Dispositivo del tipo de membrana de fibra hueca para el tratamiento de fluidos corporales.

Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca,

que comprende, al menos,

(i) una parte de cuerpo (10A) de un cuerpo envolvente tubular (10) que contiene un paquete (20) de membranas defibra hueca;

(ii) una parte de cabeza (10B) del cuerpo envolvente, que está conectada con un extremo de la parte del cuerpo(10A) del cuerpo envolvente y tiene una capa de resina (50) en la que está fijado el paquete (20) de membranas defibra hueca utilizando un compuesto de resina, y un orificio de conexión (12) que sirve de entrada del líquido detratamiento;

(iii) una parte de cabeza (10B) del cuerpo envolvente, que está conectada con el otro extremo de la parte del cuerpo(10A) del cuerpo envolvente y tiene una capa de resina (50) en la que está fijado el paquete (20) de membranas defibra hueca utilizando un compuesto de resina, y un orificio de conexión (13) que sirve de salida del líquido detratamiento;

(iv) unos colectores (30, 40) fijados a dichas partes de cabeza (10B) del cuerpo envolvente y que tienen un orificiode conexión (31, 41) del líquido objeto del tratamiento,

caracterizado porque, al menos, la superficie interior (14) de la parte del cuerpo (10A) en el lado de entrada dellíquido de tratamiento comprende una parte recta (14) del cuerpo y una parte cónica extrema (15) que comprendeuna o varias partes cónicas que aumentan de diámetro hacia el extremo del cuerpo envolvente tubular (10), y elpaquete (20) de membranas de fibra hueca está dispuesto de manera que la distancia entre las membranas de fibrahueca aumenta progresivamente hacia el extremo del cuerpo envolvente tubular (10) en el lado de entrada dellíquido de tratamiento a lo largo de una conicidad de la parte cónica (15) de la superficie interior de la parte delcuerpo (10A), caracterizado porque el ángulo formado por la línea central de la superficie interior de la parte delcuerpo (10A) del cuerpo envolvente y la superficie interior de cada una de las partes cónicas de la parte cónicaextrema (15) es mayor que 0o y menor que el ángulo definido por tan-1 {1/2*(d1-d4)/L4}, en la que d1 es el diámetrodel paquete (20) de membranas de fibra hueca en el extremo de la capa de resina (50), d4 es el diámetro interior dela parte recta (14) o la parte con diámetro mínimo de la parte del cuerpo (10A), y L4 es la longitud de la parte cónicaextrema (15) que aumenta de diámetro hacia la cara extrema de la parte del cuerpo (10A) del cuerpo envolventetubular (10), y porque la relación ((L2-L4)/L4) entre la longitud de la parte recta del cuerpo y la longitud de la partecónica extrema es de 0,7 a 20, en la que L4 es como se ha definido anteriormente y L2 es la mitad de la longitud dela parte de cuerpo (10A).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/005870.

Solicitante: ASAHI KASEI MEDICAL CO., LTD..

Inventor/es: FUKUDA, MAKOTO, HIDAKA,HIDETOSHI, UCHI,YUKIHIKO, UEZUMI,SATOSHI, FUJIMURA,TAKAYASU.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61M1/16 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61M DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO O PARA DEPOSITARLOS SOBRE EL MISMO (introducción de remedios en o sobre el cuerpo de animales A61D 7/00; medios para la inserción de tampones A61F 13/26; dispositivos para la administración vía oral de alimentos o medicinas A61J; recipientes para la recogida, almacenamiento o administración de sangre o de fluidos médicos A61J 1/05 ); DISPOSITIVOS PARA HACER CIRCULAR LOS AGENTES POR EL CUERPO O PARA SU EXTRACCION (cirugía A61B; aspectos químicos de los artículos quirúrgicos A61L; magnetoterapia utilizando elementos magnéticos colocados dentro del cuerpo A61N 2/10 ); DISPOSITIVOS PARA INDUCIR UN ESTADO DE SUEÑO O LETARGIA O PARA PONERLES FIN. › A61M 1/00 Dispositivos de succión o de bombeo de uso médico; Dispositivos para extraer, tratar o transportar los líquidos del cuerpo; Sistemas de drenaje (catéteres A61M 25/00; conectores o acoplamientos para tubos, válvulas o conjuntos de derivación, especialmente concebidos para uso médico A61M 39/00; dispositivos para tomar muestras sanguíneas A61B 5/15;  instrumentos para retirar la saliva para dentistas A61C 17/06; filtros para implantar en los vasos sanguíneos A61F 2/01). › con membranas.
  • B01D61/30 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 61/00 Procedimiento de separación que utilizan membranas semipermeables, p. ej. diálisis, ósmosis o ultrafiltración; Aparatos, accesorios u operaciones auxiliares, especialmente adaptados para ello (separación de gases o vapores por difusión B01D 53/22). › Accesorios; Operaciones auxiliares.
  • B01D63/02 B01D […] › B01D 63/00 Aparatos en general para los procedimientos de separación que utilizan membranas semipermeables. › Módulos con fibras huecas.
  • B01D65/00 B01D […] › Accesorios u operaciones auxiliares, en general, para los procedimientos o aparatos de separación que utilizan membranas semipermeables.

