DE69725629T2

DE69725629T2 - Intravenöse Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE69725629T2
Application number: DE69725629T
Authority: DE
Inventors: Ricky R. McHenry Ruschke; John A. Woodstock Leahey
Original assignee: Filtertek Inc
Current assignee: Filtertek Inc
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2017-01-18
Also published as: CA2195360A1; US5827429A; EP0784988B1; EP0784988A1; CA2195360C; DE69725629D1

Description

Diese Erfindung betrifft das Fachgebiet von Membran-Filtervorrichtungen, insbesondere intravenöse Filtervorrichtungen, die sowohl hydrophile als auch hydrophobe Membranen verwenden.
Diese Erfindung betrifft im weitesten Sinn Membran-Filtervorrichtungen, und insbesondere Filtervorrichtungen, die zum Entfernen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten oder Fluiden verwendet werden, die dem menschlichen Körper intravenös zugeführt werden. Einige Fluide, für die diese Erfindung von Nutzen ist, umfassen Salzlösungen und Nährlösungen oder andere Lösungen, die als Träger für Arzneimittel dienen. Weitere Fluide, für die diese Erfindung von Nutzen ist, sind nicht aufgelistet, sind aber denjenigen mit durchschnittlichem Fachwissen wohl bekannt.
Eines der Probleme, das bei herkömmlichen intravenösen Filtervorrichtungen auftritt, ist das Vorkommen von Gas. Das Fluid muss gefiltert werden, bevor es in den Patienten gelangt, um Gasblasen und Kontaminationsstoffe zu entfernen. Gas im Gehäuse oder gemischt mit der Flüssigkeit tendiert dazu, ein effektives Filtern der Flüssigkeit zu verhindern. Wenn der Filter an dem Patienten angebracht und der Fluidfluss initiiert wird, gelangt häufig Luft in die Leitungen oder ist bereits in der Filtervorrichtung vorhanden. Ein benetzter hydrophiler Membranfilter gestattet es im Allgemeinen nicht, dass Luft hindurch gelangt. Daher tendiert die eingeschlossene Luft dazu, zu verhindern, dass das Fluid in den Patienten gelangt. Es ist daher wünschenswert, diese eingeschlossene Luft so schnell und kontinuierlich wie möglich zu entfernen. Dies wird häufig als Ansaugen (priming) des Filters bezeichnet.
Es stehen verschiedene Vorrichtungen zur Verfügung, um Luft aus Membran-Filtervorrichtungen zu entfernen. Diese Vorrichtungen nutzen hydrophobe Membranen, die in der Lage sind, Luft durch Entlüftungsöffnungen aus dem Filtergehäuse herauszuführen, wobei Flüssigkeiten jedoch nicht durch die Membranen gelangen. Herkömmliche intravenöse Filter arbeiten nach diesem Prinzip, weisen aber einige Unzulänglichkeiten auf. Beispielsweise sind einige handelsübliche Vorrichtungen nicht grundlegend zufriedenstellend, da sie Luft durch die Auslassöffnung nicht innerhalb der kurzen Zeit entfernen, die erforderlich ist, oder bei ihnen muss der Filter auf den Kopf gestellt werden oder während des Ansaugens in eine Ausrichtung gebracht werden, die sich von derjenigen unterscheidet, in welcher der Filter verwendet wird. Dies kann zu Verwirrung führen und einem fehlenden richtigen Ansaugen, wodurch Gas in den Bereichen des Gehäuses eingeschlossen bleibt, die nicht zur hydrophoben Membran benachbart sind.
Verschiedene Vorrichtungen haben versucht, diese Unzulänglichkeiten zu beheben. Einige verwenden rechtwinklige Filter, um das Selbstansaugen zu unterstützen, wobei sich ein Einlass unten und ein Auslass oben am Filter befindet. Solche Vorrichtungen müssen aus einer horizontalen Ebene gekippt werden, damit ein Selbstansaugen erfolgen kann. Einige verwenden kein hydrophobes Filtermedium. Wieder andere Filtereinheiten verwenden eine Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Filtern, die in abwechselnder Reihenfolge Seite an Seite angeordnet sind. Ein Nachteil ist jedoch, dass diese Konfiguration eine hydrophobe Zone an jedem Ende des Gehäuses bereitstellt. Obwohl diese Kammern für das Entweichen der eingeschlossenen Luft zu sorgen scheinen, schaffen sie auch eine Zone, in denen sich Flüssigkeiten sammeln können und nicht in der Lage sind, die hydrophile Membran oder die hydrophobe Membran zu durchqueren. Des Weiteren weisen Arzneimittel in intravenösen Fluiden häufig unterschiedliche Dichten im Vergleich zu anderen Fluiden auf, die dem Patienten verabreicht werden. Dies kann bedeuten, dass die Arzneimittel sich in einem Abschnitt des Filters befinden, der einer hydrophoben Membran benachbart ist, wenn die Filtereinheit sich in einer vertikalen Position befindet. Wenn dies der Fall ist, können die Arzneimittel dem Patienten nicht sofort zugeführt werden. Es ist durchaus denkbar, dass dies zu Problemen führen könnte, vor allem, wenn dem Patienten Arzneimittel rasch verabreicht werden müssen.
