DE69014868T2

DE69014868T2 - Membranoxygenator.

Info

Publication number: DE69014868T2
Application number: DE69014868T
Authority: DE
Inventors: Richard Bringham; David Karshmer; Wilfred Mathewson; Philip Ritger
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Jostra Bentley Inc
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1990-03-05
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPH0673547B2; AU5286590A; JPH04504211A; EP0465506B1; EP0465506A1; WO1990011787A1; DE69014868D1; CA2049046A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Sauerstoffanreicherung von Blut während einer Operation und betrifft insbesondere Membranoxygenatoren.
Vorrichtungen, die Blut mit Sauerstoff anreichern, werden charakteristisch bei Operationen eingesetzt, bei denen die Blutzufuhr vom Herzen unterbrochen ist, beispielsweise während eines Eingriffs am offenen Herz oder irgendeiner anderen Operation, die am Herz oder an den Lungen durchgeführt wird. Oxygenatorvorrichtungen fallen im allgemeinen in zwei verschiedene Kategorien, und zwar Blasen- und Membranoxygenatoren.
Aus Gründen, die hier nicht erläutert werden sollen, werden Membranoxygenatoren seit einiger Zeit gegenüber Blasenoxygenatoren bevorzugt. Membranoxygenatoren umfassen eine Membran, mit der das Blut in direkten Kontakt gebracht wird. Handelsübliche Membranoxygenatoren verwenden hohle Schläuche oder Hohlfasern, die aus einem Material geformt sind, durch das Gas unter den richtigen Betriebsbedingungen diffundieren kann, ohne daß ein merklicher Fluiddurchtritt vorliegt. Das Blut wird entweder durch die Schläuche oder Fasern geleitet, während ein sauerstoffhaltiges Gas um die Fasern geleitet wird, oder umgekehrt kann das Blut um die Schläuche oder Fasern geleitet werden, während das sauerstoffhaltige Gas durch sie hindurchgeleitet wird. Die Schläuche oder Hohlfasern können aus Silicon, z. B. Siliconschläuchen, bestehen, oder sie können als poröse Faser aus einem hydrophoben polymeren Material gebildet sein.
Beispiele von verschiedenen Typen von Membranoxygenatoren sind in den US-PS'en 4 261 951 von Milev, erteilt am 14. April 1981; 4 376 095 von Hasegawa, erteilt am 8. März 1983; 4 424 190 von Mather III et al., erteilt am 3. Januar 1984; und 4 657 743 von Kanno, erteilt am 14. April 1987, angegeben.
Die Gasaustauschrate für einen Oxygenator wird bestimmt durch Multiplikation der Stoffübergangskonstanten für den speziellen Oxygenator mit dem Sauerstoffpartialdruck mal der Gesamtgasaustauschoberfläche. Die Stoffübergangskonstante ist abhängig von dem Material, aus dem die Membran gebildet ist, von der Porosität der Membran und von den Betriebscharakteristiken des Oxygenators, d. h. von der Art und Weise, wie Blut über die Membran geleitet wird. Die Stoffübergangskonstante ist für jeden Oxygenatortyp festgelegt. Von diesen drei Faktoren sind gewöhnlich der Sauerstoffpartialdruck und die Stoffübergangskonstante für jeden Typ von Oxygenator festgelegt. Der Sauerstoffpartialdlruck kann zwar geändert werden, um den Gasaustausch zu beeinflussen, er kann aber 1 Atmosphäre nicht überschreiten und ist gewöhnlich für jeden Oxygenatortyp festgelegt. Somit ist die einzige Variable, die geändert werden kann, um den Wirkungsgrad der Gesamtgasaustauschrate bei einem gegebenen Oxygenator zu beeinflussen, die Gesamtgasaustauschoberfläche.
Es ist somit ersichtlich, daß zur Erhöhung der Gasaustauschfähigkeit eines spezifischen Oxygenators dieser größer gemacht werden muß. Das ermöglicht zwar einen größeren Gasaustausch, aber der resultierende Oxygenator kann andere Nachteile aufweisen. Beispielsweise ist das Primingvolumen umso größer, je größer der Oxygenator ist. Das Primingvolumen ist diejenige Fluidmenge, die notwendig ist, um den Oxygenator zu füllen. Im allgemeinen ist es erwünscht, das Primingvolumen zu minimieren, wodurch die Gasaustauschoberfläche verringert wird, während gleichzeitig ein Oxygenator mit einer höheren Stoffübergangskonstanten konstruiert werden soll.
Bis zu einem gewissen Grad können das Material, aus dem die Membranen gebildet sind, sowie die Dimension und Porosität solcher Membranen kontrolliert werden, um die Stoffaustauschkonstante zu verbessern. Eine Änderung der Betriebscharakteristiken eines Oxygenators wirkt sich am stärksten auf die Stoffübergangskonstante aus. Im allgemeinen ist damit eine Änderung der Art und Weise verbunden, wie das Blut über die Membranen geleitet wird.
Einige Blutoxygenatoren sehen vor, daß das Blut in einer Richtung im wesentlichen äquivalent zu der Achse der Hohlfasern strömt, siehe US-PS 4 698 207 von Bringham et al., erteilt 6. Oktober 1987. Dies ist ein Resultat des Leitens von Blut entweder durch die Fasern oder in einer Richtung, die der Orientierung der Hohlfasern im allgemeinen äquivalent ist. Der Hauptnachteil dieser Art von Konstruktion ist der geringe Wirkungsgrad bei der Durchführung der Sauerstoffanreicherung, während Blut über die Membran fließt.
Andere Blutoxygenatoren versuchen, das Blut über die Breite der Fasern zu leiten, siehe US-PS 4 424 190 von Mather III et al., erteilt 3. Januar 1984. Der in diesem Dokument angegebene Oxygenator hat einen porösen zylindrischen Innenkern 68, um den herum eine Vielzahl von Hohlfasern positioniert ist. Der Kern ist mit zahlreichen Öffnungen ausgebildet, die in einer Richtung allgemein senkrecht zu den Hohlfasern orientiert sind. Der Kern und die Fasern sind in einer äußeren zylindrischen Wand 66 positioniert, und Gas wird durch die einzelnen Hohlfasern geführt. Blut tritt in den Kern 68 ein und durch die Öfffnungen in einer Richtung aus, die im allgemeinen senkrecht zu dem Hohlfaserbündel ist. Die Richtung des Blutflusses durch die von Mather III et al. gelehrte Vorrichtung erlaubt einen höheren Oxygenierungsgrad, als er mit den Vorrichtungen erzielt wird, die das Blut im wesentlichen in der gleichen Richtung wie die Achse der Hohlfasern leiten. Aber der Durchfluß, der durch die von Mather III et al. gelehrte Vorrichtung erhalten wird, ist ungleichmäßig und hat eine Tendenz zur Konzentration in bestimmten Bereichen des Faserbündels.
Eine integrierte Vorrichtung aus Blutoxygenator und Wärmeaustauscheinrichtung ist in einer kürzlich veröffentlichten JP-A-63139562 gezeigt, die am 11. Juni 1988 veröffentlicht wurde. Der Blutoxygenator umfaßt einen zentralen Wärmeaustauschkern, der mit seitlich angeordneten Falten ausgebildet ist, d. h. mit Falten, die zwischen den Kernenden angeordnet sind. Zahlreiche Hohlfäden sind um den Wärmeaustauschkern gewickelt. Diese Fäden sind entweder parallel zu der Kernachse gelegt oder einzeln diagonal über den Kern gestapelt. Das Blut wird in die Kernfalten gerichtet und tritt durch die Fasern aus. Es gibt keine handelsübliche Ausführungsform der geschlossenen Vorrichtung, die einen direkten Vergleich der Gasaustauschrate ermöglichen würde.
Es besteht also weiterhin ein Bedarf für die Bereitstellung eines Membranoxygenators, der einen verbesserten Wirkungsgrad hinsichtlich der Sauerstoffaustauschrate hat.
US-A-4 722 829 zeigt einen Oxygenator, bei dem gasdurchlässige Hohlmembranen in einem langgestreckten Gehäuse angeordnet sind und Sauerstoff durch die Membranen geleitet wird. Blut strömt in das Gehäuse nahe einem Gehäuseende und strömt am entgegengesetzten Gehäuseende aus, während es gleichzeitig um die Membranen herumströmt. Das Gehäuse und die Membranen haben Vorsprünge, die die Umströmung der Membranen verbessern.
WO-A-89/00864 zeigt einen Oxygenator, bei dem eine Vielzahl von gasdurchlässigen Hohlfasermembranen in einem Gehäuse mit Abständen zwischen den Membranen vorgesehen sind. Jede Membran hat offene Enden, durch die Sauerstoff geleitet wird, und eine Blutabgabeeinrichtung fördert Blut entlang den Membranen.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf der Offenbarung von WO-A-89/00864, und die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben.

ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Das Verständnis der Erfindung und ihre Vorteile ergeben sich für den Fachmann durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den verschiedenen Figuren bezeichnen; in den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht eines Blutoxygenators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 2A eine vergrößerte Ansicht der Blutaufnahmekanäle, definiert durch die Balgfalten und die Hohlfasermembranen, wie allgemein in Fig. 2 zu sehen ist;
Fig. 3 eine Explosionsansicht der Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 1; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Blut- und Gasdurchflußbahnen durch den Oxygenator von Fig. 1.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung, die während Operationen Blut mit Sauerstoff anreichert, also eine Vorrichtung, die den Austausch zwischen Kohlendioxid und Sauerstoff im Blut durchführt. Die Gründe zur Durchführung dieser Sauerstoffanreicherung während solcher Operationen wie etwa Eingriffen am offenen Herzen sind wohlbekannt.
Die Vorrichtung der Erfindung hat ein Gehäuse, das einen Stützkern umschließt. Dieser Kern ist mit einer äußeren Oberfläche ausgebildet, auf der eine Vielzahl von einander benachbart positionierten Blutaufnahmekanälen angeordnet ist. Jeder dieser Kanäle definiert eine Blutdurchflußbahn. Die Blutdurchflußbahnen, wie sie von den Kanälen definiert sind, können in der Oberfläche des Stützkerns integral geformt sein, z. B. durch Formen der Oberfläche des Körpers mit Nuten oder anderen Arten von Welligkeiten, oder durch Anbringen von separat geformten Kanälen an der äußeren Oberfläche des Stützkerns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kanäle in einer im wesentlichen parallelen Orientierung um den Außenumfang des Stützkerns herum angeordnet.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist ferner wenigstens eine gasdurchlässige Membran auf, die in jedem der Blutaufnahmekanäle teilweise positioniert ist. Für die Zwecke der Erfindung umfaßt "gasdurchlässige Membran" jedes Substrat, das aus einem Material besteht, das die Funktion hat, den Austausch oder die Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid von einer Seite des Substrats zur anderen zuzulassen, ohne daß ein merklicher Fluiddurchtritt stattfindet. Diese Arten von Membranen lassen zu, daß Sauerstoff aus einem sauerstofftragenden Gas in das Blut gelangt, das sauerstoffarm ist, während sie gleichzeitig die Übertragung von Kohlendioxid aus dem Blut in das Gas ohne merklichen Durchtritt von Fluid zulassen.
Für die praktische Anwendung der Erfindung nützliche Membranen sind solche aus Silicon, Polyolefin, z. B. Polypropylen oder Polyethylen, oder einem anderen geeigneten hydrophoben polymeren Material, was ohne Einschränkung poröse oder nichtporöse Membranen, Verbundmembranen oder symmetrische oder asymmetrische Membranen umfaßt. Solche Membranen können als flache Strukturen, gewellte Flächenkörper, rohrförmige Strukturen oder Hohlfasern vorliegen.
Ferner sollten solche Membranen einen Gasdurchlaß definieren, der von den Blutdurchflußbahnen, die durch die Kanäle definiert sind, separat ist. Die bevorzugten Membranen sind vom porösen Hohlfasertyp, wobei die Gasbahn oder Blutdurchflußbahn durch das Innere der Faser geht. Eine detaillierte Beschreibung solcher Membranen und die Theorie ihres Betriebs findet sich in "Cardiopulmonary Bypass", 2. Aufl., Charles C. Reed und Trudi B. Stafford, Texas Medical Press, Inc., 1985, Kapitel 28 "Membrane Oxygenator", S. 427-449.
Die Arten von Hohlfasermembranen, die für die praktische Durchführung der Erfindung nützlich sind, sind wohlbekannt, wobei solche Membranen in jedem der vorgenannten US-Patente von Mather III et al., Kanno, Hasegawa und Leonard beschrieben sind.
Eine Vielzahl von einzelnen Hohlfasermembranen ist in jedem Kanal positioniert. Die genaue Zahl von Hohlfasern hängt von der Größe des jeweiligen Kanals, der Größe der Hohlfasermembranen und der gewünschten Gasaustauschrate bzw. dem Gasaustausch-Wirkungsgrad ab. Das heißt, die Gesamtoberfläche für die Membran kann durch Verwendung einer großen Zahl von kleiner dimensionierten Hohlfasern vergrößert werden.