PDF original: ES-2442853_T3.pdf

 

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Dispositivo del tipo de membrana de fibra hueca para el tratamiento de fluidos corporales.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo del tipo de membrana de fibra hueca para el tratamiento de fluidos corporales SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un nuevo dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca que contiene un paquete de membranas de fibra hueca. Más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca utilizado de manera adecuada en el sector médico o similar como dispositivo de tratamiento de fluidos que presenta un excelente rendimiento de purificación del fluido corporal.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Tal como es conocido, un dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca incluye un cuerpo envolvente tubular que contiene un paquete de membranas de fibra hueca, un hemodializador, un hemofiltro, un hemodiafiltro y un separador de plasma utilizados para hemodiálisis, hemofiltración, y similar. Por ejemplo, un hemodializador elimina residuos o sustancias tóxicas acumuladas en la sangre, en base al principio de difusión, filtración, o similar. El hemodializador empezó a utilizarse en la práctica como hemodializador de tipo tambor a mediados del siglo veinte, y se ha seguido utilizando eficazmente para el tratamiento de un paciente que sufre un fallo renal parcial o completo. En general, se eliminan residuos o sustancias tóxicas principalmente a través de una membrana. Como el material para la membrana, se conocen la celulosa regenerada y los polímeros sintéticos tales como poliacrilonitrilo, polisulfona y polietileno. Como la forma de la membrana, se pueden considerar una membrana plana y una membrana de fibra hueca. En los últimos años, se ha utilizado ampliamente una membrana de fibra hueca que permite un aumento del área de contacto con la sangre y presenta un excelente rendimiento de purificación.

Cuando se fabrica un hemodializador utilizando una membrana de fibra hueca, se hace un paquete con varios centenares a varias decenas de miles de membranas de fibra hueca y se coloca en un cuerpo envolvente tubular de plástico. El cuerpo envolvente se llena a continuación de un material moldeable, tal como una resina de poliuretano, para fijar las membranas de fibra hueca al cuerpo envolvente. El producto semifabricado resultante está dotado de una parte de introducción de sangre (colector) y se esteriliza para obtener un hemodializador. Cuando se trata sangre mediante un hemodializador que utiliza una membrana de fibra hueca, se hace que la sangre fluya al interior de la membrana de fibra hueca y se hace que fluya al exterior de la membrana de fibra hueca un dializado que contiene un electrolito inorgánico o similar, para eliminar residuos o sustancias tóxicas en la sangre, hacia el dializado utilizando el principio de difusión o filtración.

El rendimiento de la eliminación de sustancias se utiliza como un índice que indica el rendimiento de eliminación de residuos o sustancias tóxicas, en la sangre, del hemodializador. El factor principal que determina el comportamiento de la eliminación de sustancias es el rendimiento, es decir, el coeficiente de transferencia de masas de la membrana de fibra hueca que entra directamente en contacto con la sangre o el dializado. Por lo tanto, se ha estudiado y llevado a la práctica el material para la membrana de fibra hueca, el tamaño y la distribución de los poros que permiten que una sustancia pase a través de los mismos, el grosor de la membrana que determina la resistencia a la permeación, y similar.

Para permitir que la membrana de fibra hueca presente el máximo rendimiento de eliminación de sustancias, se ha estudiado principalmente desde dos puntos de vista la mejora del paquete de membranas de fibra hueca y la mejora de la estructura y la forma del cuerpo envolvente. Por ejemplo, en lo que se refiere al primero, se ha estudiado y llevado a la práctica la optimización de la densidad de fibras, que indica la relación entre el área en sección transversal del paquete de membranas de fibra hueca y el área en sección transversal del cuerpo envolvente tubular, y en lo que se refiere al último la relación entre la longitud y el diámetro interior del cuerpo envolvente. No obstante, un hemodializador convencional presenta un rendimiento insuficiente de eliminación de sustancias, dado que el dializado no circula uniformemente entre las membranas de fibra hueca.