Außerdem entstehen erhöhte Herstellungskosten dadurch, dass beim Zusammenbau des Filters zwei hydrophobe Membranen abgedichtet werden müssen, wobei sich dadurch die Möglichkeit eines defekten Filters aufgrund eines Lecks verdoppelt, wenn das hydrophobe Material nicht richtig abgedichtet ist.
Ein weiteres allgemeines Problem ist, dass, wenn Filter am Arm eines Patienten mit einem Haftklebeband oder an einer Haltefläche befestigt sind, um den Schlauchanschluss zum Filter zu immobilisieren, die Entlüftungsöffnungen durch das Haftklebeband blo ckiert werden, wodurch verhindert wird, dass Gas in Kontakt mit den hydrophoben Membranen aus dem Filtergehäuse herausgelangen kann.
In anderen Vorrichtungen besitzt der Filter keine flache Seite, auf die der Filter gestellt werden kann, um ihn problemlos auf einer ebenen Oberfläche zu befestigen, oder die Entlüftungsöffnung bzw. die Entlüftungsöffnungen befinden sich auf einer flachen Seite, so dass, wenn jemand den Filter mit einem Haftklebeband an einer ebenen Oberfläche befestigt, die Entlüftungsöffnungen blockiert werden.
Ein weiteres Problem ist, dass Stützrippen, die verwendet werden, um die Filtrationsmedien von der Wand des Filtergehäuses beabstandet zu halten, viele kleine Strömungskanäle erzeugen. Kleine Blasen können sich in diesen Kanälen während des Ansaugens bilden, und trotz einer korrekten Ausrichtung des Filters ist es möglich, dass die Blasen in den engen Enden der Kanäle eingeschlossen bleiben und nicht durch die Auslassöffnung hinausgespült werden.
Ein weiteres Problem ist, dass viele Filter Schlauchanschlüsse aufweisen, die den Filter so ausrichten, dass, wenn der Filter von einer intravenösen Fluidquelle herabhängt, wobei weitere Schläuche davon herabhängen, der Filter entweder nicht so hängt, dass die Entlüftungsöffnung richtig positioniert ist, oder das Gewicht des Filters verursacht, dass der Filter nach einer Seite kippt und dabei die Schläuche knickt.
Die oben aufgezählten Probleme sind sicherlich nicht vollständig genannt, gehören aber zu den vielen, die dazu tendieren, die Effizienz der bisher bekannten Filtervorrichtungen zu beeinträchtigen. Weitere nennenswerte Probleme können ebenfalls vorhanden sein. Allerdings dürften die oben dargestellten ausreichend sein, um aufzuzeigen, dass Filtervonichtungen des derzeitigen Stands der Technik nicht grundlegend zufriedenstellend sind.
GB-A-2272385 offenbart eine intravenöse Filtervorrichtung gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1, umfassend ein flaches Filtergehäuse mit einer Vorderseite, einer Rückseite, einem ersten Ende, einem zweiten Ende, einem Einlass und einem Auslass, wobei das Gehäuse ein hydrophiles Filtrationsmedium enthält und einen Strömungsweg derart definiert, dass intravenöses Fluid, das in das Gehäuse durch den Einlass eintritt, durch das Filtrationsmedium gelangt, bevor es das Gehäuse durch den Auslass verlässt; Einlass- und Auslass-Schlauchanschlüsse, die beide an der Vorderseite des Filtergehäuses angebracht sind und jeweils den Gehäuseeinlass und -auslass bilden, wobei die Anschlüsse über die Vorderseite des Gehäuses so vorstehen, dass an die Anschlüsse angeschlossene Schläuche die Vorderseite des Gehäuses nicht schneiden; wenigstens ein Entlüftungsloch, das einen Durchgang für Gas zum Entweichen aus dem Gehäuse bildet, wobei das wenigstens eine Entlüftungsloch zur Vorderseite des Gehäuses offen ist, und eine hydrophobe Membran, die zwischen wenigstens dem einen Entlüftungsloch und dem Strömungsweg an einer Stelle längs des Strömungsweges zwischen dem Einlass und dem hydrophilen Filtrationsmedium angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie durch Anspruch 1 definiert, ist eine solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchanschlüsse Rücken an Rücken in Bezug zueinander und beide in Richtung auf das gleiche Ende des Gehäuses angeordnet sind, wobei der Einlass-Schlauchanschluss und der Auslass-Schlauchanschluss gegeneinander ausgerichtet sind und voneinander weg in Richtung auf entgegengesetzte Enden des Filtergehäuses weisen.
