Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Stoffaustausch zwischen Blut und einem Gas/Gasgemisch, umfassend eine blutdurchströmbare Kammer, in der eine Vielzahl stoffpermeabler Hohlfasern als gewickeltes oder gefaltetes

Hohlfaserpaket angeordnet ist, wobei die Hohlfasern von einem

Austauschmedium, insbesondere einem Gas / Gasgemisch durchströmbar und von dem Blut umströmbar sind.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlfaserpaketes einer solchen Vorrichtung.

Vorrichtungen dieser Art sind im Stand der Technik bekannt und werden z.B. als Oxygenatoren eingesetzt. Solche Vorrichtungen können jedoch auch zum Zweck der Reinigung des Blutes von belastenden Stoffen eingesetzt werden,

beispielsweise bei der Dialyse.

Bei Oxygenatoren soll mit solchen Vorrichtungen das durch die Vorrichtung hindurchfließende Blut mit Sauerstoff angereicht und von Kohlendioxid

abgereichert werden. Dieser Prozeß erfolgt dadurch, dass durch das Gas / Gasgemisch als Austauschmedium, welches durch die stoffpermeablen

Hohlfasem fließt ein Konzentrationsgefälle der auszutauschenden Stoffe (O2 und CO2) zwischen dem Blut und dem Gas / Gasgemisch erzeugt wird, so dass durch den Vorgang der Permeation Sauerstoff aus dem Gas / Gasgemisch durch die Hohlfaserwände in das Blut übertritt und Kohlendioxid aus dem Blut durch die Hohlfaserwände in das Gas / Gasgemisch übertritt. Solche Oxygenatoren können z.B. in Herz-Lungenmaschinen zum Einsatz kommen.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Je nach Anwendung werden geeignete Austauschmedien eingesetzt um die Reinigung des Blutes von einem belastenden Stoff und ggfs. die Anreicherung mit einem anderen gewünschten Stoff durch Permeation zu erzielen.

Typische Vorrichtungen dieser Art werden bislang so hergestellt, dass wenigstens eine Matte mit einer Vielzahl hintereinander liegender äquidistant beabstandeter stoffpermeabler Hohlfasern in mehreren Lagen aufgewickelt, insbesondere auf einem Kern aufgewickelt wird, durch den später auch der Blutzu- oder -abfluss erfolgen kann oder aber wenigstens eine solche Matte mehrfach lagenbildend gefaltet wird. In einer solchen Matte liegen die Hohlfasern bevorzugt alle parallel zueinander, wobei sich die Enden der jeweiligen Hohlfasern auf

gegenüberliegenden Seiten der Matte befinden. Das Falten oder Wickeln kann z.B. jeweils um eine Linie parallel zu den Längserstreckungsrichtungen der Fasermatten erfolgen.

Die Fasern können auch so orientiert sein, dass Fasern benachbarter Lagen des gewickelten oder gefalteten Paketes in einem Winkel ungleich 0° bzw. ungleich 180° liegen. Z.B. können auch zwei oder mehr aufeinanderliegende Matten gewickelt oder gefaltet werden, wobei die Fasern verschiedener Matten

zueinander einen Winkel ungleich 0° bzw. ungleich 180° aufweisen.

In einer jeweiligen Matte können die Faser auch in einem Winkel ungleich 90 Grad zu der Erstreckungsrichtung der haltenden Kettfäden angeordnet sein.

Die vorgenannten Verfahren der Herstellung können auch bei der

erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils bevorzugt eingesetzt werden,

insbesondere hierbei erfindungsgemäß weitergebildet werden.

Durch solche Herstellungsarten kann sich ein Hohlfaserpaket ergeben, mit zumindest im Wesentlichen in einer axialen Richtung erstreckten Hohlfasern, das in einem Gehäuse untergebracht werden kann. Im Querschnitt betrachtet

(senkrecht zur Fasererstreckung oder senkrecht zur Paketerstreckung) ist die Hohlfaserdichte des Hohlfaserpaketes aufgrund der Äquidistanz der Hohlfasern in der Matte im Wesentlichen überall gleich. Durch den in Fachkreisen bekannten Vorgang des Verpottens werden die axialen Enden der Hohlfasern zueinander und gegenüber einem Gehäuse mit einer Verpottungsmasse abgedichtet, insbesondere in dafür eingesetzten Zentrifugen oder Vergussanlagen.

