体外血液治疗机的过滤器模块的制作方法

本发明涉及体外血液治疗机、优选地是透析机的过滤器模块，所述过滤器模块具有过滤器壳体，所述过滤器壳体中附接有中空纤维束，所述中空纤维束的中空纤维包括由半渗透膜制成的中空纤维壁，由此在所述中空纤维的纵向延伸部中，所述中空纤维至少在它们外径上呈现多个变化。

背景技术：

具体来说适用于血液净化机(如透析机)的过滤器模块(下文称为透析器)的关键准则是过滤器模块的过滤容量。因而，研发目标是增加这种过滤容量，而不减少透析器的操作可靠性或有损透析器的可管理性。一种增加过滤容量的方式涉及过滤膜自身的质量，包括过滤器膜的定位和具有变化直径的孔隙的分布。另一种可能性在于改进/优化中空纤维几何形状，尤其是纤维的纵向方向。

技术现状

从技术现状中已知的是：中空纤维束可在束的总横截面的部分中收缩到透析器内，以便产生一种流动障碍，从而以此方式对如透析液的净化流体具有调节效果。目标针对的是跨整个过滤器横截面流动的清洗或净化流体，而非仅部分地使用具有随机地减少的流阻的流动路径。此外，基本已知的是，如由图3中的实例所示的单个中空纤维可以波纹形状(起伏)配置或布置在这种纤维束内。这种已知措施的目标是借助于合适纤维起伏实现滤液侧上(下游)的中空纤维的更好浸洗。此外，纤维束大体上将包括间隔线，所述间隔线也促进纤维的浸洗。

然而，这些通常已知措施具有缺点。

大体上二维的纤维起伏具有相邻纤维在相同相位的问题。这意味着：清洗流体不在浸洗接触表面或不充分地浸洗接触表面。这将抵消所需效果。因此，具体来说在进給(上游)侧上防止这些层合物(即，二维粘附/粘着在一起的中空纤维膜)是使用已知起伏不可能实现的，或仅可能达到有限程度。

本申请人对这个问题的研究已得到以下见解：

由于以下事实，相关类型(例如，出于血液透析目的)的中空纤维膜过滤器模块中的透膜材料输送尤其受损，流体穿过所述中空纤维膜过滤器模块轴向地传递，并且所述中空纤维膜过滤器模块是优选地根据对流原理来操作：

-不管纤维起伏，滤液侧上的膜区域不经受清洗溶液(例如透析液)的最大循环，因为纤维束的纤维局部地平行对准并且在某些纵向纤维延伸部上处于相同相位，以便波峰或波谷直接位于彼此内部并且并排相靠，并且

-不管所描述的纤维起伏，进給侧上的流动处于层流区域中，因此，要被移除的物质(例如，在透析的情况下经受尿排泄的分子)无法达到纤维壁，因为如果存在不足的推进力(例如，浓度梯度)，那么各种层合物都无法渗透。

技术实现要素：

基于这个问题，本发明的目标在于变化中空纤维膜的几何形状，这样使得可能实现装配有中空纤维膜的过滤器模块(透析器)的过滤器容量的增加。

这个目标是借助于具有权利要求1的特征的过滤器模块实现。本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。

因此，用于实现当前目标的本发明的基本观念是确保：

-尤其/至少在滤液侧(下游)上，中空纤维之间仅存在有单个/最少接触点，以便促进清洗流体循环流动(即，所谓的死空间(未浸洗的区域)的减小自动提高过滤器模块的净化容量/过滤器容量)，并且

-尤其/至少在进給侧(上游)上，在中空纤维中意图用于净化的流体流(血液)内存在(预)限定/合理的湍流/混合，以便增加要移除的物质在径向向外方向上、即朝向中空纤维的纤维壁输送的概率(缩短扩散路径实现过滤器/过滤器模块的清洗容量的提高)。

在当前情况下，本发明的上述基本观念是就构造来说实现，原因在于，中空纤维在其纵向延伸部中经受至少就它们外径来说的多个变化/变化(较宽-较窄)。这样的效果是：即使在平行位置中，两个邻近中空纤维也不会平坦地(以线性方式)抵靠彼此定位，而是基本在某些点处抵靠彼此定位。

优选地，在纤维纵向方向上的变化周期性地出现，由此径向延伸部和径向收缩部沿单个中空纤维交替产生，所述单个中空纤维可通过由大量根据本发明的中空纤维形成的纤维束上的外部收缩部来叠加。

