DE2828549A1

DE2828549A1 - Apparat fuer blutbehandlung

Info

Publication number: DE2828549A1
Application number: DE19782828549
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr Krick; Wilfried Dr Schael; Johannes Georg Dr Dr Schindler
Original assignee: Dr Eduard Fresenius Chemisch Pharmazeutische Industrie KG
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2828549C2

Description

Apparat für Blutbehandlung
Im Hauptpatent ist eine dreischichtige Anordnung beschrieben, die aus zwei semipermeablen Membranen sowie einer absorbierenden und/oder adsorbierenden Zwischenschicht besteht. Blut wird über die eine Seite geleitet und eine Fraktion des Blutes mit Hilfe eines Transmembrandruckes durch die dreischichtige Membrananordnung gepreI3t. Hierbei werden bestimmte Substanzen in der dazwischenliegenden Sorbensschicht zurückgehalten (sorbiert) und/oder an der zweiten Membran angehalten, falls diese eine geringere Durchlaßgrenze hat als die erste, blutseitige Membran.
Das somit an der blut abgekehrt en Seite durchtretende Permeat ist von bestimmten Schadstoffen befreit und kann entweder direkt oder nach weiterer Behandlung irgendeiner Art zum Patienten zurückgeleitet werden.
Die im Hauptanspruch des Zusatzpatents gekennzeichnete Frweiterung basiert auf dem Einsatz von Enzymen, Antiorperr oder anderen aktiven Substanzen, um weitere Möalicbkeiten zum Entfernen von ungewünschten Substanzen aus dem Permeat zu bieten.
Gewisse Substanzen, wie z. B. Antikörper, binden selektiv bestimmte Substanzen durch eine Art immunologische Reaktion. Solche Substanzen können in der Zwischenschicht zwischen den zwei genannten Membranen ebenfalls enthalten sein, vorausgesetzt, daß sie auf Grund ihrer Molekulargrößen durch keine der beiden Membranen treten können, an Körner o. ä. in der Zwischenschicht gebunden sind oder an die der Zwischenschicht zugewandte Seite der einen Membran - oder beider Membranen - gebunden sind.
Andere Substanzen wie Enzyme, Fermente u. ä. haben die Fähigkeit, bestimmte Substanzen in Spaltprodukte zu zerlegen. Solche spaltprodukte können oft leichter sorbiert werden als die Ursprungssubstanzen, oder sie können unschädlich oder sogar eraçünscht sein. Weaen dieser #unktion kann es zweckmäßig sein, auch Enzyme o. ä. in die Zwischenschicht zu bringen, die wie oben zu groß sind, um die Membran zu durchqueren, oder die z. B. an Körner oder an eine oder beide Membraninnenseiten gebunden sind.
Besonders können solche aktiven Substanzen wie Antikörper, Enzyme usw. an die Sorbenspartikel gebunden sein.
Beim Einsatz von Enzymen in Fallen, wo die Spaltprodukte sorbiert werden sollen, ist es oft zweckmäßig, die Fnzymschicht und die hierfür wirksame Sorbensschicht in einer mehrschichtigen Anordnung zu trennen. So kann z. B. eine erste Schicht eine blutseitige Membran sein, die zweite eine enzymhaltige Schicht, die auch noch Sorbentien fiir andere Substanzen enthalten kann, eine dritte Schicht eine weitere Membran, eine vierte Schicht aus Sorbentien für die genannten Spaltprodukte bestehen und eine fünfte Schicht eine abschließende, permeatseitige Membran sein.
Diese Anordnung hat dann drei Membranen, deren Durchlaßgrenzen im besonderen so gewählt werden können, daß sowohl an der Zwischenmembran als auch an der permeatseitigen Membran gewisse nicht sorbierte Substanzen zurückgehalten werden. Eine vorteilhafte Anordnung hierbei ist es, die Durchlaßqrenzen von der Blutseite nach der Permeatseite stufenweise abnehmen zu lassen.
Bei der Anordnung von mehreren Membranen ist es auch moglich, eine Lösung in den Teilzwischenschichten zirkulieren zu lassen, die aktive Substanzen und/oder aufqeschwemmte Sorbenspartikel enthält. Außerdem können hierbei in einer oder mehreren der Teilzwischenschichten ein festsitzendes (nicht mitgeschwemmtes) Gitter o. ä. von Sorbentien und/ oder gebundene weitere aktive Substanzen vorhanden sein.
Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 1 gezeigt. Hier sind zwischen drei Membranen 3, 4 und 5 zwei Teilzwischenschichten 6 und 7 enthalten. Blut wird über den Anschluß 10 einer Kammer 1 so zugeführt, daß es über die Membran 3 strömt und über einen Auslauf 1 wieder die Kammer 1 verläßt. Das Permeat wird in einer Kammer 2 aufgefangen und dem Patienten über eine Verbindung 8 wieder zugeführt, in der zweckmäßigerweise eine Pumpe 12 sitzt, um den Transmembrandruck aufrechtzuerhalten. Ein Teil des Permeats kann (z. B. um das Körperwasser zu verringern) über eine Leitung 9, in der zweckmäßig eine Pumpe 13 sitzt, in einen Auslauf 14 verworfen werden.
Die erste Teilzwischenschicht 6 enthält hier z. B.
Aktivkohle und Urease. Dieses Enzym hat ein genügend großes Molekulargewicht, um von üblichen Membranen zurückgehalten zu werden. Es spaltet Harnstoff in u. a.
Ammoniak. Das Ammoniak wird u. a. durch Zirkonphosphat sorbiert, das deshalb in der zweiten Zwischenschicht 7 enthalten sein kann, evtl. zusammen mit weiteren Sorbentien.
Eine Abwandlung dieses Beispiels ist in Abb. 2 gezeigt.
Hierin wird durch die Schicht 6 in Längsrichtung eine Lösung geleitet, die ein Enzym enthält. Hierzu dient eine Rücklaufverbindung 15, in der eine Pumpe 16 und zweckmäßig eine Vorratskammer 17 sitzen. Hierdurch Qelangt im Umlauf eine viel größere Enzymmenge zum Einsatz, als bloß durch Einlagerung in der Zwischenschicht 6. Fin Teil der Fraktion des Blutes, die durch die erste Membran 3 getreten ist, nimmt an dem Kreislauf durch die Rücklaufverbindung teil und kann auch dort mit dem Enzym weiter reagieren.
Als weitere Abwandlung ist es möglich, daß das Enzym nur in der Vorratskammer 17 enthalten ist, gebunden oder sonstwie immobilisiert. Hierdurch kann ein Enzym auch dann eingesetzt werden, wenn es sonst an dem Sorbens in der Zwischenschicht 6 sorbiert würde.
Verschiedene Varianten der genannten Ideen sind möglich, ohne von der Grundidee der Erfindung abzuweichen. So kann z. B. die Teilzwischenschicht 6 nur Enzyme und kein Sorbens enthalten; auch die Teilzwischenschicht 7 kann Enzyme enthalten oder längs der Membran durchströmt sein usw. Bei einer durchströmten Zwischenschicht kann die Strömung längs oder gegen den Blutstrom laufen oder auch quer oder schräg dazu.
Bei der Verwendung einer Durchströmung der Zwischenschicht können auch Antikörper oder andere aktive Substanzen auf die gleiche Weise zum Einsatz kommen, wie für Enzyme beschrieben.
Für die praktische Anwendung aller Ausführungsformen, auch derjenigen nach dem Hauptpatent, kann es vorteilhaft sein, der Sorbensschicht ein Bindemittel zuzusetzen, damit nicht Sorbenspartikel an (oft konstruktionsbedingt erforderlich) Schnittstellen der Membranen freigesetzt werden können. Sollten nämlich solche Sorbenskörner in die Blutbahn geraten, so besteht Emboliegefahr. Jedenfalls sind Schnittstellen mit einem überzug zu versehen oder vom Blut abgewandt zu halten.
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Claims