Eine Vielzahl von einzelnen Blutoxygenierungsbahnen ist an der Oberfläche der Kernkörper gebildet. Jede Blutdurchflußbahn ist von der freigelegten Oberfläche des einzelnen Blutaufnahmekanals und der äußeren Oberfläche der in dem jeweiligen Kanal positionierten Membranen definiert. Ferner umfaßt die Vorrichtung einen Mechanismus zur Abgabe von Blut in jeden der Kanäle, so daß das Blut in den Kanal fließt und ihn im wesentlichen ausfüllt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 wird eine spezielle Ausführungsform der Erfindung nachstehend im einzelnen beschrieben. Der Membranoxygenator der Erfindung ist allgemein bei 10 zu sehen. Diese Vorrichtung 10 wird in einen extrakorporalen Kreislauf eingesetzt, um den notwendigen Gasaustausch durchzuführen. Die Vorrichtung 10 umfaßt allgemein ein Außengehäuse 12, das einen Stützkern 13 hat, um den herum ein Balg 14 angebracht ist.
Der Balg 14 besteht aus einer Vielzahl von Falten 48, wobei jeweils zwischen den einander benachbart positionierten Falten 48 ein Blutaufnahmekanal definiert ist; diese Kanäle sind in Fig. 2A bei 58 am besten zu sehen. Die gezeigten Blutaufnahmekanäle 58 sind um den Umfang des zylindrisch geformten Balgs 14 herum in einer im wesentlichen parallelen Orientierung angeordnet. Wie noch beschrieben wird, wird jedem der Kanäle 58 Blut zugeführt, um das Blut in innigen Kontakt mit den Hohlfasermembranen zu bringen.
Blut tritt in die Vorrichtung 10 durch einen Blutverteiler ein, der allgemein bei 22 zu sehen ist und der in das Gehäuse 12 eingesetzt ist. Wie noch im einzelnen beschrieben wird, ist der Blutverteiler 22 ausgebildet, um den einzelnen Blutaufnahmekanälen 58 Blut zuzuführen. Der Verteiler 22 weist ferner einen Bluteinlaßschlauchverbinder 24 auf, an den ein geeigneter Schlauch - nicht gezeigt - angeschlossen ist, um der Vorrichtung 10 Blut von dem Patienten zuzuführen.
Das Gehäuse 12 ist außerdem mit einem Blutauslaßverteiler 18 und einem Auslaßschlauchverbinder 20 ausgebildet. Das Blut tritt aus den Blutaufnahmekanälen um die einzelnen Hohlfasern herum in den äußeren Bereich des Gehäuses 12 aus. Dieses Blut tritt aus dem Gehäuse 12 durch den Auslaßverteiler 18 und den Schlauchverbinder 20 aus. Ein nicht gezeigter Schlauch, der mit dem Schlauchverbinder 20 gekoppelt ist, leitet das Blut zurück zum Patienten oder zu einer anderen Vorrichtung - nicht gezeigt - in dem extrakorporalen Kreislauf.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem einen Gasverteiler 26 auf. Dieser Gasverteiler 26 kann entweder eine gesonderte Konstruktion sein, die an dem Gehäuse 12 der Vorrichtung angebracht ist, oder damit integral geformt sein und ist ausgebildet, um ein Gas, charakteristisch ein sauerstoffhaltiges Gas, d. h. entweder Reinsauerstoff oder Gemische aus Sauerstoff und einem anderen geeigneten Gas wie beispielsweise Stickstoff, zu dem Gasdurchgang zu fördern, der von dem Inneren der Hohlfasermembranen definiert ist. Das heißt, ein Bündel aus porösen Hohlfasern ist zwischen jeweils benachbart positionierten Falten des Balgs 14 angeordnet. Diese Fasern, die allgemein bei 32 gezeigt sind, sind um den Balg 14 gewickelt, wobei die entgegengesetzten offenen Enden jeder der Fasern 32 entlang einer Seite des Balgs 14 angrenzend daran positioniert und in eine polymere Vergießmasse eingebettet sind, die bei 60 gezeigt ist. Das Urethanvergießmaterial 60 kann aus irgendeinem geeigneten Vergießmaterial ausgewählt sein, z. B. aus jedem der Urethanvergießmaterialien, die in den oben angegebenen Dokumenten und speziell der Leonard-Patentschrift gelehrt werden.
Wie angegeben, sind die entgegengesetzten offenen Enden der Fasern 32 in das Vergießmaterial eingebettet, um zwei separate, aber benachbart positionierte lineare Anordnungen von offenen Faserenden zu bilden, wobei diese Anordnungen oder Reihen in Fig. 4 bei 31 und 33 zu sehen sind. Die jeweiligen einzelnen Faserenden sind an einer Oberfläche des Vergießmaterials freigelegt, um Zugang zu den Fasern zu ermöglichen. Nachdem die Fasern vergossen worden sind, wird charakteristisch eine Schicht des Vergießmaterials, in das die Fasern eingebettet sind, entfernt, um die offenen Enden der Einzelfasern freizulegen.
Der Gasverteiler 26 ist mit zwei benachbarten hohlen Kammern, die bei 68 und 70 zu sehen sind, ausgebildet. Wenn der Verteiler 26 an der Vorrichtung 10 befestigt ist, ist jede dieser Kammern 68 und 70 über einer der Reihen 31 bzw. 33 angeordnet. Der Verteiler 26 weist außerdem Öffnungen zur Einleitung oder Aufnahme von Gas aus einer dieser Kammern 68 oder 70 auf. Das Gas tritt in die Fasern 32 durch die offenen Enden ein und strömt un den Balg 14 herum durch diese Fasern, um an entgegengesetzten offenen Enden der Fasern 32 in die andere Kammer 68 oder 70 auszutreten. Die Kammern 68 und 70 definieren in Verbindung mit den Einzelfasern 32 eine Vielzahl von separaten Gasdurchflußbahnen um den Balg 14 herum.
