-
Beschreibung EINRICHTUNG ZUM ##TFEI?iNEN VON GIFTSTOFFFEN UND ÜBERSCHÜSSI-GEM
WASSER AUS BLUT Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Entfernen
von Giftstoffen.und überschüssigem Wasber ("Kunstniere") aus Blut, die in der Medizin
zur Reinigung des Bluts außerhalb der Niere bei Eranken#i#it großer und chronischer
Niereninsuffizienz verwendet werden.
-
Die Wirksamkeit des Arbeitsverlaufs von Einrichtungen zum Entfernen
von Giftstoffen und überschüssigem Wasser aus dem Blut hängt im wesentlichen-mit
der Geschwindigkeit des Blutflusses durch diese Einrichtung zusammen. Dieser Blutfluß
wird in bisher bekannt gewordenen Entfernungseinrichtungen hauptsächlich durch den
Druck einer Perfusionspumpe oder durch den arteriovenösen Druckunterschied des Kranken
selbst erreicht. Durch die Anwendung der Perfusionspumpe wird der
Aufbau
der Einrichtung kompliziert und der Gebrauch #er Einrichtung erschwert. Die Benutzung
des arteriovenösen Druckunterschiedes erweist sich unter den meisten Verhältnissen
als unmöglich, wie dies beispielsweise bei einer arteriovenösen isel oder beim Anschluß
der Einrichtung nach dem "Vene - an - Vene" - bzw. ~Vene - an - Arterie" -Verfahren
der Fall ist.
-
Die genannten Umstände machen es unter Umständen notwendig, das Blut
ohne Benutzung der Perfusionspumpe oder des arteriovenösen Druckunterschiedes des
Kranken durch die Einrichtung fließen zu lassen.
-
Diese Aufgabe ist in einer bekannten Einrichtung gelöst (s. Lewis
W., Bluemle u.a. Gedrängte Einrichtung zur Blutdialyse1, in ~Kunstorgane", USA,
Bd. XI, 1965, 5.15?), die einen Dialysator, einen Behälter für Dialyselösung* der
mit dem Raum der Dialyselösung über mit einem Mittel zur Förderung der Dialyselösung
und mit einem Mittel zur Veränderung des'Widerstandes der durch die Rohrleitung
fließenden Dialyselösung versehene Zuleitungs- -und Abführungsrohre kommuniziert,
sowie Umsteuerungsmittel einschließt, welche am Zuleitungs- sowie Abführungsrohr
des blutführenden Dialysatorraumes montiert sind. Das Förderungsmittel der Dialyselösung
stellt eine Druck- und Vakuumpumpe dar, die am Zuleitungs- bzw. Ableitungsrohr eingebaut
sind, währenddäs Mittel zur Veränderung des Durchflußwiderstandes der durch die
Rohrleitung strömenden Dialyselösung in Form von gesteuerten Ventilen ausgelegt
ist; die#in das Zuleitungs-bzw. Ableitungsrohr des blutführenden Dialysatorraums
eingebauten Umsteuerungsmittel bestehen aus gesteuerten Ventilen.
-
Beim Einschalten der gesteuerten Ventile am Zuleitungsrohr der Dialysierlösung
und am Ableitungsrohr des blutführendenDialysatorraums unter Einwirkung des durch
eine Druckpumpe entwickelten Drucks verstellt sich die
Dialysiermembran
in dem Sinne, daß sich der Rauminhalt des blutführenden Dialysatorraums verkleinert
und das Blut ausdem Dialysator durchs Ableitungsrohr verdrängt wird. Hiernach werden
die. gesteuerten Ventile am Dialysierlösungszuleitungsrohr und am Ableitungsrohr
des blutführenden Dialysatorraums abgestellt und die gesteuerten Ventile am Ableitungsrohr
der Dialysierlösung und am Zuleitungsrohr des blutführenden Dialysatorraums schalten
ein. Dabei verstellt sich die Dialysiermembran unter Einwirkung des durch-die Vakuumpumpe
erzeugten Vakuums in der Richtung, daß der Inhalt des blut führenden Dialysatorraums
größer wird und das Blut über das Zuleitungsrohr in den Dialysator tritt. Im weiteren
wiederholt sich das bereits beschriebene Arbeitsspiel der Entfernungseinrichtung.
