DE2160217C3

DE2160217C3 - Vorrichtung für kontrollierte selektive Abscheidung unerwünschter Bestandteile aus Blut zur Erzielung eines therapeutischen Effekts

Info

Publication number: DE2160217C3
Application number: DE2160217A
Authority: DE
Inventors: Viktor Holger Prof. Dr.Med. Hyden
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-11
Filing date: 1971-12-04
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2160217B2; GB1347379A; AU3655871A; IE35876B1; JPS5652583B1; SE383258B; US3848580A; IE35876L; AT353396B; CH536116A; BR7108214D0; AU466549B2; DE2160217A1; CA957922A; IT943774B; ES397855A1; ATA1039471A; FR2117471A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für kontrollierte selektive Abscheidung unerwünschter Bestandteile aus Blut zur Erzielung eines therapeuti-

■5 sehen Effekts, mit einem Abscheidungsteil aus einer Anordnung mit aktiven Oberflächen für die selektive Abscheidung von unerwünschten Aminosäuren und Proteinen.

Aus der schwedischen Patentschrift 320 155 bzw.

^2U der deutschen Patentschrift 1 942027 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, mit deren Hilfe Aminosäuren und Proteine selektiv aus Blut abscheidbar sind. Die bekannte Vorrichtung besteht im Prinzip aus einem geschlossenen System, durch das das Blut des Patien-

ten strömt oder bei Bedarf gepumpt wird. Die Vorrichtung ist bei der Behandlung in eine Shuntleitung zwischen zwei Blutgefäßen, z. B. einer Vene und einer Arterie im Arm des Patienten, eingeschaltet. Zur Kontrolle des Blutdruckes ist ein Manometer an die Vorrichtung angeschlossen. Der innere, bei der Behandlung mit Blut gefüllte Teil der Vorrichtung ist mit besonderen Oberflächen versehen, die zur Ermöglichung selektiver Abscheidung von Aminosäuren und definierten Proteinen auf bekannte Weise aktiv gemacht wurden. Die aktive Oberfläche kann hierbei entweder ein integrierter Teil der Vorrichtung, ζ. Β das Innere eines Schlauches, sein oder aus einem getrennten Einsatz, z. B. in Form von Platten, bestehen, der in der als Behälter ausgebildeten Vorrichtung auswechselbar angeordnet ist. Als Träger der aktiven Substanzen sind z. B. Kollagen, z. B. mit Formaldehyd und Phenol präpariert, sowie Polymere und Mischpolymere, wie Polyacrylnitril, verwendbar, auf denen die aktive Substanz, nämlich ein für die jeweilige Abscheidung spezifisches Enzym und Heparin nach bekannten Methoden gebunden sind. Das Heparin hat die Aufgabe, das Blut nicht thrombogen zu machen. Die aus dem Blut abzuscheidende Aminosäure oder das definierte Protein werden während der Behandlung enzymatisch abgebaut, wenn das Blut mit der aktiven Oberfläche in Kontakt kommt.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung der bekannten Vorrichtung dar und ist mit Regelmitteln versehen, die den Zweck haben, sowohl eine regelmäßige Überwachung der fortschreitenden Abscheidung des oder der unerwünschten Stoffe im Blut zu ermöglichen als auch zu signalisieren, wenn sich bei der selektiven Abscheidung Nebenwirkungen zeigen, z. B. Hämolyse auftritt. Die Regelmittel sind so ausgeführt, daß sie eine Kontrolle nicht nur bei der Abscheidung von Aminosäuren und definierten Proteinen, dem ursprünglichen Anwendungsgebiet der bekannten Vorrichtung, sondern auch bei der Abscheidung von z. B. freiem Hämoglobin, von Antikörpern und Antigenen zulassen und damit der bekannten Vorrichtung ein erweitertes Anwendungsgebiet geben. Die Regelmittel bestehen aus einem in Reihe mit der bekannten Vorrichtung angeordneten Probenahmeteil, das heraus-

nehmbare Proben der in der Vorrichtung verwendeten aktiven Oberfläche enthält, sowie aus einem mit der bekannten Vorrichtung in Reihe geschalteten Spektrometer, durch das, nachdem die roten Blutkörperchen mit einem geeigneten Filter abgeschieden wurden, Blutserum strömt. Das Blutserum kann dann auf an sich bekannte Weise auf das Vorkommen von z. B. freiem Hämoglobin untersucht werden. Das Spektrometer arbeitet ununterbrochen und wird, um die Stromquelle zu schonen, von einer elektronischen Schaltungsvorrichtung gesteuert, die außerdem eine Alarmeinrichtung einschließt. Diese Einrichtung gibt Signal, wenn das Vorkommer, des abzuscheidenden Stoffes auf einen Wert unterhalb einer bestimmten Konzentration sinkt und die Behandlung als abgeschlossen gelten kann, oder wenn sich das Vorkommen eines schädlichen Stoffes, z.B. freien Hämoglobins, einem kritischen Wert nähert.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß sie als Abscheidungsteil eine Anordnung mit aktiven Oberflächen für die selektive Abscheidung weiteier unerwünschter Blutbestandteile neben Aminosäuren und Proteinen aufweist und daß die Anordnung mit Mittein zur Kontrolle und Überwachung der selektiven Abscheidjng versehen ist.