Der Filter der vorliegenden Erfindung ist belüftet und selbstansaugend. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Entlüftungsöffnungen benachbart zu den Schlauchanschlüssen angeordnet, und die Schlauchanschlüsse erstrecken sich aus der Vorderseite der Vorrichtung in einem solchen Ausmaß nach außen, dass sie verhindern, dass die Entlüftungslöcher durch Haftklebeband blockiert werden, das zum Befestigen des Filters an einer Halterung verwendet wird. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schlauchklemme und die Schlauchanschlüsse so positioniert und ausgerichtet, dass, wenn sie an einem Infusionsständer aufgehängt werden, der Filter und der Schlauch gerade herabhängen, ohne jede Tendenz zu Knicken, und die Entlüftungsöffnungen befinden sich in der Nähe des oberen Teils des Filters. Außerdem sehen die Positionen von Entlüftungsöffnung, Einlass und Auslass der bevorzugten Ausführungsform vor, dass der Filter ein Ansaugen ausführen kann, wenn sich der Filter in der gleichen Ausrichtung befindet, in der beabsichtigt wird, ihn zu verwenden.
Diese und andere Vorteile der Erfindung sowie die Erfindung selbst sind unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine Perspektivansicht einer bevorzugten Filtereinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Explosivansicht der Komponenten, aus denen der Filter in 1 besteht.
3 ist eine Draufsicht auf die Vorderseite des Filters in 1.
4 ist eine Draufsicht der Rückseite des Filters in 1.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in 3.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 in 3.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in 3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND EINER AUSFÜH-RUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die 1–7 zeigen eine neue verbesserte selbstansaugende intravenöse Filtereinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Diese spezielle Einheit, welche die bevorzugte Ausführungsform ist, umfasst ein im Wesentlichen flaches Gehäuse 10, das eine Einlasskammer 12 und eine Auslasskammer 14 umfasst, die durch ein hydrophiles Filtrationsmedium 40 (7) getrennt sind. Dieser Filter umfasst eine vordere Gehäusehälfte bzw. einen Teil 20 und eine rückwärtige Hälfte bzw. einen Teil 30, ein hydrophiles Filtrationsmedium 40 und eine hydrophobe Entlüftungsmembran 45 (2).
Die Position des hydrophilen Filtrationsmediums 40 zwischen den zwei Kammern ist in den 5 und 6 besser zu erkennen. Wie aus 5 ersichtlich ist, sind die zwei Kammern der Länge nach durch das hydrophile Filtrationsmedium 40 getrennt. Vorzugsweise ist das Gehäuse 10 transparent und die Ecken des Gehäuses sind rechtwink lig. Ein Einlass in das Gehäuse führt der Einlasskammer Fluid zu. Ein Auslass fördert Fluid aus der Auslasskammer, nachdem das Fluid das Medium 40 durchquert hat. Die Vorrichtung umfasst auch Entlüftungslöcher 52 zum Freigeben von eingeschlossenem Gas aus der ersten Kammer.
Der Einlass in das Gehäuse 10 umfasst einen Einlass-Schlauchanschluss 50. Ein Auslass-Schlauchanschluss 60 umfasst den Auslass des Gehäuses 10. Wie in den 1, 2, 3 und 5 dargestellt, sind die Einlass- und Auslass-Schlauchanschlüsse 50, 60 vorzugsweise in Bezug aufeinander Rücken an Rücken angeordnet, wobei der Einlass-Schlauchanschluss dem ersten oder oberen Ende 16 des Gehäuses zugewandt ist, und der Auslass-Schlauchanschluss 60 dem zweiten oder unteren Ende des Gehäuses 18 zugewandt ist. Die Einlass- und Auslass-Anschlüsse 50, 60 sind vorzugsweise benachbart zum ersten Ende 16 des Gehäuses 10 angeordnet und nach innen von den Gehäuseenden beabstandet.
