Brevet FR2066988A1 — publié le 19710813

La présente invention se rapporte en 'général aux dispositifs thérapeutiques et a en particulier pour objet des appareils d'hémodialyse convenables pour être utilisés dans les reins artificiels, c'est-à-dire des appareils dans lesquels une 5 dialyse se produit entre le sang et un liquide dialysant au travers d'une mambrane semi-perméable; 1'inventioivke rapporte également aux reins artificiels comprenant de tels appareils d'hémiodialyse ainsi qu'aux feuilles de matière plastique qui peuvent être utilisées dans de tels appareils. 10 Dans les reins artificiels en utilisation jusqu'à présent, il était d'usage de faire passer le sang du malade dans un tube constitué en un matériau semi-perméable, et en même temps de faire passer sur la surface extérieure du tube un liquide dialysant. Avec ces moyens là, des impuretés pouvaient passer par le processus 15 de dialyse du sang dans le liquide dialysant, en laissant le sang dans un état purifié avant son retour au malade. Suivant un appare.il d'hémodialyse, on a utilisé un tissu de fibres de verre pour remplir l'espace dans le récipient autour du tube, le liquide dialysant filtrant au travers de la fibre de verre. 20 les désavantages des dispositions antérieures ont été qu'on n'a pas pu réaliser une utilisation totale du liquide dialysant en le mettant en contact avec la paroi du tube, et les matériaux de support entourant le tube endômmagaient le matériau semi-perméable du tube. 25 Selon la présente invention, il est proposé un appareil d'hémodialyse approprié pour être utilisé dans un rein artificiel et qui comprend un conduit pour le sang comportant sur chacun de ses côtés opposés et rapprochés une paroi en matériau semi-perméable et, à l'extérieur et de chaque côté du conduit, une 30 feuille de matériau plastique définissant, avec la paroi de matériau semi-perméable qui est en face, les parois d'un passage pour le liquide dialysant, la feuille de matériau plastique possédant des nervures sensiblement parallèles dirigeant l'écoulement du liquide, et dirigées vers et en contact avec la paroi de matériau 35 semi-perméable, les nervures sur un côté du conduit faisant un certain angle avec les nervures sur le côté opposé du conduit. 70 39228 2 2066988 Le conduit de sang peut revêtir la forme d'un ou plusieurs- tubes de matériau semi-perméable enroulés en même temps qu'avec une feuille de matériau plastique, chaque tour d'enroulement de chaque tube étant séparé du tour ou des tours adjacents des ■ 5 tubes par un tour de la feuille en matériau plastique enroulée, ladite feuille présentant des nervures parallèles sur les deux côtés et dirigeant l'écoulement de liquide, les nervures sur un côté de la feuille faisant un certain angle avec les nervures sur l'autre côté de celle-ci. l'appareil d'hémodialyse peut être 10 muni d'un collier gonflable pour entourer la préiphérie de l'enroulement et fermer l'espace entre l'enroulement et la paroi d'un récipient dans lequel le liquide dialysant peut passer. L'invention concerne également un rein artificiel pourvu d'une unité d'hémodialyse telle que décrite ci-dessus. 15 L'invention a encore pour objet une feuille en matériau plastique présentant sur chacune de ses surfaces une pluralité de nervures sensiblement parallèles, les nervures sur un côté faisant un certain angle avec les nervures sur l'autre côté. La feuille peut être réalisée par extrusion ou calandrage "d'un 20 matériau plastique, et ensuite on peut former les nervures au moyen de galets ou analogues de profilage. Un mode de réalisation conforme à la présente invention sera décrit dans la description détaillée qui suit en se référant au dessin unique annexé qui représente une vue en perspective avec 25 arrachements et coupes partiels d'un appareil d'hémodialyse (appelé par la suite "ensemble d'enroulements") pour un rein artificiel. En se reportant à la figure unique, on voit que l'ensemble d'ai roulements comprend une., paire de tubes 40 formant des