DE69504676T2 - Vorrichtung zur entnahme und filtration von blut - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Filtration und Aufnahme von Blut aus zwei verschiedenen Quellen während einer chirurgischen Operation, welche folgendes aufweist:
• - ein aus steifem Werkstoff gebildetes Gehäuse mit einer Abdeckung, Seitenwandungen und einer Bodenwandung;
• - einem im Inneren der Vorrichtung definierten Behälter zum Aufnehmen von gefiltertem Blut, welcher einen Auslaß in der Bodenwandung besitzt;
• - ein erstes Blutfiltrierelement im Inneren des Gehäuses, welches hintereinander eine Schicht aus porösem Material zur Entschäumung und ein Siebfilter aufweist;
• - einen ersten Bluteinlauf in dem Gehäuse, welcher mit einer Einrichtung verbunden ist, die einen ersten Blutströmungsweg in der Vorrichtung durch den ersten Bluteinlauf, das erste Blutfiltrierelement, den Behälter und den Blutauslaß bildet;
• - ein zweites Blutfiltrierelement, welches hintereinander eine Schicht aus porösem Material zur Entschäumung, ein Tiefenfilter und einen Maschenschlauch aufweist;
• - mindestens einen zweiten Bluteinlauf in der Abdeckung, welcher mit einer Einrichtung verbunden ist, die einen zweiten Blutströmungsweg in der Vorrichtung durch den zweiten Bluteinlauf, das zweite Blutfiltrierelement, den Behälter und den Blutauslaß bildet.
• Vorrichtungen dieser Art kommen bei chirurgischen Operationen zum Einsatz, die auf diesem Fachgebiet als Herz-Lungen-Bypass-Operationen bezeichnet werden. Während dieser Operationen wird die normale Herz- und Lungenfunktion des Patienten ausgesetzt und die Funktion dieser Organe wird statt dessen von einem lebenserhaltenden Blutkreislauf außerhalb des Körpers des Patienten in Einheiten zur künstlichen Blutbehandlung übernommen. Bei diesen Operationen wir im typischen Fall der Hauptteil des Blutes des Patienten über eine in den rechten Herzvorhofeingesetzte Kanüle abgezogen und durch einen Behälter mit Filter, eine Blutpumpe, eine Einheit zur Sauerstoffanreicherung des Blutes und ein Filter für das arterielle Blut geleitet, ehe es durch eine in die Aorta eingelegte Kanüle wieder zum Patienten zurückgeführt wird. Entsprechend der üblichen Praxis wird der Hauptblutstrom mit dem Blut kombiniert, das im Operationsgebiet aufgefangen und in einem oder mehreren Unterdruckabsaugern am Herzen gesammelt und nach Entschäumung und Tiefenfiltration im Behälter aufgenommen wird, der von den beiden Blutströmungswegen gemeinsam genutzt wird, ehe das Blut durch den Blutauslaß und durch eine Blutpumpe außerhalb des Körpers abgezogen wird. Eine Vorrichtung dieser Art wird in der europäischen Patentschrift EP-B-0 190 020 beschrieben.
• Bei chirurgischen Eingriffen dieser Art ist es wichtig, daß das Ansaugvolumen der Vorrichtung verringert wird, was im Normalfall dadurch geschieht, daß die Größe der Vorrichtung an die Größe des Patienten angepaßt wird. Diese bekannte Vorrichtung weist eine Reihe von Elementen auf, die im Inneren des Filters zum Abstützen des Filters und des Entschäumungsmaterials und zur Bildung der Strömungswege für die beiden Blutströme innerhalb des Filters angeordnet sind. Dies ist wegen der großen Anzahl von Teilen besonders ungünstig, wenn das Filter in einer Reihe von Größen ausgeführt werden muß.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher das Filterelement keine innenliegenden Stütz- oder Strömungsregelteile enthält, und bei dem sich für ein vorgegebenes Ansaugvolumen eine größere Filterfläche erzielen läßt.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Gehäuse über dem Boden eine Wandung besitzt, welche in dem Behälter eine Querleiste bildet und in einem Teil des Behälters mit vergrößertem Querschnitt eine Bodenwandung definiert;
• - daß das erste Filter am unteren Ende mit der Querleiste verbunden ist, in dessen unterer Wandung der erste Einlauf angeordnet ist;
• - daß das zweite Filter in der Abdeckung angebracht ist und sich nach unten zur Querleiste hin erstreckt, mit welcher es in Kontakt steht;