Para mejorar el rendimiento de la eliminación de sustancias y reducir la variación del rendimiento de eliminación haciendo que el dializado circule uniformemente a través del paquete de membranas de fibra hueca, la patente japonesa nº 3080430, la publicación de patente japonesa examinada (Kokoku) nº 59-18084 y la solicitud de patente japonesa, a inspección pública, nº 8-246283 dan a conocer una tecnología de colocación de un filamento separador entre las membranas de fibra hueca. Además, la solicitud de patente japonesa, a inspección pública, nº 57-194007 y el documento WO 01/60477 dan a conocer una tecnología para conformar la membrana de fibra hueca en forma de una onda pequeña denominada rizo. Estas tecnologías tienen por objetivo conseguir un flujo uniforme del dializado creando una cierta separación entre las membranas de fibra hueca e impidiendo un flujo no uniforme del dializado. No obstante, en caso de formar el paquete de membranas de fibra hueca dotado de un filamento separador, se requiere una tecnología complicada para introducir el filamento separador entre las membranas de fibra hueca o para tejer la membrana de fibra hueca junto con el filamento separador. En caso de formar la membrana de fibra hueca rizada, la membrana de fibra hueca se rompe en la sección ondulada o se tapona, por lo que disminuye la productividad.

En lo que se refiere a la estructura y la forma del cuerpo envolvente, la solicitud de patente japonesa, a inspección pública, nº 8-173527 da a conocer una forma del cuerpo envolvente que impide que el dializado permanezca en el cuerpo envolvente durante mucho tiempo para conseguir en consecuencia un flujo uniforme. En esta tecnología, una parte inclinada de transición está dispuesta entre la parte extrema y la parte central del cuerpo envolvente, y el ángulo de succión cambia continuamente en dirección circunferencial. No obstante, dado que el dializado no circula uniformemente entre las membranas de fibra hueca en la proximidad de la entrada del dializado, incluso cuando se utiliza este método, no se puede conseguir un rendimiento suficiente de eliminación de sustancias. Además, dado que el espacio en la proximidad de la entrada del dializado del cuerpo envolvente es una estructura notablemente falta de uniformidad, existe asimismo el problema de que no se puede conseguir el efecto deseado cuando se cambia el caudal del dializado.

Tal como se ha descrito anteriormente, el planteamiento convencional con respecto a la membrana de fibra hueca y a la forma del cuerpo envolvente para mejorar el rendimiento de eliminación de sustancias del hemodializador haciendo que el dializado circule de manera uniforme implica problemas, respectivamente, y el efecto no es necesariamente satisfactorio.

En el dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, si la membrana de fibra hueca se rompe, el líquido objeto del tratamiento entra en contacto con el líquido de tratamiento, por lo que no se puede conseguir la separación deseada. En el caso en que el líquido objeto del tratamiento sea sangre, la sangre circula por el exterior del cuerpo. Por lo tanto, la membrana de fibra hueca no debe romperse desde el punto de vista de la seguridad.

Se han propuesto diversos medios técnicos para impedir la rotura de la membrana de fibra hueca, particularmente en la proximidad de la parte extrema de dicha membrana de fibra hueca. Se han estudiado principalmente una mejora de la membrana (paquete) de fibra hueca y una mejora de la estructura y la forma del cuerpo envolvente, de la misma manera como en caso de la mejora del rendimiento de eliminación de sustancias.