conduits 30 pour le sang et enroulés avec une feuille de matériau plastique nervurée42 autour d'un gabarit cylindrique central 44. Les tubes 40 sont chacun réalisés en un tube plat de cellulose régénérée et procurait une grande surface pour la dialyse entre le sang et un liquide dialysant. Comme tubes 40, on peut utiliser des tubes 35 plats en cellophane ou cuprophane. Les parois latérales 43 des tubes sont très rapprochées ou bien, en certains points, en contact» Des tubes d'entrée menant aux extrémités internes des 70 39228 3 2066988 enroulements de tubes sont montrés en 46. Ils passent au travers de la paroi du gabarit cylindrique 44 et sont maintenus à l'intérieur des tubes 40 au moyen des liens ou bandes d'attache 48. Des tubes de sortie (non représentés) sont prévus aux 5 extrémités extérieures des enroulements de tubes. Suivant le mode de réalisation représenté, le sang est _ pompé dans les tubes au moyen d'une pompe, mais grâce à un choix différent, par exemple des dimensions et de l'espacement des nervures, la pression artérielle peut suffire. 10 lorsqu'on l'utilise, l'ensemble des enroulements est placé dans un récipient extérieur (non représenté) qui peut être par exemple un récipient ou "container " réalisé en un matériau plastique transparent tel qu'en chlorure de polyvinyle. Selon un exemple de réalisation, l'espace entre la périphérie de 15 l'ensemble des enroulements et le récipient extérieur est rempli par un collier ou manchon gonflable de section transversale annulaire qui est placé autour de la périphérie des enroulements à l'état dégonflé, lorsqu'on le gonfle, le collier s'expand pour venir presser la paroi intérieure du récipient extérieur et la 20 couche externe de la feuille de plastique enroulée,et applique une pression égale et facilement contrôlable sur les enroulements, laquelle pression empêche ou restreint l'expansion ou la tendance au déroulement de l'ensemble lorsque le sang et le liquide dialysant sont appliqués à ou circulent dans ledit ensemble. 25 le liquide dialysant est fourni sous une pression appropriée au récipient soit à partir d'un réservoir de stockage ainsi disposé pour procurer une certaine pression, soit au moyen d'une pompe, les moyens d'alimentation en liquide dialysant ne sont pas représentés. Le liquide dialysant s'écoule en haut dans les 30 espaces 47 entre les tours successifs de la feuille 42 et, il atteint les bords inférieurs de chacun des tubes enroulés 40, par les passages formés entre la feuille 42 et les surfaces extézieures en regard des parois des tubes 40, en étant guidé par des nervures 50, 52 de la feuille qui sera décrite ci-après. 35 Le gabarit cylindrique 44 est fermé au fond, de sorte que le liquide dialysant passe seulement par les espaces laissés entre le gabarit 44 et le collier. Il y a un trop plein de liquide 70 39228 4 2066988 dialysant usé que l'on jette ou que l'on met en recirculation. Si la solution dialysante est mise en recirculation, il y a habituellement un remplacement partiel continu et une partie du liquide que l'on jette. 5 Le sommet du gabarit 44 est ouvert, comme on le voit, pour recevoir les tubes d'entrée 46. La feuille de plastique 42, conformément à un mode de réalisation de l'invention, est réalisée en polyéthylène par calandrage et est ensuite profilée, ou par extrudage et ensuite profilée, 1q la feuille présentant sur chaque surface une série de nervures équidistantes parallèles réalisées par des galets au cours du profilage de la feuille, les nervures présentant le même écartement et étant d'égale section transversale sur chaque surface. Les nervures 50 sur une surface font un certain angle avec les nervures 15 52 sur l'autre surface. Les nervures des deux côtés sont droites lorsque la feuille est en plan. De préférence, comme ici, les nervures dans chaque série forment des angles égaux par rapport à l'axe transversal A de la feuille, les nervures sur une surface étant inclinées en direction de l'axe d'un côté et les nervures 20 sur l'autre surface étant inclinées de l'autre côté. Les nervures font par conséquent à n'importe quel point de l'ensemble d'enroulements un angle égal sur lraxe du circuit sanguin à ce point là (c'est-à-dire la ligne médiane entre les bords des tubes plats). 