进一步优选地，中空纤维壁的厚度在中空纤维壁的纵向延伸部中保持(基本)恒定。这意味着中空纤维外径的构造设计与中空纤维内径成镜像。

换句话说，中空纤维膜沿它的纵向延伸部获得多个凸起部和收缩部，而中空纤维壁厚度保持(基本)恒定。这样的效果是：在中空纤维内，在中空纤维的纵向延伸部中，形成多次内部横截面减小和后续内部横截面膨胀，从而在过渡区域中产生喷嘴效果。流过这样的中空纤维的流体(例如血液)将因此会在具有这些内部横截面减小中的每者的区域中经历流动速度增加，接着在湍流流动区域中经历膨胀。以此方式，可将流过中空纤维的流体中含有的要移除的物质更有效地引导至内部纤维壁。

附图说明

参考附图，基于优选实施方式更详细解释本发明。

图1示出根据本发明的过滤器模块、优选地是透析器，在当前情况下，所述过滤器模块适用于血液治疗机、优选地是透析机，

图2示出根据本发明的优选实施方式的中空纤维的纵向截面，以及

图3示出根据技术现状的中空纤维的纵向截面。

具体实施方式

图1以示意形式示出过滤器模块1。因此，过滤器模块具有优选地圆柱形的过滤器壳体2，所述过滤器壳体的轴向端部是由壳体盖件(在此并未更详细地示出，因为所述壳体盖件是技术现状中足够熟悉的)封闭。沿过滤器壳体2在内侧上，存在大量轴向间隔开的径向突起4(仅将一个突起作为实例示出)，过滤器壳体2的内部横截面因所述突起而局部减小。

中空纤维8的束6插入过滤器壳体2中，由此在中空纤维8内形成总流动内腔，并且在过滤器壳体2内的中空纤维8外形成总流动内腔。两个总流动内腔可彼此分开地经由过滤器壳体2和/或壳体盖件中的入口连接件和出口连接件(未以任何进一步的细节示出，因为所述入口连接件和出口连接件是技术现状中足够熟悉的)来连接至血液治疗机(如透析机)和患者血液循环体系，这样，根据对流原理，血液可被引导穿过中空纤维8，并且清洗流体可在中空纤维8外部引导穿过过滤器壳体2。

径向向内突出的突起4具有的效果是在任一情况下造成中空纤维束6的局部收缩，由此在这些收缩区域中，中空纤维8外的总流动横截面减小，从而形成一种具有较高流阻的流动障碍。这用于确保过滤器模块1的轴向进口侧上的清洗流体均匀填充中空纤维8外的整个流动内腔。

如从图1进一步可见，中空纤维8并未利用沿中空纤维长度的恒定外部横截面进行配置，但是至少在中空纤维外径方面(周期性地)呈现交替的径向膨胀部/凸起部10和缩窄部/收缩部12，从而优选地呈现出彼此之间连续过渡而不形成台阶或边缘。具有这样的外径渐变的中空纤维8优选地定位在中空纤维束6内，这样使得不同中空纤维8的凸起部10和收缩部12变成以无序的方式布置，使得邻近中空纤维8基本上仅在沿它们的纵向延伸部的某些点处彼此接触。

参考图2，每一此种中空纤维8具有半渗透膜壁14，所述半渗透膜壁沿它的纵向延伸部呈现出(基本上)恒定的壁厚度，以使中空纤维外径的径向膨胀部10和收缩部12反映在中空纤维内径中。以此方式，喷嘴状缩窄部16形成于中空纤维的内部上，借助所述喷嘴状缩窄部，流过中空纤维8的流体以比所述流体在具有径向凸起部10的区域中更高的速度移动。这些继而引起在径向缩窄部12的下游侧上的流体流动的湍流，当然假定充分知晓流动条件和流体粘度。

由于交替定位的凸起部10和缩窄部12，邻近且相邻的中空纤维8基本保持一定距离，并且可因此经受利用清洗流体(透析液)的充分循环。此外，这种特定构造引起中空纤维8内的流动局部地在湍流区域中，从而造成预期要移除的物质更有效地达到中空纤维8的半渗透膜壁14。两种效果都有助于增加过滤器容量而不总体扩大过滤器模块1，总体扩大过滤器模块将使可管理性更低。

中空纤维8的外径优选的是具有0.1mm至1mm的幅值。在中空纤维8的轴向方向上的有利的周期性是0.1cm至10cm的范围。.

总之，公开一种中空纤维，所述中空纤维具有由半渗透膜制成的中空纤维壁，所述半渗透膜优选地适用于血液净化机的过滤器模块，由此所述中空纤维在它的纵向延伸部中至少在它的外径上呈现多种变化。