. Erfindungsgemäß können als Träger für die aktiven Substanzen auch Sonderqualitäten von Glas verwendet werden. Die Möglichkeit der Anwendung eines anorganischen, formbeständigen, alterungsbeständigen und chemisch inaktiven Materials wie Glas, z. B. in Form eines in die beschriebene Vorrichtung eingesetzten Plattensatzes, bedeutet einen großen Vorteil, da es nunmehr gelingt, auf den vorerwähnten Trägern, insbesondere denen aus Glas, andere aktive Substanzen als Enzyme zu binden, und zwar solche, die sich zur selektiven Abscheidung anderer unerwünschter Stoffe im Blut eignen. In diesen Fällen ist der enzymalische Abbau durch ein Abfangen des unerwünschten Stoffes ersetzt. Als Beispiel aktiver Substanzen der letzteren Art können Antikörper zum Abfangen entsprechender Antigene und umgekehrt Antigene zum Abfangen entsprechender Antikörper genannt werden.

Erfindungsgemäß können daher auf den vorbeschriebenen Trägern außer Heparin drei Haupttypen aktiver Stoffe gebunden werden, nämiich

A) Enzyme für selektive Abscheidung von Aminosäuren und definierten Proteinen

B) Antigene fur selektive Abscheidung entsprechender Antikörper und

C) Antikörper für selektive Abscheidung entsprechender Antigene.

Die selektive 'Abscheidung nach (A) ist das ursprüngliche Anwendungsgebiet der bekannten Vorrichtung, das durch das Hinzukommen der Merkmale gemäß (B) und (C) wesentlich erweitert wurde. Es läßt sich auch voraussehen, daß künftig auf gleiche WeUe andere biologisch aktive Substanzen gebunden werden können, die den Anwendungsbereich der Vorrichtung noch zusätzlich erweitern werden.

Krankheitszustände, bei denen die Vorrichtung nach der Erfindung Anwendung fincwt, um zu therapeutischen Zwecken aus dem Blut des Patienten unerwünschte Bestandteile selektiv abzuscheiden, sollen nachstehend unter Bezugnahme auf die Punkte A bis C kurz dun ' Beispiele erläutert werden.

Enzymatischer Abbau von Aminosäuren und definierten Proteinen gemäß Punkt A wird bei der Behandlung von Tumoren angewendet, die für ihr Wachstum im Blut eine bestimmte Konzentration an einer bestimmten Aminosäure oder mehreren derartigen Aminosäuren verlangen, wie dies z. B. bei genetisch bedingten metabolen Krankheiten, z. B. Phenylketonurie, der Fall ist.

Die Anwendung von Antigenen für selektives Abfangen und damit Abscheiden entsprechender Antikörper gemäß Punkt B ist innerhalb eines sehr breiten Gebietes möglich. So geht z. B. bei autoimmune» Krankheiten im allgemeinen die Toleranz gegen eigene, zellgebundene Antigene verloren. Ein besonderer Klon von immunopotenten Zellen kann dann akti-

'5 viert werden und Antikörper gegen Antigene bilden, die durch Krankheitsprozesse oder eine Schädigung von Geweben und Zellen frei wurden. In allen solchen Fallen ist eine Abscheidung und ein Abfangen von Antikörpern äußerst wertvoll, insbesondere dann,

^2Ü wenn, wie bei Panenzephalitis oder Masern, der Antikörpertiter hoch ist, und wenn Kinder einen hohen Titer von Antikörpern gegen Kuhmilch haben, was zu Lungenkomplikationen und Darmblutungen mit daraus resultierendem Eisenverlust führt.

²S Auch bei allergischen Krankheiten kommen hohe Antikorpertiter im Blut vor, z. B. bei durch organischen Dreschstaub u.dgl. verursachten Allergien, bei denen eine Abscheidung der Antikörper gemäß Punkt B von Wert ist.