• - daß das erste Filter sich von der Querleiste aus nach oben erstreckt und selbsttragend ausgebildet ist; und
• - daß das erste und das zweite Filter nebeneinander angeordnet sind.
• Die Anordnung der Filter nebeneinander erbringt eine kompakte Bauform der Vorrichtung und einen kurzen Weg des gefilterten Bluts vom Filter zum Behälter. Die Filter können eine Form aufweisen, welche gegenüber Filtern mit rundem Querschnitt die Filterfläche vergrößert.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Vorzugsweise besitzen die Filter einen ovalen Querschnitt und ein abgerundetes Profil. Diese Form eignet sich dazu, die Filter selbsttragend auszubilden und bietet, bezogen auf das Volumen im Inneren des Filters, eine vergleichsweise große Filterfläche. Die Filter sind vorzugsweise in ovalen Vertiefungen in der Abdeckung und der Querleiste des Gehäuses eingeklebt und bilden eine starre Filterbefestigung. Um einen reibungslosen Blutstrom in den Behälter zu gewährleisten, weist die Querleiste einen zu einem schrägstehenden Bereich des Behälters hin gerichteten Gradienten auf. Durch diese Anordnung wird die Bildung von Bläschen im gefilterten Blut verhindert. Die Filter werden aus Zuschnitten gebildet, die entlang ihrer Kanten verschweißt werden, ehe die Innenseite nach außen gewendet wird. Die Schweißnaht trägt zur Fähigkeit zur Eigenabstützung der Filter bei.
• Nachfolgend wird die Erfindung ausführlicher anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem es sich um eine Einweg-Vorrichtung zur Blutbehandlung und Blutaufnahme handelt, wie sie in der Zeichnung dargestellt und zum Einsatz in einem extrakorporalen Blutkreislauf vorgesehen ist.
• In der Zeichnung:
• ist Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung und Blutaufnahme;
• zeigt Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Vorderansicht;
• ist Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2; und zeigen Fig. 4a-d jeweils eine Vorderansicht, eine Seitenansicht, eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht eines Filterelements für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Fig. 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Blutfiltration und Blutaufnahme zur einmaligen Verwendung. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 2 mit Seitenwandungen 4, einer Bodenwandung 6 und einer Abdeckung 8 auf. Des weiteren besitzt die Vorrichtung eine Wandung 10, die im Inneren des Gehäuses eine Leiste bildet, wobei die Leiste die Bodenwandung in einem Gehäuseteil mit vergrößertem Querschnitt ist. Die Vorrichtung besitzt einen Bluteinlauf 12, der mit dem Innenraum eines ersten Blutfiltrierelements 14 in Verbindung steht, und eine Reihe paralleler Bluteinläufe 16, 18, 20, 22, 24, die in einem oberen Aufsatz 28 auf der Abdeckung 8 angeordnet sind und mit dem Innenraum eines zweiten Blutfiltrierelements 30 in Verbindung stehen. Im Normalbetrieb der Vorrichtung 1 sind an einen oder mehrere der Bluteinläufe 16, 18, 20, 22, 24 eine oder mehrere Schlauchleitungen angeschlossen, die das bei der Herzeröffnung abgesaugte Blut führen, und ist eine Leitung, die den zurückfließenden Strom an venösem Blut an den Einlauf 12 angeschlossen. Dementsprechend wird nun, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet, der Blutstrom aus der Herzeröffnung durch das Element 30 geführt und durchströmt der zurückfließende Strom aus venösem Blut das Element 14 und wird von diesem gefiltert. Das gefilterte venöse Blut wird mit dem aus dem zweiten Element 30 kommenden gefilterten Blut aus der Herzeröff nung kombiniert und die kombinierten Blutströme werden in einem Behälter aufgefangen, der ganz allgemein durch die Seitenwandungen 4 und die Bodenwandung 6 des Gehäuses definiert ist. Der kombinierte Strom aus behandeltem Blut aus der Herzeröffnung und aus venösem Blut wird über den Blutauslaß 32 für behandeltes Blut aus der Vorrichtung abgezogen.
