气体交换单元制造技术

包括偏心地倾斜的入口的气体交换单元以及用于生产气体交换单元的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体交换单元本专利技术涉及一种气体交换单元以及一种用于生产气体交换单元的方法。
技术介绍
在危及生命的肺病患者中，肺功能可以通过人工肺(氧合器或气体交换单元)维持，直到肺康复并恢复自然肺功能。体外循环抽取患者的血液，并在氧合器中为此进行治疗后返回血液。最知名的氧合器是作为开发在数小时的心脏外科手术措施期间使用的心肺机的一部分而开发的，并且大多数情况下并未针对长期应用进行优化。然而，作为呼吸支持的一部分的应用周期通常明显更长，并且可能持续数周。在已知的氧合器的长应用周期期间，由于具有高流动阻力和较差冲洗区域的次优流动路径，可能例如发生溶血和血栓形成。这种氧合器的交换能力也下降，因此在治疗期间必须更换这些氧合器，其中可能发生并发症以及还有失血或严重的血液稀释。常规的氧合器例如由堆叠的中空纤维垫构成，这些中空纤维垫彼此成直角相互地布置。在边缘区域，垫通过旋转或离心方法用浇注料嵌入四次，这产生方形截面表面，血液流过该方形截面表面。为了使血液尽可能均匀地分配在纤维表面上，穿孔的分配板与常规的氧合器一起使用，这些分配板安装在氧合器的入口区域和出口区域。这种氧合器例如来自WO2017/211460A1。
技术实现思路
本专利技术的任务是改进氧合器中的流动引导，从而可以以简单的方式满足中长期呼吸支持的要求。根据本专利技术，该任务通过独立权利要求的特征来解决。本专利技术的进一步改进由从属权利要求得出。根据本专利技术，提供了一种包括中空纤维垫的气体交换单元，其中，该气体交换单元包括斜对地偏心定位的入口。为了使穿过气体交换单元的血液流动尽可能均匀地分配在圆形纤维表面上，在此特别是为了确保在边缘区域有足够的流动，血液通过偏心斜对的入口旋转。中空纤维垫具有圆形截面表面。在进一步的改进中，气体交换单元的入口相对于中空纤维垫的纤维层偏心布置。如下所述，根据本专利技术的措施形成气体交换单元，在该气体交换单元中，省略了分配板，并且流体(特别是血液)通过其他手段或措施在由中空纤维垫形成的纤维表面上均匀地流动。与已知的氧合器相比，根据本专利技术的气体交换单元具有更长的应用周期或使用寿命。通过所述气体交换单元，血液受损的可能性还很低。气体交换单元的中空纤维垫由中空纤维形成。气体交换单元可以包括一个或多个中空纤维垫。纤维垫的纤维取向可以与另一纤维垫的纤维取向成一定角度布置。跨过纤维垫可以改善气体交换特性以及血液引导。气体交换单元还被描述为氧合器。氧合器是可以使血液富含氧气和从血液中去除二氧化碳的设备。因此，可以在短期内以及在较长周期内通过氧合器来替换或支持肺。在一个进一步的改进中，气体交换单元设想，入口布置在气体交换单元的壳体的面对侧上。入口布置在气体交换单元的面对侧上允许通过中空纤维垫的均匀流动。气体交换单元的壳体具有入口壳体。根据气体交换单元的进一步改进，设想入口与入口壳体连接，该入口壳体的表面具有结构。入口壳体的内部血液输送表面上的合适结构进一步使流动尽可能均匀地分配。当入口的中心轴线与包括入口壳体的水平面之间的角度大于0°和/或小于90°时，入口在此斜对地定位。在气体交换单元的进一步改进中，设想这些结构是叶片形、桥形或作为横向构件布置在入口壳体的表面上。是叶片形、桥形或作为横向构件布置的结构可以使流动在气体交换单元中均匀地分配在纤维表面上或均匀分配对纤维表面的供应。流动在中空纤维垫的内部和外部区域中是一致的。根据气体交换单元的进一步改进，设想入口具有沿流动方向连续变宽的截面表面，使得流速缓慢地而不是突然地减小。入口的直径(dD)与延伸长度(dL)之间的dD/2dL＜1的比率是有利的。(换句话说，入口的半径与延伸长度之间的比率小于1)。此比率在延伸长度上变化。此比率还可以在入口的区域中逐渐变化。根据进一步的改进，入口的直径变宽在延伸长度上小于45°。根据气体交换单元的进一步改进，设想入口的截面表面不对称地变宽。变宽可以是对称的，以便以针对性的方式引导流动并因此使其均匀地分配。在气体交换单元的进一步改进中，设想入口具有在入口的长度上可变的截面表面。在气体交换单元的进一步改进中，设想气体交换单元具有出口，该出口的截面表面沿流动方向减小。流体(特别是血液)通过使截面表面连续减小而被加速。直径变宽(dD)与延伸长度(dL)之间的小于1的比率是有利的：dD/dL＜1或dD/2dL。根据气体交换单元的另一进一步改进，设想该气体交换单元具有包括偏转部的出口。为了实现最紧凑的气体交换单元，可以使流体(特别是血液)的流动在出口侧以一定角度偏转。偏转角度为大约90°或在70°与90°之间。通过这种偏转，可能发生流体(特别是血液)的次级湍流或流动分离。然而，通过出口的截面表面的连续减小，使流体加速，从而抵消或几乎防止次级湍流或流动分离的形成。根据本专利技术的独立思想，气体交换单元或氧合器包括通风装置，该通风装置特别是基本上布置在中心。如果吸入空气，则由于由入口和入口壳体形成的入口几何形状，空气被收集在旋转流动的中间、特别是在气体交换单元的空腔中。空气被通风装置抽出。通风装置还是气泡的出口，气泡在操作期间可能收集在这些点上。通风装置还可以在治疗患者时用于血液采样。为了防止形成血液凝块(血栓)，必须可以冲洗通风装置的所有区域，或者必须防止血液滞留。通风装置可以被设计的方式为使得其可以可选地在第一操作状况下实现，在该第一操作状况下，可以实现通风装置的冲洗，或者可以将其转移到第二操作状况，在该第二操作状况下，可以实现气体交换单元的空腔的通风。因此，通过通风装置可以有利地实现两个技术功能，即空腔的通风和通风装置的冲洗以及因此清洁。通风装置优选在通风过程之后被冲洗，因此可以防止在通风过程中也可能流出的可能的血液残余物残留在通风装置中。替代性地，该通风装置能够可选地转移到第一操作状况或者转换到第二操作状况，在该第一操作状况下，不进行该气体交换单元的空腔的通风，在该第二操作状况下，进行该气体交换单元的空腔的通风。通过这种设计，利用通风装置只能实现一种技术功能，即空腔的通风。气体交换单元可以具有负压源，该负压源可以与通风装置流体连接。通过借助于负压源在通风装置中施加负压，可以以简单的方式确保位于空腔中的空气可以从该空腔中排出。在气体交换单元的进一步改进中，设想通风装置包括柔性膜。入口的中心区域由柔性材料制成，使得可以将其内侧外翻以用于通风目的，使得在血液侧产生更大的体积以收集气泡。气体交换单元可以具有调节元件，该调节元件用于将通风装置转移到第一操作状况或第二操作状况。取决于个体情况，调节元件可以被不同地设计，如下文更详细地解释。通风装置可以具有封闭活塞，该封闭活塞被转移到用于实现第一操作状况的第一位置或者被转移到用于实现第二操作状况的第二位置。封闭活塞在此可以线性地移动和/或可旋转地安装，使得该封闭活塞可以从第一位置转移到第二位置，反之亦然。特别地，封闭活塞可以被安装为绕其纵向轴线旋转。替代性地或另外地，封闭活塞可以被设计的方式为使得活塞区段相对于另一活塞区段移动，以将封闭活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.气体交换单元，包括中空纤维垫，包括偏心地倾斜的入口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170920 DE 102017008781.4;20180329 LU 1007591.气体交换单元，包括中空纤维垫，包括偏心地倾斜的入口。


