DE2821482C3

DE2821482C3 - Filtereinheit und ihre Verwendung in einem Infusionssystem

Info

Publication number: DE2821482C3
Application number: DE2821482A
Authority: DE
Inventors: James H. Winchester Mass. Edwards
Original assignee: Millipore Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-17
Publication date: 1981-05-14
Also published as: CA1098049A; GB1585989A; DE2821482B2; FR2390984B1; JPS5643428B2; US4116646A; JPS5416887A; FR2390984A1; DE2821482A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit, enthaltend eine mit einem Einlaß für Flüssigkeit verbundene, obere Kammer, eine mit einem Auslaß für Flüssigkeit verbundene, untere Kammer, mindestens ein die beiden Kammern trennendes hydrophiles Filter, durch das die Flüssigkeit filtriert wird, und mindestens eine die beiden Kammern trennende hydrophobe Membran, durch die Gas aus der Auslaßkammer herausgelassen wird.

Es sind bereits verschiedene Filtriereinheiten bekannt, die sowohl ein hydrophiles Filter zum Filtrieren der Flüssigkeit als auch ein Filter zum Filtern von Gas enthalten. So beschreibt die DE-OS 25 23 013 eine Blutfiltereinheit, die unterhalb einer Tropfkammer eine Filterpatrone für das Blut und in der Seitenwand der Tropfkammer ein mit einem Filtermedium versehenes Belüftungsventil enthält. Ähnliche Filtriereinheiten für Infusionslösungen sind r.us den US-PS 39 67 620 und 13 072 bekannt. Diese Filtriereinheiten für Infusionslösungen enthalten jeweils im unteren Teil des Gehäuses ein hydrophiles Filter für die Flüssigkeit und oberhalb dieses hydrophilen Filters entweder in der Seitenwand der Tropfkammer oder im Deckel der Tropfkammer ein Ventil, durch das Luft herausgelassen oder eingelassen wird und das ein hydrophobes Filter für die Luft enthält. Solange die hydrophilen Filter mit Flüssigkeit benetzt sind, ermöglichen sie den Durchtritt von Flüssigkeit, verhindern jedoch den Durchtritt von Gas. Durch die hydrophoben Filter der Luftventile kann nur Luft hindurchtreten und keine Flüssigkeit

Aus der DE-OS 19 49 038 ist ferner eine Trennvorrichtung für Gase und Flüssigkeiten bekannt, deren wesentlicher Teil aus einem Filterelement besteht, das einen hydrophilen Teil für die Flüssigkeit und einen hydrophoben Teil für das Gas enthält In diesem bekannten Filterelement liegt entweder der hydrophobe Teil oberhalb des hydrophilen Teils, oder der hydrophobe Teil ist derart an den Seitenwänden angeordnet, daß das Gemisch in Fließrichtung zuerst den hydrophoben und dann den hydrophilen Teil erreicht Auch mit dieser Vorrichtung wurde erreicht, daß das Gas aus dem Gemisch entfernt wurde und kein Gas in die Auslaßleitung der Flüssigkeit gelangte.

Weiterhin ist aus der DE-OS 24 58 405 eine Filtereinheit bekannt, die eine mit einem Einlaß für Flüssigkeit verbundene, obere Kammer, eine mit einem Auslaß für Flüssigkeit verbundene, untere Kammer, ein die beiden Kammern trennendes hydrophiles Filter, durch das die Flüssigkeit filtriert wird, und eine die beiden Kammern trennende hydrophobe Membran, durch die Gas aus der Auslaßkammer herausgelassen wird, enthält. Die hydrophobe Membran liegt oberhalb des hydrophilen Filters. Gas, das durch das hydrophile Filter in die Auslaßkammer gelangt sein sollte, steigt nach oben, tritt durch die hydrophobe Membran und wird schließlich im unteren Teil der Filtereinheit nach außen abgegeben.

Weitere ähnliche Filtereinheiten sowie andererseits Ventile und als Absperrventile dienende Filter, mit deren Hilfe verhindert werden sollte, daß eine Infusionslösung, die einem Patienten verabreicht werden soll, in Gegenrichtung fließt, sind in der GB-PS 5 38 728 und den US-PSen 27 70 234,35 06 130,38 86 937 und 39 93 066 beschrieben. Darüber hinaus beschreibt die FR-PS 11 58 634 eine Filtereinheit, die eine obere Kammer und eine untere Kammer und in der unteren Kammer ein Filter für Flüssigkeit, das diese Kammer in zwei Teile teilt, enthält. Die obere Kammer wird mit der unteren Kammer durch ein Rohr verbunden, das beiderseits der Trennwand ein Stück in die jeweilige Kammer ragt. Auf diese Weise werden in der oberen Kammer zwischen Rohröffnung und Kammerboden ein Flüssigkeitsreservoir und in der unteren Kammer ein Gasreservoir gebildet. Schließlich wurden auch verschiedene Filterkombinationen beschrieben, die die Anwendung einer sogenannten »Huckepack«-Anordnung zur Verabreichung eines Medikamentes oder einer anderen Lösung während einer parenteralen Infusion ermöglichen sollten. In keiner der bekannten Filtereinheiten wurde jedoch erreicht, daß sowohl Gas entfernt werden konnte als auch ein Durchtritt von Gas durch das Flüssigkeitsfilter bei Ausfall der Flüssigkeitszufuhr verhindert wurde als auch schließlich ein Flüssigkeitsstrom in Gegenrichtung verhindert wurde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit deren Hilfe Flüssigkeit gefiltert wird, Gas aus der Auslaßkammer in die Einlaßkammer entweichen kann, ein Durchtritt von Gas durch ein Filter in Fließrichtung der Flüssigkeit bei Ausfall der Flüssigkeitszufuhr verhindert wird und ein Flüssigkeitsstrom in Gegenrichtung beim Auftreten eines umgekehrten Druckgefälles verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Filtereinheit der eingangs genannten Art crfindungsgemäß dadurch

gelöst, daß sich das unterste hydrophile Filter auf einem höheren Niveau als die höchste hydrophobe Membran befindet, derart, daß in der oberen Kammer oberhalb der hydrophoben Membran ein Flüssigkeitsreservoir und in der unteren Kammer unterhalb dys hydrophilen Filters ein Gasreservoir gebildet wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben. Im Anspruch 6 ist ein Verwendungsgebiet der Erfindung angegeben.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Filtereinheit kann beispielsweise eine parenteral Flüssigkeit auf übliche Weise aus einem Behälter durch eine Leitung in die Einlaßkammer der Filtereinheit geleitet werden, aus der sie durch das hydrophile Filter in die Auslaßkammer Hießt. Während die Flüssigkeit weiter nach unten Hießt und die Auslaßkammer verläßt, kann irgendwelches Gas, das sich unterhalb der hydrophoben Membran ansammelt, durch die hydrophobe Membran nach oben entweichen. Einige Flüssigkeit bleibt in einem Flüssigkeitsreservoir in der Einlaßkammer unterhalb des Niveaus des hydrophilen Filters zurück, und etwas Gas sammelt sich in der Auslaßkammer in einem Gasreservoir oberhalb des Niveaus der hydrophoben Membran an. Sollte der Zufluß von Flüssigkeit in die Einlaßkammer ausfallen und das Gewicht der Flüssigkeit in der Auslaßleitung, die von der Auslaßkammer wegführt, ein Druckgefälle in Vorwärtsrichtung zwischen den Kammern (wobei der Druck in der oberen Kammer größer als in der unteren Kammer ist) bewirken, so wird ein Gasstrom in Vorwärtsrichtung durch das angefeuchtete hydrophile Filter und die in dem Flüssigkeitsreservoir oberhalb der hydrophoben Membran angesammelte Flüssigkeit verhindert. Sollte ein Druckgefälle in Gegenrichtung auftreten, wie es beispielsweise in einer sogenannten Huckepack-Anordnung auftreten kann, wenn die Zufuhr einer zweiten Lösung bevorzugt vor der ersten parenteralen Lösung gewünscht wird, so bewirkt das Druckgefälle in Gegenrichtung keinen Flüssigkeitsstrom in Gegenrichtung. In diesem Fall wird ein Strom in Gegenrichtung durch die oberhalb der hydrophoben Membran angesammelte Flüssigkeit und das in dem Gasreservoir unterhalb des hydrophoben Filters angesammelte Gas verhindert. Daher wird der gewünschte bevorzugte Strom der zweiten Lösung erreicht und führt nicht dazu, daß ein Strom in Gegenrichtung in die erste parenterale Lösung fließt.

Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Filtereinheit gehört auch, daß im normalen Betrieb der Luftraum oder das Luftreservoir als Tropfkammer wirken kann, und es daher nicht erforderlich ist, eine getrennt Tropfkammer anzuhängen. Die erfindungsgemäße Filtereinheit erfordert geringe Kosten für die Bestandteile, und die Überprüfung der gesamten Anlage ist verhältnismäßig einfach und zuverlässig.

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert. Darin bedeutet

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform in vereinfachter Form, wobei Teile der Wand ausgespart wurden;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform;

Fig. 3 eine teilweise schematische Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der die Ausführungsform nach F i g. 2 in einer Huckepack-Anordnung eingesetzt werden kann;

Fig. 4 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform;

F i g. 5 einen Längsschnitt der Ausführungsform nach F i g. 4; und

Fig.6 einen vergrößerten Querschnitt der Ausführungsform von F i g. 5 entlang der Linie 6-6.
·> In F i g. 1 weist eine Filtereinheit 10 eine elastische Wand 12 auf, die eine zylindrische Form aufweist und am oberen Ende 14 etwas verjüngt ist, um den Schlauch 32 aufzunehmen, wobei die dichte Verbindung einfach durch den engen, gespannten Sitz des Schlauches

ι« erreicht wird. Die Wand 12 ist am unteren Ende zu einer engen Auslaßöffnung 16 verjüngt Das Filtergehäuse 10 ist innen in eine obere Einlaßkammer 18 und eine untere Auslaßkammer 20 eingeteilt, die durch eine Trennwand 22 getrennt sind, die bis zu der Außenwand 12 reicht und

r> gegen diese Außenwand 12 abgedichtet ist. Die Trennwand 22 enthält einen vertikalen, rechteckigen Teil 22a, der an seinen vertikalen Seiten gegen die Wand 12 abgedichtet ist; einen oberen halbkreisförmigen Teil 22b und einen unteren halbkreisförmigen Teil 22c. Die runden Ränder der halbkreisförmigen Teile 22b und 22c sind gegen die Wand 12 abgedichtet. In dem oberen horizontalen Wandteil 226 befindet sich ein hydrophiles mikroporöses Filter 24, das mit Hilfe geeigneter Mittel gegen diesen Wandteil 22b abgedichtet ist, und im

2·") unteren horizontalen Wandteil 22c befindet sich eine hydrophobe mikroporöse Membran 26, die mit Hilfe geeigneter Mittel gegen diesen Wandteil 22c abgedichtet ist. Unter einem mikroporösen Filter oder einer mikroporösen Membran wird hier ein Filter oder eine

