DE2152355A1 - DEVICE FOR DIALYSIS OF HUMAN BLOOD - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN 2152355DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.β MÖNCHEN 25 · LI POWSKYSTR. IOHELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN 2152355DIPL.-PHYS. DIPL.-INC. β MÖNCHEN 25 · LI POWSKYSTR. IO

Sartorius-Membranfilter GmbH. mem-11Sartorius membrane filter GmbH. mem-11

24. lo. 1972 P 21 52 355.7 S/Bi.24. lo. 1972 P 21 52 355.7 S / Bi.

Vorrichtung zur Entfernung harnpflichtiger Stoffe aus dem menschlichen BlutDevice for removing urinary substances from human blood

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entfernung harnpflichtiger Stoffe aus dem menschlichen Blut. (Unter "harnpfliohtigeStoffe" sind solche Stoffe zu verstehen* die bei einem gesunden Menschen dem Blut durch die Nieren entzogen unddem Urin oder Harn zugeführt werden.) Die Vorrichtung arbeitet mit einem Ultrafiltrationsgerät, dessen Einlaßseite luftdichtan den menschlichen Blutkreislauf derart angeschlossen ist, daß das Blut an der Einlaßseite des Ultrafilters entlanggeführtwird. Eine Vorrichtung dieser Art wird auch "künstliche Niere" genannt.The invention relates to a device for removing urinary substances from human blood. (Under "urinarySubstances "are to be understood as those substances * which are withdrawn from the blood by the kidneys in a healthy person andThe device works with an ultrafiltration device, the inlet side of which is airtightis connected to the human blood circulation in such a way that the blood is guided along the inlet side of the ultrafilterwill. Such a device is also called an "artificial kidney".

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DT-OS 1 928 7o8) arbeitetmit zwei Kreisläufen, welche durch ein spiralig aufgewickeltes Filter getrennt sind. Das Blut des Patienten wird ständig durchden einen Kreislauf gepumpt, während der zweite Kreislauf eine SpUIflüssigkeit enthält, die das Piltrat aufnimmt. Es ist einerelativ große Menge SpUlflüssigkeit erforderlich, wodurch die Vorrichtung unhandlich und kostspielig wird.A known device of this type (DT-OS 1 928 708) workswith two circuits, which are separated by a spiral wound filter. The patient's blood is constantly passing throughOne circuit is pumped, while the second circuit contains a flushing liquid that absorbs the piltrate. It is oneA relatively large amount of flushing liquid is required, which makes the device cumbersome and expensive.

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Durch die vorliegende Erfindung soll eine künstliche Niere geschaffen werden, die bei hohem Wirkungsgrad nur einen sehrkleinen Raumbedarf hat und die einfach zu bedienen ist, so daß man sie einem Patienten mit nach Hause geben kann.The present invention is intended to create an artificial kidney which, with a high degree of efficiency, only has a very high degree of efficiencytakes up little space and is easy to use so that it can be given to a patient at home.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß .... (kennzeichnenderTeil von Anspruch 1).This object is achieved according to the invention in a device of the type mentioned at the outset in that .... (characteristicallyPart of claim 1).

Die Porengröße des Filters ist so gewählt, daß die Eiweißstoffe * und kolloidalen Stoffe des Blutes, insbesondere die Blutkorpuskelund das Fibrin, nicht durch das Filter hindurchtreten können und somit dem Blutkreislauf erhalten bleiben. Dagegentreten die harnpflichtigen Substanzen und das Plasmawasser als ültrafiltrat durch das Filter hindurch.The pore size of the filter is chosen so that the proteins * and colloidal substances in the blood, especially the blood corpusclesand the fibrin, cannot pass through the filter and thus remain in the bloodstream. Against itthe urinary substances and the plasma water pass through the filter as ultrafiltrate.

Das Ültrafiltrat, das das Plasmawasser und darin aufgelösteSubstanzen enthält, wird dadurch aufbereitet, daß es mit Hilfe der Pumpe durch die beiden Behälter gefördert wird. In demBehälter mit der ionenaustauscherähnlichen Substanz wird zunächst ein Kationenaustausch (z.B. K⁺ gegen Na⁺) durchgeführt.Außerdem wird der Harnstoff in Ammoniak aufgespalten, der sich)in der Aktivkohle des folgenden Behälters leichter adsorbierenläßt als Harnstoff. In der Aktivkohle werden darüberhinaus Calcium-Ionen adsorbiert, sowie hochmolekulare harnpflichtigeSubstanzen, z.B. Phenole, tnonosubstituierte Guanidine usw.The ultrafiltrate, which contains the plasma water and substances dissolved in it, is processed by conveying it through the two containers with the aid of the pump. In the container with the ion exchanger-like substance, a cation exchange (for example K⁺ for Na⁺ ) is first carried out. Moreover, the urea in ammonia is split,the) is easier to adsorb in the activated carbon of the following container as urea. In addition, calcium ions are adsorbed in the activated carbon, as well as high molecular weight urinary substances such as phenols, non-substituted guanidines, etc.