-
Diese bekannte Entfernungseinrichtung ist dadurch nachteilig, daß
in dieser die Blutförderung durch den Dialysator durch periodische Abänderung des
Inhaltes des blutführenden Dialysatorraums bei Einwirkung der Druckänderung im bialysierlösungsraum
des Dialysators unter Auslegung der Umsteuerungsmittel als gesteuerte Ventile, die
in das Zu- bzw. Ableitungsrohr des blut führenden Dialysatorraums ein#gebaut sind,
stattfindet, was den Einrichtungsaufbau kompliziert, die Zuverlässigkeit der Einrichtung
#beeinträchtigt und die Bedienung derselben erschwert.
-
Der Erfindung#liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Entfernen
von Giftstoffen und überschüssigem Wasser aus dem Blut zu entwickeln, in der die
Umsteuerung in dem Zu- und Ableitungsrohr des blutführenden Dialysatorraums ohne
ge-steuerte Ventile möglich ist, so daß der Aufbau der Einrichtung vereinfacht,
die Arbeitssicherheit der Einrichtung gesteigert und ihre Bedienung erleichtert
wird.
-
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in
der
Einrichtung zum Entfernen von Giftstoffen und überschüssigem Wasser aus dem Blut,
die einen Dialysator, einen Behälter für die Dialysierlösung, der mit dem Dialysierlösungs
raum des Dialysators mittels eines Zu- und eines Ableitungsrohrs kommuniziert, die
beide mit Mitteln zur Förderung der Dialysierlösung und mit einem Mittel zur Veränderung
des Durchflußwiderstandes der durch Rohrleitungen fließenden Dialysierlösung versehen
sind, sowie Umsteuerungsmittel einschließt, die in das Zu- bzw. Ableitungsrahr des
blutführenden Dialysatorraums eingebaut sind, erfindungsgemäß die genannten Umsteuerungsmittel
Rückschlagventile darstellen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung empfiehlt sich die Benutzung
eines Platten-Dialysator und die Auslegung des Fördermittels der Dialysierlösung
in Form einer Vakuumpumpe sowie des Mittels zur Veränderung des Durchflußwiderstandes
der Dialysierlösung in Gestalt eines gesteuerten Ventils.
-
Die Vakuumpumpe und das gesteuerte Ventil können hintereinander geschaltet
und in das Dialysierlösungsablei tungsrohr eingebaut werden oder es wird gegebenenfalls
das gesteuerte Ventil im Zuleitungsrohr und die Vakuumpumpe im Ableitungsrohr der
Dialysierlösung montiert.
-
Eine derartige Auslegung der erfindungsgemäßen Entfernungseinrichtung
gibt die Möglichkeit, die Umsteuerung des Blutflusses im blutführenden Dialysatorraum
mittels der Rückschlagventile bei einfacherem und zuverlässigerem Aufbau der Mittel
zur Dialysierlösungsförderung und derjenigen zum Verändern des Durchflußwiderstandes
der Dialysierlösung im Rohr vorzunehmen.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
Es zeigen:
Zig 1 den Aufbauplan einer erfindungsg-emäßen
Einrichtung zum Entfernen von Giftstoffen,und überschüssigem Wasser aus dem Blüt
in schematischer Darstellung; Fig. 2 den Querschnitt des Platten-Dialysators, Fig.
3 den Aufbauplan der erfindungsgemäßen Entfernung#seinrichtung mit dem Platten-Dialysator
und den gesteuerten Ventilen im Ableitungsrohr Bür die Dialysierlosung in schematischer
Darstellung, und Fig. 4 den Aufbauplan der erfindungsgemäßen Entfernungseinrichtung#mit
dem Platten-Dialysator und einem gesteuerten Ventil im I)ialysierlösungszuleitungsrohr
in schematischer Darstellung.