Über die freibleibenden oder nach dem Verpotten von Verpottungsmasse befreiten axialen Enden der Hohlfasern kann sodann das Austauschmedium, z.B. ein Gas / Gasgemisch durch die Hohlfasern geleitet werden und durch im Gehäuse angeordnete Zu- und Abführungen kann Blut zwischen die Hohlfasern im Bereich zwischen den axial endseitigen Verpottungsstellen geführt werden. Durch die Gehäusewände und die Verpottungsstellen wird eine Kammer ausgebildet, in welcher die Hohlfasern angeordnet sind und die durch das Blut durchflössen werden kann, insbesondere ohne dass das Blut direkten Kontakt zum

Austauschmedium, insbesondere dem Gas / Gasgemisch hat.

Typische zylindrische Vorrichtungen dieser Art haben einen Blutzufluss oder - abfluss durch einen hohlen Kern, auf den die wenigstens eine Matte gewickelt ist. Der Kern, der einen hohlen Kanal bildet ist im Bereich eines axialen Endes zum Kammerinneren hin offen, insbesondere in radialer Richtung nach außen offen, so dass Blut dort zwischen dem Kern und dem Kammerinneren übertreten kann. Am gegenüberliegenden axialen Ende erfolgt, bevorzugt radial außenliegend, ebenso ein Übergang für das Blut zwischen dem Kammerinneren und einem bevorzugt in Umfangsrichtung angeordneten Raum. Welcher der vorgenannten jeweiligen Übergänge zur Kammer als Zufluß und als Abfluß für das Blut genutzt wird, ist im Wesentlichen unerheblich.

Die Erfindung betrifft bevorzugt die vorgenannte Konstruktion von Vorrichtungen, bevorzugt mit einem radial außen liegenden Blutabfluss an einem der axialen Enden und einem radial innenliegenden über den Wickelkern gebildeten

Blutzufluss am anderen der axialen Enden. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Innerhalb der Kammer erfolgt allgemein der Blutfluß im Wesentlichen auf direktem Weg zwischen Blutzufluß und - abfluß durch die Kammer hindurch. Vom direkten Weg abweichende Bereiche sind geringer durchströmt, so dass über den

Querschnitt eines Hohlfaserpaketes senkrecht zur Axialrichtung betrachtet eine ungleichmäßige Strömung vorherrscht. Dies ist jedoch nachteilig und führt in diesen geringer durchströmten Bereichen zu schlechterem Stoffaustausch und ggfs. auch zu Thrombenbildung.

Bei der vorgenannten Konstruktion der Vorrichtung ist der Blutfluß somit im Wesentlichen zwischen den axialen Endbereichen von radial innenliegend schräg zur axialen Richtung nach radial außenliegend. Es ergibt sich somit über den Querschnitt eines Hohlfaserpaketes senkrecht zur Axialrichtung betrachtet eine ungleichmäßige Strömung. Die maximale Strömung liegt hier in einem

Ringbereich, der sich in axialer Richtung betrachtet von radial innenliegend nach radial außenliegend verlagert.

Besonders schlecht durchströmt sind allgemein diejenigen Stellen, die beim Gehäuse an der jeweiligen axialen Position dem Einlass oder dem Auslass von Blut gegenüberliegen. Bezogen auf die genannte spezielle Konstruktion erfolgt eine schlechtere Durchströmung daher bei demjenigen axialen Ende, wo der Übergang zur Kammer radial innen am hohlen Kern liegt somit an den radial außenliegenden Umfangsbereichen der Kammer und bei demjenigen axialen Ende, wo der Übergang zur Kammer radial außen liegt dementsprechend an dem radial innenliegenden Umfangsbereich, der den an diesem axialen Ende geschlossenen Kern umgibt.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung die Strömung des Blutes in der Kammer über den Querschnitt (senkrecht zur Axialerstreckung) des Hohlfaserpaketes hinweg zu vergleichmäßigen, d.h. in den nach bisheriger Ausgestaltung

benachteiligten Strömungsbereichen die Strömung zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Hohlfaserpaket, insbesondere betrachtet im Querschnitt senkrecht zur Hohlfasererstreckung oder senkrecht zur Paketerstreckung, die Dichte an Hohlfasern lokal unterschiedlich ist. Durch eine solche im Querschnitt lokal unterschiedliche Ausbildung der Hohlfaserdichte kann der Strömungswiderstand bewußt dort reduziert werden, wo die Hohlfaserdichte reduziert wird, z.B. durch Vergrößerung des Abstandes zwischen benachbarten Hohlfasern des Paketes. Bislang im Stand der Technik strömungstechnisch benachteiligte Bereiche können so erfindungsgemäß mit einer stärkeren Strömung versehen werden, indem bewußt dort die Hohlfaserdichte reduziert wird.