Vorzugsweise ragen die Anschlüsse 50, 60 über die Fläche der Vorderseite des Gehäuses 10 so hinaus, dass die an die Anschlüsse angeschlossenen Schläuche die Vorderseite des Gehäuses 10 nicht schneiden. Für Schlauch-Steckanschlüsse bedeutet dies, wie gezeigt, dass die an die Anschlüsse angeschlossenen Schläuche auf die Anschlüsse passen ohne ein wesentliches Eingreifen in die Oberfläche der Vorderseite des Gehäuses. Wenn Steckbuchsenanschlüsse statt der gezeigten Steckanschlüsse verwendet würden, bedeutet dies, dass der Boden der inneren Anschlussfläche über der Ebene der Vorderseite des Filtergehäuses liegen würde. Indem die Schlauchanschlüsse auf eine solche wesentliche Höhe angehoben sind, zeigt sich das Profil der Vorderseite des Filtergehäuses 10 so, dass es nicht fälschlicherweise gegen den Arm eine Patienten gerichtet positioniert wird. Stattdessen wird die Rückseite des Filtergehäuses 10, welches flach ist, gegen den Arm des Patienten oder eine andere Haltefläche positioniert. Da sich die Entlüftungsöffnungen 52 auf der Vorderseite befinden, wird verhindert, dass die Entlüftungsöffnungen unabsichtlich blockiert werden, was bei Filtern möglich ist, die Anschlüsse mit niedrigem Profil besitzen, die mit unabsichtlich gegen die Haut gerichteten Entlüftungsöffnungen am Arm eines Patienten mit Haftklebeband befestigt werden können.
Das bevorzugte Filtergehäuse 10 ist um eine Ebene symmetrisch, welche die Schlauchanschlüsse 50, 60 schneidet. Des Weiteren liegen die Schlauchanschlüsse vorzugsweise miteinander in einer Linie. Das bevorzugte Filtergehäuse 10 umfasst eine Schlauchklemme 28, die am Filtergehäuse befestigt ist, vorzugsweise am zweiten bzw. unteren Ende 18. Die Klemme 18 befindet sich vorzugsweise ebenfalls in einer Linie mit den Schlauchanschlüssen 50, 60. In dieser Hinsicht wird der Filter anschließend von Seite zu Seite so ausbalanciert, dass, wenn der Filter gerade von einer intravenösen Fluidquelle herabhängt, der Filter sowohl oben als auch unten gerade hängt und keine Knicke in den Schläuchen verursacht.
Die Schlauchklemme 28 hilft dabei, diese gerade Ausrichtung aufrecht zu erhalten und hilft auch dabei, sicherzustellen, dass der Filter korrekt positioniert ist, so dass Gasblasen, die in den Filter gelangen, in dem Gehäuse 10 nach oben steigen und in Kontakt mit der hydrophoben Membran 45 treten und durch die Entlüftungslöcher 52 austreten, die benachbart zum ersten bzw. oberen Ende 16 des Filtergehäuses 10 angeordnet sind.
Vorzugsweise gibt es zwei Entlüftungslöcher 52, obwohl nur ein Entlüftungsloch erforderlich ist, und es können mehr verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Entlüftungslöcher zur Vorderseite des Filtergehäuses 10 hin offen. In der bevorzugten Ausführungsform befinden sich beide Entlüftungslöcher 52 in direkter Verbindung mit einem einzelnen hydrophoben Membranelement 45, das eine längliche ovale Form aufweist, wie in 2 gezeigt.
