CH637020A5 - Blutfilter. - Google Patents

Description

637 020

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Filter für Blut mit Filtereinrichtungen zum Filtern von Blut während dessen Durchfluss durch Filterporen auf einem von der Einflussseite zur Ausflussseite führenden Weg im Filter, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengrösse der Filterporen allmählich über mehrere Stufen auf dem Filterweg zur Ausflussseite hin abnimmt von einer Porengrösse, die zur Zurückhaltung von Abfallstoffen im Blut mit Teil-chengrössen von 90 |im und mehr ausreicht, bis auf eine Porengrösse, die Abfallstoffe im Blut mit Teilchengrössen von 20 p.m und mehr zurückhält, wobei mindestens drei Filterstufen vorhanden sind.

2. Filter für Blut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtungen aus mehreren porösen Schirmfilter- und Tiefenfilterelementen bestehen, dass das erste dieser Filterelemente mindestens in der ersten Stufe ein Tiefenfilterelement ist, und dass die letzte der Stufen ein Schirmfilterelement enthält.

3. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste der Filterstufen mindestens zwei Tiefenfil-terelemente enthält.

4. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente aus mindestens zwei Tiefenfilterelementen und mindestens zwei Schirmfilterelementen bestehen.

5. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das erste Filterelement in jeder der ersten beiden Stufen ein Tiefenfilterelement ist.

6. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte Filterelement der Filtereinrichtungen ein Schirmfilterelement mit einer Porengrösse von etwa 20 (xm ist.

7. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Filterstufen vorhanden sind, wobei die erste Filterstufe mindestens ein Tiefenfilterelement, die zweite Stufe ein Tiefenfilterelement und ein Schirmfilterelement und die dritte Stufe ein Schirmfilterelement umfasst.

8. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtungen die Form eines Zylinders haben, in dem die Filterelemente in aufeinanderfolgenden Lagen angeordnet sind, wobei die erste Stufe am Aussenum-fang des Zylinders beginnt.

9. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtungen die Form eines Bandes haben, und dass die Filterelemente aus Segmenten dieses Bandes bestehen, dass das Band in Spiralform zu einem Zylinder s gewickelt ist, und dass die erste Filterstufe am Aussenum-fang des Zylinders beginnt.

10. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filterelement ein Tiefenfilter ist, das feste Abfallstoffe mit einer Teilchengrösse von mehr als 100

io um im Blut zurückhalten kann, und dass das erste Filterelement eine Gewebestruktur hat.

11. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Stufen etwa die gleiche Filterleistung hat.

15 12. Filter für Blut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente in Spiralform zu einem Zylinder gewickelt sind, dass die erste Stufe am Aussenumfang des Zylinders angebracht ist, dass das erste Filterelement eine Gewebestruktur mit einer geschlossenen Maschenan-

20 Ordnung auf einer ersten Seite und Rippen in der Maschenstruktur auf der zweiten Seite hat, und dass die zweite Seite am Aussenumfang des Zylinders gelegen ist.

13. Filter für Blut nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder vertikalachsig angeordnet ist an

25 seinem oberen Ende mit einer im wesentlichen konischen Abdeckkappe geschlossen ist, so dass das Blut nach unten über die konische Kappe und an der Aussenseite des Zylinders abfliesst, ehe es durch die verschiedenen Filterstufen läuft.

30 14. Filter für Blut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtungen Medikamente enthalten, die an das Blut bei dessen Durchgang durch das Filter abgegeben werden.

15. Filter für Blut nach Anspruch 12, dadurch gekenn-

35 zeichnet, dass der spiralig gewickelte Zylinder eine Filterpatrone mit mehreren Schichten bildet, die verschiedene Filtrationskennwerte haben, wobei die erste Schicht am Aussenumfang der Patrone eine Gewebestruktur aufweist, die sich um die Längsachse der Patrone einzurollen sucht.

40 16. Filter für Blut nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente so angeordnet sind, dass das in das Filter eintretende Blut zuerst die zweite Seite berührt.

Bisher sind beträchtliche Schwierigkeiten beim Filtern von Blut zur Entfernung von Gas und festen Mikroemboli aufgetreten. Bekannte Filter ergeben verminderte Durchflussraten, starken Druckabfall und beträchtliche Verringerungen des Wirkungsgrads des Filterns, nachdem eine verhältnismässig geringe Blutmenge durch das Filter hindurchgetreten ist. Diese und andere Nachteile bekannter Filter werden mit der vorliegenden Erfindung überwunden, die ein Blutfilter mit hohem Wirkungsgrad, hoher Leistungsfähigkeit, niederem Anfangspumpvolumen und hoher Durchflussgeschwindigkeit schafft. Erfindungsgemäss wird die Filterung in mehreren Filterstufen vorgenommen. Mit diesen Filtern zu reinigendes Blut enthält im allgemeinen Mikroemboli mit Grössen von 300-400 um bis hinuter zu etwa 20 jxm. Die einzelnen roten und weissen Zellen haben im allgemeinen eine Grösse von weniger als 20 um. Die Teilchengrössen der Abfallstoffe im Blut überdecken mehrere Grös-

senbereiche. Eine Filterstufe kann für jeden Grössenbereich vorgesehen werden, wobei die gröbste Fraktion im allgemeinen alle Teilchen mit einer Grösse von mehr als etwa 55100 um enthält. Mindestens zwei weitere Stufen werden im Filter vorgesehen, um alle Fraktionen mit Teilchengrössen von 90 (im oder weniger zu entfernen und zurückzuhalten. Die Grössenverteilung von Abfallteilchen im Blut hängt von der Vorgeschichte des Blutes ab. Blut, das beispielsweise in 60 einer Blutbank gelagert worden ist, hat gewöhnlich mehr grosse Teilchen als Blut, das durch ein ausserhalb des Körpers gelegenes System, z.B. ein Dialyse-Gerät oder Sauerstoff-Gerät geleitet wird.

Die in erfindungsgemässen Blutfiltern enthaltenen Files terelemente können sowohl Tiefenfilter als auch Schirmfilter umfassen. Schirmfilter haben im allgemeinen eine gleichförmige Porengrösse und behalten ihre ursprüngliche Porengrösse im Betrieb. Schirmfilter sind im wesentlichen zweidi-

3

637 020

mensional, während Tiefenfilter dreidimensional sind. Die Porengrösse der Tiefenfilter ist gewöhnlich nicht gleichförmig. Tiefenfilter haben im allgemeinen eine grössere Filterleistung als Schirmfilter, da die Tiefenfilter grössere Mengen von Abfallteilchen als die Schirmfilter zurückhalten können. Wegen ihrer gleichförmigen Porengrösse ergeben Schirmfilter eine viel klarere Trennung der Teilchengrössen der zurückgehaltenen und der durchgelassenen Fraktionen. Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung ausnutzen zu können, werden die Filter vorzugsweise hintereinander angeordnet, so dass das Blut in jeder Filterstufe zunächst auf ein Tiefenfilter trifft. Wenn gewährleistet werden soll, dass keine grossen Teilchen in die nächste Stufe gelangen, kann ein Schirmfilter eingesetzt werden. Das Schirmfilter wird im allgemeinen so gewählt, dass seine Porengrösse um einige Mikron kleiner als die durchschnittliche Porengrösse des vorhergehenden Tiefenfilters ist. Zusätzliche Stufen können bei Bedarf hinzugefügt werden, um die vollständige Entfernung einer ausgewählten Teilchengrössenfraktion zu sichern.

