[发明专利]交换器装置

说明书

本发明涉及用于实行第一介质与第二介质之间的质量和/或能量交换的一个交换器装置，该交换器装置具有一个腔室，该腔室包括该第一介质的一个第一入口和一个第一出口，并且该第一介质可以流过该腔室；至少一个质量可渗透和/或能量可渗透交换器中空纤维，优选多个质量可渗透和/或能量可渗透交换器中空纤维，被安置在该腔室中，这些中空纤维可以在第一端连接至该第二介质的一个第二入口并且在另一端连接至该第二介质的一个第二出口，该第二介质可以流过这些中空纤维并且该第一介质可以围绕这些中空纤维而流动，其中至少一个泵送元件被安排在该腔室内，借助于该泵送元件，该第一介质可以被从该腔室移开并且以一种脉动方式吸入该腔室中，并且该泵送元件展示出一个可弹性变形的元件。

例如该类型的通用装置用于医疗技术中，并且具体用于血液净化，例如，透析、血液分离，或者另外例如人工肺（充氧器）的应用中。

在充氧器的应用领域中，由此提供血液作为被允许流过一个腔室的第一介质，至少一个质量可渗透和/或能量可渗透交换器中空纤维，在一个优选实施例中，多个质量可渗透和/或能量可渗透交换器中空纤维，被安排在该腔室中，并且第二介质（此处具体是氧）可以流过这些中空纤维并且该第一介质围绕这些中空纤维流动。在WO 2011/023605 A1中描述了用于该目标的中空纤维模块。

当通过该腔室泵送从活体产生并且富含CO₂的血液时，由于在CO₂被从该血液移除并且该血液富含来自这些中空纤维的氧的意义上氧与CO₂的分压不同，所以质量转移发生在该质量可渗透和/或能量可渗透中空纤维的两侧上。因此，这种装置可以作为人工肺而工作，并且例如部分地或者否则完全地承担患者的肺功能。

在充氧器（即，在该说明书中更详细描述的人工肺）的范围内，这不应被理解为限制，而应仅作为一个示例性应用。在此描述的装置可以基本上用于任意介质之间的质量或能量转移，并且这不仅在医疗技术中，而且在其他工业应用中。

通常，采用外部泵来实现第一介质通过前述腔室，特别是血液通过该腔室的充足且限定的流速。在充氧器的应用领域中，这意味着除了通用装置之外，需要提供泵，借助于该泵，可以从患者的身体泵送血液穿过该装置，并且接着回到该患者体内。

所引用的原理需要在这些通用装置以及外部使用的泵中出现一个显著体积，该显著体积必须填充有第一介质，例如在该应用中的血液。

在WO2008/104353 A1中描述了上述种类的交换器装置，该交换器装置具有一个整合的泵送功能，并且因此不需要任何外部泵体积。

本发明基于提供该类型的一个进一步改进的装置的目标，该装置产生尤其相对于操作和患者安全性的优势。

通过具有权利要求1所述的特征的一个交换器装置来实现该目标。发明性理念的适当的进一步发展是附属权利要求的目标。

根据本发明，放弃利用参与质量或能量交换，同时作为用于减少泵送功能的介质的两个介质中的一个，并且用一个额外（第三）介质实现该功能。因此，为充当用于泵送功能的一个驱动介质的介质提供至少一个分离的入口的理念同时也是本发明的一部分。

在本发明的一个实施例中，将多个可弹性变形的泵送中空纤维安置在该腔室内作为泵送元件，并且这些纤维与第三入口连通。

在该装置作为在医疗用途中特别重要的一个充氧器的实施例中，第二介质是氧，并且相应地，一个氧存储器或氧源连接至该装置的第二入口。可以按一种特别简单且合算的方式使用空气作为第三介质，其中一个空气泵被安排来用于脉动操作，接着连接至相应的（第三）入口。泵送功能必不可少的泵送元件或者尤其是多个可弹性扩张的中空纤维的脉动扩张和收缩可以由此用一个单方面关闭的泵送元件或多个单方面密封的中空纤维来有利地实现；因此，在该实施例中，没有第三介质的出口。

在一个配置中，提供该腔室以包括：一方面邻近该第三入口并且另一方面邻近该泵送中空纤维的入口或这些泵送中空纤维的入口的一个第一子腔室，邻近该第二入口的一个第二子腔室，以及邻近该第一入口和该第一出口并且接收该交换器中空纤维或者这些交换器中空纤维的一个第三子腔室。该装置内部的细分是出于清晰的功能性分配和分界的目的，尤其是用介质跨该装置的可用内部体积的合理的分布来保证一个最优化泵送和交换功能。