und
schädlich ist auch die unmittelbare Berührung, die das zu reinigende Blut mit den
Teilen der Blutpumpe hat, Dadurch wird die Gefahr des Fremdkörperüberganges in das
Blut sowie die Gefahr der Wirbelbildung, Quetschungen usw. und damit auch eine Thrombenbildung
sowie die Haemolysegefahr erhöht.
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Durch die Zwischenschaltung einer mechanischen Pumpe werden außerdem
die Leitungswege für das Blut in körperfremden Materialien sehr lang. Diese langen
Leitungswege müssen aber mit konserviertem Blut aufgefüllt werden. Hierzu ist bei
bekannten Einrichtungen eine Menge von 1 bis 2 Litern konserviertem Blut erforderlich,
um das gesamteBlutreinigungssystem aufzufüllen. Diese Maßnahme stellt wiederum eine
Belastung des Patienten durch Fremdblut dar, die noch durch die schnellere Zerfallsneigung
und zusätzliche Harnstoffbildung erhöht wird. Darüber hinaus ist zufolge des zu
dicken Blutstromes (1 bis 2 mm Durchmesser) in 18 bis 20 m langen Cellophanschläuchen
die Diffusionsgeschwindigkeit zu niedrig, so daß die Behandlung meist 4 bis 8 Stunden
dauert. Zudem bewirken diese übermäßig langen Schlauchleitungen eine erhebliche
Druckerhöhung und demzufolge wiederum eine Schädigung des Blutes.
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Durch das erfindungsgemäße Dialysiergerät werden die erwähnten Nachteile
vermieden.
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Nach der Erfindung kennzeichnet sich die Vorrichtung darin, daß die
blutführende Zuleitung des Gerätes höher als das Herz des Patienten angeordnet ist,
in ein Verteilerrohr mit Austrittsöffnungen übergeht und im Fallbereich des austretenden
Blutes die semipermeable Membran vorgesehen ist, derart, daß das aus dem Verteilerrohr
austretende Blut die Membran möglichst in einem dünnen und gleichmäßigen Film umfließt,
und daß unterhalb der Membran für die Aufnahme des gereinigten Blutes eine Aufnahmevorrichtung
in Form einer Rinne od. dgl. vorgesehen ist, an welche die zur Körpervene führende
Ableitung angeschlossen ist, und daß ferner an beiden Seiten der Membran Mittel
für den Anschluß der von einem bekannten Umwälzbehälter ausgehenden Zu- und Ableitungen
für die Dialysierflüssigkeit vorgesehen sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Verteilerrohr
horizontal und achsparallel über der zylindrischen Membran angeordnet, während innerhalb
der Membran ein die Dialysierflüssigkeit gegen die Membranfläche zu verdrängender
Körper liegt, derart, daß die Dialysierflüssigkeit in einem engen Spalt zwischen
dem Verdrängerkörper und der Membran mit sehr hoher Geschwindigkeit hindurchströmt
und dabei die dünne Membranfolie straff halten kann. Der vorzugsweise zylindrische
Verdrängerkörper ist an beiden Enden zweckmäßig stromlinienförmig ausgebildet und
ist vorn und hinten mit einem Abstandhalter zum Aufstecken der Über-
gangsstutzen
fiir den Anschluß der Zu- und Abflußleitungen versehen. Die auf dem Verdrängerkörper
angeordneten Abstandhalter können stromlinienförmig ausgebildet sein. Um eine einwandfreie
Abdich tung der Membran gegenüber der Dialysierfiüssigkeit zu erzielen, ist zweckmäßig
jeder Übergangsstutzen mit einem tSberwurf- oder Haltering aus Silikon od. dgl.
versehen, der die Membran fest und dicht gegen das Übergangsstück preßt. Als zusätzliche
Sicherung kann noch ein weiterer Abschluß ring vorgesehen werden.
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Es ist denkbar, daß der Verdrängerkörper zus ammen mit der Membran
in-Rotation versetzt werden kann, um beispielsweise den Dialysiervorgang zu beschleunigen.
Zu diesem Zweck können an dem vorderen oder hinteren Ende des Verdrängerkörpers
stromlinienförmig ausgebildete Antriebsflügel vorgesehen sein, welche bei Beaufschlagung
durch die Dialysierflüssigkeit den rotierend gelagerten Verdrängerkörper mit der
auf ihm befestigten Membran in Drehung versetzen. Am vorderen und hinteren Ende
des Verdrängerkörpers sind vorzugsweise stromlinienfömig ausgebildete Halte- und
Übergangsstücke für den Anschluß der Zu- und Ableitungen für die Dialysierflüssigkeit
vorgesehen. Wesentlich ist noch, daß die vom Blut beaufschlagten Teile des Dialysators
in einem zweiteiligen, durchsichtigen und staubdichten Gehäuse angeordnet sind,
dessen oberhalb des Zuleitungsrohres liegenden Teile zur Vermeidung des Abtropfens
von Schwitzwasser im Bereich des Zuleitungsrohres schräg nach unten zu verlaufen
müssen.