Da die zu entfernenden Stoffe im allgemeinen gelatineartig sind, ist es schwierig, Blut zu filtern. Unter Druck sind die Abfallstoffe im Blut weich und plastisch und können durch ein Schirmfilter abgezogen werden; auch ist es möglich, dass diese Abfallstoffe in kleinere Teilchen zerbrechen. Manche Tiefenfilter haben die ihnen eigentümliche Neigung, Kanäle zu bilden, die das Hindurchführen oder Zerbrechen von Abfallstoffen fördern, oder die sich soweit aufweiten, dass Abfallstoffe in Form grosser Teilchen durch die Kanäle hindurchtreten können. Die Ausbildung von Kanälen stellt besonders ein Problem dar, wenn die Filterelemente einer oder mehrerer Stufen teilweise blockiert werden und sich hohe Druckunterschiede einstellen. Die Gefahr, dass ein grosses Teilchen durch eine Filterstufe infolge von Kanalausbildung durchgeht, lässt sich durch Einsetzen eines Schirmfilters direkt neben der stromabwärtsgelegenen Seite eines Tiefenfilters stark reduzieren. Selbst wenn Schirmfilter mit Tiefenfiltern in Reihe geschaltet werden, sind hohe Druckunterschiede unerwünscht, da ein erhöhter Druck das Blut selbst schädigt und sogar Hämolyse hervorrufen kann.

Die Filterleistung der verschiedenen Filterstufen ist vorzugsweise so bemessen, dass eine grosse Blutmenge durch das Filter durchgehen kann, ohne dass hierbei ein starker Druckabfall am Filter oder irgendeiner seiner Stufen entsteht und ohne dass der Durchfluss so weit reduziert wird, dass er nicht mehr für den vorgesehenen Anwendungszweck ausreicht. Die verschiedenen Filterstufen sind soweit als möglich so ausgeführt, dass jede Stufe etwa die gleiche Blutmenge filtern kann, ehe eine Überlastung eintritt, bei der verringerter Durchfluss oder zu starker Druckabfall ein Ausscheiden des Filters notwendig machen. Im Idealfall sollte jede Filterstufe zur gleichen Zeit überlastet werden. In der Praxis ergibt sich aus dem Aufbau des Filters, dass im allgemeinen eine oder mehrere Stufen eine grössere Leistung als die anderen Stufen haben. Aus Sicherheitsüberlegungen kann es notwendig sein, dass mindestens die letzte Stufe eine grössere Leistungsreserve als die anderen Stufen hat.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform wird eine Filtereinrichtung dadurch hergestellt, dass zunächst ein langes Band aus einer Vielzahl von Filtersegmenten erzeugt wird. Das Band enthält sowohl Tiefenfilter- als auch Schirmfilterabschnitte, die miteinander an den Berührungsflächen verbunden sind, so dass sich ein fortlaufendes Band ergibt. Das Band wird auf einem starren, durchlöcherten Körper spiralig zu einem Zylinder aufgewickelt, so dass die Porengrösse allmählich von der Aussenseite zur Innenseite der sich ergebenden zylindrischen Filterpatrone abnimmt. Zwei oder mehr Bänder können bei Bedarf aufgewickelt werden. Die Enden des sich ergebenden Filters werden abgedichtet, so dass das

Blut längs radialen Wegen von der Aussenseite der zylindrischen Filterpatrone in Richtung des starren, durchlöcherten Körpers durch konzentrisch angeordnete Filterelemente fliessen muss. Die Anordnung der Segmente in Bandform s legt die Stellen fest, an denen auf den Durchflusswegen in Radialrichtung die verschiedenen Porengrössen auftreten. Bei bestimmten Ausführungsformen kann ein Segment so lang sein, dass es auf dem Spiralweg um mehr als 360 Grad um die Filterpatrone verläuft. Die Folge ist, dass dann das io Blut mehr als einmal mit diesem Segment in Berührung kommt. Es können also Filterelemente mit grösseren Poren als die eines oder mehrerer Filterelemente, die stromaufwärts auf dem normalen radialen Flussweg des Blutes gelegen sind, eingesetzt sein. Zweckmässigerweise nimmt jedoch die Po-15 rengrösse, in Flussrichtung gesehen, stromabwärts längs des normalen Durchflusswegs durch die Filterpatrone ab.

Die Porengrösse des äussersten Filterelements reicht normalerweise dazu aus, Teilchen mit Hauptabmessungen von mehr als 100 (im im Blut zurückzuhalten. Die Filtereigen-20 schaften des äussersten Filterelements werden gewöhnlich so eingestellt, dass die kleinsten zurückgehaltenen Teilchen grösser als 90 |xm sind und häufig eine Maximalabmessung von mehr als etwa 125 um haben. Das äusserste Filterelement ist ein Tiefenfilter, das Teilchen mit einer Grösse von 25 mehr als 90-150 (im zurückhalten kann. Die kleinste Porengrösse in der letzten Filterstufe beträgt etwa 20 Mikron. Porengrössen von weniger als 20 Jim führen dazu, dass einzelne rote und weisse Blutzellen ausgefiltert werden. Dies ist bei der Anwendung von Filtern im allgemeinen sehr uner-30 wünscht. Um eine wirksame Filterung und eine ausreichende Leistung beim Zurückhalten von Abfallstoffen in jeder Filterstufe zu erzielen, müssen mindestens drei Filterstufen vorgesehen werden. In jeder Filterstufe kann mehr als eine Art von Filterelementen verwendet werden. Im allgemeinen wer-35 den sowohl Tiefenfilter als auch Schirmfilter in mindestens den Stufen verwendet, die zwischen der ersten und der letzten Stufe gelegen sind. Die erste Stufe kann nur aus einem Tiefenfilter und die letzte Stufe nur aus einem Schirmfilter bestehen. Im allgemeinen reichen die Teilchengrössen der 40 kleinsten im Tiefenfilter der ersten Stufe zurückgehaltenen Teilchen von 90-150 um. In der zweiten Filterstufe werden Teilchen mit einer Grösse von etwa 40-80 um zurückgehalten, und in der dritten Stufe werden Teilchen von etwa 20 um zurückgehalten. Zusätzliche Stufen können eingeführt 45 werden, und Filterelemente aus einer Stufe können in die benachbarten Stufen eingesetzt werden, vorausgesetzt, die Porengrössen nehmen dann immer noch von der Einflussseite zur Ausflussseite der Filterpatrone ab. Bei Bedarf lässt sich die Leistung oder die Sicherheit der Filterung erhöhen, wenn 50 man Filterelemente einer Stufe in der benachbarten Stufe verwendet.