Eine genauere Beschreibung der verschieden Bauelemente der Vorrichtung 10 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 erörtert. Wie angegeben, ist die Vorrichtung 10 eine Anordnung des Balgs 14, der um den zentralen Kern 13 herum positioniert wird, der seinerseits in das Gehäuse 12 geschachtelt wird. Eine Abdeckplatte 15 wird dann auf das Gehäuse 12 aufgesetzt. Wie angegeben, sind diese Bauelemente dimensioniert, um eine enge Passung zu gewährleisten. Die Vorrichtung 10 ist an der Verbindungsstelle zwischen dem Balg 14 und dem Gehäuse 12 durch O-Dichtringe abgedichtet, die zwischen diese Bauelemente gekeilt sind, wobei solche Dichtringe allgemein bei 50 und 52 gezeigt sind. Das Gehäuse 12 und der Balg 14 können durch irgendwelche geeigneten Mittel, beispielsweise durch Verschrauben miteinander, oder mehr bevorzugt durch einen geeigneten Klebstoff aneinander befestigt sein. Der Balg 14 ist mit einer Vielzahl von Falten 48 ausgebildet. Jede Falte 48 ist von zwei Wänden, die allgemein bei 49 und 51 gezeigt sind, definiert. Die äußeren Oberflächen dieser Wände 49 und 51 definieren die Blutaufnahmekanäle 58.
Die Blutdurchflußbahn ist durch die Blutaufnahmekanäle 58 in Kombination mit der durch die Fasern 32 definierten Gasaustauschmembran definiert, wobei eine Blutdurchflußbahn 59 am besten in Fig. 2A zu sehen ist. Die Blutdurchflußbahn 59 ist als ein Zwischenraum zwischen den Fasern 32, die zwischen benachbart positionierten Falten 48 angeordnet sind, und den Faltenwänden 49 und 51 zu sehen. Insbesondere ist das Bündel von Fasern 32 zwischen benachbart positionierten Falten 48 angeordnet, um einen Zwischenraum zwischen den innersten Fasern und den Faltenwänden 49 und 51 zu bilden. Das Bündel von Fasern 32 füllt normalerweise einen Hauptanteil dieses Teils des Bereichs zwischen den benachbarten Falten 48 aus, während es gleichzeitig den definierten Zwischenraum bildet. Bevorzugt sollte das Faserbündel 32 ungefähr 40 % bis ungefähr 60 % des Bereichs zwischen den benachbart positionierten Falten 48 ausfüllen.
Wie angegeben, ist der Gasverteiler 26 mit zwei Kammern ausgebildet, die bei 68 bzw. 70 zu sehen sind. Der Gasverteiler 26 ist ein allgemein rechteckiger Körper, und die einzelnen Kammern sind durch eine Trennwand 72 voneinander getrennt. Der Gasverteiler 26 ist an dem Gehäuse 12 in Anlage an dem Urethanvergießmaterial 60 angebracht. Jede Kammer 68 und 70 ist positioniert, um selektiv eine der Reihen 31 oder 33 der freiliegenden offenen Faserenden abzudecken. Diese Anordnung definiert einen Gaseinlaß und -auslaß zu bzw. von den Fasern 32 über eine jeweilige der Kammern 68 und 70.
Der Gasverteiler 26 weist ferner eine Gaseinlaßöffnung 28 und eine Gasauslaßöffnung 30 auf. Diese Öffnungen 28 und 30 sind mit den Kammern 68 bzw. 70 in Verbindung. Gas wird in die Vorrichtung 10 eingeleitet durch Anschließen einer Quelle von sauerstoffhaltigem Gas an die Gaseinlaßöffnung 28, die das Gas der Kammer 68 zuführt. Das Gas tritt in die Kammer 68 ein und gelangt durch jedes der freiliegenden offenen Faserenden in die einzelnen Hohlfasern 32. Das Gas strömt um den Balg 14 herum durch die einzelnen Hohlfasern 32 und tritt in die Kammer 70 aus den entgegengesetzten offenen Faserenden aus.
Das Urethanvergießmaterial 60 fixiert nicht nur die Fasern 32 in ihrer Position, sonder fixiert auch den Blutverteiler 22 im Gehäuse 12. Der Blutverteiler 22, der in Fig. 3 am besten zu sehen ist, ist ein länglicher Körper, der mit einer zentral angeordneten Leitung 62 versehen ist, die über seine Länge verläuft, wie Fig. 2 am besten zeigt. Diese Leitung 62 ist an einem Ende zu dem Bluteinlaßschlauchverbinder 24 offen. Der Verteiler 22 ist außerdem mit einer Vielzahl von Fingern 64 ausgebildet, die von einer Seite des Verteilers 22 nach außen verlaufen. Diese Finger 64 sind voneinander räumlich getrennt und haben allgemein viereckige Gestalt. Die Finger 64 sind außerdem dimensioniert, um eng zwischen die benachbart angeordneten Falten 48 des Balgs 14 zu passen. Dieser Verteiler 22 ist durch das Urethanvergießmaterial 60 an dem Balg 14 zwischen den beiden nebeneinanderliegenden Hohlfaserreihen 31 und 33 festgelegt.