Ein anderes hochaktuelles Gebiet, das ebenfalls unter Punkt B fällt, und für das die Vorrichtung nach der Erfindung große Bedeutung hat, ist die Verminderung der Gefahr, daß transplantierte Organe abgestoßen werden. Die Vorrichtung wird dabei im Prinzip auf folgende Weise angewendet. Vor der Transplantation präpariert man ein Antigen von Geweben und/oder Organen des Donators und befestigt das Antigen an der aktiven Oberfläche der Vorrichtung. Nach Transplantation des Organs zum Rezipienten wird die Vorrichtung auf vorstehend beschriebene Weise in die Blutbahn des Rezipienten geschaltet und scheidet dann Antikörper ab, die beim Rezipienten gegen die fremden Antigene des transplantierten Organs gebildet werden. Die Vorrichtung kann während der Zeit, in der Gefahr von Abstoßung des betreffenden Organs besteht, an den Rezipienten geschaltet bleiben.

Die Anwendung von Antikörpern nach Punkt C zum Auffangen und Abscheiden von Antigenen kann in bestimmten, nun mit Interesse beobachteten Fällen geschehen, z. B. bei Lupus erythematodes und Serumnephriten. Hier kommt DNA als Antigen und an Antikörper im Blut gebunden vor. Dieser DNA-Antikorperkomplex schädigt die Diaphragmasysteme in

"'S den Nieren und führt zu schweren Störungen. Komplexe von Antikörper-Antigen können Schaden an der Lunge verursachen, und es ist deshalb wichtig, solche Komplexe zu entfernen.

Für das Diaphragma der roten Blutkörper schädli^fio ehe Antikörper werden z. B. bei autoimmunen hämo-Iytischen Anämien und gewissen Virusinfektionen gebildet, wodurch Hämoglobin frei wird, das als solches oder nach Umwandlung innere Organsysteme, z. B. Tubuli der Nieren, beschädigen kann. Hämclyse kommt auch vor, wenn Antikörper gegen spezielle Blutgruppen gebildet wurden, wie auch als Nebenwirkung bei Dialyse mit sogenannter künstlicher Niere. Freies Hämoglobin kann aus dem Blut aufgefangen

werden, wenn dessen Ambozeplor, Haptoglobin, auf der aktiven Oberfläche in der Vorrichtung befestigt wird. Bei Dialyse wird die Vorrichtung gemäß der Erfindung vorzugsweise mit dem Dialyseapparat in Reihe geschaltet.

Die vorbekannte beschriebene Vorrichtung schließt ein Manometer für Überwachung des Blutdruckes ein, ihr fehlen jedoch, was ein wesentlicher Nachteil ist, jegliche Kontroll- und Überwachungseinrichtungen für die selektive Behandlung. Die Notwendigkeit einer solchen Kontrolle und Überwachung hat zwei Aspekte: der eine ist, daß man die selektive Abscheidung als eine Funktion der Behandlungszeit verfolgen können will, und der andere ist, daß man aus Sicherheitsgründen die Behandlung abbrechen können will, wenn und sobald das Blut einen Bestandteil enthält, der anzeigt, daß die Behandlung schädliche Nebenwirkungen verursacht hat. Das selektive Abscheiden wie auch das eventuelle Auftreten schädlicher Nebenwirkungen geschieht sukzessiv nach ruhigen, ohne Sprünge verlaufenden Kurven. Es besteht deshalb kein Bedarf an laufender Anzeige und/ oder Aufzeichnung während des Behandlungsverlaufes. Dagegen ist es sehr wertvoll, in der jeweiligen Abscheidung angepaßten Zeitabständen eine Reihe von Punktwerten zu erhalten.

Gemäß der Erfindung werden hierfür erforderliche Kontrollmittel an oder im Anschluß an die an sich bekannte Vorrichtung für selektive Abscheidung von Aminosäuren und definierten Proteinen angeordnet, deren Anwendungsgebiet nun auch so erweitert wurde, daß sie selektive Abscheidung gemäß den Punkten B und C umfaßt. Die Kontrollmittel schließen ein Photometer mit zugehörigen elektronischen Kreisen sowie eine Anzahl einzeln herausnehmbarer kleiner Probenplatten derselben Art wie die aktive Oberfläche der Vorrichtung ein, die in ein entsprechend angepaßtes Probenahmeteil eingesetzt sind. Photometer, Probenahmeteil und Vorrichtung fur selektive Abscheidung sind miteinander in Reihe geschaltet. Das Probenahmteil soll sich dabei auf der Druckseite des Behandlungsteiles befinden.