Blutfilter werden verwendet, da Mikroemboli, die man in den Blutstrom eines lebenden Menschen eintreten lässt, die 55 Gefahr mit sich bringen, dass die Funktion gewisser wichtiger Organe (Gehirn und Nieren) beeinträchtigt wird oder dass ein Durchflusskanal des Blutes, eine Kapillare, verstopft wird. Ein Mikroembolus kann als Gasblase oder Teilchenanhäufung auftreten. Wenn menschliches Blut für 60 Transfusionen aufbewahrt wird, verändern sich die leukocy-tischen und thrombocytischen Komponenten. Einige der Thrombocyten bilden Anhäufungen und Klumpen verschiedener Grössen. Ausserdem bilden einige der Thrombocyten Anhäufungen mit einigen der Leukocyten. Die er-65 findungsgemässen Blutfilter eignen sich nicht nur für Transfusionen, sondern auch für arterielle Perfusionen, Cardioto-mie-Reservoirs, Cardiotomie und Dialyse. Die Filter ergeben einen zuverlässigen Filterbetrieb bei hoher Durchfluss

637 020

4

geschwindigkeit, wenn sie in Zirkulationskreisen ausserhalb des Körpers verwendet werden.

Die Blutfilterpatrone lässt sich aus einem oder mehreren Bändern aufbauen, von denen jedes aus mehreren Segmenten besteht. Die Segmente können an ihren Enden jeweils miteinander in Form von Stossnähten oder Überlappungen direkt oder aneinanderliegend verbunden sein. Die Kenn-grössen eines einzigen Bandsegments können sich über dessen Länge verändern. Wenn beispielsweise gewebte Bänder verwendet werden, kann sich die Verwebung bis zu einem gewissen Grad über die Länge der Segmente verändern, wobei in dem jeweiligen Segment die Porengrösse abnimmt. Die verschiedenen Segmente können aus einzelnen oder zusam-mengefassten Tiefenfiltern aus Schaumstoff, Fasern, Filz und Geweben bestehen und zusammen mit Schirmfiltern in der Form von gewobenen oder gesponnenen Maschenanordnungen und durchlöcherten Gewebestücken verwendet werden. Die Segmente müssen aus einem mit dem Blut verträglichen Material hergestellt werden. Im allgemeinen beträgt die Länge jedes Segments in einer Reihenanordnung das 1,05-bis 3,1 Sfache des Sollwerts des Umfangs der Filterpatrone an der Stelle, an der das Segment in der spiralförmig gewik-kelten Filterpatrone liegt. Die Länge jedes Segments reicht im allgemeinen dazu aus, eine leichte Überlappung zu gewährleisten. Um das gewünschte vorgegebene Porenvolumen in jeder gewickelten Lage der fertigen Filterpatrone zu gewährleisten, werden die Filterelemente entsprechend ihrer Porengrösse und der Porosität als Bruchteil des Volumens angeordnet. Die Forderung, dass das Porenvolumen zur Erzielung der notwendigen Filterleistung in jeder Filterstufe ausreichen muss, kann dazu führen, dass ein bestimmter Bandabschnitt so lang sein muss, dass er mehr als eine Windung ausmacht.

Wenn die Filterleistung der verschiedenen Filterstufen auf die in einem bestimmten Blutvolumen in etwa auftretende Menge der Abfallstoffe zugeschnitten ist, kann die Grösse des Filters verringert werden, so dass nur ein sehr geringes Blutvolumen zum Füllen des Filters bei seiner Inbetriebnahme erforderlich ist. Durch die Erfindung lassen sich Blutfilter mit hohen Filterleistungen, hohen Durchflussvolumen, geringen Füllvolumen und kontinuierlichem Betrieb herstellen, die bekannten Filtern beim modernen Filtern und Entlüften von Blut stark überlegen sind.

In der vorzugsweisen, spiralig gewickelten zylindrischen Ausführungsform der Filterpatrone wird diese an ihrer Aussenseite durch ein Material mit verhältnismässig grossen Öffnungen gelagert. Dieses äussere Lagerungsteil hat Öffnungen, die zu gross sind, um Filterwirkung zu haben.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform wird ein gewebtes Maschenmaterial als das äusserste Filterelement verwendet. Gewebte Materialien haben einige der kennzeichnenden Eigenschaften von Tiefenfiltern wie von Schirmfiltern. Gewebte Maschenfilter können in stärkerem Mass Teilchen zurückhalten als Schirmfilter. Die Porengrössen in einem solchen Maschenfilter sind im allgemeinen nicht gleichförmig, behalten aber im Betrieb die ihnen bei der Fertigung gegebenen Grössenwerte. Wenn zwei oder mehr Lagen von gewebtem Maschenmaterial auf die Aussenseite der Filterpatrone aufgesetzt werden, so dass das Blut bei der in Radialrichtung nach innen auf den starren, durchlöcherten Körper fortschreitenden Filterung einige Lagen des Maschenmaterials durchdringen muss, ergibt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad. Die zwei oder mehr Lagen des gewebten Maschenmaterials halten Abfallteilchen im Blut sehr stark zurück und ergeben ausserdem eine verhältnismässig klare Abgrenzung der Teilchengrössen. Man muss deshalb im allgemeinen in der ersten Stufe kein Schirmfilter verwenden. Man erhält dadurch eine Verringerung des Gewichts, des komplizierten Aufbaus, der Grösse und der Kosten des Filters und ausserdem einen vereinfachten Herstellungsvorgang. Es wurde festgestellt, dass das Maschengewebe ein sehr günstiges Material für den Aufbau des Filters ist, wobei der Zu-s sammenhalt der Filterpatrone durch die Verwendung von mindestens einer doppelten Lage des Maschengewebes als äusserste Filterstufe gewährleistet ist. Auch eine einzelne Lage des Maschengewebes dient dem angegebenen Zweck.

Die Gewebestrukturen, die die Kenngrössen von Tiefen-lo filtern und Schirmfiltern haben, lassen sich beispielsweise durch flaches Kettfadenstricken und andere Strickverfahren herstellen. Das Garn kann dabei einfädig oder mehrfädig sein. Im allgemeinen wird ein einfädiges Garn verwendet, das eine leichte S- oder Z-Verdrillung haben sollte. Die Faser 15 muss aus einem mit Blut verträglichem Polymermaterial hergestellt sein, so z.B. aus Polyester, Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid, Polyimid, Polytetrafluoräthylen oder dergleichen. Im allgemeinen hat das mehrfädige Garn eine Garnzahl (Gramm pro 9000 Meter Garnlänge) von etwa 20 20 bis 400 und Garne mit verschiedenen Denier-Werten können in ein bestimmtes Gewebe eingearbeitet sein. Die Garnstruktur wird so gewählt, dass etwa 8 bis 40 Maschenreihen pro Zentimeter und etwa 4 bis 20 Rippen pro Zentimenter auftreten.