Wie Fig. 3 am besten zeigt, ist jeder Finger 64 mit ein oder mehr offenen Durchlässen ausgebildet, von denen einer allgemein bei 66 gezeigt ist. Jeder dieser Durchlässe 66 ist mit der Leitung 62 und auch mit der zugehörigen Blutdurchflußbahn 59 in Verbindung, wenn der jeweilige Finger 64 zwischen die Falten 48 eingesetzt ist. Blut, das in den Blutverteiler 22 eintritt, strömt durch die Leitung 62 und tritt selektiv in jeden der Durchlässe 66 ein und durchströmt ihn. Das Blut tritt aus den Durchlässen 66 in die zugehörige Blutdurchflußbahn 59 ein. Das Blut fließt dann durch die einzelne Blutdurchflußbahn 59 um den Balg 14 herum. Wenn sich der die Blutdurchflußbahn 59 definierende Zwischenraum füllt, fließt das Blut nach außen um die Hohlfasern 32 herum, die in dem zugehörigen Blutaufnahmekanal 58 angeordnet sind.
Wie angegeben, ist die Richtung des Bluts über die Hohlfasermembranen im wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung der Hohlfasern, d. h. senkrecht zu der Faserachse. Außerdem sind die Hohlfasern räumlich getrennt, um zuzulassen, daß das Blut zwischen diesen Fasern als eine relativ dünne Schicht durchtritt, die im allgemeinen eine Dicke im Bereich von 0,02 bis ca. 0,13 mm (1 bis ca. 5 mil) hat.
Während das Blut um die einzelnen Hohlfasern 32 herumströmt, findet der Gasaustausch statt. Dieser Gasaustausch ist im wesentlichen ein Diffusionsvorgang, wobei Sauerstoff mit höherer Konzentration in dem Gas durch die Fasermembran in das Blut diffundiert und Kohlendioxid mit höherer Konzentration in dem Blut durch die Fasermembran in das Gas diffundiert.
Die Bedeutung der Durchflußcharakteristiken des Oxygenators der Erfindung und insbesondere des Blutdurchflusses um die einzelnen Hohlfasern herum oder eigentlich um jegliche Membran herum in einer zu der Längsrichtung der Membran im wesentlichen senkrechten Richtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 im einzelnen beschrieben.
Fig. 5 zeigt schematisch die Durchflußbahn für Blut und Gas durch den Oxygenator der Erfindung. Wie ersichtlich, ist der Blutdurchfluß über die Fasermembranen in einer Richtung, die allgemein als Kreuzstrom bezeichnet wird. Das heißt, Blut tritt in die Blutdurchflußbahnen 59, also die Blutaufnahmekanäle 58, aus dem Bluteinlaßverteiler 22 ein. Dann fließt das Blut um den Balg 14 herum durch die Bahnen 59, bis die Bahnen 59 im wesentlichen blutgefüllt sind. Dann tritt das Blut aus den Bahnen 59 um die und zwischen den benachbart positionierten einzelnen Hohlfasermembranen 32 in einer Richtung aus, die zu der Orientierung der Fasern 32 im wesentlichen senkrecht ist.
Die Anordnung der Hohlfasern 32 in den Blutaufnahmekanälen 58 fördert auch die Verteilung des Bluts über die Fasern 32 in einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Gasaustauschrate für den Oxygenator der Erfindung im Vergleich mit früheren Oxygenatoren erhöht wird. Wie allgemein bekannt ist, ist die Rate oder der Wirkungsgrad des Gasaustauschs jedes Oxygenators abhängig von der Stoffaustauschkonstanten für diesen speziellen Oxygenator, die von den Gebrauchseigenschaften des Oxygenators und der Permeabilität der Membran sowie dem Sauerstoffpartialdruck und der Membranoberfläche, die dem Blut ausgesetzt ist, abhängig ist. Man glaubt, daß die mit dem Oxygenator der Erfindung erzielten Wirkungsgrade ein Ergebnis der höheren Stoffaustauschkonstanten der Oxygenatoren sind. Diese höhere Stoffaustauschkonstante erlaubt dem Oxygenator, einen höheren Gasaustausch-Wirkungsgrad zu erreichen, ohne daß die Oberfläche der Membran, die dem Blut ausgesetzt ist, vergrößert werden muß.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele zeigen, daß der Oxygenator der Erfindung in bezug auf den Gasaustausch wirkungsvoller als bisher verfügbare Oxygenatoren ist. Insbesondere vergleichen die nachstehenden Beispiele die Gasaustauschraten von drei handelsüblichen Oxygenatoren mit einem Oxygenator, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Die handelsüblichen Oxygenatoren umfaßten einen Bentley CM-50, hergestellt und vertrieben von Bentley Laboratories Inc., einem Tochterunternehmen von Baxter Healthcare Corporation, einen Oxygenator, der unter der Bezeichnung Maxima von Medtronic Corporation hergestellt und vertrieben wird, und einen Oxygenator, der unter der Bezeichnung .5MO von der Sarns Division von 3M vertrieben wird. Die Blutdurchflußbahn sowohl des 3M- als auch des Medtronic-Oxygenators verlief um das Äußere der Hohlfasern herum, wogegen die Blutdurchflußbahn des CM-50-Oxygenators durch die Fasern verlief.
