本實(shí)用新型涉及體外血液治療機(jī)、優(yōu)選地是透析機(jī)的過濾器模塊，所述過濾器模塊具有過濾器殼體，所述過濾器殼體中附接有中空纖維束，所述中空纖維束的中空纖維包括由半滲透膜制成的中空纖維壁，由此在所述中空纖維的縱向延伸部中，所述中空纖維至少在它們外徑上呈現(xiàn)多個變化。

背景技術(shù)：

具體來說適用于血液凈化機(jī)(如透析機(jī))的過濾器模塊(下文稱為透析器)的關(guān)鍵準(zhǔn)則是過濾器模塊的過濾容量。因而，研發(fā)目標(biāo)是增加這種過濾容量，而不減少透析器的操作可靠性或有損透析器的可管理性。一種增加過濾容量的方式涉及過濾膜自身的質(zhì)量，包括過濾器膜的定位和具有變化直徑的孔隙的分布。另一種可能性在于改進(jìn)/優(yōu)化中空纖維幾何形狀，尤其是纖維的縱向方向。

技術(shù)現(xiàn)狀

從技術(shù)現(xiàn)狀中已知的是：中空纖維束可在束的總橫截面的部分中收縮到透析器內(nèi)，以便產(chǎn)生一種流動障礙，從而以此方式對如透析液的凈化流體具有調(diào)節(jié)效果。目標(biāo)針對的是跨整個過濾器橫截面流動的清洗或凈化流體，而非僅部分地使用具有隨機(jī)地減少的流阻的流動路徑。此外，基本已知的是，如由圖3中的實(shí)例所示的單個中空纖維可以波紋形狀(起伏)配置或布置在這種纖維束內(nèi)。這種已知措施的目標(biāo)是借助于合適纖維起伏實(shí)現(xiàn)濾液側(cè)上(下游)的中空纖維的更好浸洗。此外，纖維束大體上將包括間隔線，所述間隔線也促進(jìn)纖維的浸洗。

然而，這些通常已知措施具有缺點(diǎn)。

大體上二維的纖維起伏具有相鄰纖維在相同相位的問題。這意味著：清洗流體不在浸洗接觸表面或不充分地浸洗接觸表面。這將抵消所需效果。因此，具體來說在進(jìn)給(上游)側(cè)上防止這些層合物(即，二維粘附/粘著在一起的中空纖維膜)是使用已知起伏不可能實(shí)現(xiàn)的，或僅可能達(dá)到有限程度。

本申請人對這個問題的研究已得到以下見解：

由于以下事實(shí)，相關(guān)類型(例如，出于血液透析目的)的中空纖維膜過濾器模塊中的透膜材料輸送尤其受損，流體穿過所述中空纖維膜過濾器模塊軸向地傳遞，并且所述中空纖維膜過濾器模塊是優(yōu)選地根據(jù)對流原理來操作：

-不管纖維起伏，濾液側(cè)上的膜區(qū)域不經(jīng)受清洗溶液(例如透析液)的最大循環(huán)，因?yàn)槔w維束的纖維局部地平行對準(zhǔn)并且在某些縱向纖維延伸部上處于相同相位，以便波峰或波谷直接位于彼此內(nèi)部并且并排相靠，并且

-不管所描述的纖維起伏，進(jìn)給側(cè)上的流動處于層流區(qū)域中，因此，要被移除的物質(zhì)(例如，在透析的情況下經(jīng)受尿排泄的分子)無法達(dá)到纖維壁，因?yàn)槿绻嬖诓蛔愕耐七M(jìn)力(例如，濃度梯度)，那么各種層合物都無法滲透。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于這個問題，本實(shí)用新型的目標(biāo)在于變化中空纖維膜的幾何形狀，這樣使得可能實(shí)現(xiàn)裝配有中空纖維膜的過濾器模塊(透析器)的過濾器容量的增加。

這個目標(biāo)是借助于具有下述技術(shù)方案的特征的過濾器模塊實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的有利實(shí)施方式是進(jìn)一步的技術(shù)方案的主題。