Wie am besten in 5 zu erkennen ist, tritt Fluid in das Filtergehäuse 10 durch den Einlass-Schlauchanschluss 50 ein. Ein Einlasskanal 54 gestattet es dem Fluid, zur Einlasskammer 12 zu gelangen, die benachbart zur Rückseite des Filtergehäuses 10 angeordnet ist. Die Einlasskammer 12 weist zwei Abschnitte auf, einen ersten oder oberen Abschnitt 13, welcher der hydrophoben Membran 45 benachbart ist, und einen zweiten oder unteren Abschnitt 15, der dem hydrophilen Filtrationsmedium 40 benachbart ist. Der Einlasskanal 54 fördert Fluid in die Kammer 12 an einer Stelle zwischen Abschnitt 13 und 15. Wenn das Gehäuse sich in aufrechter Position befindet oder auf einer schrägen Fläche, wobei das erste Ende 16 höher als das zweite Ende 18 ist, steigen Gasblasen, die in die Kammer 12 gelangen, in den Abschnitt 13 und treten in Kontakt mit der hydrophoben Membran 45 und treten durch die Entlüftungsöffnungen 52 aus. Wenn der Filter auf einer ebenen Fläche getragen wird, kann sich eine Gasblase um die Basis des Kanals 54 bilden, bis sie groß genug ist, um mit der hydrophoben Membran 45 in Kontakt zu treten. In jedem Fall ist das Fluid in der Lage, das hydrophile Filtrationsmedium 40 zu erreichen und es zu durchqueren. Aufgrund der Position des Einlasskanals 54 zwischen den zwei Abschnitten der Einlasskammer geht man davon aus, dass nur eine hydrophobe Entlüftungsmembran für den sachgemäßen Betrieb des Filters erforderlich ist, wodurch sich die Produktion vereinfacht und die Möglichkeit von Lecks verringert wird, die auftreten können, wenn Entlüftungsmaterialien nicht richtig abgedichtet werden.
Nach dem Durchqueren des hydrophilen Filtrationsmediums 40 gelangt das Fluid in die Auslasskammer 14 und wird zum Auslass-Schlauchanschluss 60 geführt. Der Anschluss 60 befindet sich vorzugsweise oben an der Auslasskammer 14, wenn der Filter so ausgerichtet ist, wie in 1 gezeigt. In dieser Ausrichtung ist der Filter selbstansaugend, da Gas in der Auslasskammer nach oben steigt, wenn Fluid durch das Filtrationsmedium 40 in die Auslasskammer gelangt.
Der stromabwärts gerichtete Strömungsweg des Filtrationsmediums 40 umfasst bevorzugt Strömungskanäle, die durch eine Vielzahl von Rippen 25 erzeugt werden, die auf der Innenseite des vorderen Gehäuseteils 20 ausgebildet sind. Die Rippen 25 stützen das Filtrationsmedium 40 gegen Druck, der durch das Fluid ausgeübt wird, das versucht, durch das Medium 40 zu gelangen. Die Rippen 25 verlaufen in einer Richtung vom zweiten Ende 18 des Gehäuses 10 zum Auslasskanal 64 im Auslass-Schlauchanschluss 60. Wenigstens einige der Rippen 25, und vorzugsweise alle außer einer mittleren Rippe 27, enden kurz vor dem zweiten Ende 18 des Gehäuses, so dass das Fluid um die unteren Enden der Rippen 25 fließen kann. Damit wird verhindert, dass sich kleine Blasen am Boden der Kanäle zwischen den Rippen 25 bilden. Die mittlere Rippe 27 ist mit dem zweiten Ende 18 des Gehäuses verbunden, um dabei zu helfen, die Strömung zwischen den zwei Seiten der Kammer 14 gleichmäßig zu verteilen.
Die Verfahren und wesentlichen Materialien für die Herstellung des Gehäuses 10 sind der Fachwelt wohlbekannt und umfassen im Allgemeinen die Verwendung von klaren Kunstharzen. Die Gesamtgröße des Gehäuses 10 ist im Allgemeinen wohlbekannt und unterscheidet sich nicht wesentlich von herkömmlichen intravenösen Filtervorrichtungen. Die bevorzugte Vorrichtung, die in den 1–7 dargestellt ist, sollte ein Hohlraum-Volumen von weniger als etwa 6 ml besitzen und weist vorzugsweise ein Hohlraum-Volumen von weniger als etwa 3 ml auf. Allgemein gesagt werden kleinere Filter bei intravenösen Anwendungen gegenüber größeren Filtern bevorzugt. Ein kleinerer Filter ist leichter und bequemer für den Patienten. Des Weiteren bedeutet das geringe Hohlraum-Volumen eines kleineren Filters, dass ein kleineres Füllmengen-Volumen als bei einem größeren Filter vorliegt; das heißt, dass zu jedem Zeitpunkt weniger Flüssigkeit in der Filtervorrichtung zurückbleibt. Ein niedriges Füllmengen-Volumen bei intravenösen Filtern wird insbesondere bei geringen Abgabedosierungen bevorzugt. Ein niedriges Hohlraum-Volumen unterstützt auch ein rascheres Ansaugen durch den Filter.