25 Das Gewebe wird z. B. so hergestellt, dass es von sich aus die Tendenz hat, sich zu einem Zylinder einzurollen, wodurch das Gewebe eine spiralig gewickelte Anordnung zu bilden sucht. Dies erleichtert die Filterherstellung, da die Filterelemente selbst die gewünschte spiralige Wicklung zu bil-30 den suchen. Die Neigung des Gewebematerials, sich einzurollen, dient auch zur Beibehaltung der Wickelungsform, nachdem die Wicklung einmal hergestellt worden ist. Die Tendenz, sich um die Längsachse des Filters einzurollen, verhilft zu glatten, gleichmässigen Filterpatronen. 35 Die Gewebestruktur an der Aussenseite des Filters trägt beträchtlich zur wirkungsvollen, gleichmässigen Filterung von Blut bei. Bei Transfusionen verwendete Filter haben oft sehr niedrige Blutdurchflussraten von etwa 10 bis 20 Milliliter pro Minute. Bei diesen Durchflussraten tritt das Blut 40 tropfenweise in das Filter ein. Vorzugsweise treten die Blutstropfen in den Hauptteil des Filters ein, indem sie unter dem Einfluss der Schwerkraft mit einer konischen Oberfläche in Berührung kommen. Der Abstand der konischen Oberfläche von der Einflussseite des Filters kann so klein sein, dass das 45 Blut nicht mit einer Kraft von Bedeutung auf die konische Oberfläche auftropft. Das Blut fliesst über die konische Oberfläche nach unten ab und kommt über deren Kante mit der Gewebestruktur an der Aussenseite der Filterpatrone in Berührung. Die Gewebestruktur kann so beschaffen sein, so dass die Blutstropfen sich sofort über das Gewebe verbreiten und bei der Bewegung des Blutes nach unten durch das Gewebe eine Lage bilden; das Blut kann dabei über die Aussenseite des Filters fliessen, bis es den Flüssigkeitspegel im Filter erreicht hat. Die Lage aus Blut mündet in diesem Fall sanft ss in die Flüssigkeit am Pegel ein, ohne dass hierbei ein Verspritzen oder Verwirbeln auftritt. Falls man die Ausbildung eines Blutstropfens an der Spitze des Filters zulässt, so dass ein Abtropfen in die Flüssigkeit stattfindet, ergibt sich jedes Mal ein Verspritzen, und Blut kann mit den Innenwänden 60 des Filtergehäuses oberhalb des Flüssigkeitspegels in Berührung kommen. Dieses verspritzte Blut trocknet oder verklumpt, so dass einerseits etwas Blut verlorengeht und anderseits die Menge der abzufilternden Teilchen zunimmt. Das Herunterfallen eines Blutstropfens über mehrere Zen-65 timeter kann auch die Qualität des Blutes beim Auftreffen auf die flüssige Oberfläche beeinträchtigen.

Im allgemeinen werden aus einem einzigen Faden aufgebaute Gewebe für die Zwecke der Erfindung bevorzugt. Es

5

637 020

wurde festgestellt, dass aus mehreren Fäden bestehende Garne sich nicht so gut für die Gewebe eignen, wie aus Einzelfäden aufgebaute Gewebe. Einzelfaden mit einer Dicke von etwa 0,05 bis 0,76 mm und besonders mit einer Dicke von etwa 0,10 bis 0,20 mm sind besonders geeignet zur Herstellung von Gewebestrukturen für die vorliegende Erfindung. Mehrfädige Garne eignen sich besonders bei ausserhalb des Körpers gelegenen Leitungssystemen, in denen im allgemeinen keine grossen Gerinnsel auftreten. Ein Abreiben des Garns muss vermieden werden, damit einzelne Fäden nicht abreissen und in das Blut eintreten.

Die Gewebestruktur ist vorzugsweise so beschaffen, dass sie mehrere verschiedene Porengrössen mit verschiedenen Kennwerten in der Struktur aufweist. Diese Porengrössen wiederholen sich in sehr gleichförmiger Weise bei der Wiederholung der Maschenanordnung im Gewebe.

Die freiliegenden Kanten des Gewebes werden zweckmässigerweise verschweisst, so dass keine losen Fadenstücke oder scharfe Fadenenden im Gewebe auftreten.

Eine Verbindung der verschiedenen Filterelemente zu einem fortlaufenden Band erleichtert die Filterherstellung und gewährleistet, dass sich die Filterelemente im Filter an den gewünschten Stellen befinden, ohne dass hierbei Lücken oder zu grosse Überlappungen auftreten, die die Filterleistung nachträglich beeinflussen könnten. Wenn ein Filterelement verwendet werden soll, das nicht endseitig mit anderen Filterelementen zu einem fortlaufenden Band verbunden werden soll, muss auf die richtige Lage dieses Filterelements geachtet werden. Beispielsweise können bei Bedarf zusammengeschlungen werden. Beispielsweise können alle Tiefenfilter zu einem Band zusammengefasst werden, während die Schirmfilter mit ihren Enden verbunden in einem zweiten Band vereinigt werden.

Der Filterkern muss starr genug sein, um die Filterstruktur festzulegen und die Filterpatrone zu tragen, und muss ausserdem genügend Öffnungen aufweisen, um den freien Durchfluss des Blutes durch den Trägerkörper zu ermöglichen. Die Form des Trägerkörpers sollte nach Möglichkeit so gewählt werden, dass kein Blut durch kleine Gebiete in den innersten Filterelementen fliessen muss. Um dies zu erreichen, muss die Filterpatrone den Trägerkörper längs Linien oder Punkten statt über Flächen berühren, soweit dies überhaupt möglich ist.

Die Maschenanordnung des Gewebes muss zweckmässigerweise eine geschlossene Masche an der Oberseite und einen Maschenschlag an der Unterseite aufweisen. Die geschlossene Masche führt dazu, dass sich die Struktur zur geschlossenen Seite hin einzurollen sucht, während der Schlag dazu führt, dass das Einrollen um die Längsachse des Filters stattfindet und ausserdem den lagenweisen Durchfluss von Blut fördert. Die Maschenanordnung an der Oberseite ist zweckmässigerweise 1-0,2-3 oder 1-0,1-1 oder 1-0, 3-4 oder eine ähnliche geschlossene Anordnung; an der Unterseite ist das Maschenmuster 0-0, 4-4 oder 0-0,1-1 oder 0-0,8-8 oder ähnlich. Die zu verwendende Garngrösse hängt von der gewünschten Teilchengrössenfraktion und dem Durchmesser des Einzelfadens oder des Garns ab. Im allgemeinen kann ein Maschenzahlmass (Nadeln pro Zoll) zwischen 10 und 30 verwendet werden, wobei die höheren Maschenzahlmasse Einzelfaden von geringerem Durchmesser zuzuordnen sind.

Die zu einer spiraligen Filterstruktur gewickelten Bandsegmente können mit irgendeinem geeigneten Verfahren, beispielsweise Heissverschweissen, Vernähen, Verkleben, Hochfrequenzschweissen, Laser-Verschweissen, Ultraschall-Verschweissen und dergleichen miteinander verbunden werden. Die Verbindungsstellen können die Form von Überlappungen, Stossverbindungen oder dergleichen haben. Das

Band kann so ausgeführt sein, dass das gesamte oder ein Teil des wickellosen Bandes mehr als eine Lage bildet. Beispielsweise kann ein Bandabschnitt zwei Schirmfilterlagen umfassen, die sich miteinander auffalten und die beide mit benach-5 barten Segmenten verbunden sind. Wenn mehrere Lagen an einer oder mehreren Stellen des Bandes verwendet werden und wenn sämtliche Lagen mit mindestens einem Ende mit dem Band verbunden sind, wird die Verwendung loser Filterelemente in der Struktur vermieden, während gleichzeitig io ein zusätzliches Filterelement bei Bedarf in einer bestimmten Stufe angebracht werden kann. Die Vermeidung loser Segmente stellt einen Vorteil bei der Filterherstellung dar.