Patent ansprüche 1. Apparat für Blutbehandlung nach Patent (Aktenzeichen P 27 58 679.4) mit einer Membrananordnung, die auf der einen Seite von Blut überströmt wird und aur deren anderen Seite mit Hilfe einer Druckdifferenz ein Permeat aufgefangen werden kann, das eine Fraktion des Blutes darstellt, wobei die Menibrananordnung aus zwei semipermeablen Membranen mit einer Zwischenschicht besteht und die Zwischenschicht ein Sorbens oder ein Sorbensgemisch enthält und/oder ein Speichervolumen für zwischen den Membranen eingefangene, an der permeatseitigen Membran zurückgehaltene Moleküle besitzt, dadurch gekennzeichnet', da die Zwischenschicht ihrerseits aus einer Mehrzahl von Teilzwischenschichten (6, 7) mit zu ihrer Trennunq dienenden semipermeahlen Membranen (4) besteht und dan die Teilzwischenschichten gleiche und/oder verschiedene Sorbentien, Enzyme, Antikörper und/oder sonstige aktive Substanzen einzeln oder gemischt enthalten.
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilzwischenschicht ein Enzym-für die Spaltung einer Substanz - oder Enzyme für die Spaltung mehrerer Substanzen - der durchtretenden rlüssigkeit und eine in Durchströmungsrichtung nachfolgende Teilzwischenschicht Sorbentien für die Spaltprodukte und/oder Enzyme für das weitere Spalten der Spaltprodukte enthält.
3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Teilzwischenschichten über seitliche Anschlüsse längs der Membranen durch einen sekundären Kreislauf (15) durchströmt werden kann, so daß eine Flüssigkeit dieses sekundären Kreislaufes, die sich in der Zwischenschicht mit der durchtretenden Flüssigkeft vermischt, eine Stromungskomponente quer zur Durchtrittsrichtung durch die Membrananordnung aufbaut.
4. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Kreislauf gelöste Enzyme und/oder Antikörper und/oder andere aktive Substanzen enthält, und außerdem aufgeschwemmte Partikel enthalten kann.
5. Apparat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Flüssigkeitskreislauf durch eine außerhalb der Membrananordnung liegende Kammer (17) tritt, worin Enzyme und/oder Antikörper, sonstige aktive Substanzen und/oder Sorbentien festsitzend, unauslösbar oder unausschwemmhar enthalten sind.
6. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Teilzwischenschicht ein Sorbens enthält, dem ein Bindemittel zugesetzt ist.