• Das Gehäuse wird vorzugsweise im Spritzgußverfahren aus vorzugsweise durchsichtigem Kunststoff gefertigt. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse durch Verkleben einer scheibenförmigen Abdeckung 8 mit einem im allgemeinen becherförmigen Korpus 33 gebildet. Die Abdeckung 8 kann einen Entgasungsanschluß 37 und zusätzliche Anschlüsse 39 aufweisen, und in dem Aufsatzteil 28 können ein Entgasungsanschluß 40 und eine Reihe weiterer Anschlüsse 41 zum Einleiten von Blut oder anderen Strömungsmitteln auf der Anströmseite oder Abströmseite des Filterelements 30 vorgesehen sein. Der Einlauf 12 für venöses Blut und der Auslaß 32 für gefiltertes Blut können einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein, oder auch getrennte Bauteile, die unter Abdichtung mit der Gehäusewandung verbunden sind, wie dies bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
• Gemäß Fig. 3 sind die Blutfilterelemente 14 und 30 nebeneinander angeordnet, wobei ihre Achsen in etwa parallel verlaufen. Die Blutfilterelemente sind selbsttragend, wobei das erste Element 14 von der Leiste 34 nach oben steht und das zweite Element 30 mit der Abdeckung 8 verbunden ist und von dieser aus nach unten hängt. Die Länge des zweiten Elements 30 ist so bemessen, daß das untere Ende des Elements in Kontakt mit der Leiste steht. Blut, das vom zweiten Element 30 gefiltert wurde, fließt entlang der Oberfläche des Elements und geht reibungslos zur zweiten Fläche der Leiste 34 über, die einen zu einem schrägstehenden Bereich 35 der Seitenwandung 4 hin geneigten Gradienten aufweist. Mit dieser Anordnung wird die Bildung von Tröpfchen verhindert, die in eine freie Fläche des im Behälter aufgefangenen Blutes fallen.
• Das Blutfilterelement 14 wird in eine ovale Vertiefung 36 in der Leiste eingesetzt, woraufhin es mit Hilfe Vergußmasse aus Polyurethan abgedichtet wird. Das zweite Filterelement 30 wird in eine ähnliche Vertiefung 38 in der Abdeckung 8 eingesetzt und in ähnlicher Weise mit einer Vergußmasse abgedichtet.
• Fig. 4 a-d zeigen ein Filterelement im Detail. Das Element weist zwei Zuschnitte 42 auf, die entlang der Kanten unter Bildung eines beutelförmigen Elements miteinander verschweißt werden, woraufhin dieses Teil von innen nach außen gewendet wird. Die Schweiß naht bildet dabei ein Versteifungsgebilde, durch welches das Bauelement selbsttragend wird und die Seiten des Elements auseinander gehalten werden, während das Element einen ovalen Querschnitt erhält. Das Blutfilterelement 12 weist eine Innenlage aus porösem Material zur Entschäumung auf, vorzugsweise aus vernetztem Polyurethanschaum, der mit einer Entschäumungsmasse wie beispielsweise einem Silikonmittel zur Verhinderung der Schaumbildung behandelt ist, sowie eine Außenlage beispielsweise in Form eines dünnen Siebfilters mit gleichmäßiger Porengröße, vorzugsweise ein Filtersieb aus Nylon- oder Polyestergewebe mit einer Porengröße zwischen 50 und 200 um, vorzugsweise etwa 175 um. Das Blutfilterelement 30 weist eine Innenlage aus porösem Entschäumungsmaterial und im Anschluß daran eine Lage aus Vliesmaterial für Tiefenfilter auf, vorzugsweise einem faserigen Tiefenfiltermaterial aus Polyester mit einer mittleren Porengröße von 20 bis 50 um, vorzugsweise etwa 40 um, sowie einen außenliegenden Maschenschlauch.
• Die Blutfiltervorrichtung kann auch Anschlußstücke zum Aufhängen der Vorrichtung an einem Sauetstoffanreicherungsgerät/Wärmetauscher oder alternativ an einem Aufhänger an einer Herz-Lungen-Maschine (HLM) aufweisen. Die Abdeckung, der Aufsatz, der Korpus und die Einlauf und Auslaufanschlüsse werden vorzugsweise nach herkömmlichen Verfahren aus klarem Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem Kopolyester oder Polykarbonat, hergestellt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Filtration und Aufnahme von Blut aus zwei verschiedenen Quellen während einer chirurgischen Operation, welche folgendes aufweist:

- ein aus steifem Werkstoff gebildetes Gehäuse (2) mit einer Abdeckung (8), Seitenwandungen (4) und einer Bodenwandung (6);

- einem im Inneren der Vorrichtung definierten Behälter zum Aufnehmen von gefiltertem Blut, welcher einen Auslaß (32) in der Bodenwandung besitzt;

- ein erstes Blutfiltrterelement (14) im Inneren des Gehäuses, welches hintereinander eine Schicht aus porösem Material zur Entschäumung und ein Siebfilter aufweist;

- einen ersten Bluteinlauf (12) in dem Gehäuse, welcher mit einer Einrichtung verbunden ist, die einen ersten Blutströmungsweg in der Vorrichtung durch den ersten Bluteinlauf, das erste Blutfiltrierelement (14), den Behälter und den Blutauslaß (32) bildet;

- ein zweites Blutfiltrierelement (30), welches hintereinander eine Schicht aus porösem Material zur Entschäumung, ein Tiefenfilter und einen Maschenschlauch auf weist;

- mindestens einen zweiten Bluteinlauf (16, 18, 20, 22, 24) in der Abdeckung, welcher mit einer Einrichtung verbunden ist, die einen zweiten Blutströmungsweg in der Vorrichtung durch den zweiten Bluteinlauf, das zweite Blutfiltrierelement, den Behälter und den Blutauslaß bildet;

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse über dem Boden eine Wandung besitzt, welche in dem Behälter eine Querleiste (34) bildet und in einem Teil des Behälters mit vergrößertem Querschnitt eine Bodenwandung definiert;

- daß das erste Filter (14) am unteren Ende mit der Querleiste (34) verbunden ist, in dessen unterer Wandung der erste Einlauf angeordnet ist;

- daß das zweite Filter (30) in der Abdeckung (8) angebracht ist und sich nach unten zur Querleiste (34) hin erstreckt, mit welcher es in Kontakt steht;

- daß das erste Filter (14) sich von der Querleiste aus nach oben erstreckt und selbsttragend ausgebildet ist; und

- daß das erste und das zweite Filter (14, 30) nebeneinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Filter (14, 30) einen ovalen Querschnitt und ein abgerundetes Profil aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Filter (14, 30) in eine ovale Vertiefung (36, 38) in der Querleiste (34) bzw. in der Abdeckung (8) eingeklebt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die die Querleiste (34) bildende Wandung einen zu einem schrägstehenden Bereich der Wandung des Behälters hin gerichteten Gradienten aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Filter aus zwei Rohlingen (42) gebildet sind, welche entlang der Kanten miteinander verschweißt und von innen nach außen gewendet sind.