Es kann hierfür bevorzugt wenigstens ein Bereich geringerer Faserdichte im Vergleich zur Faserdichte umgebender Bereiche im Hohlfaserpaket angeordnet sein. Bevorzugt werden hierbei Bereiche verglichen, die im Querschnitt senkrecht zur axialen Erstreckung jeweils vollständig im Faserbündel liegen, insbesondere also keine Bereiche, die sich über den Randbereich des Faserbündels hinaus erstrecken.

Wenigstens ein solcher Bereich reduzierter Faserdichte kann z.B. beabstandet, bevorzugt gegenüberliegend, insbesondere radial gegenüberliegend angeordnet sein zu einem Bluteinlassbereich und/oder Blutauslaßbereich der Kammer.

Die Anordnung kann so ausgebildet sein, dass im Querschnitt betrachtet ein Dichtegradient gebildet wird, der vom Bereich reduzierter Faserdichte in Richtung zum Bluteinlass und/oder Blutauslass zeigt, d.h. in einer axial endseitigen

Querschnittsebene nimmt bevorzugt die Dichte in Richtung zum Einlass bzw.

Auslass zu. Bezogen auf die genannte bevorzugte Konstruktion erfolgt somit zumindest axial endseitig eine Dichtzunahme in einer radialen Richtung.

Die Anordnung der dichtereduzierten Bereiche zu Bereichen höherer Faserdichte kann über die axiale Erstreckung eines Hohlfaserpaketes gleich bleiben, d.h. in allen axialen Querschnittsebenen kann das Dichteprofil gleich sein. Bevorzugt und besonders bei der genannten bevorzugten Konstruktion ist das Dichteprofil jedoch in verschiedenen axialen Querschnittsebenen unterschiedlich. Insbesondere kann sich mit zunehmender Axialposition ein Bereich, bevorzugt Ringbereich reduzierter Dichte von radial außenliegend nach radial innenliegend verschieben. D.h. dass z.B. in einer axialen Mittenposition ein Ring reduzierter Faserdichte radial zwischen, insbesondere mittig zwischen Ringbereichen höherer Faserdichte liegt.

Erfindungsgemäß kann ein Bereich geringerer Faserdichte eine solche

Faserdichte aufweisen, die mindestens 5 %, bevorzugt mindestens 10%, noch weiter bevorzugt mindestens 15% kleiner ist als die Faserdichte in einem umgebenden Bereich des Hohlfaserpaketes oder als die höchste Faserdichte im Hohlfaserpaket.

Erfindungsgemäß kann in einem Minderanteil der Querschnittsfläche des

Hohlfaserpaketes die Faserdichte reduziert sein, insbesondere mindestens um das vorgenannte Maß gegenüber einem Majoritätsanteil der Querschnittsfläche, in welchem die Faserdichte konstant größer ist oder zumindest innerhalb eines Intervalls größer ist. Ein solches Intervall weist bevorzugt Intervallgrenzen auf, deren Werte um nicht mehr als 5% voneinander abweichen.

Ein Hohlfaserpaket der Erfindung kann aus wenigstens einer Matte mit einer Vielzahl stoffpermeabler Hohlfasern, die in der Matte beabstandet zueinander befestigt sind, insbesondere durch Kettfäden zueinander beabstandet befestigt sind, durch Wickeln oder Falten gebildet werden, wobei durch Beeinflussung, insbesondere lokal unterschiedliche Einstellung des Abstandes der Hohlfasern zueinander im Hohlfaserpaket und / oder in der wenigstens einen Matte vor oder während des Wickeins / Faltens im Querschnitt senkrecht zur

Hohlfasererstreckung Bereiche mit unterschiedlicher Dichte an Hohlfasern erzeugt werden.