Das Filtergehäuse 10 könnte auch aus biegsamem Material gebaut werden, wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen oder Polyvinylchlorid. Da jedoch Sichtbarkeit wünschenswert ist, ist die bevorzugte Ausführungsform aus einem im Wesentlichen transparenten Material gefertigt. Ein transparenter Filter stellt Sichtbarkeit so bereit, daß das zu filternde Fluid problemlos vom Patienten, dem Arzt oder medizinischem Fachpersonal gesehen werden kann. Daher können eine Gasblase, ein Fremdkörper oder Flüssigkeits-Kontaminationsstoff, die einen Abschnitt der hydrophilen Membran blockieren, problemlos erkannt werden. Dementsprechend ist ein bevorzugtes Material ein Acryl mit modifiziertem Stoßverhalten (impact-modified), wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer oder jedes andere Kunststoffmaterial, das haltbar, transparent und nicht übermäßig spröde ist. Materialien wie beispielsweise Polypropylen und Polyethylen sind weniger transparent und werden daher normalerweise weniger bevorzugt. Jedoch kann ein weniger transparentes, jedoch haltbareres Material bevorzugt werden, wenn hohe Fluiddrücke eingesetzt werden.
Das Gehäuse 10 der vorliegenden Erfindung kann durch dichtes Zusammenfügen der zwei Gehäuseteile 20 und 30 gefertigt werden, um einen Hohlraum zu bilden. Die Gehäuseteile 20, 30 werden mit herkömmlichen Techniken dicht verbunden. Jedes praktikable Verfahren zum Abdichten der Vorrichtung gegenüber Leckagen wird berücksichtigt, einschließlich Hochfrequenz-Dichtungsschweißen, Schmelzklebstoff-Abdichten, Ultraschallsiegeln oder Quellschweißen. Obwohl mehrere Abdichtverfahren im Bereich der Erfindung liegen, wurde festgestellt, dass für Acrylmaterial Ultraschallsiegeln bevorzugt wird. In dieser Ausführungsform weist jede Gehäusehälfte 20, 30 einen Flansch um ihren Rand auf, der mit dem Flansch der anderen Gehäusehälfte zusammenpasst. Bevor die zwei Hälften 20, 30 miteinander dicht verbunden werden, wird das hydrophile Filtrationsmedium 40 an der vorderen Gehäusehälfte 20 heißgesiegelt. Das hydrophobe Entlüftungsmaterial 45 wird ebenfalls dicht verbunden, um die Öffnung zu den Entlüftungslöchern 52 abzudecken, bevor die Gehäuseteile zusammengesetzt werden. Ein erhitztes Formwerkzeug (die) wird zum Siegeln dieser Materialien an den vorderen Gehäuseteil 20 verwendet.
Das hydrophile Filtrationsmedium 40 und die hydrophobe Membran 45 der vorliegenden Erfindung sind in der Fachwelt wohlbekannt. Das bevorzugte Material für die hydrophobe Membran 45 ist ein Polyester-verstärktes PTFE, wobei die PTFE-Membran mittels eines Polyester-Klebers an einem Kissen aus Polyestertasern befestigt ist. Die bevorzugte Membran 45 wird von W. L. Gore & Associates, Elkton, Maryland hergestellt und weist eine Porengröße von 0,02 μm auf. Ein bevorzugtes Material für das Medium 40 ist Polysulfon, aber das Medium 40 kann auch aus PVC-Acryl-Copolymer, Polyvialinadifluorid (polyvialinadifluoride), Zellulose, Nylon oder Polyamid gefertigt werden. Das hydrophile Medium 40 ist mikroporös, und die mittlere Porengröße des Mediums beträgt etwa 0,2 μm bis etwa 150 μm. Die bevorzugteste mittlere Porengröße beträgt etwa 0,22 μm. Das Medium ist so geformt, dass es in das Gehäuse 10 passt, wobei es groß genug ist, damit seine Ecken dicht verbunden werden könne, um im Wesentlichen leckdicht zu sein. Der Oberflächenbereich des Mediums 40 der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist etwa 9 Quadratzentimeter groß. Die bevorzugte Ausführungsform verwendet den kleinstmöglichen Oberflächenbereich, so dass eine wirtschaftlichere Einheit zu geringeren Kosten produziert werden kann.