Das Photometer arbeitet nach dem bekannten Prinzip, daß die zu untersuchende Flüssigkeit, in diesem Fall Blutplasma, durch eine Meßzelle geleitet wird, an deren Enden eine Lampe bzw. ein lichtempfindliches Organ, z. B. ein Photoresistor, angeordnet ^:st. Um das Licht auf den jeweiligen Wellenlängenbereich, 7.B. den fiir Hämoglobin oder dessen Niederbrechungsprodukte, zu begrenzen, ist ein dementsprechend angepaßtes Filter in den Strahlengang eingesetzt. Die zum Photometer gehörenden Ki eise werden weiter unten näner beschrieben werden. Um Blutplasma durch die Meßzelle strömen zu lassen, müssen die roten Blutkörperchen im Blut daran gehindert werden, mit in die Meßzelle hinein zu gelangen. Zu diesem Zweck sind voi dem Ein- und Auslaß der Meßzelle Filter angeordnet, deren Porengröße so gewählt ist, daß nur das Plasma des Blutes durch sie hindurchgehen kann. Die Meßzelle ist als eine Shuntleitung zu der Leitung für das die Apparatur durchströmende Blut angeordnet. Durch eine Drosselung in dem von Blut durchströmten Teil des Photometers ergibt sich zwischen den Öffnungen der Mcßzclle eine Druckdifferenz, wodurch man den gewünschten Strom von Blutplasma durch die McBzcllo erhält

Das in das Photometer eintretende· Blut hai einen Druck von etwa K)O mm Hp. »i-nn es cinei Arterie im Arm des Patienten entnommen ist. Der entsprechende Druck in der Armvene ist niedriger, jedoch von derselben Größenordnung, so daß zwischen Einlaß und Auslaß der Apparatur ein mäßiger Diuckunterschied tierisch!. Der Druckunterschied, den man zwischen Ein- und Auslaß des Photometers erhält, und der durch die Drosselung bewirkt wird, beträgt deshalb nur einige wenige mm Hg. Diese Differenz ist im Hinblick auf den Widerstand in den Filtern für die roten Blutkörperchen gering, aber dennoch ausreichend, wenn man gute Filter mit niedrigem Strömungswiderstand wählt. Es ist jedoch eine alternative Ausführung des Photometers mit einer wesentlich größeren Druckdifferenz vorgesehen. In der Alterna-

'5 tive hat man die Drosseiung und den Auslaß von der Meßzcüe zum durchfließenden Blutstrom ausgelassen und einen anderen ähnlichen Auslaß in der Meßzelle angeordnet. Von diesem Auslaß strömt das Blutplasma nach Passieren der Meßzelle entweder über

2" eine separate Verbindung zum Patienten zurück oder zu einem Sammelgefäß, das keinen Gegendruck hat. Wenn das Plasma zum Patienten zurückgeführt werden soll, was bei langwieriger Behandlung notwendig sein kann, soll die separate Verbindung vorzugsweise an eine Vene mit niedrigem Druck angeschlossen werden, wodurch man den gewünschten größeren Druckunterschied erhält. In Fällen mit verhältnismä-" ßig kurzer Behandlungszeit kann man die geringe Plasmamenge, die durch das Photometer strömt, außer acht lassen, und die separate Rückleitung zum Patienten kann deshalb entfallen.

Man kann mit dem beschriebenen Photometer das Vorkommen gefärbter Verbindungen im Blutplasma messen. Unter ihnen sind freies Hämoglobin und dessen Nicderbrcchungsprodukte von größtem Interesse. Wenn man andererseits das Vorkommen z.B. einer wasserlöslichen ungefärbten Aminosäure messen will, was unier gewissen Voraussetzungen ebenfalls von Interesse sein kann, ist das beschriebene Photometer

4« nicht anwendbar. Es ist deshalb vorgesehen, daß man für diesen Zweck das Photometer gegen ein Fluoreszenzphotometer an und für sich bekannten Typs austauscht, bei dem die Zuführung von Blut und Blutplasma im Prinzip auf dieselbe Weise wie für das vorstehend beschriebene Photometer angeordnet ist. An der Auslaßseite des Photometers ist ein Druckwächter angeordnet, der ein Signal gibt, wenn dei Druck im Blutstrom unter einen kritischen Wert sinkt weil z.B. geronnenes Blut das Photometer verstopfi hat. Der Druckwächter besteht aus einem vom Drucl· in der Leitung betätigten beweglichen, federbelasteten Kolben, der über eine Druckstange einen Schaltei betätigt, der an die elektronischen Kreise des Photo meters angeschlossen ist.