JH Membran mit einer Porengröße von etwa 25 nm bis etwa 25 μιη verstanden. Gegebenenfalls können Halterungen (nicht gezeigt) für die Filter 24 und 26 vorgesehen sein. Ein Behälter 28 für parenterale Lösung 30 kann auf übliche Weise oberhalb der

i■> Filtereinheit 10 oder des biegsamen Schlauches 32, der von dem Behälter 28 zu der Einlaßöffnung 14 führt und mit dem Behälter auf übliche flüssigkeitsdichte Weise verbunden ist, aufgehängt sein. An der Auslaßöffnung 16 sitzt in dichter Verbindung ein biegsamer Schlauch 34.

w Im Betrieb wird der Behälter 28 auf übliche Weise senkrecht aufgehängt und angestochen, um einen Flüssigkeitsdurchgang zu dem oberen biegsamen Schlauch 32 zu schaffen.

Wenn der Flüssigkeitsstrom nicht leicht in Gang

⁴"> kommt, kann die elastische Wand 12 der oberen Kammer 18 etwas zusammengedrückt werden, um Luft auszutreiben, und sodann entspannt werden, um zu ermöglichen, daß die aus der parenieralen Lösung bestehende Flüssigkeit abwärts durch den oberen

")» biegsamen Schlauch fließt, um das hydrophile mikroporöse Filter zu befeuchten. Es kann am Behälter 28 ein (nicht gezeigtes) Ventil vorhanden sein, um zu ermöglichen, daß Luft in den Behälter eintritt, um die ausgelaufene Flüssigkeit zu ersetzen, oder es kann ein

")' Behälter 28 vorgesehen sein, der sich zusammenzieht. Nun kann die elastische Wand der unteren Kammer 20 etwas zusammengedrückt und entspannt werden, um aus der unteren Kammer 20 Luft durch das hydrophobe Filter 26 in die obere Kammer 18 zu treiben und den

Wi Flüssigkeitsstrom einzuleiten. Der biegsame Schlauch 34 sollte zu dieser Zeit mit Hilfe einer Klammer 35 abgesperrt sein, um die Luft nach aufwärts durch das Filter und nicht nach abwärts durch den Schlauch zu verdrängen. Die Flüssigkeit fließt nun durch das

^hr> hydrophile Filter 24 in die Kammer 20 und dann abwärts durch den biegsamen Schlauch 34 zu dem Patienten. Das Zusammendrücken der unteren Kammer 20 kann fortgesetzt werden, bis der biegsame Schlauch 34 und

die untere Kammer 20 bis zum Niveau der mikroporösen hydrophoben Membran 26 mit Flüssigkeit angefüllt sind. Anschließend kann die Klammer 35 geöffnet und mit der Verabreichung der Flüssigkeit in üblicher Weise begonnen werden, nachdem die gesamte Luft durch den Flüssigkeitsstrom-! verdrängt wurde.

Wenn die Flüsigkeit aus dem biegsamen Schlauch 34 in den Patienten eingeführt wird, wird sie durch Flüssigkeit ersetzt, die durch das hydrophile Filter 24 hindurchgeleitet wird und davon herabtropft oder herabfließt. Gleichzeitig hat sich Luft in der unteren Kammer im Raum 36, der als Luft- oder Gasreservoir bezeichnet werden kann und zwischen dem Niveau der hydrophoben Membran 26 und dem hydrophilen Filter 24 liegt, gesammelt. Diese Anordnung dient außer der Filtration drei Funktionen. Erstens kann jedes Gas, das aus der Flüssigkeit austritt und sich leicht in der unteren Kammer 20 ansammelt und sich sonst in Richtung auf den Patienten bewegen könnte, durch die hydrophobe Membran 26 entfernt werden. Zweitens wird dann, wenn der Zufluß von Flüssigkeit aus dem Behälter 28 aus irgendeinem Grund aufhört, z. B. wenn der Behälter leer ist, trotz des nach vorwärts gerichteten Druckgefälles zwischen der oberen Kammer 18 und der unteren Kammer 20 Luft daran gehindert, durch die obere Kammer 19 in die untere Kammer 20 zu gelangen. Der Grund liegt darin, daß das hydrophile Filter 24, wenn es feucht ist, den Durchgang von Luft durch das Filter aufgrund des Blasenpunktes des Filters verhindert. Zur gleichen Zeit, zu der die obere Kammer 18 bis auf das Niveau des hydrophilen Filters 24 geleert wird, bleibt in der oberen Kammer zwischen dem Niveau des hydrophilen Filters 24 und dem Niveau der hydrophoben Membran 26 ein Reservoir von Flüssigkeit zurück, das als Flüssigkeitsreservoir 38 bezeichnet werden kann. Die Flüssigkeit in dem Raum 38 für das Flüssigkeitsreservoir kann nicht durch die hydrophobe Membran 26 hindurchdringen, weil der Druck, der erforderlich wäre, um in die hydrophobe Membran 26 einzudringen, d. h. der Eindringdruck der hydrophoben Membran, größer ist als das Druckgefälle. Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsreservoir 38 blockiert somit den Zutritt von Luft in Vorwärtsrichtung aus der oberen Kammer 18 an die hydrophobe Membran bzw. die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsreservoir 38 sammelt sich oberhalb der hydrophoben Membran. Daher wird jeglicher Luftstrom in Vorwärtsrichtung aus der oberen Kammer 18 in die untere Kammer 20 verhindert.