Bei einer Einheit mit einem Oberflächenbereich für das hydrophile Medium 40 von etwa 9 Quadratzentimeter weist die Einheit einen bevorzugten Durchflussgeschwindigkeits-Bereich von weniger als etwa 25 ml bis zu 50 ml pro Stunde bei 6895 N7m² (1 psig) auf. Der Druckbereich des Betriebsfluids reicht von etwa 6895 N/m2 (1 psig) bis etwa 34474 N/m² (5 psig).
Obwohl das bevorzugte Gehäuse 10 flach ist, ist die Form nicht kritisch. Obwohl in dieser Ausführungsform die Ecken abgeschrägt sind, können sie auch abgerundet sein, was von der ästhetischen Präferenz, der gewünschten Form und dem wirtschaftlichen Aspekt beim Formgießen abhängt. Solche nicht-rechtwinkligen Ecken reduzieren die Tendenz von Gasblasen, sich in den Ecken der Kammer festzusetzen und die hydrophoben Membranen 45 der Entlüftungslöcher 52 zu vermeiden.
Dadurch, dass sich der Einlass-Anschluss 50 und der Auslass-Anschluss 60 in einer Positionsbeziehung Rücken an Rücken befinden, können die Einlass- und Auslasskanäle 54 und 64 nahe beieinander liegen. Vorzugsweise sind die Anschlüsse 50 und 60 nur einen Millimeter oder so voneinander beabstandet und können als ein monolithisches Element geformt werden.
Dadurch, dass der Einlass-Anschluss 50, der Auslass-Anschluss 60 und die Schlauchklemme alle am vorderen Gehäuseteil 20 befestigt sind, weist der rückwärtige Gehäuseteil 30 eine ziemlich einfache Form auf und kann ohne Schwierigkeit geformt werden. Der vordere Gehäuseteil 20 wird vorzugsweise mit den Anschlüssen 50, 60 und der Schlauchklemme 28, alle in einer Form, geformt, obwohl andere Verfahren zum Befestigen dieser Elemente verwendet werden könnten.
Die bevorzugte Ausführungsform integriert zahlreiche Merkmale, von denen nicht alle notwendig sind, um einige der Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erlangen. Außerdem sind, obwohl eine bevorzugte Ausführungsform des Filters gezeigt wurde, zahlreiche Variationen möglich. Beispielsweise könnten Stützrippen am rückwärtigen Gehäuseteil 30 bereitgestellt werden, um das Filtrationsmedium 40 gegen Gegendruck zu stützen, wenn der Filter in Vorrichtungen benutzt werden soll, die einen Gegendruck erzeugen.
Es sollte verstanden werden, dass die Produkte der vorliegenden Erfindung in eine Reihe von Formen von Ausführungsformen integriert werden können, von den oben nur einige dargestellt und beschrieben wurden. Die Erfindung kann in andere Formen eingebaut werden, ohne von ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht nur als veranschaulichend und als nicht einschränkend zu betrachten, und der Umfang der Erfindung wird daher durch die Ansprüche im Anhang angegeben, und nicht durch die obige Beschreibung.

Claims

Intravenöse Filtervorrichtung, enthaltend: ein flaches Filtergehäuse (10) mit einer Vorderseite (20), einer Rückseite (30), einem ersten Ende (16), einem zweiten Ende (18), einem Einlass und einem Auslass, wobei das Gehäuse ein hydrophiles Filtrationsmedium (40) enthält und einen Strömungsweg derart bestimmt, dass intravenöses Fluid, das in das Gehäuse durch den Einlass eintritt, durch das Filtrationsmedium gelangt, bevor es das Gehäuse durch den Auslass verlässt; Einlass- und Auslass-Schlauchanschlüsse (50, 60), die beide an der Vorderseite des Filtergehäuses angebracht sind und jeweils den Gehäuseeinlass und -auslass bilden, wobei die Anschlüsse über die Vorderseite des Gehäuses so vorstehen, dass an die Anschlüsse angeschlossene Schläuche die Vorderseite des Gehäuses nicht schneiden; wenigstens ein Entlüftungsloch (52), das einen Durchgang für Gas zum Entweichen aus dem Gehäuse bildet, wobei das wenigstens eine Entlüftungsloch zur Vorderseite des Gehäuses offen ist, und eine hydrophobe Membran (45), die zwischen wenigstens dem einen Entlüftungsloch und dem Strömungsweg an einer Stelle längs des Strömungsweges zwischen dem Einlass und dem hydrophilen Filtrationsmedium angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchanschlüsse Rücken an Rücken in Bezug zueinander und beide in Richtung auf das gleiche Ende des Gehäuses angeordnet sind, wobei der Einlass-Schlauchanschluss (50) und der Auslass-Schlauchanschluss (60) gegeneinander ausgerichtet sind und voneinander weg in Richtung auf entgegengesetzte Enden des Filtergehäuses weisen.