Der repräsentative Oxygenator der Erfindung, der in den Beispielen verwendet wurde, war tatsächlich ein einziger Blutdurchflußkanal, wie er oben definiert ist. Ein Bündel Hohlfasern wurde in diesem Kanal positioniert. Die tatsächliche Membranoberfläche jedes dieser repräsentativen Oxygenatoren ist für das jeweilige Beispiel angegeben. Die Schätzungen von Druckabfall, Oberfläche und Primingvolumen basierten auf Normierungsfaktoren. Die Resultate für jeden dieser repräsentativen Oxygenatoren wurden maßstäblich hochgerechnet, um einem Oxygenator zu entsprechen, der fähig ist, einen Gesamtsauerstoffaustausch von 320 ml/min zu erzeugen.
Bei der eigentlichen Prüfung wurden die Oxygenatoren einem Beanspruchungstest unterzogen. Dieser Beanspruchungstest ermöglichte die Berechnung der Gebrauchstauglichkeit jedes Oxygenators. Bei dem Beanspruchungstest wurde Rinderblut durch einen Gasaustausch-Testkreislauf geleitet. Dieser Kreislauf hatte die folgenden Gas- und Bluteinlaßbedingungen für das Rinderblut:
(1) Die Gasquelle war Reinsauerstoff;
(2) Bluteinlaßparameter waren 0 +/- 2 Mikroäquivalent/Liter Basenüberschuß;
(3) Bluttemperatur 37 ºC +/- 0,5 ºC;
(4) Bluthämoglobin 11,5 +/- 0,2 Grammprozent Hämoglobin;
(5) Blutkohlendioxid-Partialdruck 45 +/- 2 mmHg Kohlendioxidpartialdruck;
(6) venöse (Einlaß-)Blutsauerstoffsättigung 45 +/- 1 % venöse (Einlaß-)sauerstoffsättigung.
Die Durchflußraten des Bluts durch den Kreislauf wurden gewählt, um einen arteriellen (Auslaß-)Sauerstoffsättigungswert zwischen 80 % und ca. 98 % zu erhalten, wobei die Glasdurchflußraten eingestellt wurden, um eine äquivalente Blut- und Gasdurchflußrate aufrechtzuerhalten.
Wenigstens zwei Beispiele wurden mit jedem Oxygenator durchgeführt, wobei jedes Beispiel aus zahlreichen Durchläufen bestand. Die Blutdurchflußrate durch den Oxygenator wurde für jeden Durchlauf geändert. Die entsprechenden Blutdurchflußraten in Liter/min (LPM) für jeden Durchlauf sind in den Tabellen angegeben.
Die Blutsauerstoffsättigung (in %) bei jedem Durchlauf durch den jeweiligen Oxygenator wurde für das Venenblut (am Einlaß) gemessen unter Verwendung eines Cooximeters, z. B. eines Cooximeters mit der Bezeichnung IL-282 Cooximeter von Instrument Laboratories, Lexington, MA. Die Blutsauerstoffsättigung (in %) jedes Durchlaufs durch den jeweiligen Oxygenator wurde für das arterielle Blut (am Auslaß) berechnet unter Nutzung der Blutauslaßbedingungen Basenüberschuß, Blut-pH, Bluttemperatur und arterieller Sauerstoffpartialdruck (am Auslaß). Diese anderen Bluteigenschaften wurden unter Verwendung eines Blutgasanalysators, z. B. des IL-1304 von Instrument Laboratories, gemessen. Dann wurde die Sauerstoffsättigung auf der Basis von Sauerstoffsättigungskurven berechnet, wie sie mit dem IL-1304 Blutanalysator für Rinderblut erhalten wurden.
Die venöse und arterielle Sauerstoffsättigung für jedes Beispiel wurde aus den Ergebnissen der zugehörigen Durchläufe berechnet. Die venöse Sauerstoffsättigung war die berechnete mittlere Sauerstoffsättigung der verschiedenen Durchläufe. Die arterielle Sauerstoffsättigung wurde bestimmt unter Nutzung der Tatsache, daß zwischen der arteriellen Sauerstoffsättigung und dem Kehrwert der Blutdurchflußrate in dem Bereich von Sauerstoffsättigungswerten für die definierten Testparameter eine lineare Beziehung besteht. Man glaubt, daß dies daraus resultiert, daß sämtliche Membranoxygenatoren eine begrenzte Gasaustauschoberfläche haben. Das begrenzt den Gesamtwert des Sauerstoffaustauschs für die jeweilige Vorrichtung. Für jedes Beispiel wurde die beste geradlinige Beziehung der arteriellen Sauerstoffsättigung gegenüber dem Kehrwert der Blutdurchflußrate berechnet unter Anwendung der Analysemethode der kleinsten Quadrate. Dann wird die maximale Blutdurchflußrate aus dieser linearen Beziehung berechnet, die einer arteriellen Blutsättigung von 100 % entspricht.
Die Gasaustauschrate für den Oxygenator wird dann unter Anwendung der folgenden Formel berechnet:
O&sub2;-Austausch (ml/min/m²) = (100 % arter. Sätt. - (mittl.) venöse Sätt.) x Hb x 1.39 x Qb1,59 x Qb/ Oberfläche der Austauschmembran (m²)
mit: Hb = Hämoglobin (g)
1,39 = Sauerstoffkapazität von 1,0 g Hämoglobin
Qb = die maximale Blutdurchflußrate, wie oben beschrieben berechnet.
Die folgenden Beispiele umfassen Tabellen von verschiedenen Durchläufen, die die gemessene venöse Sauerstoffsättigung, die berechnete arterielle Sauerstoffsättigung und die Blutdurchflußrate für jeden Durchlauf angeben.