Drittens wird im Fall eines Druckgefälles in Gegenrichtung, d. h. falls der Druck in der unteren Kammer 20 den Druck in der oberen Kammer 18 übersteigt, ein Strom nach rückwärts verhindert.

Wegen des hohen Eindringdruckes der hydrophoben Membran 26 kann keine Flüssigkeit durch die hydrophobe Membran 26 fließen. Die Ansammlung von Luft in dem Gasreservoir 36 verhindert den Zutritt von Flüssigkeit aus der unteren Kammer 20 an das hydrophile Filter 24. Gas kann aufgrund des Blasenpunktes nicht durch das Filter 24 gelangen und blockiert den Zutritt von Flüssigkeit zu der oberen Kammer. Daher wird ein Flüssigkeitsstrom in Gegenrichtung blockiert Unter dem Blasenpunkt ist der charakteristische Druck zu verstehen, bei dem die erste Luftblase erscheint, wenn ein Filtermaterial mit Luft gepreßt wird, während es gerade eben unter die Oberfläche der Flüssigkeit getaucht wird (vgl. US-PS 30 07 334).

F i g. 2 zeigt eine Filtereinheit 49, die eine elastische Wand 50 aufweist, die eine zylindrische Form aufweisen kann, wobei die Längsachse der Filtereinheit während des Betriebes vertikal verläuft.

Die Filtereinheit 49 ist mit Hilfe eines vasenförmigen, starren Trennkörpers 56 in eine obere Kammer 52 und eine untere Kammer 54 geteilt. Entlang der oberen Wand des Trennkörpers 56 ist ein vertikal angeordnetes mikroporöses hydrophiles Filter 58 um längliche Rippen 56b herum befestigt, die ihrerseits Durchgänge 60 durch den Körper 56 bilden. Das hydrophile Filter 58 ist um den Trennkörper herum gewickelt und an allen Kanten damit heiß verklebt. Eine Heißverklebung kann durch Druck und soviel Wärme bewirkt werden, daß die Oberfläche des Halterungsgliedes schmilzt, wodurch der geschmolzene Kunststoff in die Poren des Filters getrieben wird. Quer über die Bodenfläche des Trennkörpers 56 ist eine mikroporöse hydrophobe Membran 62 befestigt, die ebenfalls durch Heißverkleben dagegen abgedichtet sein kann. Es können mehrere derartige Membranen angebracht werden, wobei in diesem Fall eine Membran als ausreichend angesehen wurde. Die obere Tülle des vasenförmigen Trennkörpers 56 ist über den gesamten Umfang mit Hilfe geeigneter Mittel gegen die Wand 50 des Gehäuses abgedichtet.

Stromaufwärts und stromabwärts an beiden Seiten des hydrophilen Filters 58 können (nicht gezeigte) Membranhalterungen vorgesehen sein. In Fi g. 2 ist nur auf der Seite stromaufwärts eine Membranhalterung vorgesehen, da nicht anzunehmen ist, daß in Richtung stromabwärts ein Druck ausgeübt werden könnte, der das ziemlich zerbrechliche Filter 58 beschädigen könnte, weil durch die Zurückführung von Luft oder Flüssigkeit in den vorstehenden Behälter eine Entlastung ermöglicht wird. Wenn jedoch die untere Kammer 54 auf noch zu beschreibende Weise zusammengepreßt wird, kann in Richtung stromaufwärts ein wesentlicher Druck gegen das hydrophile Filter 58 ausgeübt werden. Daher ist eine Unterstützung des Filter auf der Seite stromaufwärts erwünscht. Freigesetztes Gas entweicht durch die hydrophobe Membran 62 oder sammelt sich im Gasreservoir 67 oberhalb des Niveaus der Membran 62 und unterhalb der abgedichteten Tülle des vasenförmigen Körpers 56. Wenn jedoch einmal Luft oder Gas in dieses Reservoir entwichen ist, kann ein Zusammenpressen der unteren Kammer einen hohen Druck gegen das Filter und die Membran ergeben.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 können mehrere Durchgänge 60 und Filter 58 vorgesehen sein, die radial um den Trennkörper 56 herum angeordnet sind, wobei aus Zweckmäßigkeitsgründen nur ein Durchgang 60 und nur ein Filter 58 voll gezeigt sind, wobei aber ein zweites Filter bei 58a angedeutet ist. Alternativ kann ein einziges Filter 58 praktisch als ein Zylinder gewickelt und gegen einen die oberen und unteren Teile des Zylinders verbindenden, kontinuierlichen Rippe 566 des sonst vasenförmigen Körpers 56 abgedichtet sein. Wichtig ist, daß sich das unterste hydrophile Filter 58 bzw. der unterste Teil dieses Filters auf einem höheren Niveau als die höchste hydrophobe Membran 62 bzw. der oberste Teil dieser Membran befindet Die untere Kammer 54 endet an ihrem unteren Ende in einem nach unten gerichteten Halsteil 64 der Außenwand 50, die eine Auslaßöffnung 65 bildet Die obere Kammer 52 endet an ihrem oberen Ende in einer großen Öffnung 66, in der auf flüssigkeitsdichte Weise ein Formstück 68 angebracht ist, das einen Dorn 70 enthält. Das Formstück 68 umschließt einen Durchgang 72, der eine Verbindung durch den Dorn mit der oberen

Kammer 52 schafft und an seinem unteren Ende in einem zentral angeordneten Nippel 68a endet.