Wenn getrennte Bänder ohne miteinander verbunden zu sein, lose übereinandergelegt werden, werden sie zweckmäs-i5 sigerweise bei der Herstellung als eine Einheit behandelt.

Die Enden der Filterpatrone werden z.B. so abgedichtet, dass man sie mit einem mit Blut verträglichen Kunstharz vergiesst, das in seiner Stellung ausgehärtet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Ende der Patrone 20 mit einer im allgemeinen flachen, konischen Kappe abgedeckt. Das andere Ende der Filterpatrone wird durch Ver-giessen in einem Sockel befestigt, so dass es in seiner Stellung im Filtergehäuse festgehalten ist und gegen die Ausflussseite des Filters abgedichtet ist. Die flache konische Kappe führt 25 dazu, dass sich das Blut um den Umfang des Filters herum verteilt. Das in das Filter einfliessende Blut fallt ungefähr auf die Spitze der konischen Kappe und fliesst dann nach aussen in allen Richtungen über deren Oberfläche ab. Die Filterpatrone ist z.B. in einem Gehäuse gelagert, das Einfluss- und 30 Ausfluss-Anschlüsse aufweist. Das Gehäuse kann im allgemeinen ringförmig und die Filterpatrone in der Gehäusemitte gelagert sein. Dadurch wird von der Innenwandung des Gehäuses und der Aussenseite der Filterpatrone ein Ringgebiet definiert, das als Verteiler dient, der den Blutdurchfluss 35 über den gesamten Aussenumfang an die Filterpatrone verteilt.

Bei Bedarf kann das Filter ein Verteilersystem für Medikamente umfassen, wenn die Filterstruktur mit Medikamenten wie z.B. gerinnungshemmenden Mitteln, Vitaminen, 40 Hormonen, Antibiotika, Antiseptika oder dergleichen gefüllt wird. Die Medikamente können in Formen mit begrenzter Löslichkeit verwendet werden, so dass das jeweilige Medikament mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in einem bestimmten Zeitabschnitt abgegeben wird.

45 Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen, sollen jedoch nicht den Umfang der Erfindung angeben.

Fig. 1 ist ein Aufriss eines Ausführungsbeispiels des er-50 findungsgemässen Filters für Blutübertragungen.

Fig. 2 ist ein Aufriss eines Filters für Cardiotomie (Herzschnitt-Operationen).

Fig. 3 ist ein teilweiser Aufriss eines Filters für Perfusionen (Durchspülungen).

55 Fig. 4 ist ein Blutfilter zur Verwendung in einer Nieren-Dialyse-Maschine.

Fig. 5 ist ein Blutfilter für ein Cardiotomie-Reservoir.

Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der in Fig. 1 mit 6-6 bezeichneten Linie durch ein Transfusionsfilter.

60 Fig. 7 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht längs einer Ebene mit einem radialen Durchflussweg in einem Transfusionsfilter.

Fig. 8 ist ein auseinandergezogener Querschnitt durch eine andere Ausführungsform, wobei der Querschnitt längs 65 einer Ebene mit einem radialen Durchflussweg durch ein Transfusionsfilter genommen ist.

Fig. 9 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei der Querschnitt

637 020

6

längs einer Ebene mit einem radialen Durchflussweg durch ein Transfusionsfilter genommen ist.

Fig. 10 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines Perfusionsfilters und ist längs einer Ebene mit einem radialen Durchflussweg genommen.

Fig. 11 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines Filters für Cardiotomie, wobei der Querschnitt längs einer Ebene mit einem radialen Durchflussweg genommen ist.

Fig. 12 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines Reservoirs für Cardiotomie, wobei der Querschnitt längs einer Ebene mit einem radialen Durchflussweg genommen ist.

Fig. 13 ist die kantenseitige Ansicht von Filterelementen von deren Aufwickeln auf einen starren Trägerkörper.

Fig. 14 ist eine kantenseitige Ansicht einer anderen Ausführungsform mehrerer Filterelemente vor deren spiraligem Aufwickeln auf einen Trägerkörper.

Fig. 15 ist eine kantenseitige Ansicht einer weiteren Ausführungsform mehrerer Bänder vor deren spiraligem Aufwickeln auf einen Trägerkörper.

Fig. 16 ist eine kantenseitige Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines einstückigen Bandes.

Fig. 17 ist schliesslich eine Aufsicht auf die Filterelemente einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor dem Zusammensetzen zu einem spiralig gewickelten Filter.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Filter 10 für Transfusionen ist eine Filterpatrone 12 in ein durchsichtiges Gehäuse 14 eingesetzt, das eine Einflussöffnung 16 an dem normalerweise oberen Ende und eine Ausflussöffnung 18 an dem normalerweise unteren Ende aufweist. Die Einflussöffnung 16 hat eine Spitze für das Einschieben in einen Blut enthaltenden tütenförmigen Behälter. Eine konische Verteilerkappe 20 ist oben auf dem Gehäuse angesetzt und bildet einen dichtenden Abschluss mit dem normalerweise oberen Ende der Filterpatrone 12. Das untere Ende der Filterpatrone 12 wird dichtend vom Verschluss 22 aufgenommen. Das Transfusionsfilter 10 wird normalerweise in den Boden eines Beutels mit Blut eingesetzt, und das Blut dringt dann unter der Wirkung der Schwerkraft in das Filter ein.

Das in Fig. 2 dargestellte Cardiotomie-Filter 24 ähnelt im wesentlichen dem Transfusionsfilter, ist jedoch zwischen einem Reservoir für Cardiotomie (Herzschnitt) und einem Sauerstoff-Beschickungsgerät in Operationen am offenen Herz einzusetzen; die Zirkulation ausserhalb des Körpers kann dabei 6-8 oder sogar 10 Liter pro Minute betragen. Die Drucke und Durchflussgeschwindigkeiten am Cardiotomie-Filter 24 sind viel grösser als die Drucke und Durchflussgeschwindigkeiten am Transfusionsfilter 10 bei den normalen Verhältnissen in Operationen. Das Cardiotomie-Fil-ter 24 umfasst eine im wesentlichen zylindrische, spiralige gewundene Filterpatrone 26, die im Gehäuse 28 angebracht ist. Das Gehäuse 28 hat am normalerweise oberen Ende des Filters 24 eine Einflussöffnung 30 und eine Ausflussöffnung 32 am normalerweise unteren Ende des Filters. Das Blut fliesst durch die Einflussöffnung 30 nach unten auf die konische Verteilerkappe 34, die das Blut gleichmässig um das Ringgebiet zwischen der Aussenseite der zylindrischen Filterpatrone 26 und der ringförmigen Innenwandung des Gehäuses 28 verteilt. Ein Ende der Filterpatrone 26 ist dichtend mit der konischen Verteilerkappe 34 verbunden, während das andere Ende dichtend in die Abdeckkappe 36 eingesetzt ist, so dass das Blut in Radialrichtung nach innen von der Aussenseite der Filterpatrone 26 auf den Trägerkörper des Filters fliessen muss.