Die Erfindung kann vorsehen, dass ein Bereich geringerer Faserdichte erzeugt ist durch wenigstens eine zum Hohlfaserpaket gewickelte oder gefaltete

Hohlfasermatte, insbesondere in welcher die Hohlfasern durch Kettfäden auf Abstand gehalten sind, in welcher einzelne Hohlfasern entfernt sind und/oder der Abstand zwischen benachbarten Hohlfasern lokal vergrößert ist, insbesondere gegenüber einem überwiegend äquidistanten Abstand zwischen den Hohlfasern. Insbesondere liegen somit bei einer Hohlfasermatte, aus der einzelne Fasern entfernt sind, entlang der Längserstreckung einer jeden entfernten Faser leere Kettfadenschlingen oder -maschen vor.

Im einfachsten Fall können somit Hohlfasermatten des Standes Technik mit beabstandet zueinander, insbesondere äquidistant beabstandet zueinander angeordneten Hohlfasern für die Erfindung genutzt werden, indem aus diesen einzelne Hohlfasern entfernt werden.

Eine solche Entfernung einzelner Hohlfasern kann an ausgewählten Positionen aus der Hohlfasermatte erfolgen, z.B. bevor die Matte gewickelt oder gefaltet wird, also bevor das Hohlfaserpaket entsteht. Die Positionen werden bevorzugt so bestimmt, dass im späteren Paket die Dichte an den gewünschten Stellen lokal reduziert ist, also insbesondere an den vorgenannten Stellen, insbesondere gegenüberliegend, bevorzugt radial gegenüberliegend von Auslass oder Einlass des Blutes.

Die Erfindung kann auch vorsehen ein Hohlfaserpaket zunächst aus wenigstens einer Matte zu wickeln oder zu falten, insbesondere aus wenigstens einer Matte mit beabstandet zueinander, insbesondere äquidistant beabstandet zueinander angeordneten Hohlfasern und erst nach Bildung des Paketes gezielt an

gewünschten Stellen, insbesondere den zuvor genannten, einzelne oder mehrere Hohlfasern in axialer Richtung aus dem Paket herauszuziehen. Insbesondere gilt auch hier, dass entlang der Längserstreckung einer jeden entfernten Faser leere Kettfadenschlingen oder -maschen im Paket vorliegen.

Das Entfernen ganzer Hohlfasern aus dem fertigen Paket oder auch schon aus der Matte ist im Wesentlichen jeweils problemlos möglich, wenn Hohlfasern durch Kettfäden nur auf Abstand gehalten sind, jedoch nicht axial befestigt sind. So können Hohlfasern aus den umschlingenden Kettfäden herausgezogen werden.

Die Erfindung kann aber auch vorsehen, dass Dichtevariationen im gebildeten Paket dadurch erzeugt werden, dass in einer noch nicht zum Hohlfaserpaket gewickelten / gefalteten Hohlfasermatte die Hohlfasern mit zumindest

bereichsweise nicht äquidistantem Abstand zueinander, insbesondere mit bereichsweise gegenüber einem überwiegend äquidistanten Abstand vergrößerten Abstand zueinander befestigt werden.

So können in einer abgewickelten Matte an z.B. unterschiedlichen

Abwicklungspositionen Abstände zwischen Hohlfasern vorgesehen werden, die vergrößert sind, insbesondere vergrößert sind gegenüber einem überwiegend ansonsten äquidistanten kleineren Abstand. Es kann auch sein, dass am

Anfangsbereich und/oder Endbereich einer noch nicht gewickelten / gefalteten, also abgewickelten Matte die Abstände zwischen den Hohlfasern größer sind als in einem dazwischen liegenden Bereich. Durch ein Aufwickeln ersteht so ein Paket bei dem radial innen und außen die Faserdichte verringert ist.

Bei den vorbeschriebenen Maßnahmen wird die Faserdichte im Wesentlichen über die gesamte axiale Erstreckung des Paktes in gleicher Weise beeinflusst.

Die Erfindung kann auch vorsehen, die Beeinflussung des Abstandes der

Hohlfasern im fertigen Hohlfaserpaket vorzunehmen durch Einwickeln oder Einfalten von wenigstens einem Platzhalter zwischen zwei Lagen wenigstens einer Hohlfasermatte. Ein solcher Platzhalter kann also z.B. eingewickelt oder

eingefaltet werden zwischen zwei Lagen ein und derselben Matte oder auch zwischen zwei Lagen, die von zwei verschiedenen Matten gebildet werden.