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Der Gegenstand -der Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau des Dialysiergerätes; Fig. 2
ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.
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Von der Arterie des Patienten wird mittels Nylonkatheter (Zuleitung
1) Blut abgeleitet und durch ein Verteilerrohr 2 mit Löchern 3 fein verteilt auf
die walzenartig ausgebildete Membran 4 in Form einer Cellophanhaut getropft. Das
Verteilerrohr besteht zweckmäßig aus Teflon. Die vorzugsweise zylinderförmige Membran
4 mit dem sie stützenden Verdrängerkörper 10 in Form einer Walze liegt höher als
das Herz des Patienten. Dadurch wird das Blut nur durch die Herzkraft getrieben.
Das durch das Teflonrohr 2 abtropfende Blut gelangt auf die Membran 4, welche einen
entsprechend großen Durchmesser haben kann.
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Der koaxial zur Membran 4 liegende Verdrängerkörper 10 ist vorn und
hinten stromlinienförmig ausgebildet und mit Aufnahme- oder Haltemittel für übergangsstücke
und die Membran 4 versehen. Im einzelnen kann auf den stromlinienförmigen Enden
des Verdrängerkörpers 10 je ein Abstandhalter 16, 16' angeordnet sein, der ebenfalls
Stromlinienform haben kann. Diese Abstandhalter 16, 16' bilden eine Auflagerung
für die Übergangsstutzen 13, 13', welche vom Zuleitungsrohr 8 auf den größeren Ringkanal
zwischen Membran 4 und VerdrängerkörperlO überführen. Auf diese Ubergangsstutzen
13, 13' ist die Membran 4 aufgezogen. Sie wird durch je einen Haltering 13 a, 13asz
der nach dem Überlegen der Membran 4 auf die Übergangsstutzenl3, 13' aufgesetzt
wird, fest auf diese Übergangsstutzen gespannt. Falls notwendig, können die überstehenden
Enden der Membran 4 noch durch einen Überwurfring 13 b, 13 b' dichtend gegen die
Ubergangsstutzen gepreßt werden.
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Zum Aufstecken der Cellophanmembran wird das Zuleitungsrohr 8 in Richtung
Pfeil F nach außen geschoben und dadurch vom Übergangsstutzen 13 gelöst.
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Dabei werden auch die Teile 13 a, 13 b; 13 a', 13 b' abgenommen und
nach dem Auflegen der Membran 4 wieder fest auf die Stutzen3, 13' aufgebracht. Der
vordere engere Teil der Stutzen 13, 13' ist vorzugsweise als Dreh- und Stecklager
ausgebildet. Die Teile sind aus Silikonkautschuk oder vorzugsweise aus Teflon.
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Die Anschlüsse der Dialysierflüssigkeitszu- und -ableitungen sind
mit 8 und 9 bezeichnet.
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Da der Cellophanschlauch 4 allseitig mit geringem Abstand von etwa
1 mm über der Verdrängerwalze 10 liegt, wird die aus dem Dialysierflüssigkeitsbehälter
7 mittels einer Pumpe 17 in Umlauf versetzte Dialysierflüssigkeit über die Zuleitung
8, in welcher ein Anschlußstutzen 18 für die Zuführung von Sauerstoff vorgesehen
sein kann, in Richtung der Pfeile in dem Ringspalt zwischen Verdrängerkörper 10
und Membran mit hoher Geschwindigkeit durchtreten und die Innenfläche der Membran
4 allseitig bespülen. Somit kann auch auf der ganzen Walzenoberfläche, von welcher
das Blut frei herabfließt, ein intensiver Stoffaustausch stattfinden. Das gereinigte
Blut tropft von der Membran 4 in die Rinne 5 ab und gelangt über das Luftfilter
12 in das Ableitungsrohr 6 bis zur Vene, die in der Zeichnung mit V angedeutet ist.
Nach Durchströmen des Ringspaltes zwischen Membran 4 und Walzenkörper 10 gelangt
die Dialysierflüssigkeit, zusammen mit den aufgenommenen Stoffen aus dem Blut, über
Ableitung 9 zurück in den Behälter 7, welcher entsprechend groß, beispielsweise
100 Liter fassend, gestaltet sein kann. Der Behälter 7 besitzt eine Heizung 19 sowie
eine thermostatische Temperaturregelung20, durch welche die Dialysierflüssigkeit
auf gewünschter Temperatur gehalten wird. Der Elektromotor 21 treibt noch eine Förderpumpe
17 an, welche den Dialysierflüssigkeits-Kreislauf aufrechterhält.