Die elektronischen Kreise für das Photometer un< der Druckwächter sind Anwendungen vorher be kannter Schaltungsprinzipien. Um die Vorrichtunj nach der Erfindung leicht transportierbar und voi Netzanschluß unabhängig zu machen, ist für den Be trieb der Kreise eine besondere Stromquelle, z. B. eim Batterie, angeordnet. Diese Stromquelle kann ver hältnismäßig klein gewählt werden, da, wie bereits er wähnt, intermittcnte Ausführung der Messungen ge nügt.

Das Meßprinzip für das Photometer ist folgendes Eine aus einem Multivibrator bestehende Impulsein heit gibt einen Impuls in Form einer Rcchteckwell all. 7. B. alle drei Minuten einen Impuls von etwa eine

halben Sekunde Dauer. Dieser Impuls geht auf zwei verschiedenen Wegen zu einem Diskriminator, Ein Impuls geht ungedämpft zum Diskriminator, und ein anderer Impuls erreicht den Diskriminator über das Photometer in mehr oder weniger gedämpftem Zustand. Der Diskriminator vergleicht die Amplitude der zwei Signale. Die Amplitudendifferenz ist ein Maß für das Vorkommen des Stoffes im Blutplasma, dem die jeweilige Messung gilt. Der Diskriminator ist so geschaltet, daß er eine optische und/oder akustische Alarmeinrichtung betätigt, wenn entweder die Konzentration des betreffenden Stoffes einen vorher bestimmten höchsten Stand erreicht, oder die Konzentration unter einen vorher bestimmten niedrigsten Stand sinkt. Wenn das Photometer z.B. für Messung von freiem Hämoglobin im Blut angeordnet ist, wendet man die erstere Alternative an, um Alarm bei auftretender Hämolyse zugeben, und die zweite Alternative, um bei selektiver Abscheidung von freiem Hämoglobin Signal zu geben, wenn die Behandlung abgeschlossen werden kann. An die vom Diskriminator betätigte Alaimeinrichtung ist auch der Druckwächter geschaltet, so daß Alarm ausgelöst wird, falls der Blutdruck in der Leitung aus irgendeinem Grunde unter einen aus Sicherheitsgründen vorher festgelegten Wert sinken sollte. Die verschiedenen Kreise und ihr Aufbau in Beziehung zueinander werden nachstehend in einem Anwendungsbeispiel näher beschrieben.

Das Probenahmeteil für Untersuchung der aktiven, selektiv abscheidenden Oberfläche der Vorrichtung besteht im Prinzip aus einem verhältnismäßig dickwandigen Teilstück der durchgehenden Leitung für den Blutstrom und einer Anzahl in dem Teilstück angeordneter herausziehbarer Pfropfen, die im Blutstrom verwahrte Probestücke der jeweiligen aktiven Oberfläche enthalten. Wenn man einen solchen Pfropfen ein gewisses Stück herauszieht, ohne ihn jedoch ganz herauszuziehen und dadurch eine Leckstelle zu verursachen, wird das Probestück, das im Pfropfen verwahrt wird oder einen Teil desselben bildet, zugänglich und kann zwecks Analyse entfernt werden. Der zahlenmäßige Bedarf an hier beschriebenen Probestücken der aktiven Oberfläche ist mäßig, normal etwa 3 bis 5 Stücke, da der Zusammenhang zwischen der Behandlungszeit und den verschiedenen Typen selektiver Abscheidung gut bekannt ist. In Abständen von einer oder einigen Stunden entnommene Probestücke geben deshalb ausreichende Anhaltspunkte, um zu kontrollieren, wie die Abscheidung fortschreitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in denen

Fig. 1 schematisch und perspektivisch eine Gesamtansicht der Erfindung zeigt,

Fig. 2a einen Längsschnitt durch ein Photometer und einen Druckwächter und Fig. 2b einen Längsschnitt durch eine Variante des in Fig. 2a gezeigten Photometers zeigen,

Fig. 3a einen Längsschnitt durch ein Probenahmeteil für die aktive Oberfläche der Vorrichtung und Fig. 3b in vergrößertem Maßstab einen Probepfropfen für das Probenahmeteil gemäß Fi g. 3 a, in Richtung des Blutstromes gesehen, zeigen, und

F i g. 4 einen Blockplan für die elektronischen Kreise der Vorrichtung zeigt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 1, besteht aus einem an sich bekannten Behandlungsteil 1 für selektive Abscheidung nicht erwünschter Bestandteile aus dem Blut. Das Behandlungsteil ist in Reihe mit einem Photometer 2, einem Druckwächter 3 und einem Probenahmeteil 4 geschaltet, das Proben der selektiv abscheidenden aktiven Oberfläche enthält. In Fig. 1 sind zwecks besserer Deutlichkeit die genannten Kontroll- und Überwachungsmittel 2, 3 und 4 in einem im Verhältnis zum

ίο Behandlungsteil übertriebenen Maßstab gezeigt. Die Vorrichtung wird mit Hilfe einer zwischen zwei Blutgefäße mit ausreichender Druckdifferenz eingelegten Shuntleitung vom Blut des Patienten durchströmt. Die Strömungsrichtung durch die Vorrichtung hat an sich keine Bedeutung, aber der Druckwächter 3 soll aus Sicherheitsgründen nach dem Photometer 2 angeordnet sein, wobei das Blut also in dem in F i g. 1 gezeigten, Beispiel durch einen Einlaß S hinein- und durch einen Auslaß 6 hinausgeht.