Wenn die Filtereinheit 49 der F i g. 2 anstelle der Filtereinheit 10 der Fig. 1 eingesetzt wird, wobei der Dorn 70 anstelle des dort vorgesehenen Domes in den Behälter 28 eingeführt wird und der nach unten gerichtete Halsteil 64 die Auslaßöffnung 16 ersetzt, so kann diese Filtereinheit 49 in Betrieb genommen werden, indem man zuerst die Klammer 35 schließt. Sodann wird der Dorn 70 in den Verschluß des Behälters 28 eingeführt. Dann wird die obere Kammer 52 oberhalb der Tülle des vasenförmigen Körpers 56 einmal oder mehrmals leicht zusammengedrückt und entlastet, um den Flüssigkeitsstrom einzuleiten und dadurch ein Flüssigkeitsniveau oberhalb der Filter einzustellen. Anschließend wird die Wand der unteren Kammer 54 leicht zusammengedrückt, um Luft durch die hydrophobe Membran 62 auszutreiben, und entlastet, um einen Flüssigkeitskontakt und Flüssigkeitsstrom durch das hydrophile Filter 58 sicherzustellen. Dies wird so oft wiederholt, bis ein Flüssigkeitskontakt mit dem gesamten Bereich des Filters 58 und ein Ausfüllen der unteren Kammer 54 mit Flüssigkeit sichergestellt ist, und bis die Flüssigkeit die hydrophobe Membran 62 von unten berührt, wodurch während einer Verabreichung Lufteinschlüsse in der Flüssigkeit vermieden werden. Gegebenenfalls wird sodann die Wand der oberen Kammer 52 nochmals zusammengedrückt und entspannt, um das obere Flüssigkeitsniveau erneut einzustellen. Wenn das Flüssigkeitsniveau in der oberen Kammer zu hoch liegt, kann die obere Kammer 52 ihre Funktion als Tropfkammer nicht erfüllen, d. h. es kann kein Tropfen darin beobachtet werden; wenn das Flüssigkeitsniveau in der oberen Kammer 53 zu tief liegt, wird das hydrophile Filter 58 möglicherweise nicht vollständig bedeckt, was aber erwünscht ist. Anschließend wird die im abwärts fließenden Flüssigkeitsstrom liegende Klammer 35 geöffnet, damit etwa in dem Schlauch 34 vorhandene Luft durch Flüssigkeit vertrieben wird, wobei aus Sicherheitsgründen etwas überschüssige Flüssigkeit in einen geeigneten Behälter abgelassen wird. Wenn die Luft vollständig aus dem Schlauch 34 vertrieben ist, wird die Kanüle befestigt und die Venenpunktur auf übliche Weise vorgenommen, damit die Flüssigkeit den Patienten erreichen kann, Wenn Flüssigkeit zum Patienten fließt, fließt neue Flüssigkeit durch den Durchgang 72 zum Nippel 68a und tropft in die obere Kammer 52.

Normalerweise übersteigt der Druck auf das Filter 58 in Fließrichtung nicht den Druck im Behälter 28, der normalerweise ein Polster aus zusammenpreßbarer Luft aufweist oder auch je nach Bedarf zusammenziehbar und dehnbar sein kann, und daher ist möglicherweise keine Halterung oder Unterstützung des hydrophilen Filters 58 auf seiner stromabwärts gerichteten Seite erforderlich. Trotzdem kann beim Zusammenpressen der unteren Kammer 54 ein hoher Gegendruck entstehen, besonders dann, wenn das gesamte Gas bis zum Niveau der hydrophoben Membran 62 entwichen ist. In diesem Fall gibt es, wenn an dem Schlauch 34 eine Klammer 35 angebracht ist_; keinen Weg, über den für den sich auf dem Filter 58 und der Membran 62 bildenden Druck eine Entlastung ermöglicht würde. Daher sind sowohl für das Filter 58 als auch für die Membran 62 auf den Seiten stromaufwärts Halterungs- oder Unterstützungsvorrichtungen angebracht

Wenn der Vorratsbehälter 28 leer läuft, fließt noch letzte Flüssigkeit durch den oberen biegsamen Schlauch 32 und durch die obere Kammer 52, bevor Luft in die Kammer 52 strömt. Mit Hilfe des benetzten hydrophilen Filters 58 und des Flüssigkeitsreservoirs 69 innerhalb des vasenförmigen Körpers 56 zwischen dem unteren Teil des hydrophilen Filters 58 und der hydrophoben Membran 62 wird aber die Luft daran gehindert, in die untere Kammer 54 zu strömen. Wenn auch dann, wenn die in Fig. 2 gezeigte Filtereinheit geneigt wird, beispielsweise durch Drehen des oberen Teiles im Uhrzeigersinn, Flüssigkeit das hydrophile Filter 58 erreichen und in Gegenrichtung durch das hydrophile Filter 58 strömen kann, so kann doch kein Gas in Vorwärtsrichtung strömen und somit den Patienten gefährden, indem Gas in die untere Kammer 54 eintritt.

Im Falle eines Druckgefälles in Gegenrichtung zwischen den Kammern 54 und 52 wird ein Flüssigkeitsstrom in Gegenrichtung durch das außerhalb des vasenförmigen Körpers 56 und um diesen herum und zwischen dem unteren Rand des Filters 58 und der hydrophoben Membran 62 liegende Gasreservoir 67 verhindert.