Durch einen solchen Platzhalter wird somit am Ort des Platzhalters der Abstand der Lagen vergrößert gegenüber Bereichen vor und hinter dem Platzhalter. Am Ort eines Platzhalters berühren die Lagen bzw. deren Hohlfasern bevorzugt den Platzhalter. Bevorzugt sind dabei bei einem im Querschnitt kreisförmigen

Platzhalter die beiden Lagen in der Umfangsrichtung jeweils um weniger als 180 Grad herumgelegt, insbesondere in einer angenommenen seitlichen

Schnittansicht ist eine Lage oben und eine unten um den Platzhalter herumgelegt.

An sich senkrecht zur axialen Richtung der Hohlfasern / eines Platzhalters gegenüberliegenden Bereichen sind die zwei Lagen jeweils wieder

zusammengeführt, insbesondere abstandslos zusammengeführt, insbesondere so, dass sich die Lagen bzw. die Hohlfasern der Lagen nach dem Wieder- Zusammenlegen berühren. An den benannten gegenüberliegenden Bereichen gehen die beiden Lagen somit von einem jeweils den Platzhalter kontaktierenden Zustand in einen sich gegenseitig kontaktierenden Zustand über. Zwischen diesen Bereichen ist ein Freiraum umschlossen, der die Dichtereduktion bewirkt, insbesondere der also in der Verbindungsrichtung der beiden genannten gegenüberliegenden Bereiche zwischen der Platzhalteroberfläche und dem Punkt erstmaliger Wieder-Zusammenführung der Lagen liegt.

Sofern sich der Platzhalter über die gesamte axiale Länge der Hohlfasern erstreckt erfolgt wiederum eine Beeinflussung der Faserdichte über die gesamte axiale Länge.

Es kann aber auch sein, dass ein Platzhalter oder mehrere nur im Bereich der Faserenden zwischen zwei Lagen einer gefalteten oder gewickelten Matte angeordnet wird. So kann insbesondere nur im Bereich der axial endseitig angeordneten Bluteinlass- bzw. Auslassbereiche eine Änderung der Faserdichte in Richtung reduzierter Dichte erfolgen.

Es kann auch sein, dass ein Platzhalter nur in dem Bereich, insbesondere dem Verpottungsbereich, zwischen den axialen Enden der Fasern zwischen zwei Lagen angeordnet ist, sich ein Platzhalter als nicht bis in den Endbereich der Fasern erstreckt.

Allgemein kann es vorgesehen sein, Platzhalter mit einer Länge kleiner als die axiale Länge der Hohlfasern in Bereichen an oder zwischen den axialen Enden der Hohlfasern beim Wickeln / Falten wenigstens einer Matte zwischen zwei Lagen anzuordnen. So kann an grundsätzlich beliebigen Stellen im

Hohlfaserpaket eine Dichtereduktion erfolgen. Insbesondere erfolgt die

Dichtereduktion dabei in axialer Richtung im Wesentlichen über die Länge, die durch den Platzhalter gegeben ist.

Es kann hier vorgesehen sein, dass solche Platzhalter im Hohlfaserpaket verbleiben. Platzhalter, die axial endseitig zugänglich sind können auch vor dem Verpotten der Hohlfasern aus dem gebildeten Paket herausgezogen werden, wobei die Hohlfasern im Wesentlichen ihre zuvor eingenommene Lage zu einander beibehalten. Hierdurch wird sogar der Raum insgesamt frei, der zuvor durch den Platzhalter eingenommen wurde und trägt zur lokalen

Hohlfaserdichtereduktion bei. Sofern ein im Querschnitt kreisförmiger Platzhalter aus dem Paket herausgezogen wird verbleibt ein Freiraum im Paket, der zuvor vom Platzhalter eingenommen wurde. Dieser Freiraum wird von den beiden Lagen der wenigstens einen Hohlfasermatte teilkreisförmig umgeben, da diese Lagen zuvor an der Mantelfläche des Platzhalters angelegen haben. Allgemein, insbesondere sofern der Platzhalter nicht kreisförmig war, zeichnen die beiden Lagen in ihrem Verlauf ebenso die Form der Mantelfläche des entfernten

Platzhalters nach.

Im Hohlfaserpaket verbleibende Platzhalter können so ausgebildet sein, dass sie von Blut durchströmbar sind, z.B. dadurch, dass sie aus Hohlprofilen, z.B. Rohren gebildet sind, insbesondere deren Mantelfläche perforiert ist. Bei einer Perforation der Mantelfläche kann die Perforation so gebildet sein, dass diese eine Filterfläche bildet.