Fig. 3 zeigt ein Perfusionsfilter 38, das bei Operationen am offenen Herz in Leitungen ausserhalb des Körpers zwischen einem Sauerstoff-Beschickungsgerät und der Einflussöffnung am Patienten benutzt werden soll. Es handelt sich hierbei um ein Filter für hohen Druck und hohe Durchflussgeschwindigkeit, dessen Form dem Cardiotomie-Filter 24 gleicht und das eine im Gehäuse 42 angebrachte Filterpa-5 trone 40 aufweist. Das Gehäuse 42 hat eine Einflussöffnung 44 und einen Belüftungsstutzen 46. Die konische Verteilerkappe 48 verteilt das Blut gleichförmig auf das Ringgebiet zwischen dem Gehäuse 42 und der Filterpatrone 40.

Das in Fig. 4 dargestellte Dialyse-Filter 50 ist besonders io für eine Blut-Dialyse-Maschine gedacht und umfasst eine Filterpatrone 52, ein Gehäuse 54 mit einer Einflussöffnung 56 und einer Ausflussöffnung 58, und eine Gehäusekappe 62. Eine konische Verteilerkappe 60 ist dichtend am normalerweise oberen Ende der Filterpatrone 52 angebracht. Die Teils le sind insgesamt in der gleichen Weise wie bei den unteren Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 3_ beschriebenen Filter angeordnet.

Das in Fig. 5 dargestellte Reservoir 64 für Cardiotomie ist in Blutleitungen ausserhalb des Körpers zwischen der 20 Ausflussöffnung vom Patienten und dem Cardiotomie-Filter stromaufwärts vom Sauerstoff-Beschickungsgerät eingesetzt. Das Reservoir 64 umfasst eine Filterpatrone 66, die so eingesetzt ist, dass das von der Bluteinlassöffnung 68 fliessende Blut durch das Reservoir nur durch die Elemente der Filter-25 patrone 66 an die Ausflussöffnung 70 gelangen kann. Das Blut verlässt das Reservoir sofort nach seiner Filterung, wird jedoch im Reservoir vor der Filterung aufbewahrt. Ein Stutzen 72 ermöglicht die Entfernung der im Blut festgehaltenen Luft. Die Filterpatrone 66 enthält gewöhnlich eine Stufe zur 30 Schaumentfernung. Ein Medikamenten-Einflussstutzen 74 ist vorgesehen, um die Zugabe von Medikamenten, z.B. von die Gerinnung hemmenden Arzneien, zu ermöglichen. Die Deckkappe 76 der Filterpatrone dichtet das eine Ende der zylindrischen Patrone 66 ab. Das andere Ende der Patrone 35 66 ist dichtend in eine Vertiefung des Cardiotomie-Reser-voirs 64 eingesetzt.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt längs der in Fig. 1 mit 6-6 bezeichneten Linie. Die Spiralwindungen der Filterpatrone 12 sind leicht voneinander zur Verdeutlichung der Darstel-40 lung getrennt. Dem Fachmann ist bekannt, dass die Lagen der Filterpatrone 12 im Filter aneinander anliegen. Ein durchlöcherter Trägerkörper 78 ergibt eine starre axiale Halterung für die Filterpatrone. Die am Trägerkörper 78 angebrachten Vorsprünge 80 erstrecken sich in Achsrichtung des 45 Körpers und stützen die Innenlage der Filterpatrone 12 ab, so dass Blut leicht in die Öffnungen im Trägerkörper 78 fliessen kann. Mindestens 50 Prozent und vorzugsweise 70 Prozent des Trägerkörpers sind durchlöchert. Das Ringgebiet 82 füllt sich mit Blut auf und umgibt die Filterpatrone 12, so so dass dann das Blut in der angegebenen Weise in Radialrichtung durch das Filter nach innen und in die hohle Achse des Trägerkörpers 78 fliesst. Bei seiner Bewegung vom Ringgebiet 82 auf den durchlöcherten Trägerkörper 78 hin trifft das Blut zuerst auf das durch das Polypropylen-Gewebe gebil-55 dete Filterelement 84, das bei einer vorzugsweisen Ausführungsform Abfallteilchen mit einer Grösse von mehr als etwa 125 (im aus dem Blut ausfiltert. Das zweite Filterelement 86 auf dem nach innen gerichteten Durchflussweg des Blutes besteht aus Polyurethan-Filz, der Abfallteilchen mit 6o Grössen von mehr als etwa 55 Mikron zurückhält. Auf dem in Radialrichtung verlaufenden Durchflussweg folgt dann ein Schinnfilterelement 88 aus Polyester mit einer Porengrösse von etwa 63 Mikron. Nach dem Durchgang durch das Filterelement 88 trifft das Blut auf eine weitere Lage des Filter-65 elements 86 und anschliessend auf ein Schirmfilterelement 90 aus Polyester mit einer Porengrösse von etwa 20 Mikron. Das Blut trifft schliesslich auf eine dritte Lage des Filterelements 86 und eine zweite Lage des Filterelements 90, ehe es

7

637 020

in den Trägerkörper 78 eintritt. Die aneinander anliegenden Enden der Filterelemente 84, 86 und 88 sind miteinander an der Verbindungsstelle 92 verbunden, so dass sich ein zusammenhängendes Band ergibt. Die aneinander anliegenden Kanten der Filterelemente 88 und 90 sind miteinander an der Verbindungsstelle 94 verbunden, so dass sich ein einziges Band ergibt, das spiralig um den Körper 78 gewickelt ist.

Fig. 7 zeigt eine auseinandergezogene Querschnittsansicht des Filters auf dem radialen Durchflussweg in einer Filterpatrone 96 für Transfusionen. Der Durchflussweg des Blutes ist durch den Pfeil angezeigt. Es werden Tiefenfilter 98,100,102,104 und Schirmfilter 106,108,110 verwendet. Die Teilchengrössen der in den verschiedenen Stufen zurückgehaltenen Fraktionen sind in Mikron in Fig. 7 eingetragen. Das eine Tiefenfilter tritt dreimal auf dem radialen Durchflussweg in Form der Filterelemente 100,102 und 104 auf und besteht aus Polyurethan-Filz mit einer Dicke von etwa 1,59 mm im nicht zusammengepressten Zustand und einem Gewicht von etwa 0,029 g/cm2 Filz. Der Filz weist etwa 40 Poren pro Zentimeter Länge auf und hat eine spezifische Fläche von etwa 900 cm2 pro Quadratzentimeter Filz. Das Schirmfilter 106 aus Polyester hat Poren mit einer Grösse von etwa 63 Mikron und besteht zu etwa 37 Prozent seiner Fläche aus leerem Raum. Das Schirmfilter 106 ist aus Fäden mit einem Durchmesser von etwa 40 Mikron und hat eine Dicke von etwa 80 Mikron. Die Porengrösse des zweilagigen Schirmfilters 108,110 aus Nylon beträgt etwa 20 um und etwa 16 Prozent des Schirmfilters 108,110 ist leer. Das Schirmfilter 108,110 ist aus Fäden mit einem Durchmesser von etwa 30 um hergestellt und hat eine Dicke von etwa 70 um. Das Tiefenfilter 98 besteht aus Polypropylen-Ma-schen mit einer Dicke von etwa 0,6 mm im nicht zusammengedrückten Zustand. Das einfädige Gewebe wird lagenweise gewirkt und hat etwa 10 Maschenreihen pro Zentimeter und etwa 7 Rippen pro Zentimeter. Das Gewebe wiegt etwa 0,024 g/cm2 und wird auf einem 14 Gauge-Kettenstuhl mit einem vollen Faden und einem geschlossenen 1-0,2-3 Maschenmuster an der Vorderseite und einer Lage in 0-0,4-4 Maschenanordnung an der Unterseite hergestellt. Der dazu verwendete Polypropylen-Einzelfaden hat eine Dicke von 0,15 mm und ergibt eine Struktur, die sich auf die Seite der geschlossenen Maschen zu einem Zylinder einzurollen sucht.