2.根据权利要求1所述的气体交换单元，其中，所述入口布置在所述气体交换单元的壳体上。


3.根据权利要求1或2所述的气体交换单元，其中，所述入口与入口壳体连接，所述入口壳体的表面具有结构。


4.根据权利要求3所述的气体交换单元，其中，所述结构以叶片形状、桥形状或作为横向构件布置在所述入口壳体的表面上。


5.根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，其中，所述入口具有沿流动方向连续变宽的截面表面。


6.根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，其中，所述入口沿所述入口的延伸长度的直径变宽小于45°。


7.根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，其中，所述入口具有不对称地变宽的截面表面。


8.根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，其中，所述入口具有沿所述入口的长度可变的截面表面。


9.根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，其中，所述气体交换单元具有出口，所述出口的截面表面沿流动方向连续减小。


10.根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，其中，所述气体交换单元具有包括偏转部的出口。


11.特别是根据前述权利要求中任一项所述的气体交换单元，包括通风装置，所述通风装置特别是布置在中心。


12.根据权利要求11所述的气体交换单元，其特征在于，
a.所述通风装置能够可选地转移到第一操作状况或者第二操作状况，在所述第一操作状况下，能够实现所述通风装置的冲洗，在所述第二操作状况下，能够实现所述气体交换单元的空腔的通风，或者
b.所述通风装置能够可选地转移到第一操作状况或者第二操作状况，在所述第一操作状况下，不能实现所述气体交换单元的空腔的通风，在所述第二操作状况下，能够实现所述气体交换单元的空腔的通风。


13.根据权利要求11或12所述的气体交换单元，其中，所述通风装置包括柔性膜。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·马赛，A·诺比斯，S·诺泽尔，F·黑塞尔曼，
申请(专利权)人：海沃恩有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE