DE2559332B2 - Membrane - Google Patents

Description

Erfindungsgegenstand ist eine Membrane nach Ansprüchen 1 bis 3.

Membranen werden verwendet zur Isotopentren- >< > nung, zur Entsalzung von Meerwasser, zur Reinigung von Trinkwasser und zur Dialyse, insbesondere für medizinische Zwecke.

Die Dialyse stellt eine selektive Diffusion gelöster Teilchen durch semipermeable Membranen dar. In v, der Medizin muß die Lochgröße für den Durchgang sogenannter KristaHoide (z. B. Elektrolyse, Glukose, Harnstoff, Kreatin, Barbiturate) ausreichend sein, während Kolloide und korpuskulare Bestandteile (Eiweiß, Fette, Blutzellen, Bakterien und Viren) mög- mi liehst nicht passieren sollen (Pschyrembel, Klinisches Wörterbuch, Walter de Gruyter & Co., Berlin 1969).

Dies geschieht in der Medizin mittels einer künstlichen Niere (Hämodialyse), in der das Blut und die h~> reinigende Flüssigkeit durch eine Membrane voneinander getrennt sind. Durch Diffusion, Osmose und Ultrafiltration findet ein Austausch der Flüssigkeitsteile statt, die die Durchlässe der trennenden Membrane passieren können. Die Art und die Anzahl der-Tefle, die an einem Austausch beteiligt sind, hängt also von der Beschaffenheit der FoUe hinsichtlich Lochgröße und Lochabstand ab.

Die in der Hämodialyse verwendeten Membranen sind halbsynthetische Zellophan- bzw. Cuprophanmembranen.

Durch Wässern des im trockenen Zustand porenlosen Zellophans quillt dieses auf. Es entstehen Hohlräume, die aneinandergrenzen, wodurch Durchlässe in der Zellophanfolie entstehen, die zwischen 20 Ä und 80 A (Streicher, Hämodialyse, Verlag C. Bindernagel, Friedberg, 1973) groß sind.

Da das Vorhandensein von Durchlässen und deren effektiver Durchmesser nicht vorherbestimmbar sind, ist es nicht möglich, einen für eine Krankheitstherapie geeigneten Dialysator einzusetzen. Eine chronische Urämie, ein akutes Nierenversagen, Arzneimittelintoxikationen und ähnliche Erkrankungen werden von Bakterien, Viren, Giftstoffen unterschiedlicher MoIekülgröße verursacht. Die noch unbekannten Urämiegjfte gehören z. B. zu den Mittelmolekülen, die ein Molekulargewicht von etwa 20000 haben und nur durch eine lange Dialysedauer entfernt werden können.

Auch Membranrupturen sind nicht vollständig auszuschließen und steifen eine Gefahr für das Leben des Patienten dar (Heimdialyse).

Membranen mit einem definierten Lochdurchmesser sind bekannt. Diese aus NylonhobJfasern bestehenden Membranen mit einem Lochdurchmesser von 20 A werden hauptsächlich in der Wasseraufbereitung verwendet. Auch für die Hämodialyse werden Hohlfasern oder Folien mit einem Lochdurchmesser von 80 A angeboten, doch haben diese wie die bereits oben erwähnten Zellophanmembranen den Nachteil, daß sie nur ein einziges Mal benutzt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Membrane so auszugestalten, daß sie roit Sivherheit Stoffe bestimmten Durchmessers zurückhält und einen gleichmäßigen, schnellen Durchlaß von Stoffen geringerer Größe gewährleistet. Des weiteren soll die Membrane nach Gebrauch (z. B. in der Hämodialyse) wiederverwendbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Membrane gemäß den Patentansprüchen 1 bis 3 gelöst.

Das Vorhandensein von Durchlässen, die etwa senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, im Gegensatz zu den gewundenen Durchtrittskanälen der herkömmlichen Membranen (Schwammstruktur), erlaubt es, die Dauer der Hämodialyse von etwa 10 Stunden wesentlich herabzusetzen, wobei diese Zeit nicht apparativ bedingt ist.

Die Membranen der vorliegenden Erfindung lassen sich nach Gebrauch sterilisieren und danach beliebig wiederverwenden.

Aufgrund der kontrollierten Herstellung (senkrechte Durchlässe) und kontinuierlichen Verengung der Durchlässe (Beschichtung) steht eine für den speziellen Anwendungsbereich geeignete Membrane zur Verfugung.

Für medizinische Zwecke ist es erforderlich, daß die Beschichtung aus einem stcrilisierbaren Material besteht.

Die durch die Sterilisation ermöglichte Wiederverwenclbarkeit der Membrane bewirkt eine erhebliche

Herabsetzung der Behandlungskosten, Dies ist insbesondere für die Heimdialyse wichtig.

Aufgrund der varausbestwnrabaren Größe und Frequenz der Durchlässe lassen sich die Djalysatoren derart verkleinern, daß evtl. tragbare kunstliche Nieren hergestellt werden können.

Das Material der Membrane kann auch in dünner Schicht, z. B. durch Aufdampfen im Vakuum oder elektrolytisch, auf eine Unterlage mit glatter Oberfläche aufgetragen werden; dann werden die Durchlässe hergestellt, und anschließend wird die Membrane von der Unterlage getrennt.

In der Praxis geschieht dies meistens mittels der Dünnfilm- oder Fototechnik, die auch in anderen Anwendungsbereichen Verwendung findet.

Dieses Verfahren erlaubt die Herstellung noch dünnerer Membranen, als es die beim Bohren verwendeten Platten oder Folien darstellen.

Auf die Membrane wird durch Aufdampfen im Vakuum oder galvanisch eine Beschichtung aufgebracht.

Diese bewirkt zum einen eine Verengung der Durchlässe der Membrane, wobei Durchmesser von einigen A erreicht werden, zum anderen verhindert eine geeignete Beschichtung bei der Verwendung der Membrane für medizinische Dialysezwecke die Ausfällung von Bluteiweiß an der Membrane.

Ein gleichmäßigeres Zudampfen der Durchlässe wird erreicht, wenn die Folie während des Bedamp-

fens eine Taumelbewegung ausführt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendung möglichkcjten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnimg,

Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch eine Membrane nach der Erfindung,

In einer Folie 1 aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von etwa 12 bis 13 μ werden mit Hilfe eines Laserstrahls Löcher 2 mit einem Durchmesser von etwa 5 μ gebohrt Danach wird im Hochvakuum eine Schicht 3 aus Gold auf die perforierte Folie 1 aufgedampft. Dadurch wird der effektive Durchmesser des "Lochs 2 verkleinert.

Durch die kontrollierte Herstellung einer Membrane ist es möglich, in dem Dialysator einer künstlichen Niere eine für die Behandlung der Erkrankung geeignete Membrane zu verwenden. Geeignet bezieht sich dabei auf die Membranendicke, den Lochdurchmesser, den Lochabstand und das Beschichtungsmaterial.

Ein vollständiger Satz von Membranen sollte einen Molekulargewichtsbereich bis etwa 60000 erfassen. Eine optimale Behandlung des Erkrankten wird dadurch erreicht, daß der behandelnde Arzt aus einem Satz Membranen verschiedenen Durchlasses die für die Behandlung geeignete Membrane griffbereit hat und in eine künstliche Niere einsetzen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Membrane mit

1.1 Durchlässen, die einheitlichen Durchmesser und einheitliche Abstände voneinander aufweisen und

1.2. senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß ι»

1.3. ein Membranmaterial aus rostfreiem Stahl durch Laser- oder Elektronenstrahlen hergestellte Durchlässe aufweist und

1.4. unter Verengung der Durchlässe einsei- is tig oder beidseitig mit Edelmetallen, Chrom, Nickel, Vanadium, Titan, Glas oder Silicon beschichtet ist.

2. Membrane mit

2.1. Durchlässen, die einheitlichen Durchjnesser und einheitliche Abstände voneinander aufweisen und

2.2. senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß

2.3. ein feines Gewebe aus rostfreiem Stahl

2.4. unter Verengung der Durchlässe einseitig oder beidseitig, mit Edelmetallen, Chrom, Nickel. Vanadium, Titan, Glas oder Silicon beschichtet ist.

3. Membrane mit x>

3.1. Durchlässen, die einheitlichen Durchmesser und einheitliche Abstände voneinander aufweise" und

3.2. senkrecht zur Ebene der Membrane verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß r>

3.3. ein Membranmaterial aus rostfreiem Stahl durch Dünnfilm- oder Phototechnik hergestellte Durchlässe aufweist und

3.4. unter Verengung der Durchlässe einseitig oder beidseitig mit Edelmetallen, w Chrom, Nickel, Vanadium, Titan, Glas oder Silicon beschichtet ist.