En lo que se refiere a una membrana de fibra hueca, por ejemplo, la patente japonesa nº 3151168 y la solicitud de patente japonesa, a inspección pública, nº 59-4403, dan a conocer una tecnología para reducir la concentración de esfuerzos reforzando parcialmente la membrana de fibra hueca. Específicamente, para impedir la aparición de fugas reduciendo los impactos debidos tanto a una corriente de agua como a una caída del módulo de membranas de fibra hueca, está dispuesta una capa de recubrimiento de resina sobre la circunferencia del paquete de fibras huecas desde el lado interior de la capa de resina, en ambos extremos del paquete de membranas de fibra hueca, hasta una posición correspondiente a la entrada del líquido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, que comprende, al menos,

(i) una parte de cuerpo (10A) de un cuerpo envolvente tubular (10) que contiene un paquete (20) de membranas de fibra hueca;

(ii) una parte de cabeza (10B) del cuerpo envolvente, que está conectada con un extremo de la parte del cuerpo (10A) del cuerpo envolvente y tiene una capa de resina (50) en la que está fijado el paquete (20) de membranas de fibra hueca utilizando un compuesto de resina, y un orificio de conexión (12) que sirve de entrada del líquido de tratamiento;

(iii) una parte de cabeza (10B) del cuerpo envolvente, que está conectada con el otro extremo de la parte del cuerpo (10A) del cuerpo envolvente y tiene una capa de resina (50) en la que está fijado el paquete (20) de membranas de fibra hueca utilizando un compuesto de resina, y un orificio de conexión (13) que sirve de salida del líquido de tratamiento;

(iv) unos colectores (30, 40) fijados a dichas partes de cabeza (10B) del cuerpo envolvente y que tienen un orificio de conexión (31, 41) del líquido objeto del tratamiento,

caracterizado porque, al menos, la superficie interior (14) de la parte del cuerpo (10A) en el lado de entrada del líquido de tratamiento comprende una parte recta (14) del cuerpo y una parte cónica extrema (15) que comprende una o varias partes cónicas que aumentan de diámetro hacia el extremo del cuerpo envolvente tubular (10) , y el paquete (20) de membranas de fibra hueca está dispuesto de manera que la distancia entre las membranas de fibra hueca aumenta progresivamente hacia el extremo del cuerpo envolvente tubular (10) en el lado de entrada del líquido de tratamiento a lo largo de una conicidad de la parte cónica (15) de la superficie interior de la parte del cuerpo (10A) , caracterizado porque el ángulo formado por la línea central de la superficie interior de la parte del cuerpo (10A) del cuerpo envolvente y la superficie interior de cada una de las partes cónicas de la parte cónica extrema (15) es mayor que 0º y menor que el ángulo definido por tan-1 {1/2• (d1-d4) /L4}, en la que d1 es el diámetro del paquete (20) de membranas de fibra hueca en el extremo de la capa de resina (50) , d4 es el diámetro interior de la parte recta (14) o la parte con diámetro mínimo de la parte del cuerpo (10A) , y L4 es la longitud de la parte cónica extrema (15) que aumenta de diámetro hacia la cara extrema de la parte del cuerpo (10A) del cuerpo envolvente tubular (10) , y porque la relación ( (L2-L4) /L4) entre la longitud de la parte recta del cuerpo y la longitud de la parte cónica extrema es de 0, 7 a 20, en la que L4 es como se ha definido anteriormente y L2 es la mitad de la longitud de la parte de cuerpo (10A) .

2. Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, según la reivindicación 1, en el que la parte cónica (15) comprende una primera parte cónica situada en el lado de la parte del cuerpo, y una segunda parte cónica situada en el lado de entrada del líquido de tratamiento, y el valor del primer ángulo de succión es menor que el valor del segundo ángulo de succión.

3. Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el ángulo formado por la línea central de la superficie interior de la parte del cuerpo (10A) del cuerpo envolvente y la superficie interior de cada una de las partes cónicas de la parte cónica extrema (15) es mayor que 0, 58º y menor que el ángulo definido por tan-1 {1/2• (d1-d4) /L4} (en que d1, d4 y L4 son tal como se definen en la reivindicación 1) .

4. Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la relación entre el diámetro interior de la parte cónica extrema (15) en el extremo, en el lado del orificio del líquido de tratamiento, y el diámetro interior de la parte recta (14) del cuerpo es mayor que 1 y no es mayor que 3.

5. Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende unas placas deflectoras (60) dispuestas en posiciones correspondientes a la entrada del líquido de tratamiento y a la salida del líquido de tratamiento del cuerpo envolvente tubular (10) y separadas con respecto a la circunferencia interior del cuerpo envolvente tubular por toda la circunferencia interior con una curvatura casi siguiendo la circunferencia interior.

6. Dispositivo de tratamiento de fluidos del tipo de membrana de fibra hueca, según la reivindicación 5, en el que la placa deflectora (60) aumenta progresivamente de diámetro hacia el extremo del cuerpo envolvente tubular (10) .


 

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