體外血液治療機(jī)、優(yōu)選地是透析機(jī)的過濾器模塊，其特征在于，所述過濾器模塊具有過濾器殼體，所述過濾器殼體中附接有中空纖維束，所述中空纖維束的中空纖維包括由半滲透膜制成的中空纖維壁，并且其中在所述中空纖維的縱向延伸部中，所述中空纖維至少在它們外徑上分別呈現(xiàn)多個變化，其中從相應(yīng)中空纖維的中空纖維軸開始，所述相應(yīng)中空纖維的外徑實(shí)現(xiàn)0.1mm至1mm的幅值，其中在所述中空纖維的軸向方向中提供的周期性在1cm至10cm的范圍內(nèi)，并且在所述過濾器殼體內(nèi)側(cè)上，配置或提供有至少一個徑向收縮部，所述纖維束因所述至少一個徑向收縮部而局部收縮。

所述變化在所述中空纖維的所述縱向方向上周期性地出現(xiàn)，由此沿所述單個中空纖維而產(chǎn)生交替的徑向膨脹部和徑向收縮部。

所述中空纖維壁在其縱向延伸部中厚度是基本上恒定的，使得所述中空纖維的內(nèi)徑基本經(jīng)受在所述中空纖維的所述外徑中的所述變化而變化。

在所述中空纖維的所述縱向方向上的所述變化以連續(xù)的方式施加，優(yōu)選地以循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)。

從收縮部到后續(xù)膨脹部的過渡被配置成使得所述中空纖維內(nèi)的流體流動以已知流體粘度和預(yù)定流動速度下發(fā)生渦旋。

因此，用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)前目標(biāo)的本實(shí)用新型的基本觀念是確保：

-尤其/至少在濾液側(cè)(下游)上，中空纖維之間僅存在有單個/最少接觸點(diǎn)，以便促進(jìn)清洗流體循環(huán)流動(即，所謂的死空間(未浸洗的區(qū)域)的減小自動提高過濾器模塊的凈化容量/過濾器容量)，并且

-尤其/至少在進(jìn)給側(cè)(上游)上，在中空纖維中意圖用于凈化的流體流(血液)內(nèi)存在(預(yù))限定/合理的湍流/混合，以便增加要移除的物質(zhì)在徑向向外方向上、即朝向中空纖維的纖維壁輸送的概率(縮短擴(kuò)散路徑實(shí)現(xiàn)過濾器/過濾器模塊的清洗容量的提高)。

在當(dāng)前情況下，本實(shí)用新型的上述基本觀念是就構(gòu)造來說實(shí)現(xiàn)，原因在于，中空纖維在其縱向延伸部中經(jīng)受至少就它們外徑來說的多個變化/變化(較寬-較窄)。這樣的效果是：即使在平行位置中，兩個鄰近中空纖維也不會平坦地(以線性方式)抵靠彼此定位，而是基本在某些點(diǎn)處抵靠彼此定位。

優(yōu)選地，在纖維縱向方向上的變化周期性地出現(xiàn)，由此徑向延伸部和徑向收縮部沿單個中空纖維交替產(chǎn)生，所述單個中空纖維可通過由大量根據(jù)本實(shí)用新型的中空纖維形成的纖維束上的外部收縮部來疊加。

進(jìn)一步優(yōu)選地，中空纖維壁的厚度在中空纖維壁的縱向延伸部中保持(基本)恒定。這意味著中空纖維外徑的構(gòu)造設(shè)計(jì)與中空纖維內(nèi)徑成鏡像。

換句話說，中空纖維膜沿它的縱向延伸部獲得多個凸起部和收縮部，而中空纖維壁厚度保持(基本)恒定。這樣的效果是：在中空纖維內(nèi)，在中空纖維的縱向延伸部中，形成多次內(nèi)部橫截面減小和后續(xù)內(nèi)部橫截面膨脹，從而在過渡區(qū)域中產(chǎn)生噴嘴效果。流過這樣的中空纖維的流體(例如血液)將因此會在具有這些內(nèi)部橫截面減小中的每者的區(qū)域中經(jīng)歷流動速度增加，接著在湍流流動區(qū)域中經(jīng)歷膨脹。以此方式，可將流過中空纖維的流體中含有的要移除的物質(zhì)更有效地引導(dǎo)至內(nèi)部纖維壁。

附圖說明

參考附圖，基于優(yōu)選實(shí)施方式更詳細(xì)解釋本實(shí)用新型。

圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的過濾器模塊、優(yōu)選地是透析器，在當(dāng)前情況下，所述過濾器模塊適用于血液治療機(jī)、優(yōu)選地是透析機(jī)，

圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的中空纖維的縱向截面，以及

圖3示出根據(jù)技術(shù)現(xiàn)狀的中空纖維的縱向截面。

具體實(shí)施方式

圖1以示意形式示出過濾器模塊1。因此，過濾器模塊具有優(yōu)選地圓柱形的過濾器殼體2，所述過濾器殼體的軸向端部是由殼體蓋件(在此并未更詳細(xì)地示出，因?yàn)樗鰵んw蓋件是技術(shù)現(xiàn)狀中足夠熟悉的)封閉。沿過濾器殼體2在內(nèi)側(cè)上，存在大量軸向間隔開的徑向突起4(僅將一個突起作為實(shí)例示出)，過濾器殼體2的內(nèi)部橫截面因所述突起而局部減小。

中空纖維8的束6插入過濾器殼體2中，由此在中空纖維8內(nèi)形成總流動內(nèi)腔，并且在過濾器殼體2內(nèi)的中空纖維8外形成總流動內(nèi)腔。兩個總流動內(nèi)腔可彼此分開地經(jīng)由過濾器殼體2和/或殼體蓋件中的入口連接件和出口連接件(未以任何進(jìn)一步的細(xì)節(jié)示出，因?yàn)樗鋈肟谶B接件和出口連接件是技術(shù)現(xiàn)狀中足夠熟悉的)來連接至血液治療機(jī)(如透析機(jī))和患者血液循環(huán)體系，這樣，根據(jù)對流原理，血液可被引導(dǎo)穿過中空纖維8，并且清洗流體可在中空纖維8外部引導(dǎo)穿過過濾器殼體2。

徑向向內(nèi)突出的突起4具有的效果是在任一情況下造成中空纖維束6的局部收縮，由此在這些收縮區(qū)域中，中空纖維8外的總流動橫截面減小，從而形成一種具有較高流阻的流動障礙。這用于確保過濾器模塊1的軸向進(jìn)口側(cè)上的清洗流體均勻填充中空纖維8外的整個流動內(nèi)腔。

如從圖1進(jìn)一步可見，中空纖維8并未利用沿中空纖維長度的恒定外部橫截面進(jìn)行配置，但是至少在中空纖維外徑方面(周期性地)呈現(xiàn)交替的徑向膨脹部/凸起部10和縮窄部/收縮部12，從而優(yōu)選地呈現(xiàn)出彼此之間連續(xù)過渡而不形成臺階或邊緣。具有這樣的外徑漸變的中空纖維8優(yōu)選地定位在中空纖維束6內(nèi)，這樣使得不同中空纖維8的凸起部10和收縮部12變成以無序的方式布置，使得鄰近中空纖維8基本上僅在沿它們的縱向延伸部的某些點(diǎn)處彼此接觸。

參考圖2，每一此種中空纖維8具有半滲透膜壁14，所述半滲透膜壁沿它的縱向延伸部呈現(xiàn)出(基本上)恒定的壁厚度，以使中空纖維外徑的徑向膨脹部10和收縮部12反映在中空纖維內(nèi)徑中。以此方式，噴嘴狀縮窄部16形成于中空纖維的內(nèi)部上，借助所述噴嘴狀縮窄部，流過中空纖維8的流體以比所述流體在具有徑向凸起部10的區(qū)域中更高的速度移動。這些繼而引起在徑向縮窄部12的下游側(cè)上的流體流動的湍流，當(dāng)然假定充分知曉流動條件和流體粘度。

由于交替定位的凸起部10和縮窄部12，鄰近且相鄰的中空纖維8基本保持一定距離，并且可因此經(jīng)受利用清洗流體(透析液)的充分循環(huán)。此外，這種特定構(gòu)造引起中空纖維8內(nèi)的流動局部地在湍流區(qū)域中，從而造成預(yù)期要移除的物質(zhì)更有效地達(dá)到中空纖維8的半滲透膜壁14。兩種效果都有助于增加過濾器容量而不總體擴(kuò)大過濾器模塊1，總體擴(kuò)大過濾器模塊將使可管理性更低。

中空纖維8的外徑優(yōu)選的是具有0.1mm至1mm的幅值。在中空纖維8的軸向方向上的有利的周期性是0.1cm至10cm的范圍。.

總之，公開一種中空纖維，所述中空纖維具有由半滲透膜制成的中空纖維壁，所述半滲透膜優(yōu)選地適用于血液凈化機(jī)的過濾器模塊，由此所述中空纖維在它的縱向延伸部中至少在它的外徑上呈現(xiàn)多種變化。