Während das Blut selbst keinem höheren Druck als etwa 4oo mmQuecksilbersäule ausgesetzt werden darf, da sonst eine Hämolyse eintritt (Austritt des Blutfarbstoffs aus den roten Blutkörperchen),kann das Ültrafiltrat einem wesentlich höheren Druck ausgesetzt werden, denn es enthält ja keine Blutkorpuskelnmehr.While the blood itself does not have a pressure higher than about 400 mmMay be exposed to mercury, otherwise hemolysis occurs (leakage of the blood pigment from the red blood cells),the ultrafiltrate can be exposed to a much higher pressure because it does not contain any blood corpusclesmore.

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Eine Vorrichtung nach der Erfindung hat einen wesentlich höheren Wirkungsgrad als Vorrichtungen, die mit Spülflüssigkeitarbeiten, insbesondere aber Vorrichtungen, die nach demDiffusionsprinzip arbeiten. Ein besonderer Vorteil liegt im Fortfall der Spülflüssigkeit. Es entfällt daher deren Herstellungaus Konzentrat und destilliertem Wasser, wobei die richtige Zusammensetzung kontrolliert und die Flüssigkeit aufeine Temperatur von j57 bis 38⁰ C gebracht und auf dieser Temperaturgehalten werden muß. Damit entfällt selbstverständlich auch der Aufwand, der nach dem Stand der Technik erforderlichist, um die Spülflüssigkeit stets steril zu halten und die Sterilität zu tiberprüfen.A device according to the invention has a significantly higher efficiency than devices that work with rinsing liquid, but in particular devices that work on the diffusion principle. A particular advantage is that there is no rinsing liquid. Therefore, it eliminates the production thereof from concentrate and distilled water to give the correct composition controlled, and must be brought to a temperature of the liquid J57⁰ to 38 C and maintained at this temperature. This of course also eliminates the expense that is necessary according to the prior art in order to always keep the rinsing liquid sterile and to check the sterility.

Durch die Verwendung eines Filtrationsgerätes läßt sich derRaumbedarf erheblich verringern, da solche Geräte sehr kompakt gebaut werden können.By using a filtration device, theSignificantly reduce space requirements, since such devices can be built very compact.

Derartige Vorrichtungen lassen sich so einfach und sieherhandhaben, daß sie auch von medizinischen Laien nach kurzerAnlernzeit bedient und überwacht werden können. Man kann siealso dem Patienten zur Benutzung zu Hause zur Verfügung stellen. Herstellungs- und Behandlungskosten können drastischgesenkt werden.Such devices are so simple and easy to seehandle it even by medical laypeople after a short timeTraining time can be operated and monitored. You canthus make them available to the patient for use at home. Manufacturing and handling costs can be drasticbe lowered.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, die eine derartige Vorrichtung starkschematisiert darstellt.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, which shows such a devicerepresents schematically.

Es ist ein Filtrationsgerätkovorgesehen, dessen Filter,solchePorengrößen hat, daß nur Stoffe mit einem Molekulargewicht unter looo durchgelassen werden.A filtrationdevice ko is provided, the filter of which has pore sizes such that only substances with a molecular weight below 100 are allowed through.

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Das Blut strömt vom Körper durch eine Zuflußleitung 44 zur.Zuflußseite 46 des Filtrationsgerätes 4o, am Filter 4entlangund dann durch eine Abflußleitung 4? und eine Leitung 48 zumKörper zurück. In der Zuflußleitung 44 ist ein Absperrhahnvorgesehen. Außer diesem direkten Zufluß ist eine umgehungsleitung$2 vorgesehen, die eine Schlauchpumpe 54 und zweiweitere Äbsperrhähne 56 und 57 enthält. Der Förderdruck derSchlauchpumpe beträgt maximal 4ob mm Quecksilbersäule.The blood flows from the body through an inflow line 44 to the. Inflow side 46 of the filtration unit 4o, the filter 4along and then through a discharge line 4? and a conduit 48 back to the body. A shut-off valve is provided in the inflow line 44. In addition to this direct inflow, a bypass line $ 2 is provided, which contains a hose pump 54 and two further shut-off cocks 56 and 57. The delivery pressure of the peristaltic pump is a maximum of 40 mm of mercury column.

Die Auslaßseite 58 des Filtrationsgerätes, 4o steht über eineAbflußleitung 59 mit einem Sammelbehälter 60 in Verbindung.Zu seiner sterilen Belüftung ist ein Ventil 65 mit einem Filter66vorgesehen. Hat der Behälter jedoch elastische Wandungen,z.B., weil er als Kunststoffblase ausgebildet ist, so erübrigt sich eine sterile Belüftung. Der Behälter 60 ist ein Ausgleichsbehälter,d.h. ein Puffer mit unterschiedlichem Flüssigkeitsstand» Er ist von untergeordneter Bedeutung und könnte auchentfallen.The outlet side 58 of the filtration device 4o is connected to a collecting container 60 via a discharge line 59. A valve 65 with a filter66 is provided for its sterile ventilation. However, if the container has elastic walls, for example because it is designed as a plastic bladder, sterile ventilation is unnecessary. The container 60 is an equalizing container, ie a buffer with a different liquid level. It is of secondary importance and could also be omitted.