In F i g. 3 ist eine ähnliche Anordnung wie die von Fig. 1 unter Verwendung der Filtereinheit 49 von F i g. 2 gezeigt mit der Abweichung, daß der untere biegsame Schlauch 16 ein Y-förmiges Verbindungsstück

77 enthält. Ein oberer Schenkel 73 des Y-förmigen Verbindungsstückes 77 führt zu dem biegsamen Schlauch 16, und der untere Teil des Schenkels 75 des Y-förmigen Verbindungsstückes 77 ist mit einem biegsamen Schlauch 74 verbunden, der eine Klammer 35 aufweist und zum Patienten führt. Der dritte Schenkel 76 des Y-förmigen Verbindungsstückes 77 ist mit einem weiteren biegsamen Schlauch 78 verbunden, der zu einem zweiten Behälter 80 führt. Der Behälter 80 enthält eine zweite Lösung 82, die dem Patienten zwischenzeitlich zugeführt werden soll. In den Schlauch

78 ist eine zweite Filtereinheit 49a eingesetzt. Die Filtereinheit 49a gleicht der Filtereinheit 49 und sitzt zwischen den Abschnitten des Schlauches 78 zwischen dem Behälter 80 und dem Schenkel 76 des Y-förmigen Verbindungsstückes 77, ebenso wie die Filtereinheit 49 zwischen dem Schlauch 3Z der vom Behälter 28 kommt, und dem Schlauch 16, der zum Schenkel 73 des Y-förmigen Verbindungsstückes 77 führt, eingesetzt ist.

Der Betrieb ohne die zweite Filtereinhek 49a oder bei geschlossener Klammer 83 ergibt sich eindeutig aus dem Betrieb, wie er im Zusammenhang mit der Anordnung von F i g. 1 beschrieben wurde. Um die Anordnung gemäß F i g. 3 in Betrieb zu nehmen, werden die Klammern 35 und 83 geschlossen. Sodann wird der Dorn in den Stopfen des Behälters 28 eingeführt Darauf wird die obere Kammer der Filtereinheit 49 leicht zusammengedrückt und entspannt um den Flüssigkeitsstrom einzuleiten und ein Flüssigkeitsniveau über den Filtern einzustellen. Anschließend wird die untere Kammer je nach Bedarf zusammengedrückt und entspannt, um sie mit Flüssigkeit zu füllen, bis diese die hydrophobe Membran von unten berührt Anschließend wird die Klammer 83 geöffnet, um den Schlauch 78 mit Flüssigkeit zu füllen, und darauf wird nach Schließen der Klammer 83 die Klammer 35 geöffnet, um das gesamte Gas aus der unteren Kammer und dem Schlauch 74 bis zur Kanüle auszutreiben. Es versteht sich, daß bei der Inbetriebnahme darauf geachtet werden muß, daß kein Gas die Kanüle und den Patienten erreicht oder zu erreichen droht

Wenn die Anlage einmal in Betrieb genommen ist, läuft der Betrieb ab wie der im Zusammenhang mit

ίο

F i g. 1 beschriebene. Dabei ist zu beachten, daß sich die Flüssigkeit am Nippel 68a der Filtereinheit 49 von F i g. 2 sammelt und davon herabtropft. Daher kann ein Beobachter, wenn die Wand oder ein Teil der Wand der oberen Kammer 52 der Filtereinheit 49 von Fig. 3 durchsichtig ist und einen Blick auf den Tropfen ermöglicht, die Fließgeschwindigkeit der Lösung auf übliche Weise beurteilen.

Wenn der Strom der zweiten Lösung 82 in Gang gesetzt werden soll, kann ein Dorn in den Stopfen des Behälters 80 eingeführt werden. Anschließend werden nacheinander die obere und die untere Kammer der Filtereinheit 49a zusammengedrückt und entspannt wie für die Filtereinheit 49 beschrieben. Dann kann die Klammer 83 geöffnet werden, wobei sichergestellt werden muß, daß keine Luft mehr im Schlauch 78 zur Klammer 83 vorhanden ist.

Wenn sich in dem zweiten Behälter 80 ein höheres Niveau der Lösung 82 als im Behälter 28 befindet, hat der Strom der zweiten Lösung 82, etwa gleiche Dichten der Lösungen vorausgesetzt, die Tendenz, den Strom der Lösung 30 aus dem ersten Behälter 28 zu ersetzen. Sobald das Niveau der zweiten Lösung 82 das Niveau der ersten Lösung 30 erreicht hat, strömen beide.

Es kann passieren, daß die erste Lösung 30 erschöpft ist, in welchem Fall der Strom der Flüssigkeit 30 im Schlauch 32 nur so weit wie die Filtereinheit 49 reicht, fortgesetzt wird. Obwohl der Strom der Flüssigkeit 30 dort endet, setzt sich der Strom im Schlauch 78 fort Wenn im Schlauch 78 keine Filtereinheit 49a eingeschaltet wäre, könnte dies dazu führen, daß Luft in das Y-förmige Verbindungsstück 77 eintritt. Der Druck am Verbindungsstück 77 könnte bewirken, daß ein lufthaltiger Flüssigkeitsstrom in dem Schenke! 75 des Y-förmigen Verbindungsstückes 77 abwärts verläuft, und schließlich würde die Einführung von Luft in den unteren biegsamen Schlauch 74 ermöglicht. Um diese Möglichkeit zu verhindern, wird in den Schlauch 78 die Filtereinheit 49a eingesetzt. Mit der eingesetzten Filtereinheit 49a wird der Strom der Flüssigkeit 82 von dem Behälter 80 gestoppt, wenn das Niveau der Flüssigkeit die Einheit 49a erreicht. In gleicher Weise wird der Strom der Flüssigkeit 30 aus dem ersten Behälter 28 an der Filtereinheit 49 gestoppt. In keinem Fall kann Gas in die Schläuche unterhalb der Filtereinheiten 49 und 49a eintreten und den Schlauch ' 74, der zum Patienten führt, erreichen.