Beispiel 1

Oxygenator: Bentley CM-50
Membranoberfläche der Vorrichtung: 5,6 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt.(%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 105,05/max. Blutdurchfluß + 70,37
maximale Blutdurchflußrate = 3,55 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 44,17 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 56 ml (Gas)/min/m² 5,6 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 2

Oxygenator: Bentley CM-50
Membranoberfläche der Vorrichtung: 5,6 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt (%) venöse Sauerstoffsatt.(%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 120,25/max. Blutdurchfluß + 65,93
maximale Blutdurchflußrate = 3,53 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 44,54 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 56 ml (Gas)/min/m² 5,6 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 3

Oxygenator: Medtronic Maxima
Membranoberfläche der Vorrichtung: 2,0 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt.(%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art Sätt. (%) = 72,745/max. Blutdurchfluß + 76,56
maximale Blutdurchflußrate = 3,10 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 42,90 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 142 ml (Gas)/min/m² 2,0 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 4

Oxygenator: Medtronic Maxima
Membranoberfläche der Vorrichtung: 2,0 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt.(%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 106,33/max. Blutdurchfluß + 67,21
maximale Blutdurchflußrate = 3,24 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 44,05 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 145 ml (Gas)/min/m² 2,0 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 5

Oxgenator: Medtronic Maxima
Membranoberfläche der Vorrichtung: 2,0 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt. (%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 77,8/max. Blutdurchfluß + 78,44
maximale Blutdurchflußrate = 3,61 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 44,84 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 156 ml (Gas)/min/m² 2,0 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 6

Oxygenator: 3M-Sarns
Membranoberfläche der Vorrichtung: 2,2 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt. (%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 93,22/max. Blutdurchfluß + 74,58
maximale Blutdurchflußrate = 3,67 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 45,08 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 146 ml (Gas)/min/m² 2,2 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 7

Oxygenator: 3M-Sarns
Membranoberfläche der Vorrichtung: 2,2 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt. (%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt (%) = 82,58/max. Blutdurchfluß + 75,49
maximale Blutdurchflußrate = 3,37 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 44,14 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 137 ml (Gas)/min/m² 2,0 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 8

Oxygenator: Erfindung
Membranoberfläche der Vorrichtung: 0,094 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt. (%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 8,78/max. Blutdurchfluß + 64,56
maximale Blutdurchflußrate = 0,25 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 45,03 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 232 ml (Gas)/min/m² 0,094 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 9

Oxygenator: Erfindung
Membranoberfläche der Vorrichtung: 0,088 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt. (%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 7,00/max. Blutdurchfluß + 70,68
maximale Blutdurchflußrate = 0,24 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 45,54 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 237 ml (Gas)/min/m² 0,088 Membranoberfl. der Vorrichtung

Beispiel 10

Oxygenator: Erfindung
Membranoberfläche der Vorrichtung: 0,094 m² Lauf Blutdurchfl. (l/min) arter. Sauerstoffsätt. (%) venöse Sauerstoffsätt. (%)
Die maximale Blutdurchflußrate bei einer arteriellen Sauerstoffsättigung von 100 % wurde aus der folgenden Gleichung berechnet:
art. Sätt. (%) = 7,09/max. Blutdurchfluß + 70,00
maximale Blutdurchflußrate = 0,24 LPM
mittlere venöse Sauerstoffsättigung = 45,08 %
Hämoglobinkonzentration = 11,5 g%
Mit der Sauerstoffaustauschrate = 1,39 x Hb (100-ven.Sätt.) x Qb(max)/ = 221 ml (Gas)/min/m² 0,094 Membranoberfl. der Vorrichtung
Wie die vorstehenden Beispiele zeigen und in der nachstehenden Tabelle 1 besser verdeutlicht ist, war der Gasaustausch-Wirkungsgrad eines gemäß der Erfindung aufgebauten Oxygenators größer als der Gasaustausch-Wirkungsgrad, der von anderen Oxygenatoren erreicht wurde. Insbesondere ergibt die Vorrichtung der Erfindung einen Sauerstoffaustausch von ca. 230 ml/min je Faseroberfläche, wohingegen das einzige, das die Oxygenatoren 3M-Sarns und Medtronic Maxima erreichten, ein Sauerstoffaustausch von bestenfalls 146 bzw. 156 ml/min pro Faseroberfläche war.
Wie ebenfalls aus der Tabelle 1 hervorgeht, ist das Gesamt- Primingvolumen der Vorrichtung der Erfindung kleiner infolge des besseren Gasaustausch-Wirkungsgrads, der mit einer kleineren Gasaustauschmembranoberfläche erhalten wird. Das heißt also, die Gesamtoberfläche ist signifikant kleiner bei dem Oxygenator der Erfindung, wodurch die Gesamtgröße und damit das Primingvolumen herabgesetzt werden. Jede Herabsetzung des Primingvolumens ist vorteilhaft. VORRICHTUNG TYP MITTL. O&sub2;-AUSTAUSCH (ml/min/m²) MAX. O&sub2;-AUSTAUSCH (ml/min/m²) BLUTDRUCK-ÄNDERUNG ABFALL BEI 7 LPM DRUCK ca. 7 LPM (mmHg) Faseroberfläche (m²) Primingvolumen der Vorrichtung (ml) ERFINDUNG¹ BENTLEY 3M-SARNS MEDTRONIC
¹ Für die Vorrichtung der Erfindung projizierte Werte; die Vorrichtung kann einen Gesamtsauerstoffaustausch von 320 ml/min erzeugen. Die Werte aus den obigen Experimenten wurden extrapoliert, um diese Resultate zu erhalten.
Die Konfiguration des Oxygenators der Erfindung kann modifiziert werden, um andere äquivalente Ausführungsformen zu ergeben. Beispielsweise kann der Balg modifiziert werden, um die Blutaufnahmekanäle über seine Länge, d. h. von einem Ende zum anderen verlaufend, zu positionieren. Die Balgfalten dieser Ausführungsform wären im allgemeinen unter 90º zu den Falten der oben erläuterten und gezeigten Ausführungsform orientiert. Die Faserbündel wären zwischen einander benachbart positionierten Falten angeordnet, und die Gas- und Blutverteiler wären an jedem der Balgenden befestigt.