25 Dans l'ensemble d'enroulements représentés, les nervures 50, 52 font un angle d'environ 30° sur l'axe du conduit sanguin et généralement un angle inférieur à 45° est avantageux. Par ce moyen, les chemins suivis par le liquide dialyseur au travers des surfaces des conduits sanguins 40 (parallèles aux nervures) sont 30 plus longs qu'ils le seraient si les nervures étaient disposées transversalement aux conduits sanguins» Les conduits sanguins sont donc situés dans un passage pour le liquide dialysant, les parois opposées de ce passage étant parallèles ou sensiblement parallèles, les nervures sur une paroi 35 faisant un certain angle avec les nervures sur la paroi opposée. En utilisation, les nervures touchent les parois du conduit sanguin, la pression extérieure due au sang étant équilibrée par 70 39228 5 2066988 la pression du collier gonflé. le sang, sous l'effet d'une légère pression dans le conduit, fait que les parois formant membrane du conduit se compriment des deux côtés sur les nervures de la feuille, les parois opposées de la feuille de plastique 5 constituant le passage contenant le conduit sanguin sont à une telle distance qu'aux points où une nervure sur une paroi croise une nervure sur l'autre paroi, les parois internes du circuit sanguin sont maintenues en contact, l'intérieur du conduit sanguin prend par conséquent la forme d'un labyrinthe, dans lequel 10 il y a des points régulièrement espacés où les parois sont en contact et, à la réunion de ces points, il y a des crêtes dans la paroi de conduit correspondant aux nervures comprimant l'extérieur du conduit. Le sang passant dans le conduit doit suivre un chemin 15 en zigzag très complexe, car il n'y a pas de chemins axiaux directs. On assure ainsi un bon mélange continu du sang et par conséquent un contact complet .et régulier de tout le sang passant dans l'appareil avec les parois semi-perméables du conduit. Ceci facilite un bon échange des substances dissoutes entre le s ang et 20 le liquide dialysant. Gomme il a été mentionné ci-dessus, les nervures dirigeant l'écoulement du liquide 50, 52 créent également des chemins étendus ou allongés pour le liquide dialysant en contact avec les parois des tubes 40, ce qui aide à rendre efficace l'utilisation du liquide. 25 la pression appliquée à l'ensemble des enroulements par le collier entourant et gonflé doit être commandée en fonction de la pression du sang dans son conduit pour s'oppo&er à la tendance qu'a la pression du sang à gonfler le conduit, et réduire ainsi la complexité de la forme interne du circuit 30 sanguin. Il est parfois avantageux d'utiliser une pression relativement élevée pour le sang dans le conduit lorsque ceci augmente la vitesse et le rendement de l'ultra-filtration de l'eau au travers de la mambrane allant du sang dans le liquide dialysant. la disposition décrite le permet. 35 II est cependant possible dans d'autres dispositions de réaliser une turbulence suffisante dans le sang en laissant un petit espace entre les parois formant mambrane à leurs points les 70 39228 6 2066988 plus rapprochés. les enroulements représentés peuvent être d'une taille convenable pour se conformer à un équipement standard. les deux enroulements 40 peuvent être, suivant une autre forme, être 5 remplacés par un tube unique pour le sang de largeur équivalente ou bien, si on le désire, d'une largeur plus grande qui permet une réduction de la hauteur de l'enroulement et procure une augmentation de la surface dialysante, ce qui permet une réduction de la longueur du conduit sanguin et de la feuille de 10 plastique. Des tubes d'entrée et de sortie uniques seulement sont nécessaires. Un avantage de l'ensemble représenté est qu'il peut être facilement soulevé depuis le