Das Behandlungsteil 1, Fig. 1, enthält eine bekannte aktive Oberfläche für die selektive Abscheidung, z. B. in Form eines Satzes zueinander paralleler Glasplatten, die in einigem Abstand voneinander angeordnet sind, mit der Ebene des Glasplattensatzes in Strömungsrichtung liegend (nicht gezeigt). Auf den Glasplatten sind die aktiven Substanzen auf bekannte Weise befestigt. Die selektive Abscheidung geschieht entweder als eine enzymatische Niederbrechung oder als ein Auffangen des oder der unerwünschten Bestandteile im Blut, wenn dieses mit der aktiven Oberfläche in Berührung kommt.

Die Meßzelle 7 des Photometers 2, Fig. 2 a, wird von Blutplasma durchströmt, das mittels eines die roten Blutkörperchen nicht durchlassenden Filters 9 von dem die Vorrichtung durchströmenden Blutstrom 8 abgeschieden wird. Das Blutplasma verläßt die Meßzelle 7 durch ein zweites Filter 10, dessen Aufgabe es ist, rote Blutkörperchen daran zu hindern, hintenherum in die Meßzelle 7 einzudringen. Die Filter 9, 10 sind aus praktischen Gründen, wie in Fig. 2a gezeigt, in einem einzigen Stück ausgeführt. Um den vorgesehenen Strom von Blutplasma durch die Meßzelle 7 zu erhalten, ist in dem durchfließenden Blutstrom 8 eine Drosselung 11 angeordnet, die über der Meßzelle 7 einen Druckunterschied bewirkt. In den Fällen, in denen der Druckunterschied über der Meßzelle 7 nicht groß genug ist, einen ausreichenden Strom von Blutplasma durch die Meßzells zu unterhalten, wendet man eine alternative Ausführung des Photometers 2 (Fig. 2b) an. In diesem Fall sind das Filter 10 und die Drosselung 11 (F i g. 2 a) ausgelassen und durch eine mit Filter abgedeckte, separate Auslaßöffnung 12 (Fig. 2b) ersetzt, die entweder in das Freie oder in ein Blutgefäß mundet, das einen niedrigeren Druck als das Blutgefäß hat, durch das das BIu zum Patienten zurückgeführt wird.

Auf der einen Seite der Meßzelle 7 des Photometers 2 (Fig. 2a und 2b) ist hinter einem Fenster 14 eine Lampe 13, und auf der gegenüberliegenden Seite

der Meßzelle ist hinter einem auswechselbaren Licht filter 16ein lichtempfindliches Organ, z. B. ein Photoresistor 15, angeordnet. Der Welleplängenbereich de Lichtfilters 16 ist dem bei der Messung aktuellen Stofi im Blutplasma, z.B. freiem Hämoglobin, angepaßt

Die Lampe 13 und der Photoresistor 15 sind an di< elektronischen Kreise der Vorrichtung angeschlossen die nachstehend näher beschrieben werden.

Der Druckwächter 3 (Fig. 2a) ist als ein Seiten

409 610/165

rohr 18 zur Leitung für den Blutstrom 8 angeordnet. Im Seitenrohr 18 befindet sich ein vom Blutdruck betätigter Kolben 17 mit zugehörigem Dichtungsring 19. Der Kolben 17 ist mit einem Kegel 20 versehen, der durch das mit einem inneren Ansatz 21 versehene freie Ende des Rohres 18 hinausragen kann. Zwischen dem Kolben 17 und dem Ansatz 21 sind eine Druckfeder 22 und eine gegen den Ansatz 21 sich abstützende Scheibe 23 angeordnet. Der Kegel 20 steuert einen am Seitenrohr 18 montierten Druckschalter 24, der an den elektronischen Alarmkreis der Vorrichtung angeschlossen ist. Die Länge des Kegels 20 ist so gewählt, daß er den Druckschalter 24 so lange offenhält, wie der Blutdruck am Kolben 17 die Feder 22 so stark zusammenzudrücken vermag, daß sie bis außerhalb des Seitenrohres 18 reicht. Fällt der Blutdruck unter den vorher gewählten Sicherheitswert, gibt der Kegel 20 den Druckschalter 24frei, derdann den Stromkreis schließt und Alarm auslöst.