Durch Ausbildung des wenigstens einen Platzhalters als Hohlprofil, insbesondere als Rohr, bevorzugt nicht perforiertes Rohr wird auch die Möglichkeit erschlossen, dass ein solcher Platzhalter von einem Temperierungsmedium durchströmt werden kann. So können solche Platzhalter als Wärmetauscher dienen, insbesondere um das Blut im Betrieb zu temperieren. Um dies zu realisieren, können solche hohlen Platzhalter an ihren jeweiligen Enden an einen eigenen Fuidkreislauf angeschlossen sein.

Neben der Möglichkeit, einen Platzhalter hohl auszubilden, kann die Erfindung auch vorsehen, einen Platzhalten mit massivem Querschnitt auszugestalten.

Bevorzugt kann ein solcher Platzhalter außer seiner Platzhalterfunktion somit keine weitere Funktion im Bündel übernehmen.

Ein Platzhalter, insbesondere ein im Paket verbleibender, kann bevorzugt einen Querschnitt aufweisen, der größer ist als der Querschnitt einer Hohlfaser. Bevorzugt kann der Querschnitt, insbesondere Durchmesser mindestens 2-mal, weiter bevorzugt mindestens 3-mal so groß sein, wie der Querschnitt einer jeweiligen Hohlfaser.

Hierdurch ergeben sind besonders an den gegenüberliegenden äußeren

Bereichen des Platzhalters, in welchen diejenigen Lagen der Matte aneinander angrenzen zwischen denen der Platzhalter angeordnet ist, Freiräume zwischen Platzhalter und Hohlfasern, die zur Dichtereduktion führen.

Die Erfindung kann in einer ebenso möglichen Ausführung auch vorsehen, dass ein Platzhalter durch eine stoff-permeable Hohlfaser gebildet ist, die am

Stoffaustausch teilnimmt, insbesondere genauso wie die anderen Hohlfasern. Eine solche Platzhalter-Hohlfaser ist somit hohl ausgebildet, vom Austauschmedium (insbesondere Gas) durchflössen, insbesondere also endseitig ebenso verpottet, und im Querschnitt, bevorzugt Durchmesser größer, insbesondere wenigstens 2- mal, bevorzugt wenigstens 3-mal größer als die jeweiligen Hohlfasern der wenigstens einen Matte. Eine solche Hohlfaser kann separat zu den Hohlfasern der Matte sein.

Allgemein können die Hohlfasern einer Matte, abgesehen, von der nachfolgende benannten Ausführung alle denselben Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung kann sich ebenso auf eine Hohlfasermatte mit durch Kettfäden verbundenen Hohlfasern beziehen, die einen überwiegenden Anteil von

Hohlfasern eines ersten Durchmessers aufweist, wobei in der Matte und ebenso durch Kettfäden umschlossen bereichsweise zwischen zwei solchen Hohlfasern des ersten Durchmessers eine oder mehrere Hohlfasern eines zweiten größeren Durchmessers angeordnet sind. Durch Wickeln oder Falten einer solchen Matte bildet eine jeweilige Hohlfaser des zweiten größeren Durchmessers einen

Platzhalter, um den herum Lagen von Hohlfasern des ersten kleineren

Durchmessers herum verlaufen. Diese beiden Lagen werden jedoch beim Wickeln oder Falten sodann nicht auf sich zusammengeführt, sondern auf die Hohlfasern des ersten Durchmesser-Typs, die unmittelbar neben einer solchen Hohlfaser des zweiten Durchmessers liegen. Auch hier kann bevorzugt eine Hohlfaser des zweiten Durchmessers wenigstens einen 2-mal, weiter bevorzugt wenigstens einen 3-mal so großen Durchmesser aufweisen, wie eine Hohlfaser des ersten Durchmessers.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.

Figur 1 zeigt eine bevorzugte Konstruktion einer Vorrichtung der Erfindung. Das Gehäuse 1 bildet einen Zylinder mit Kreisquerschnitt mit einer inneren Kammer 2 in der parallel zur Achse A nicht visualisierte stoffpermeable Hohlfasern

angeordnet sind. Axial endseitig werden diese durch ein Austauschmedium beaufschlagt, dass durch die Hohlfasern strömt, z.B. ein Gas oder Gasgemisch.