In Fig. 7 sind die entsprechende Grössenfraktionen aus dem Blut bei der Transfusion entfernenden Filterelemente als drei Stufen dargestellt. Die grösste Teilchenfraktion wird durch Stufe I entfernt, während Stufe II die mittleren Teilchengrössen und Stufe III die verbleibenden kleinen Teilchengrössen von Abfallstoffen in Teilchenform entfernt. Ein Schirmfilter ist in Stufe I nicht eingesetzt, da die Porengrössen des Gewebes verhältnismässig stabil sind. In der zweiten Stufe ist ein Schirmfilter als letztes Element eingesetzt, um die mittlere Teilchenfraktion klar vom durchfliessenden Blut abzusondern. In Stufe III wird als Vorsichtsmassnahme ein doppelter Satz von Tiefen- und Schirmfilterelementen eingesetzt, um die erwünschte Entfernung des Teilchenmaterials zu gewährleisten. Falls längliche Abfallteilchen durch das Schirmfilterelement 108 geschlüpft sind, ist es im höchsten Masse unwahrscheinlich, dass diese Teilchen nach dem Durchgang durch das Tiefenfilter 104 noch in Achsialrich-tung so ausgerichtet sind, dass sie durch das Schirmfilterelement 110 gehen können.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfin-dungsgemässen Transfusionsfilters, in dem die Bezugsnummern gleiche Bedeutung wie in Fig. 7 haben. Eine doppelte Schicht eines Tiefenfilters 98 wird verwendet, um der Filterpatrone besonders bei ihrer Herstellung Festigkeit zu verleihen und um die grössere Teilchenfraktion in höherem Masse vor Erreichen der zweiten Stufe auszuscheiden.

Das in Fig. 9 dargestellte Transfusionsfilter ähnelt dem in Fig. 7 dargestellten, doch ist ein Schirmfilter mit grossen Poren am Aussenumfang der Filterpatrone angeordnet worden, um deren strukturellen Zusammenhalt zu verbessern, s Das Schirmfilterelement 112 hat eine Porengrösse von etwa 800 |im, die keine Filterung von Bedeutung ergeben kann. Das Schirmfilterelement 112 besteht zu etwa 95 Prozent aus leerem Gebiet, so dass es den Durchfluss des Blutes in die wirksamen Filterelemente kaum behindert. Die in Fig. 9 ein-io getragenen Bezugsnummern haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 7 und 8.

Fig. 10 zeigt einen radialen Durchflussweg 114 durch den auseinandergezogenen Querschnitt eines erfindungsgemäs-sen Filters für Durchspülung. Die erste Filterstufe besteht i5 aus einem Filterelement 98, dessen Gewebestruktur die unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 9 beschriebenen Kennwerte hat. Die zweite Stufe besteht aus einem Tiefenfilter 116 und einem Schirmfilter 106. Die dargestellte Ausführungsform des Tiefenfilters 116 besteht aus Polyurethan-Filz mit Poren-2o grossen, die Teilchenmaterial mit Grössen von mehr als etwa 75 (im zurückhalten. Im nichtzusammengedrückten Zustand hat das Filterelement 116 eine Dicke von etwa 1,59 mm und ein Gewicht von etwa 0,02 g/cm2. Das Tiefenfilter 116 hat etwa 35 Poren pro Zentimeter Länge. Das Schirmfilter 106 25 hat die gleichen Kenngrössen wie das unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 9 beschriebene Filterelement 106. Die dritte Stufe der Filterpatrone 114 besteht aus zwei Lagen von jeweils einem Tiefenfilterelement 118 und einem Schirmfilterelement 108. Das Schirmfilter 108 hat die vorher unter Bezugnahme 30 auf die Fig. 7 bis 9 beschriebenen Kenngrössen. Das Tiefenfilter 118 besteht aus Polyurethan-Filz und hält im allgemeinen Teilchen mit Grössen von mehr als etwa 50 (im zurück. Das Tiefenfilter 118 hat im nicht zusammengedrückten Zustand eine Dicke von etwa 0,26 mm und ein Gewicht von 35 etwa 0,048 g/cm2. Die spezifische Fläche des Tiefenfilters 118 beträgt etwa 1,385 cm2 pro Quadratzentimeter Filz. Das Tiefenfilter 118 hat ferner etwa 40 Poren pro Zentimeter Länge. Die Filterpatrone 114 ist für Zirkulationskreise ausserhalb des Körpers vorgesehen, in denen der Durchfluss 6 40 bis 8 oder sogar 10 Liter pro Minute betragen kann und bei denen Einflussdrucke von bis zu 250 Millimetern Quecksilbersäule oder mehr auftreten können.

Fig. 11 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht einer Filterpatrone 120 für Cardiotomie. Der Querschnitt ist 45 längs eines radialen Durchflusswegs genommen. Die Filterpatrone 120 umfasst drei Stufen, von denen die erste ein Filterelement 98 mit Gewebestruktur aufweist. Die zweite Stufe hat ein Tiefenfilterelement 116 und ein Schirmfilterelement 106, während die dritte Stufe aus einer doppelten Schicht ei-5o nes Tiefenfilterelements 118 und eines Schirmfilterelements 108 besteht. Die verschiedenen Filterelemente 98, 106, 108, 116 und 118 haben die vorher unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 10 beschriebenen Kennwerte. Die Cardiotomie-Filterpatrone 120 ist zur Verwendung in Leitungskreisen 55 ausserhalb des Körpers vorgesehen, in denen hohe Durchflussgeschwindigkeiten und Drucke auftreten.

Das in Fig. 12 dargestellte Filter 122 für ein Cardioto-mie-Reservoir besteht aus vier Stufen, von denen die erste aus einem silikonüberzogenen Entschäumungsfilter 124 auf-6o gebaut ist. Das Entschäumungsfilter 124 aus Polyurethan hat Schaumstruktur und im zusammengepressten Zustand eine Dicke von etwa 9,5 mm und eine Dichte von etwa 0,028 g/cm2. Die Porengrösse des Entschäumungsfilters 124 ist so gewählt, dass die minimale auf diesem Filterelement zurück-65 gehaltene Teilchengrösse zwischen 450 um und 550 jxm liegt. Aufgrund dieser grossen Poren werden vom Entschäumungsfilter 124 nur sehr wenige Teilchen ausgefiltert. Die Filterelemente 98,106,108,116 und 118 haben die gleichen

637 020

Kenngrössen wie die entsprechenden Elemente, die unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben wurden.

