Hintergrund der Erfindung

Weltweit sind mehr als 1,5 Millionen Patienten nierenkrank und benötigen eine

Nierenersatztherapie. Diese Zahl wird sich weiter mit einer jährlichen Rate von 6% erhöhen. Innovative Technologien und die Individualisierung des Behandlungsverfahrens können die Lebensqualität nierenkranker Patienten entscheidend verbessern. Ein besonderes Augenmerk gilt der Anpassung der Behandlung an die individuellen physiologischen Rahmenbedingungen der Patienten.

Die Dialyse kann aktuell die Funktion der Nieren nur unvollständig ersetzen. Es wird von verschiedenen Seiten daran gearbeitet die Entgiftung durch die Dialyse zu verbessern. Beim heutigen Stand der Technik stellt die Entgiftung durch dreimal wöchentüche Dialyse von je 4-5 Stunden eine sehr hohe körperliche und zeitliche Belastung für den Patienten dar. Durch die kurzen und intensiven Dialysezeiten wird das Zellgewebe des Patienten stark belastet

(Plasmolyse), dies kann den gesundheitlichen Zustand des Patienten zusätzlich verschlechtern (Multimorbidität). Über die Jahrzehnte der Dialyse sammeln sich Giftstoffe an, so dass eine Reihe medizinischer Probleme auftreten können, wie z.B. Herzschwäche, Nervenstörungen,

Knochenschmerzen.

Das Prinzip der Dialyse kann auf zwei Arten durchgeführt werden. Die erste Methode beruht auf dem Prinzip des osmotischen Effektes. Hierbei wird eine geeignete Membran verwendet, welche eine passende Porengröße aufweist, um zwischen einem Dialysat und dem Blut Abfallstoffe zu entfernen. Dieses bereits vielfach eingesetzte Verfahren benötigt jedoch, um einen angemessenen Effekt in möglichst Icurzer Zeit zu erreichen, sehr große Oberflächen. Dieses Problem wird mittels herkömmlicher Dialysegeräte etwa durch die Verwendung einer Vielzahl von Membranröhren mit kleinstem Durchmesser erreicht. Jedoch ist hier dennoch eine Dialysezeit von mehreren Stunden erforderlich, und dies mehrmals wöchentlich. Ein weiteres Problem am Stand der Technik ist das immer wieder erforderliche Einstechen mit Nadeln in die Venen bzw. Artieren, um den Anschluss des Gerätes zu ermöglichen.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden eine einfache, ressourcenschonende und für den Patienten gut verträgliche künstliche Niere zu schaffen. Es soll ein System geschaffen werden, das der Patient ständig an bzw. in seinem Körper tragen kann, ohne wesentlich an Bewegungsfreiheit und Lebensqualität eingeschränkt zu sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine tragbare Vorrichtung zur Dialyse welche teilweise oder komplett implantierbar ausgeführt werden kann. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Vorrichtung aus einer Blutkammer und einer Dialysekammer welche über einen geeigneten Filter verbunden sind, einem Gehäuse, einer elektrohydraulischen Pumpvorrichtung, sowie einem Reservoir.

Mittels einer geeigneten Flüssigkeit und einer hydraulischen Pumpvorrichtung wird die

Blutkammer komprimiert und Blutplasma mit Stoffwechselabbauprodukten dem Kreislauf entnommen. Mittels eines extrakorporalen oder auch implantierbaren Reservoirs wird das Dialysat vorgehalten und verdünnt, so dass durch die Membran und den Pumpvorgang auch Flüssigkeit dem Körper zugeführt werden kann.

Detaillierte Beschreibung bespielhafter Ausgestaltungen

Die Erfindung betrifft ein tragbares Gerät zur Blutwäsche (Dialyse), welches teilweise oder ganz implantierbar sein kann (siehe Figur 1). Blut wird mit Hilfe einer Blutkammer 1 welche von Blut durchspült wird und einer Dialysatkammer 2, welche mittels einer Membran 3 verbunden sind, gereinigt. Dabei wird der osmotische Effekt zwischen der blutführenden Seite der Kammer und der Dialysatseite genutzt, um Abfallstoffe aus der Blutlcammer durch die Membran zu ziehen. Weiterhin kann durch gezieltes Pumpen bzw. Saugen mittels einer Pumpe Blutplasma abgepresst bzw. Blutersatzflüssigkeit zurückgeführt werden. Die Porengröße der Membran ist