Vom Auslaßende des Ausgleichsbehälters 60 führt eine Pumpe Iozu einem Behälter Io2, der eine Füllung Ιο? aus Zirkonium-Phosphatenthält. Vom Auslaßende dieses Behälters führt eineLeitung I06 zu einem Behälter I08, der .eine, Füllung I09 ausAktivkohle enthält. Von der Aüslaßseite dieses Behälters führt die Leitung 80 zur Leitung 48 zurück, die in eine Vene desmenschlichen Körpers hineinführt. An der Leitung 80 kann zur Entwässerung ein Ablaufrohr Ho vorgesehen sein, das durcheinen Hahn 111 verschließbar ist.. Die Behälter Io2 und I08haben einen Rauminhalt zur Aufnahme von z.B. je ca. 5000 gFüllmasse und sind mit einer nicht dargestellten Verschlußkappe oder dergleichen versehen.A pump Io leads from the outlet end of the surge tank 60to a container Io2 that has a filling Ιο? made of zirconium phosphatecontains. From the outlet end of this container leads aLine I06 to a container I08, the one, filling I09Contains activated carbon. From the outlet side of this container, the line 80 leads back to the line 48, which is in a vein of thehuman body. A drain pipe Ho can be provided on the line 80 for drainage, which througha valve 111 can be closed. The containers Io2 and I08have a volume of e.g. approx. 5000 g eachFilling compound and are provided with a closure cap, not shown, or the like.

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In der Füllung Io9 aus Aktivkohle werden in unerwünschterWeise auch Calcium-Ionen adsorbiert. Zum Ausgleich werdendurch eine Dosiereinheit 114 über eine Pumpe 84, eine Leitung und die Leitung 48 Calcium-Ionen in den Patientenkreislaufgegeben. Die Pumpe 84 ist eine Niederdruckpumpe mit einem Förderdruck von bis zu 4oo mm Quecksilbersäule.In the filling Io9 made of activated carbon are in undesirableWay, calcium ions are also adsorbed. To be compensatedthrough a dosing unit 114 via a pump 84, a line and the line 48 calcium ions into the patient's circuitgiven. The pump 84 is a low pressure pump with a delivery pressure of up to 400 mm of mercury.

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Claims (1)

Translated fromGerman

mem-11mem-11PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMSVorrichtung zur Entfernung harnpflichtiger Stoffe aus dem menschlichen Blut mit einem Ultrafiltrationsgerät, dessenEinlaßseite luftdicht an den menschlichen Blutkreislauf derart angeschlossen ist, daß das Blut an der Einlaßseitedes Ultrafilters entlanggeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultrafilter eine solche Porengrößehat, daß Moleküle mit einem Molekulargewicht unter looo durchgelassen werden und daß die Auslaßseite (58) desUltrafiltrationsgerätes (4o) unter Zwischenschaltung eines Behälters (lo2) mit einer ionenaustauscherähnlichen Substanzund eines Behälters (I08) mit Aktivkohle und einer Pumpe (.Ιοί) mit dem menschlichen Blutkreislauf (über 48)verbunden ist.Device for the removal of urinary substances from human blood with an ultrafiltration device, whoseInlet side is connected airtight to the human blood circulation so that the blood on the inlet sideof the ultrafilter is guided along, characterized in that the ultrafilter has such a pore sizehas that molecules with a molecular weight below 10000 are allowed to pass and that the outlet side (58) of theUltrafiltration device (4o) with the interposition of a container (lo2) with an ion exchanger-like substanceand a container (I08) with activated carbon and a pump (.Ιοί) with the human blood circulation (over 48)connected is.* Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die ionenaustauscherähnliche SubstanzZirkonium-Phosphat enthält.* Device according to claim 1, characterized in that the ion exchanger-like substanceContains zirconium phosphate.3# Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Auslaßseite (58) desUltrafiltrationsgerätes (4o) und den Behälter (Io2) mit der ionenaustauscherähnliahen Substanz ein Ausgleichsbehälter(60) eingeschaltet ist.3 # device according to claim 1, characterized in that between the outlet side (58) of theUltrafiltration device (4o) and the container (Io2) with the ion exchanger-like substance a compensation tank(60) is switched on.4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Dosiereinheit (114) zur Zuführung von Caloium-Ionen zum menschlichenBlutkreislauf vorgesehen ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a metering unit (114) for supplying caloium ions to the humanBlood circulation is provided.309817/0502309817/0502