récipient extérieur qui le contient et remplacé par un ensemble neuf. Il est réalisé en un matériau 1 5 facilement disponible. Ur}4vantage obtenu en utilisant une feuille de polyéthylène dans l'exemple ci-dessus est que la feuille peut être réalisée à partir de matériaux bruts peu coûteux" et peut être fabriquée par les procédés relativement peu chers de calandrage et de profilage 20 ou d'extrusion et de profilage, la feuille de polyéthylène est relativement souple et peut être réalisée sans bords vifs, ce qui est un avantage lorsqu'on l'utilise en contact avec des membranes semi-perméables réalisées en cellophane ou analogue. Elle est également stable en dimension pour ce qui est 25 de sa résistance à l'extension dans une direction quelconque. Ceci signifie que les espaces pour le sang et le liquide dialysant' sont maintenus après assemblage et qu'il y a peu.de possibilités pour la pression du sang dans le conduit de provoquer une distorsion de la feuille. Le fai^ue cette feuille 30 se présente sous la forme d'un ruban continu aœc&^iervures sur les deux côtés signifie que le liquide entrant entre la feuille et la membrane est maintenu en contact avec la membrane et est dirigé suivant les chemins désirés et est utilisé efficacement. 35 70 39228 7 2066988 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de^Éioyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 70 39228 8 2066988 . -RETEIEICATIONS- 1 Appareil d'hémodialyse pouvant être utilisé dans un rein artificiel, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit pour le sang présentant sur chacun de ses côtés opposés rapprochés une paroi en un matériau semi-perméable et, à l'extérieur et sur 5 chaque côté dudit conduit, une feuille en un matériau plastique définissant, avec la paroi de matériau semi-perméable en vis-à-vis, les parois d'un passage pour un liquide dialyseur, la feuille de matériau plastique présentant des nervures sensiblement parallèles dirigeant l'écoulement du fluide, dirigées vers et en 10 contact avec la paroi du matériau semi-perméable, les nervures sur un côté du conduit faisant un certain angle avec les nervures sur le côté opposé dudit conduit. 2.- Appareil suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les nervures des deux côtés du conduit font un angle aigu 15 égal avec l'axe du conduitetse croisent l'une par rapport à l'autre. 3.- Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit pour le sang se présente sous la forme d'un ou plusieurs tubes en un matériau semi-perméable enroulés ensemble 20 avec une feuille de matériau plastique , chaque tour ou enroulement "de chaque tube étant séparé du tour ou des tours adjacents du tube par un tour de la feuille en matière plastique enroulée, la feuille en matière plastique présentant sur les deux côtés des nervures parallèles, les nervures sur un côté de 25 la feuille faisant un certain angle avec les nervures sur l'autre côté. 4.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la feuille de matière plastique et le tube ou les tubes sont enroulés autour d'un gabarit cylindrique et les nervures de la 30 feuille font des angles inférieurs à 45° avec l'axe ou les axes du tube ou des tubes, les nervures sur un côté de -chaque tube se croisant avec les nervures sur le côté opposé du tube. 5.- A titre de produit industriel nouveau, la feuille en matière plastique, caractérisée en ce qu'elle ecrr^rer? 35 c u r c ha q_ue surface une pluralité de 70 39228 9 2066988 nervures sensiblement parallèles, les nervures sur un côté faisant un certain angle avec les nervures sur l'autre côté. 6.- Feuille suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est formée par extrusion ou calandrage du matériau 5 plastique et on forme ensuite les nervures au moyen de galets de profilage. 7.- Feuille suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle est en polyéthylène. 8.- Rein artificiel caractéris^ên ce qu'il comprend un 10 appareil d'hémodialyse suivant l'une quelconques des revendications 1 à 5.