-
Die Einrichtung zum Entfernen von GiftStoffen und überschüssigem
Wasser aus dem Blut enthalt einen Dialysator 1 (Fig. 1), einen Behälter 2 für die
Dialysierlösung, der mit einem Dialysierlösungsraum 3 des Dialysators 1 mittels#
einer Rohrzuleitung 4 und -ableitung 5 kommuniziert, die mit einem Dialysierlösungsfördermittel7
einer Vakuumpumpe 6 Druckpumpe 7 und einem Mittel zur Veränderung des Durchflußwiderstandes
der durch die Rohrleitungen 4 und 5 fließenden Dialysierlösung, mit gesteuerten
Ventilen 8 und 9 versehen sind, sow#ie Umsteuerungsmittel, die am Zuleitungs- 10
und Ableitungsrohr 11 des blutführenden Dialysatorraums 12 des Dialysators 1 eingebaut
sind, und zwar Rückschlagventile 13 und 14. Die Arbeitsräume 3 und 12 des Dialysators
1 sind durch eine Membran 15 voneinander getrennt.
-
Es ist zweckmäßig, in der erfindungsgemäßen Einrichtung einen in
Fig. 2 wiedergegUbenen Platten-Dialysator zu verwenden. In diesem Dialysator wird
der blutführende Raum 12 aus zwei Membranen 15 gebildet, von denen jede sich in
die Zwischenspitzen der Flanken von Nuten 16 stützt die in Platten 17 ausgespart
sind. Diese Nuten 16 der Dialysatorplatten 17 bilden den Dialysierlösungsraum 3-des
Dialysators.
-
In der Entfernungseinric'htung mit diesem Platten-Diaylysator
(Fig.
3, 4)'ist das Fördermittel der DialySierlösung eine Vakuumpumpe 6 und das Mittel
zur Veränderung des Durchflußwiderstandes der durch die Rohrleitung fließenden Dialysierlösung
ein gesteuertes Ventil 9 in der Rohrableitung (X'ig.3) oder-ein gesteuertes Ventil
8 in der Rohrzuleitung (Fig.4).
-
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Entfernen von Giftstoffen und
überschüssigem Wasser aus dem Blut arbeitet wie folgt.
-
Das gesteuerte Ventil 8 (Fig. 1) soll in der Anfangsstellung geöffnet
und das gesteuerte Ventil 9 geschlossen sein.
-
Unter Einwirkung des Drucks der Pumpe 7 tritt die Dialysierlösung
aus dem Lösungsbehälter 2 über das offene Ventil 8 und die Rohrzuleitung 4 in den
Dialysierlösungsraum 3 des Dialysators 1, der Druck in diesem Dialysatorraum 3 steigt
an und die Membran 15 verstellt sich, den Füllungsinhalt des Dialysatorraums 12
vermindernd, und das Blut wird somit aus dem Dialysator durch das Rückschlagventil
14 und das Ableitung rohr 11 verdrängt. Hiernach schließt sich das Ventil 8, während
das Ventil 9 öffnet. Durch das Vakuum der Vakuumpumpe 6 bewegt sic#h die Membran
15 in umgekehrter Richtung unter Vergrößerung des Füllungsinhaltes des Dialysatorraums
12; das Blut füllt diesen Dialysatorraum 12 über das Zuleitungsrohr 10 und das Rückschlagventil
13 aus. Im weiteren wiederholt sich das beschriebene Arbeitsspiel der erfindungsgemäßen
Entfernungseinrichtung.
-
Unter Anwendung des Plattendialysators (Fig.3, 4) erfolg#en die Verstellung
der Membran 15 und die Veränderung des Füllungsinhaltes des Dialysatorraums 12 durch
das in der Vakuumpumpe 6 entwickelte Vakuum.
-
Bei ansteigendem Vakuum verformt sich die Membran 15, -indem sie
sich in die Nuten 16 (Fig. 2) der Platten 17 hineinbiegt. Hierdurch vergrößert sich
der Füllungsinhalt des Dialysatorraums 12.
-
Nimmt das Vakuum ab, so kehrt die Membran 15 infolge der Elastizitätskräfte
in ihre Anfangsstellung zurück und der Füllungsinhalt,des Dialysatorraums 12 erreicht
seinen Anfangswert.
-
Diese Veränderung des Vakuums wird beim Einschalten des gesteuerten
Ventils 9 (Fig. 3) in der Rohrableitung 5 oder der gesteuerten-Ventil,s 8 (Fig.
4) in der Rohrzuleitung 4 eingestellt.