Die F i g. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Filtereinheit 123, in der ein üblicher belüfteter Flaschendorn 70' anstelle des Doms 70 gemäß F i g. 2 verwendet werden kann. Eine Filterhaltung 57 hat einen zylindrischen Körper 57a und eine koaxiale zylindrische Tülle 57b. Stege 57 c und Rillen 57d erstrecken sich rund um den äußeren Teil des zylindrischen Körpers 57a mit Ausnahme einer sich axial ausdehnenden Rippe 57e, die entlang der Länge des Körpers 57a verläuft Benachbart zur Tülle 576 befinden sich eine Schulter 57/ und ein oberer Rand 57g mit geringem Durchmesser. Am unteren Ende des Körpers 57a befindet sich ein unterer Rand 57Λ, dessen Durchmesser dem des oberen Randes 57g gleicht Die Stege 57c von gleichem Durchmesser wie die Ränder 57g und 57A und die Rillen 57d erstrecken sich um den Körper herum, mit Ausnahme des Bereiches, den die sich axial erstreckende Rippe 57e einnimmt Diametral entgegengesetzt der Rippe 57e erstreckt sich ein durchgehender axialer Schlitz 57p vom oberen Rand 57^ über etwa ein Drittel der axialen Länge des Körpers 57a und in Reihe damit eine axiale

Rille 57/j, deren radialer Abstand von der Achse des Körpers 57a geringer als der der Stege 57c ist. Die Rille 57/7 setzt sich fort bis zum unteren Rand 57Λ.

Um die Filterhalterung 57 ist ein hydrophiles Filter 124, dessen Porengröße die gewünschte Größe aufweist, ζ. B. ein Filter mit einer Porengröße von 0,2 μπι, so gerollt, daß die beiden gegenüberliegenden Kanten die Ränder 57g- und 57Λ umgeben und die anderen beiden Kanten auf der Rippe 57e liegen. Vom Standpunkt der Strömungslehre aus betrachtet, müssen die Filterporen lediglich von solcher Größe sein, daß sichergestellt ist, daß im benetzten Zustand der Blasenpunkt des Filters groß genug ist, um jedem erwarteten Druck auf das Filter zu widerstehen, d. h. es muß ein mikroporöses Filter sein. Trotzdem wird gewöhnlich aus Filtrationsgründen eine feinere Porengröße verwendet. Die Filterporengröße von 0,2 μιη wurde zur Filtration von Bakterien aus dem Filtrat das den Patienten erreicht, ausgewählt. Die Kanten des Filters 124 werden mit den Rändern 57g und 57Λ und der Rippe 57e heiß verklebt. Die Halterung 57 ist praktisch eine übliche Filterhaltung.

Eine starre Muffe 126 deren oberes Ende eben ist, hat einen Innendurchmesser, der dem der Schulter 57f gleicht, und einen Außendurchmesser, der praktisch dem der Tülle 57b gleicht. Die Muffe 126 läßt man an ihrem ebenen oberen Ende über die Schulter 57f und gegen die Tülle 57ώ gleiten und dichtet sie mit Hilfe geeigneter Mittel koaxial ab gegen den Kern 57, ζ. Β. durch Heißverkleben oder durch Verbinden mit Hilfe eines Lösungsmittels. Am unteren Ende hat die Muffe 126 einen Flansch 128.

Ein elastisches kegelstumpfförmiges Schlauchteil 130 ist an seinem größeren Ende an den Flansch 128 angeflanscht und dicht damit verbunden und endet an seinem anderen Ende in einem Formteil 132 mit kleinerem Durchmesser für einen üblichen biegsamen Schlauch 133, so daß der Schlauch über das Formstück 132 gezogen und dort in flüssigkeits- und luftdichtem Eingriff gehalten werden kann. Der Schlauch kann gegebenenfalls noch verklebt werden.

Ein zylindrischer, elastischer, durchsichtiger röhrenförmiger Körper 134 hat einen Innendurchmesser, der praktisch gleich groß wie der Außendurchmesser der Muffe 126 und der Tülle 57i> ist. Ein Ende dieses röhrenförmigen Körpers wird über die Tülle 576 und einen Teil des ebenen Endes der Muffe 126 gezogen und gegen diese Teile mit Hilfe geeigneter Mittel, z. B. durch Verkleben mittels Lösungsmittel, abgedichtet. Das andere Ende des Körpers 134 wird nun mit dem Flansch 136 des entlüfteten Flaschendoms 70' verbunden. Um den Körner 134 am Flansch 136 des Flaschendoms 70' abzudichten, kann ein Stopfen 137 aus Gummi verwendet werden. Der Flaschendorn 70' umfaßt einen Dornteil 138 und einen automatischen Ventilteil 140, der je nach Bedarf den Zutritt von Luft ermöglicht um Flüssigkeit zu ersetzen, die aus einer Rasche, wie z. B. dem Behälter 28, in den der Dornteil 138 eingesetzt ist abgeflossen ist wobei der automatische Ventiheil 140 jedoch einen Flüssigkeitsstrom in Gegenrichtung verhindert Ein Filter 139 filtriert die eintretende Luft. Der Flaschendorn enthält darüberhinaus einen Tropfnippel 142, mit dem Öffnungen 144 im Dornteil 138 über eine Innenleitung zusammenwirken, so daß die Flüssigkeit auf übliche Weise von dem Nippel 142 tropfen kann.