Die elektronischen Kreise der Vorrichtung sind Anwendungen an sich bekannter Schaltungen. Im Blockplan (Fig. 4) speist eine Kraftquelle, z. B. eine Batterie 25, die Kreise. Eine aus einem Multivibrator bestehende Pulseinheit 26 gibt in geeigneten Zeitabständen, z. B. 3 Minuten, ein Signal von kurzer Dauer, etwa V₂ Sekunde. Das in Form einsr Vierkantwelle gegebene Signal geht auf zwei Wegen - einem ungedämpften und einem gedämpften - zu einem Diskriminator 27. Das Signal von der Pulseinheit 26 geht zuerst zu einem elektronischen Tor 28, wo das Signal so geteilt wird, daß ein Teil die Lampe 13 des Photometers entzündet und ein Teil zu einer Verzögerungseinheit 29 geht. Diese Verzögerungseinheit hat den Zweck, dieses ungedämpfte Teil des Signals auf seinem Weg zum Diskriminator so viel zu verzögern, daß die Lampe 13 Zeit zum Zünden und zur Erreichung einer stabilen Lichtstärke erhält, was etwa eine Millisekunde in Anspruch nimmt. Die Lampe 13 sendet einen Lichtstrahl 42 durch die Meßzelle 7, wobei der Photoresistor 15 einen der empfangenen Lichtintensität entsprechenden Widerstand annimmt. Das Signal vom Photoresistor 15 geht weiter zum Diskriminator 27 und erreicht diesen mehr oder weniger gedämpft, je nach der Konzentration des Stoffes im Blutplasma, den das Photometer 2 messen soll. Ein zweites elektronisches Tor, das MeBtGr 30, durch das das ungedämpfte Signal auf seinem Weg von der Verzögerungseinheit 29 zum Diskriminator 27 hindurchgeht, gibt auch einen Meßimpuls zum Meßkreis des Photoresistors 15, so daß der Diskriminator 27 das ungedämpfte und das gedämpfte Signal gleichzeitig erhält. Der Diskriminator 27 vergleicht hierbei die Differenz in der Amplitude der beiden Signale. Diese Differenz ist ein Maß der Konzentration des Stoffes im Blutplasma, den das Photometer 2 mißt. Diese Amplitudendifferenz wird als ein Signal zu einem dritten elektronischen Tor, dem Alarmtör 31, übertragen. Bei zu großer, alternativ zu kleiner Amplitudendifferenz, je nachdem ob die Vorrichtung eingestellt ist, Alarm zu geben, wenn die Konzentration des aktuellen Stoffes im Blutplasma einen vorher eingestellten Sicherheitswert überschritten hat, oder ob die Konzentration auf einen vorher eingestellten Mindestwert gesunken ist, bei dem die Behandlung abgeschlossen werden kann, gibt das Alarmtor 31 einen Impuls zu einer Alarmeinrichtung 32, die optisch und/oder akustisch sein kann,

ίο und dann in Tätigkeit tritt. Wurde die kritische Amplitudendifferenz nicht erreicht, gibt der Diskriminator 27 kein Signal, und folglich wird kein Alarm ausgelöst. An das Alarmtor 31 ist auch der Druckwächter 3 geschaltet, so daß die Alanneinrichtung 32

¹S ausgelöst wird, wenn der Blutdruck so stark sinkt, daß der Druckschalter 24 schließt.

Das Probenahmeteil 4 (F i g. 3 a) besteht im Prinzip aus einer Anzahl Probepfropfen 33, die in ein verdicktes Teilstück 34 der Leitung für den durchströmenden

*° Blutstrom 8 eingesetzt sind. Für jeden Probepfropfen 33 ist in der Leitung für den durchströmenden Blutstrom 8 eine weich gerundete Ausbuchtung 35 angeordnet. Die Probepfropfen 33 (Fig. 3a und 3 b) sind in Löcher mit Dichtungsringen 36 eingepaßt, die den