-
Beim Einschalten des Ventils 9 (Fig. 3) verstellt sich die Membran
15 im Sinne der Vergrößerung des Füllungsinhaltes des Dialysatorraums 12 und das
Blut tritt über das Zuleitungsrohr 10 und das Rückschlagventil 13 in den Dialysator
1. Nachdem das Ventil 9 verschlossen ist, nimmt das Vakuum im Dialysatorraum 3 ab
und die membran 15 kehrt in ihre Anfangsstellung zurück, wobei das Blut aus dem
Blutraum 12 des Dialysators 1 über s Rückschlagventil 14 und das Ableitungsrohr
11 verdrängt wird.
-
Beim Abschalten des Ventils 8 (Fig. 4) steigt das Vakuum im Dialysierlösungsraum
3 des Dialysators 1 an, die Membran 15 verstellt sich im Sinne einer Vergrößerung
des Füllungsinhaltes des Blutraums 12, und das Blut tritt über das Zuleitungsrohr
10 und das Rückschlagventil 13 in den Dialysator 1 ein. Nachdem das Ventil 8 geöffnet
hat, vermindert sich das Vakuum im Dialysatorraum 3, und die Membran 15 bewegt sich
unter Verdrängung des Blutes aus dem Blutraum 12 des Dialysators 1 über das Rückschlagventil
14 und das Ableitungsrohr 14 in ihre Anfangsstellung zurück.
-
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Entfernen von Giftstoffen und
überschüssigem Wasser aus dem Blut ist im Vergleich mit bekannten Einrichtungen
einfacher aufgebaut, ist zuverlässiger und einfacher zu bedienen, was durch die
Anwendung der in das Zuleitungs- und Ableitungsrohr des blutführenden Dialysatorraums
eingebauten Rückschlagventile als Umsteuerungsmitteil erreicht wird.
-
Die Förderleistung des Blutflusses ergibt sich in der erfindungsgemäßen
Entfernungseinrichtung aus dem Änderungsgrad des Füllungsinhaltes des blutführenden
Raums 12 des Dialysators 1 und aus der Häufigkeit des Einsatzes von Mitteln zur
Veränderung des Durchflußwiderstandes der durch die Rohrleitung fließenden Dialysierlösung,der
gesteuerten Ventile 8 und 9 (Fig. 1).
-
Bei konstantbleibender Einsatzhäufigkeit wird die größte Förderleistung
des Blutflusses bei dem Einrichtungsaufbau erreicht, der in der Fig. 1 wiedergegeben
ist und bei dem durch aufeinanderfolgende Einwirkung des Drucks der Druckpumpe 7
und des Vakuums der Vakuumpumpe 6 der Verstellungsausschlag der Membran 15 größer
wird, wodurch entsprechend auch die Veränderungsgröße des Füllungsinhaltes des blutführenden
Raums 12 des Dialysators 1 ansteigt.
-
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Einrichtungsaufbau ist die Förderleistung
geringer, da die Bewegungsamplitude der Membran 15 in diesem Fall hauptsächlich
nur durch die Vakuumsänderung im Dialysierlösungsraum 3 des Dialysators 1 bestimmt
wird. Der positive Druck setzt im Dialysierlösungs--raum 3 nur bei Unterbrechung
des Dialysierlösungsflusses während des Abschlusses des gesteuerten Ventils 9 ein.
-
Die geringste Förderleistung hat die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung,
bei der die Membran 15 sich nur durch Veränderung des durch die Vakuumpumpe 6 im
Dialysierlösungsraum 3 des Dialysators 1 entwickelten Vakuums verstellt.
-
Bei dieser Einrichtung treten keine positiven Drücke auf.
-
Infolgedessen kann die nicht sterilisierte Dialysierlösung bei einer
Verletzung der Membran 15 nicht in das Blut eindringen. Diese Eigenschaft bedingt
bei Verwendung der erfindungsgemäßen, gemäß Fig. 4 aufgebauten Einrichtung im Vergleich
mit den nach den Fig. 1, 3 aufgebauten Einrichtungen eine größere Sicherleit bei
der Durchführung von
Hämodialyseoperationen, wo höhere Anforderungen
an die Kontrolle der Membran 15 gestellt werden müssen. Diese Anforderunge,n müssen
bei den bekannten Einrichtungen, zum Entfernen von Giftstoffen und überschüssigem
Wasser aus dem Blut durch Anwendung von Vorrichtungen erfüllt werden, mit denen'die
Blutverluste durch die Membran in die Dialysierlösung festgestellt werden können.
-
Patentanspräche,