Die Hohlfasern sind um den hohlen kanalbildenden Kern 3 angeordnet, dadurch, dass wenigstens eine Matte aus solchen Hohlfasern um diesen herumgewickelt wurde. Der Kern 3 weist am hier unteren Ende eine Öffnung 4 auf, die somit bezogen auf das Gehäuse 1 radial innen liegt. Das obere Ende des Kerns 3 bildet hier den Bluteinlass.

In Richtung der Pfeile 5 strömt das am oberen Ende des Kerns eingelassene Blut zunächst durch den Kern nach unten, aus der Öffnung 4 in die Kammer 2 und dort zwischen den Hohlfasern in Richtung zum Blutauslaß 6, der im Wesentlichen in Umfangsrichtung ausgebildet ist und radial außen liegt bezogen auf das Gehäuse 1.

Bei zumindest im Wesentlichen konstanter Hohlfaserdichte (betrachtet in einem Querschnitt senkrecht zur Achse A) verläuft die Strömung hauptsächlich von unten innen nach oben außen. Im unteren Bereich sind somit die radial außenliegenden, also der für das Blut als Einlass in die Kammer dienenden Öffnung 4 radial gegenüberliegenden Bereiche 7 schlechter durchströmt. Am oberen axialen Ende trifft das für die radial innen liegenden Bereiche 8 zu.

Die Erfindung trägt dafür Sorge, dass durch lokale Reduzierung der

Hohlfaserdichte in diesen dem Einlass und Auslass gegenüberliegenden Bereichen 7 und 8 die Strömungswiderstrände verkleinert werden gegenüber dem Fall einer über den Querschnitt gleichbleibenden Faserdichte. Hierdurch nimmt die Strömung auch in den ansonsten benachteiligten Bereichen 7 und 8 zu.

In der Figur 2 ist eine erste Möglichkeit dargestellt, die Faserdichte gezielt in einem gewünschten Bereich zu reduzieren. Die Figur 2 zeigt links ein

Hohlfaserpaket des Standes der Technik, in welchem eine Matte mit äquidistant beabstandeten Hohlfasern 9 in mehreren Lagen L1....Ln zum Paket gewickelt oder gefaltet ist. Über den Querschnitt senkrecht zur Fasererstreckung betrachtet ergibt sich im Paket eine überall konstante Faserdichte, zumindest sofern man die Faserdichte jeweils in einem umgrenzten Bereich bestimmt, der vollständig von Fasern ausgefüllt ist.

Demgegenüber zeigt die Figur 2 rechts eine erfindungsgemäße Ausbildung eines Hohlfaserpaketes, bei der einzelne Hohlfasern entfernt wurden. Dies kann bereits bei der noch nicht gewickelten / gefalteten Fasermatte erfolgen oder auch beim fertigen Paket durch axiales Herausziehen der gewünschten Fasern. Letzteres hat den Vorteil, dass die Position der Fasern nicht im Voraus bestimmt werden muss. Insbesondere verbleiben im Paket die Kettfadenschlingen von entfernten

Hohlfasern leer zurück.

Das Faserpaket hat rechts somit Faserlücken 10, 11 und 12. Im Bereich in oder um diese Faserlücken ist somit erkennbar die Faserdichte gegenüber den umgebenden Bereichen reduziert, d.h. ebenso der Strömungswiderstand reduziert und daher die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Volumenstrom erhöht. Solche Bereiche reduzierter Faserdichte, die hier nur schematisch dargestellt sind, um den Kerngedanken der Erfindung zu verdeutlichen, können dort angeordnet werden, wo in ein Faserpaket üblicher Art, also mit ansonsten überall gleicher Dichte die Strömung verringert wäre, also insbesondere an einer jeweiligen bestimmten axialen Position gegenüberliegend zu einem Blutein- oder - auslaßbereich. Mit Bezug auf Figur 1 also z.B. in den Bereichen 7 und 8. Die Figur 3 zeigt eine alternative Methode, um eine Faserdichtereduktion lokal zu erzeugen. Visualisiert ist ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäß gebildeten Hohlfaserpaket mit mehreren gewickelten oder gefalteten Lagen L1 ,...,L4.

Zwischen den Lagen L2 und L3 ist ein Platzhalter 13 angeordnet, der sich entweder über die gesamte axiale Länge der Hohlfasern erstrecken kann oder aber auch eine kleinere Länge aufweist als eine jeweilige Hohlfaser und der dann z.B. irgendwo zwischen den axialen Enden der Hohlfasern angeordnet werden kann, z.B. in einem axial endseitigen Bereich.