günstigerweise in einer Größenordnung, die das Passieren von Stoffwechselabbauprodukten erlaubt, den Transport von Eiweiß weitgehend unterbindet. Die Blutkammer ist in einem festen oder teilweise festen Gehäuse 11 eingebaut, in welches das Hydraulikfluid gepumpt wird. Durch aktives Pumpen des Dialysates kann einer definierter Druck und Unterdruck auf die Membran 3 ausgeübt werden. Sie kann damit gezielt zusammendrückt und so das Blutvolumen in der Blutkammer ausgeworfen werden. Das Hydraulikfluid komprimiert die Kammern derart, dass ein Pumpeffekt entsteht und die Kammern günstig durchspült werden, so dass keine Stagnation in der Blutströmung auftritt, somit das Risiko von Thrombenbildung minimiert wird. Um Rückfluss zu vermeiden, werden die Kammern jeweils mit Ventilen ausgestattet. Durch die optimierte Durchströmung wird der Austauscheffekt der Membran zusätzlich verstärkt und die Effizienz der Blutreinigung erhöht. Durch die kontinuierliche Anwendung des Gerätes "24/7" (rund um die Uhr) kann eine dauerhafte und schonende Reinigung des Blutes erfolgen. Die Blutkammer wird günstigerweise an ein blutführendes Gefäß wie die Aorta 10 angeschlossen, kann aber auch etwa mit dem venösen System verbunden werden. Hierfür können handelsübliche Gefäßprothesen 9 verwendet werden. Für die Förderung des Hydraulikfluids kann eine geeignete Pumpe 5 eingesetzt werden.

Die Vorrichtung wird mit einem Reservoir 4 verbunden, welches das Dialysat vorhält. Die Vorrichtung und das Reservoir können implantierbar gestaltet sein. Sind beide Komponenten implantierbar, wird für das Wiederbefüllen des Reservoirs eine Perkutane Leitung bzw. ein handelsüblicher Port 7 vorgesehen. Durch den Einsatz einer separaten Kammer für das Dialysat, welche mit einem elektrohydraulischen Antrieb und Hydraulikfluid komprimiert wird, tritt eine effiziente Durchmischung des Dialysates und damit einer effiziente Verdünnung auf. Ferner wird durch den Einsatz elektrohydraulischer Antriebe ein kontrolliertes Befüllen und Entleeren der Blutkammer sicher gestellt, wodurch eine effiziente Durchspülung gewährleistet wird. Im Reservoir führt die Durchmischung zu einer Absenkung der Konzentration der

Stoffwechselabbauprodukte, so dass bei einem erneuten Pumpvorgang nur in geringem Umfang diese Stoffe zurück in den Kreislauf gelangen. Dies ist möglich, solange der Sättigungsgrad einen Grenzwert nicht überschreitet. Dann muss die Flüssigkeit im Reservoir mittels geeigneter Methoden entweder gereinigt oder erneuert werden.

Mittels geeigneter Membrantechnologie kann diese Methode auch mit einer alternativen Anordnung durchgeführt werden. Eine beispielhafte Ausgestaltung ist in Fig. 2 gezeigt. Dabei wird ein vorzugsweise röhrenförmiger Zulauf 16 bzw. auch der Auslass der Pumpe als Membran ausgebildet und von einem größeren Rohrstück 15 umgeben, welches das Dialysat aufnimmt. Dabei kann entweder eine Membran verwendet werden, welche in beiden Richtungen die gleiche Durchlässigkeit aufweist, die Abfallprodukte müssen dann in geeigneter Weise aus dem Dialysat gefiltert bzw. gebunden werden, um nicht zurück in Blutbahn zu gelangen. Günstigerweise können die gelösten Abfallstoffe chemisch an größere Partikel gebunden werden, welche dann von der Membran zurückgehalten werden. Alternativ kann die Membran oder deren Oberfläche mittels geeigneter Maßnahmen von Ihrer Ladung oder Oberflächenstruktur derart ausgebildet sein, dass Abfallstoffe abgestoßen werden und damit nicht zurück in die Blutbahn gelangen.