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Wie bereits ausgeführt, wird das Blut lediglich durch den Hertz druck
in das Verteilerrohr 3 befördert und fließt dann, dem natürlichen Gefälle folgend,
über den Membranschlauch 4 der Rinne 5 zu, von wo es zufolge der Neigung der Rinne
ohne fremde Kraft in die Körpervene zurückgelangt. Das Verteilerrohr 3, die VerdrängerwalzelO
mit Membran 4 und die Abflußrinne 5 sind in einem luftdichten Gehäuse angeordnet
und dadurch vor Staub geschützt. Dieses Gehäuse hat die besondere Aufgabe, das Verdunsten
und ein Eintrocknen des Blutes zu verhindern. Es kann zusätzlich mit Sauerstoff
beschickt werden, so daß, falls erforderlich, auch eine Blutwäsche durchgeführt
werden kann. Der Boden des Schutzgehäuses 15 ist mit Schaumgummi od.ä. ausgelegt
und wird zuvor mit physiologischer Kochsalzlösung oder aber nur mit sterilem Wasser
getränkt, um eine Art Dunstkammer zu bilden. Das Gehäuse muß ferner in seinem oberen
Teil so ausgebildet sein, daß ein Abtropfen von Kondenswasser auf die Cellophanwalze
14 vermieden ist.
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Aus diesem Grunde wird zweckmäßig der Oberteil des Gehäuses spitzgiebelig
oder in gotischem Bogen verlaufend ausgeführt.
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Das erfindungsgemäße Gerät kann auch für andere Dialysiervorgänge,
die beispielsweise in der chemischen Industrie vorkommen, verwendet werden. Es zeichnet
sich durch eine äußerst einfache Bedienung sowie insbesondere durch den Wegfall
der Blutpumpe aus, wodurch eine größere Schonung des Patienten und des Blutes erreicht
wird. Das Gerät arbeitet physiologisch einwandfrei, da der Herzrhythmus nicht gestört
ist und das Blut nicht durch Stoß, Quetschen, Wirbelbildung usw. geschädigt und
dadurch die Thrombenbildung gefördert wird. Dabei kann das erfindungsgemäße
Gerät
durch eine einzige Person, nämlich den Arzt selbst, bedient werden. Es ist einfach
und billig herzustellen und durch Verwendung des sehr kurzen Cellophanschlauches
als Dialysiermembran auch billig im Betrieb. Da der Dialysiereffekt erheblich größer
als bei den bekannten Geräten ist, kann die Behandlungszeit wesentlich verkürzt
werden. Man kann bei einer entsprechend großen Membranoberfläche mit einer Zeit
von 16 bis 20 Minuten den gesamten Blutinhalt eines Körpers dialysieren. Darüber
hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in sehr einfacher Weise eine Sauerstoffblutwäsche
auf schonendste Art mit der Blutdialyse verbunden werden. Das Gerät ist transportabel,
und es entfällt das bei den bekannten Geräten immer noch notwendige Auffüllen mit
fremden Blut (Konserven).
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Es ist denkbar, den zylindrischen Verdrängerkörper mit Membran auch
schräg oder sogar lotrecht anzuordnen, ohne daß dabei vom Erfindungsgedanken abgewichen
wird. Dabei können Blutstrom und Dialysierflüssigkeit im Gegenstrom zueinander geführt
werden. Ferner können zur Erhöhung der Leistung der Vorrichtung mehrere, beispielsweise
zwei Membranen mit zugeordneten Verdrängerkörpern hintereinander, also übereinander
oder auch nebeneinander angeordnet werden. Bei Nebenordnung mehrerer Walzen (Parallelschaltung)
kann entweder das Gerät kleiner gehalten und/oder die Dialysierfläche beliebig vergrößert
werden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Blutdialysiergerät, dessen Zu- und Ablauf mittels
Kunststoffleitungen an Körperadern angeschlossen werden und bei dem das zu reinigende
Blut einer semipermeablen Membran zugeleitet wird, die auf der anderen Seite von
einer Elektrolytlösung geeigneter Zusammensetzung umspült wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die blutführende Zuleitung (1) des Gerätes höher als das Herz des Patienten
angeordnet ist, in ein Verteilerrohr (2) mit Austrittsöffnungen (3) übergeht und
im Fallbereich des austretenden Blutes die semipermeable Membran (4) vorgesehen
ist, derart, daß das aus dem Verteilerrohr (2) austretende Blut die Membran (4)
möglichst in einem dünnen und gleichmäßigen Film umfließt, und daß unterhalb der
Membran (4) zur Aufnahme des gereinigten Blutes eine Aufnahmevorrichtung in Form
einer Rinne od. dgl. angeordnet ist, an welche die zur Körpervene führende Ableitung
(6) angeschlossen ist, und daß ferner an beiden Seiten der Membran
(4) Mittel für
den Anschluß der von einem bekannten Umwälzbehälter (7) ausgehenden Zu- und Ableitungen
(8, 9) für die Dialysierflüssigkeit vorgesehen sind.