Fig. 13 zeigt ein abgewickeltes Transfusionsfilter 126, das ein Tiefenfilterband 128 und ein Schirmfilterband 130 umfasst. Der Trägerkörper 132 haltert die Filterpatrone und erhält von ihr Blut zugeführt. Zum Schirmfilterband 130 gehören zwei Schirmfilterelemente 108 und 106, die an ihren aneinander anstossenden Kanten miteinander verbunden sind und damit ein einziges fortlaufendes Band ergeben. Die Schirmfilterelemente 106 und 108 haben die vorher unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 12 angegebenen Eigenschaften, wobei in diesen Figuren die Filterelemente mit den gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet sind. Das Tiefenfilterband 128 wurde dadurch hergestellt, dass die beiden aneinander-stossenden Kanten der Filterelemente 98 und 100 miteinander verschweisst wurden. Durch die Verbindung dieser beiden Segmente ergibt sich ein fortlaufendes Band. Die Filterelemente 98 und 100 haben die unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 12 beschriebenen Eigenschaften, wobei in diesen Figuren die Filterelemente mit den gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet sind. Die beiden Bänder werden aneinander angelegt, so dass das Filterelement 108 die innerste Schicht des Transfusionsfilters 126 bildet, wenn die Bänder spiralig auf den Trägerkörper 132 zu einer zylindrischen Filterpatrone gewickelt worden sind.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Filterpatrone 134 mit einem einzigen zusammengesetzten Band, an dem ein nicht einen Teil des Bandes bildender Aussenab-schnitt angesetzt ist. Die verschiedenen Filtersegmente sind an der Verbindungsstelle 136, an der ihre Kanten aneinander stossen, miteinander verbunden. Die verschiedenen Filterelemente 98,100,106 und 108 haben die vorher beschriebenen Kenngrössen der Filterelemente mit diesen Bezugsnummern, die beispielsweise in den Fig. 7 bis 9 dargestellt sind. Beim Filterelement 138 handelt es sich um ein Gewebe mit sehr grossen Poren, das der Filterpatrone beim endgültigen Zusammenbau, dem Transport, der Lagerung usw. die nötige Festigkeit verleiht.

Fig. 15 zeigt eine Gruppe 140 von Bändern vor ihrem Zusammenbau zu einer Filterpatrone. Die verschiedenen Bandsegmente 98,100, 106 und 108 haben die Kennwerte, die vorher für Filterelemente mit den gleichen Bezugsnummern unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 12 beschrieben wurden. Das Tiefenfilterelement 142 bildet ein Segment, das aus Polyurethan-Schaum hergestellt ist und grosse Mengen von Material in Teilchenform zurückhalten kann. Das Filterelement 142 hält die Fraktion mit Teilchengrössen von mehr als etwa 35 Mikron zurück. Die das Tiefenfilterband bildenden Segmente sind an der Verbindungsstelle 144 miteinander verbunden, während die das Schirmfilter bildenden Elemente am Verbindungspunkt 146 verbunden sind. Das Filterelement 98 ist von den anderen Bändern getrennt und in Spiralform als Aussenlage des Tiefenfilters aufgewickelt.

Fig. 16 zeigt das einstückige Band einer Filterpatrone 148, bei dem die verschiedenen Segmente an aneinander anliegenden Kanten miteinander verbunden sind, so dass sich ein fortlaufendes Band ergibt. Die Herstellung der Filterpatrone wird bei der Verwendung eines fortlaufenden Bandes

8

erleichtert, da nur eine fortlaufende Bandstruktur beim Wik-keln der Filterpatrone verarbeitet werden muss. Die verschiedenen Segmente der Filterpatrone 148 haben die Kennwerte der Segmente, die mit den entsprechenden Bezugs-s nummern in anderen Figuren gekennzeichnet sind.

Fig. 17 ist eine Aufsicht auf die in Fig. 13 dargestellten bandförmigen Filter für die Filterpatrone 150. Die beiden Segmente des Tiefenfilterbandes 152 sind am Verbindungspunkt 154, und die beiden Segmente des Schirmfilterbandes io am Verbindungspunkt 158 miteinander verbunden.

Die Grösse der kleinsten Teilchen, die mit den oben beschriebenen Tiefenfiltern ausgefiltert werden können, kann für die Erfindungszwecke durch Herstellung einer wässrigen Salzlösung mit bekannten Mengen von Teilchenmaterial mit 15 verschiedenen Grössen bestimmt werden. Die Mischung wird durch das Tiefenfilterelement geleitet und sowohl die zurückgehaltene als auch die durchgelassene Fraktion werden analysiert.

Die aus Filz bestehenden Tiefenfilter werden hergestellt 20 durch irreversibles Zusammendrücken eines netzförmigen Polyester- oder Polyurethan-Schaummaterials mit offenen Poren, das so zusammengepresst wird, dass es eine endgültige Dicke von etwa einem Drittel bis einem Zwölftel der Dicke im nicht zusammengedrückten Zustand annimmt. 25 Dem Fachmann ist klar, dass die obigen speziellen Ausführungsformen nur Beispiele sind, und dass Abänderungen im Rahmen der Erfindung gemäss den Patentansprüchen möglich sind. Beispielsweise können die verschiedenen Filterelemente mit organischen oder anorganischen Materi-30 alien, die mit Blut verträglich sind, gefüllt oder überzogen werden. Besondere Oberflächenbehandlungen, beispielsweise mechanische, chemische und elektronische, können an der Oberfläche der Gewebe, der Schirmmaterialien und der Schaummaterialien vorgenommen werden, um die typischen 35 Eigenschaften der Oberflächen zu verändern. Ein fortlaufendes Band aus Gewebe mit Segmenten mit verschiedenen Maschenanordnungen, Garnen, Denier und Glättezahlen kann bei Bedarf verwendet werden. Die Blutfilterpatronen können in andere Vorrichtungen eingesetzt werden, z.B. in Einweg-40 Patronen für Dialyse. Neben der Verbindung durch Kleber, Heissverschweissen und dergleichen kann zur Verbindung der Bandsegmente auch ein mit dem Blut verträgliches Fadenmaterial oder eine Heftklammer verwendet werden.

Die beschriebenen Filterpatronen für Blut haben eine 45 sehr geringe Grösse im Vergleich zu ihrer Filterleistung. Ein Filter für Bluttransfusionen in der Art der in den Fig. 1, 6, 7 und 13 dargestellten Filter, kann eine Filterpatrone mit Achslänge von etwa 7 cm, einem Durchmesser von etwa 2,5 cm, und einem Trägerkörper mit einem Aussendurch-50 messer von etwa 1 cm und einem Innendurchmesser von etwa 0,6 cm haben. Das Gehäuse kann zweckmässigerweise einen maximalen Innendurchmesser von etwa 4 cm und einen minimalen Innendurchmesser von etwa 3,4 cm haben. Die Spitze der konischen Verteilerkappe steht etwa 0,3 cm 55 vom Innenende der Einflussöffnung ab. Die Gesamtlänge des Blutfilters von der Spitze der Einflussöffnung zur Spitze der Ausflussöffnung kann etwa 13,5 cm betragen.

s

5 Blatt Zeichnungen