Claims

1. Blutoxygenator, der aufweist: ein Gehäuse (12), eine Vielzahl von gasdurchlässigen Hohlfasermembranen (32) in dem Gehäuse mit Abständen zwischen den Membranen, wobei jede der Membranen ein erstes offenes Ende und ein entgegengesetztes zweites offenes Ende hat, wodurch ein Gas durch das erste offene Ende in jede Hohlfasermembran ein- und an dem zweiten offenen Ende daraus austreten kann, und eine Blutabgabeeinrichtung (22), um Blut entlang den Membranen abzugeben,

gekennzeichnet durch:

einen zylindrischen Stützkern (13), der in dem Gehäuse enthalten ist und eine äußere Oberfläche hat, auf der eine Vielzahl von umfangsmäßigen Blutaufnahmekanälen (58) angeordnet ist,

wobei eine Vielzahl der Membranen (32) in jedem der Blutaufnahmekanäle (58) positioniert ist und sich daran entlang erstreckt,

wobei eine umfangsmäßige Blutdurchflußbahn (59) in jedem Blutaufnahmekanal (58) durch einen Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche und der Vielzahl von Membranen (32) definiert ist; und

wobei die Blutabgabeeinrichtung (22) mit den Blutaufnahmekanälen (58) in Verbindung steht, um Blut an jede der Blutdurchflußbahnen (59) abzugeben, wodurch Blut von der Blutabgabeeinrichtung (22) entlang den Blutdurchflußbahnen (59) fließt und durch die Zwischenräume zwischen den Hohlfasermembranen (32) und den Blutdurchflußbahnen (59) fließen kann,

wobei der zylindrische Stützkern (13) kein Wärmeübertragungsmantel ist.

2. Oxygenator nach Anspruch 1, wobei die Blutaufnahmekanäle (58) parallel sind und so orientiert sein können, daß Blut jede der Blutdurchflußbahnen (59) im wesentlichen füllt und dann nach außen um die Hohlfasermembranen (32) herum fließt.

3. Oxygenator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gasdurchlässigen Hohlfasermembranen (32) ca. 20 bis ca. 50 % jedes Kanals (58) ausfüllen.

4. Oxygenator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein Element (14) aufweist, das um die äußere Oberfläche herum angeordnet ist und eine Einrichtung (48) hat, die die Kanäle definiert.

5. Oxygenator nach Anspruch 4, wobei das Element (14) ein zylindrisch geformter Balg ist, der Balgfalten (48) hat, wobei die Blutaufnahmekanäle (58) zwischen aneinander angrenzend positionierten Balgfalten definiert sind.

6. Oxygenator nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Blutabgabeeinrichtung ein Blutverteiler (22) ist.

7. Oxygenator nach Anspruch 6, wobei der Blutverteiler (22) einen langgestreckten Körper hat, der angrenzend an die Seite des Elements (14) angebracht und mit mindestens einer ersten Hauptleitung (62) und einer Vielzahl von Vorsprüngen (64) ausgebildet ist, die von dem Körper nach außen verlaufen und jeweils ein oder mehr Kanäle (66) haben, die mit der mindestens einen ersten Hauptleitung (62) in Verbindung stehen, wobei jeder der Vorsprünge in einem jeweiligen der Kanäle (58) positioniert ist, so daß Blut in die mindestens eine erste Hauptleitung eingeleitet wird und durch die von den Vorsprüngen gebildeten Kanäle in die Blutaufnahmekanäle eintritt.

8. Oxygenator nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die beiden jeweils entgegengesetzten Enden der Hohlfasermembranen (32) in getrennten Säulen (31, 33) angeordnet sind, die nebeneinander entlang dem Element (14) positioniert sind.

9. Oxygenator nach Anspruch 8, der ferner einen Verteiler (26) aufweist, der an dem Element (14) anliegt und ausgebildet ist, um Gas aus den Hohlfasermembranenden abzugeben und aufzunehmen.

10. Oxygenator nach Anspruch 9, wobei der Verteiler (26), der an dem Element (14) anliegt, eine erste und eine zweite Kammer (68, 70) aufweist, die einzeln mit einer der Säulen (31, 33) der Hohlfasermembranenden ausgefluchtet sind.

11. Verwendung eines Blutoxygenators nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aufweist: Leiten von Blut aus der Blutabgabeeinrichtung (22) in die Blutdurchflußbahnen (59) und entlang den Bahnen, um die Bahnen zu füllen, und anschließendes Veranlassen des Bluts, aus den gefüllten Bahnen nach außen um und zwischen die Hohlfasermembranen (32) zu fließen.

12. Verwendung nach Anspruch 11, wobei die Blutaufnahmekanäle horizontal orientiert sind.