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend eine Schlauchklemme (28), die an dem Filtergehäuse (10) angebracht ist.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mehrere Entlüftungslöcher (52) vorgesehen sind, die jeweils zur Vorderseite des Gehäuses offen sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 3, bei der wenigstens zwei Entlüftungslöcher (52) in direkter Verbindung mit einer einzigen hydrophoben Membran (45) sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das wenigstens eine Entlüftungsloch (52) benachbart dem einen der Schlauchanschlüsse (50, 60) angeordnet ist.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorderund Rückseiten im Wesentlichen rechteckig sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gehäuse (10) eine Einlasskammer (12) benachbart der Rückseite des Gehäuses enthält.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Einlasskammer (12) einen ersten Abschnitt (13) und einen zweiten Abschnitt (15) enthält, wobei der Einlass mit der Einlasskammer zwischen den ersten und zweiten Abschnitten verbunden ist.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 8, bei der der erste Abschnitt (13) der Einlasskammer (12) der hydrophoben Membran (45) benachbart ist und der zweite Abschnitt (15) der Einlasskammer dem hydrophilen Filtrationsmedium (50) benachbart ist.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Einlassöffnung benachbart dem ersten Ende (16) des Filters und die Schlauchklemme (28) am zweiten Ende (18) des Filters gelegen sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gehäuse (10) symmetrisch in Bezug auf eine Ebene ausgebildet ist, die senkrecht zur Rückseite des Gehäuses verläuft und die Einlass- und Auslassschlauchanschlüsse (50, 60) schneidet.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Rückseite des Filtergehäuses (10) im Wesentlichen flach ist.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schlauchanschlüsse (50, 60) nach innen von den ersten (16) und zweiten (18) Enden des Gehäuses beabstandet sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung nur eine hydrophobe Membran (40) enthält.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend mehrere Entlüftungslöcher (52) benachbart dem ersten Ende (16) des Filtergehäuses (10), die Durchgänge für Gas zum Entweichen aus dem Gehäuse bilden; eine Schlauchklemme (28), die an dem Gehäuse angebracht ist, wobei die Positionen der Schlauchanschlüsse (50, 60) und der Schlauchklemme derart sind, dass wenn der Einlass der Vorrichtung mit einem Schlauch verbunden ist, der von einer intravenösen Fluidquelle herabhängt und der Auslass mit einem Schlauch verbunden ist, der von der Filtervorrichtung herabhängt und die Schlauchklemme an dem Schlauch befestigt ist, die Entlüftungslöcher (52) derart liegen, dass Gasblasen, die in das Filtergehäuse durch der Einlass eintreten, innerhalb des Gehäuses aufsteigen und die hydrophobe Membran (45) berühren und durch eines oder mehrere der Entlüftungslöcher entweichen.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Klemme (28) benachbart dem zweiten Ende (18) des Gehäuses angeordnet ist.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 10, 15 oder 16, bei der das Gehäuse (10) aus miteinander vereinigten thermoplastischen Gehäuseteilen besteht, die Klemme (28) und die Schlauchanschlüsse (50, 60) als Teil des Gehäuseteils gespritzt sind, an dem sie angebracht sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 17, bei der beide Schlauchanschlüsse (50, 60) und die Schlauchklemme (28) am gleichen Gehäuseteil angespritzt sind.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 10 oder 15 bis 18, bei der die Schlauchanschlüsse (50,60) mit der Schlauchklemme (28) in einer Linie liegen.
Intravenöse Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Strömungsweg stromabwärts der hydrophilen Filtrationsmedien Strömungskanäle enthält, die durch mehrere Rippen (25, 27) geschaffen sind, die in einer Richtung vom zweiten Ende (18) des Gehäuses (10) zum Auslass hin verlaufen.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 20, bei der wenigstens einige der Rippen (25) kurz vor dem zweiten Ende (18) des Gehäuses (10) enden.
Intravenöse Filtervorrichtung nach Anspruch 21, bei der wenigstens eine der Rippen (27) mit dem zweiten Ende (18) des Gehäuses (10) verbunden ist.