Eine Membranstütze 150 enthält einen kreisrunden Rand 152, von dem sich koaxial eine ringförmige Tülle 154 erstreckt deren Außendurchmesser im wesentli-

chen dem Innendurchmesser des Filterkerns 57 entspricht, wodurch eine Schulter 156 gebildet wird. Die Tülle 154 wird in dem unteren Ende des Kerns 57 befestigt und mit Hilfe geeigneter Mittel, z. B. durch Verkleben mit Hilfe von Lösungsmittel, gegen das Ende > des Körpers 57a, entfernt von der Tülle 576, abgedichtet, wobei die Schulter 156 gegen das untere Ende des zylindrischen Körpers 57a stößt. Am unteren Ende 153 des Randes 152 und entfernt von der Tülle 154 sind in einer Ebene mit der unteren Kante dieses Randes m i'wei Kreuzglieder 158 (vgl. Fig. 6) vorgesehen. Eine hydrophobe Membran 160, die ebenfalls eine Porengröße von 0,2 μηι aufweisen kann, von kreisförmigem Aussehen, mit einem Durchmesser, der praktisch dem des Außendurchmessers des Randes 152 gleich ist, wird ι > mit Hilfe geeigneter Mittel, z. B. durch Hcißvcrkicbcn, mit diesem Ende 153 und auch mit den Kreuzgliedern 158 dicht verbunden, um eine Membranstütze stromaufwärts bereitzustellen.

Offensichtlich wird durch die Anordnung von F i g. 4, ." wenn sie wie vorstehend beschrieben zusammengesetzt ist, eine Filtereinheit 123 bereitgestellt, die eine obere Kammer 168, teilweise begrenzt durch das elastisch ν Teil 134, und eine untere Kammer 170 teilweise begrenzt durch das elastische, kegelstumpfförmige > rohrformige Teil 130, aufweist. Das obere Filter 124 und die untere Membran 160 trennen die beiden Kammern 168 und 170.

Im Betrieb wird der Dorn auf übliche Weise in den Behälter für eine gewünschte Losung gestochen. Das ." Formstück 132 wird an dem biegsamen Schlauch befestigt, der bis zur Kanüle reicht, die in die Vene des Patienten eingeführ; wird, und der eine Klammer aufweist. Die nun folgenden Schritte gleichen den Schritten, wie sie im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme der Filteieinheit gemäß Fig. 2 beschrieben wurden, und werden sich für den Fachmann ohne weitere Erläuterung von selbst verstehen. Gegebenenfalls können Einheiten wie die Einheit 162 in der für die Einheit 49 der F i g. 3 beschriebenen Weise eingesetzt werden.

Es ist jedenfalls zu beachten, daß die starre Muffe 126 dazu dient, das zerbrechliche Filter 124 vor physikalischer Beschädigung zu schützen. Die obere Kammer 168. die teilweise durch das elastische zylindrische röhrenförmige Teil 134 begrenzt ist, wirkt auch als Tropfkammer, da die Flüssigkeit auf übliche Weise von dem Nippel 142 in die obere Kammer 168 tropft. Der Körper 134 wie auch der kegelstumpfförmige röhrenförmige Teil !30 können aus durchsichtigem, weichgemachten Polyvinylchlorid bestehen. Die aus durchsichtigein Polyvinylchlorid bestehenden Wände der oberen und unteren Kammer können zusammengedrückt oder gebogen werden und arbeiten als Pumpe wie beschrieben, um die Einrichtung in Betrieb zu nehmen. Das Tropfen der Lösung in die obere Kanmer kann durch das elastische rohrf'innige Teil 1 34 beobachtet werden, so daß der Flüssigkeitsstrom, wie bei Tropfkammern üblich, eingestellt werden kann. Die Einheit 123 kann auf die gleiche Weise eingesetzt werden, wie dies für die Einheit 10 oder die Einheit 49 beschrieben wurde.

Gegebenenfalls können einige der vorstehend beschriebenen Bestandte Ie, die als getrennte Elemente miteinander verbunden sind, als einziges einheitliches Element geformt werden. Die erfindungsgemäßen Filtereinheiten können aus billigen Materialien in u irtschaftlicher Art und Weise gestaltet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Filtereinheit, enthaltend eine mit einem Einlaß für Flüssigkeit verbundene, obere Kammer, eine mit einem Auslaß für Flüssigkeit verbundene, untere Kammer, mindestens ein die beiden Kammern trennendes hydrophiles Filter, durch das die Flüssigkeit filtriert wird, und mindestens eine die beiden Kammern trennende hydrophobe Membran, durch die Gas aus der Auslaßkammer herausgelas- ι ο sen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich das unterste hydrophile Filter (24, 58, 124) auf einem höheren Niveau als die höchste hydrophobe Membran (26, 62, 160) befindet, derart, daß in der oberen Kammer (18, 52, 168) oberhalb der hydrophoben Membran (26,62,160) ein Flüssigkeitsreservoir (38,69) und in der unteren Kammer (20,54, 170) unterhalb des hydrophilen Filters (24, 58, 124) ein Gasreservoir (36,67) gebildet wird.

2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer (18, 52, 168) eine elastische Wand aufweist.

3. Filtereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (20,54,170) eine elastische Wand aufweist. 2^

4. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Außenwand (12, 50, t30, 134) ein starres Glied (22, 56, 126) fest verbunden ist, an dem die Filter (24, 58, 124) und Membranen (26,62,160) befestigt sind. )»

5. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kammer (18, 52,168) auch als Tropfkammer dient.

6. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Infusions- v> system verwendet wird, bei dem eine zweite Lösung bevorzugt vor der ersten Lösung zugeführt werden soll.