^J5 Ausbuchtungen 35 in der Leitung für den durchströmenden Blutstrom 8 direkt gegenüberliegen. In den zylindrischen, mit einem Griffstück 37 versehenen Probepfropfen 33 (Fi g. 3 b) sind in Höhe mit der Leitungfür den durchströmenden Blutstrom 8 Löcher 38 angeordnet, die mit einem plastischen Futter 39, z. B. einem Stück Plastikschlauch, gefüttert sind. Die Probestücke 40, von derselben Qualität wie die im Behandlungsteil 1 enthaltenen Platten mit aktiver Oberfläche, sind in die Löcher 38 eingesetzt, wo sie mit leichtem Druck von dem etwas verformten Futter 39 festgehalten werden. Bei Einsetzung der Probepfropfen 33 werden diese so orientiert, daß die Löcher 38 sich parallel mit der Leitung für den Blutstrom 8 erstrecken, so daß die Probestücke 40 vom Blut umspült werden, die Orientierung wird durch Pfeile 41 auf der Oberseite der Griffstücke 37 (Fig. 1) erleichtert, kann aber auch zwangsgesteuert werden, z. B. von einer (nicht gezeigten) Knagge am Griffstück 37, die in entsprechende Ausnehmungen in den Sitzen der Pfropfen in der Leitung eingepaßt werden. Bei der Probenahme wird der Probepfropfen 33 (siehe mittlerer Pfropfen in Fig. 3 a) vorsichtig so weit herausgezogen, daß das Loch 38 freigelegt wird. Danach wird das Probestück 40 zur Analyse herausgenommen. Dei Leere Probepfropfen kann dann vorzugsweise in herausgezogener Lage verbleiben und dadurch anzeigen, daß er leer ist. Eine (nicht gezeigte) Sperre zur Verhütung unbeabsichtigten völligen Herausziehens dei Probepfropfen ist ebenfalls vorgesehen. Sie kann ζ. Β aus einem auf geeigneter Höhe über den Griffstücker 37 angeordneten abnehmbaren Schutzbügel bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für kontrollierte selektive Abscheidung unerwünschter Bestandteile aus Blut zur Erzielung eines therapeutischen Effekts, mit einem Abscheidungsteil aus einer Anordnung mit aktiven Oberflächen für die selektive Abscheidung von unerwünschten Aminosäuren und Proteinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Abscheidungsteil eine Anordnung mit aktiven Oberflächen für die selektive Abscheidung weiterer unerwünschter Blutbestandteile neben Aminosäuren und Proteinen aufweist und daß die Anordnung mit Mitteln zur Kontrolle und Überwachung der selektiven Abscheidung versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Blutplasma abscheidendem Filter (9, 10, 12) ausgerüstetes Photometer (2) in den Blutstrom zwecks Messung der Konzentration eines im Zusammenhang mit der jeweiligen Abscheidung spezifischen Stoffes eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckwächter (3) in den Blutstrom zwecks Überwachung der Aufrechterhaltung ausreichenden Blutdruckes wahrend der Behandlung eingeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Blutstrom ein Probenahmeteil (4) eingeschaltet ist, das eine Anzahl einzeln herausnehmbarer Probestücke (40) derselben Qualität wie die aktive, selektiv abscheidende Oberfläche der Vorrichtung enthält.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom von Blutplasma durch eine Meßzelle (7) des Photometers (2) von einer Drosselung (11) aufrechterhalten wird, die in der Leitung für den hindurchgehenden Blutstrom angeordnet ist, und das Blutplasma die Meß/eile durch ein Filter (10) verläßt und wieder in den Blutstrom (8) (Fig. 2a) eintritt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blutplasma die Meßzelle (7) des Photometers (2) durch eine Auslaßöffnung (12) (Fig. 2b) verläßt, die entweder in das Freie oder in ein Blutgefäß mündet, in dem ein niedrigerer Druck als in dem Blutgefäß herrscht, zu dem das Blut nach seinem Durchströmen der Vorrichtung zurückgeführt wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,2,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Photometer (2) an elektronische Kreise angeschlossen ist. die sowohl den Meßverlauf steuern als auch Alarm geben, wenn die Konzentration des vom Photometer gemessenen Stoffes einen vorher eingestellten kritischen Wert erreicht.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwächter (3) an dieselbe Alarmeinrichtung (32) wie das Photometer (2) angeschlossen ist, und Alarmgabe erfolgv, wenn der Blutdruck unter einen aus Sicherheitsgründen vorher festgelegten Mindestwert sinkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenahmeteil (4) einen oder mehrere, in der Leitung für den Blutstrom angeordnete, aus dieser Leitung teilweise herausziehbare Probenahmepfropfen (33) einschließt, durch die sich Löcher (38) erstrecken, die in eingesetzter Lage der Pfropfen parallel mit der Leitung verlaufen, und daß in herausgezogener Lage der Pfropfen ein Probestück (40) aus dem Loch bzw. den Löchern (38) außerhalb der Leitung ohne Behinderung des Blutstromes in der Leitung herausnehmbar ist.