In dieser Ausführung hat der Platzhalter 13 einen Querschnitt, der größer ist als der Querschnitt jeder Faser 9. An gegenüberliegenden Bereichen 14 des

Platzhalters 13 entstehen dort Freiräume, wo die Lagen L2 und L3 sich vom Platzhalter abheben und wieder zusammengeführt sind, welche die gewünschte Dichtereduktion bewirken. Der Platzhalter selbst kann auch durch sein eigenes Volumen zur Dichtereduktion beitragen, wenn er von Blut durchströmbar ist, wofür er als perforiertes Rohr ausgebildet sein kann. Der Platzhalter kann aber auch im Querschnitt massiv ausgebildet sein, so dass nur die Bereiche 14

dichtereduzierend wirken. Gemäß den vorherigen Ausführungen kann dieser Platzhalter 13 aber auch selbst eine stoffpermeable Hohlfaser bilden, die am Stoffaustausch teilnimmt.

Bezogen auf die Figur 1 können z.B. im Bereich 8, also oben und radial innen sowie im Bereich 7, also unten und radial außen solche Platzhalter angeordnet werden um dort lokal die Strömung zu begünstigen.

Sofern die Platzhalter axial endseitig im gewickelten / gefalteten Paket zugänglich sind, können diese vor einem Verpotten der Fasern aus dem Paket entfernt werden. Sofern Sie verbleiben, werden sie bevorzugt in die Verpottungsmasse mit eingeschlossen.

Figur 4 zeigt eine der Möglichkeiten mittels der Hohlfasermatte eine

Dichtereduktion zu bewirken. Hier ist eine Matte mit Hohlfasern 9 ausschnittsweise dargestellt, bei der die Hohlfasern 9 alle einen äquidistanten Abstand haben und durch Kettfäden 15 auf Abstandhalten werden. Die Kettfäden bewirken hier den stabilen Verbund der Matte. In diesem Beispiel ist aus einer solchen Matte eine der Hohlfasern exemplarisch herausgezogen, so dass an dieser Stelle die leere Schlinge / Masche 16 der Kettfäden 15 verbleibt. Bei Wickeln oder Falten bewirkt diese Schlinge die Dichtereduzierung, im Wesentlichen so wie es die Figur 2 zeigt. Selbstverständlich können in einer solchen Matte an mehreren Positionen, auch an aufeinanderfolgenden Positionen Hohlfasern entfernt sein.

Figur 5 visualisiert eine andere erfindungsgemäße Ausführung einer Matte solcher Hohlfasern 9, die zu überwiegender Anzahl in der Matte mit den Kettfäden15 auf einem äquidistanten Abstand A gehalten sind. Eine Minderzahl von Hohlfasern, hier im Ausschnitt nur eine Hohlfaser 9a, weist einen demgegenüber vergrößerten Abstand in der Matte auf, insbesondere einen vergrößerten Abstand zu den benachbarten Hohlfasern. Dieser vergrößerte Abstand B ist durch einen

vergrößerten Abstand der Schlingen- / Maschenmitte des Kettfadenpaares dieser Hohlfaser 9a zu denjenigen der anderen Hohlfasern 9 realisiert.

Figur 6 zeigt eine Ausführung, bei der eine Minderzahl von Hohlfasern, hier im Ausschnitt eine stoffpermeable Hohlfaser 9b, einen größeren Durchmesser hat als die anderen Hohlfasern 9 einer Überzahl aller Hohlfasern in der Matte. Diese Hohlfaser 9b ist durch das Umschlingen durch die Kettfäden 15 Teil der Matte wie alle anderen Hohlfasern 9. Beim Falten / Wickeln bildet sich in der Umgebung der Hohlfaser 9b die gewünschte Dichtereduktion in ähnlicher Weise, wie es zu einem Platzhalter 13 der Figur 1 beschrieben wurde, jedoch mit dem Unterschied, dass (hier nicht gezeigte) Lagen, die beim Falten / Wickeln um die Hohlfaser 9b herumgelegt sind, an seitlich gegenüberliegenden Positionen neben dieser

Hohlfaser 9b nicht auf sich zusammengelegt sind, sondern auf die Hohlfasern 9 rechts und links neben der Hohlfaser 9b aufgelegt sind.