Brevet FR2194449A1 — publié le 19740301

La présente invention concerne les dispositifs de dialyse ou d'ultrafiltration, notamment destinés à la purification du sang humain dans un rein artificiel. le dispositif de dialyse de l'invention, destiné à un rein artificiel, assure la séparation des fluides du sang humain par une membrane perméable, une partie de ces matières constituant des poisoas exogènes ou endogènes ou analogues, et traversant la membrane de manière à être balayés par un fluide de dialyse. le filtre lui-même, comprenant une membrane à intercalaire enroulé sous forme tubulaire et sa toile de support est déjà connu, et décrit dans le brevet des Etats-Unis d'bmérique n0 3 508 662 et d'autels brevets cités dans ce brevet. Bien que ce filtre donne en général satisfaction dans un dispositif de dialyse, il présente un inconvénient important, au moins lorsqu'on l'utilise comme décrit dans les brevets précités, car il nécessite une variation directionnelle importante de la membrane tubulaire enroulée en hélice. Cette disposition impose alorsss estt ion au passage . du courant sanguin dans la membrane, qui n'a pas une amplitude connue avec précision et qui en conséquence n'est pas facile à régler. L'invention concerne un filtre du sang humain comprenant un noyau de support et un corps de filtration formé dtun Normé ensemble intercalé enroulé en hélice d'une toile de support et d'une membrane tubulaire allongéede filtration du sang, supportée par le noyau en position de travail. La membrane a orifice d'entrée adjacent au pli externe du corps. Un conduit d'entrée de sang est relié à l'orifice d'entrée de la membrane et est monté, au cours du fonctionnementsssur le noyau, de manière à rendre minimal le déplacement du raccord pouvant provoquer une rupture. Un conduit de sortie de sang est relié à l'orifice de sortie de la membrane et comprend une cavité formée dans le corps de filtration et maintenant le dernier raccord cité en évitant toute rupture.La qualité est délimitée par des parois disposées à l'intérieur du pli externe du corps, sur une profondeur prédéterminée vers le noyau, si bien que les restrictions imposées à l'écoulement du sang dans la membrane, duos aux variations de la direction dsécoulemcnt, sont minimales. D'autres caractéristiques et avantages de 1 t invention ressortiront m eux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexes sur lesquels la figure 1 es un schc.a simplifié d'un rein artificiel comprenant le disyjositif de filtration de ltinvention, destiné à etre jeté après usage la figure 2 est une élévation latérale isolée du dispo sitif de filtration, à échelle agrandie, et en coupe, et elle montre les caractéristiques internes du filtre la figure D est une perspective partielle du corps de filtration du dispositif, et elle montre la cavité destinée au logement du raccord de sortie la figure 4 est une élévation latérale isolée du raccord de sortie de fluide, la coupe illustrant les caractéristiques internes ; et la figure 5 est une perspective du corps de filtration dont la couche externe de la toile est retirée pour montrer comment le raccord de sortie est porté dans une cavité du corps de filtration. On se réfère maintenant aux dessins et notamment à la figure 1 qui représente. un exemple de rein artificiel, portant la référence 10. Il faut noter que le dispositif 10 est du type utilisé pour ltultrafiltration ou la dialyse du sang humain et comprend à cette fin un conduit 12 d'entrée communiquant avec un raccord approprié fixé à 11 artère d'un malade, de manière qu'il laisse passer le sang du malade dans le dispositif de dialyse ou de filtration portant la référence générale 14.Plus précisément, une pompe péristaltique 16 ou d'un autre type convenable , entraînée par un moteur électrique 18, est montée dans le conduit 12 d'entrée de manière à chasser le sang dans le dispositif 14 avant le retrait des poisons exogencs ou endogènes. le sang purifié ou traité re vivent par le conduit 20 de sortie e au système circulatoire du p;tient, et il passe d:-ins une cb & .bre collectrice 22 qui re tire les bulles piégées dans le sang traité. On sait que la dialyse ou l'ultrafiltration qui a lieu dans le dispositif 1 4 comprend la circulation du san: hurnair, retiré du malade, tels que les fluides constituant des poisons traversent la membrane et sont entraines par un fluide de dialyse balayant la membrane perméable, comme décrit en détail dans la suite du présent mémoire. Il faut noter que le fluide de dialyse circule entre une réserve placée dans un réservoir 24 et le dispositif 14 sous la commande d'une pompe 26 commandée par un moteur 28 relié aux raccords 30 et 32. La partie qu'on vivent de décrire est classique et connue. En réalité, le corps de filtration, représenté sur les figures 2, 3 et 5, est aussi de type général connu, bien qu'il comprenne de plus les caractéristiques nouvelles qui constituent l'invention. La partie connue du dispositif 14 est sa réalisation générale qu'on décrit maintenant. le dispositif comprend un noyau interne 34 en matière plastique rigide supportant un corps de filtration enroulé sur lui, portant la référence 36, et comprenant une toile 38 de support, enroulée en hélice et alternant (voir figure 5) avec rne membrane tab:u- la ire allongée 40 de filtration du sang portée par le noyau 34 lors du fonctionnement, comme représenté sur la figure 2. La membrane 40 est dis-cndble et on sait que, lors du fonctionnement du dispositif 1G, elle sépare les fluides du sang qui contiennent des poisons exogènes ou endogènes. Plus précisément, le sang est chassé dans les spires de la membrane 40 et les fluides empoisonnés peuvent traverser les parois perméables. Le fluide de dialyse ou de lavage, qui peut être de l'eau, est pompe par l'entrée 32, à la face inférieure de l'ensemble 14. Comme le montre la figure 1, le fluide 24 parvient d'abord à une partie ferme 42 placée dns l'orifice inférieur du noyau ,4, et il passe de part et d'autre de cette fermeture, un anneau 44 d'étanchéité l'empêchant de contourner le corps 36 qui prend fortement appui contre l'anneau 44. Ainsi, le fluide 24 est chassé le long du trajet 46 de la figure 1, dans les espaces compris entre les spires de la toile P et nettoie ainsi la membrane 40 logée entre les spires de la toile 38.De cette manière, les poisons qui ont traversé les parois perméables de la membrane 40 sont entraînés à distance, ce cela est connu dans le fonctionnement du rein artificiel 10. Durant le procédé décrit5 une pression externe connue est appliquée contre la membrane 40 par un procédé destiné à opposer une résistance connue au sang circulant dans la membrane 40. La force appliquée a un effet important sur l.'ap- titube de la membrane 40 à effectuer une dialyse.Dans lgexem- ple représenté, cette force 48, qui est appliquée circonfé rentiellement sur le corps 36 comme le montre la figure 2, est assurée par introductioen à force du corps 36, formé d'un nombre choisi de spires de toile, dans des anneaux 50 et 52 de retenue ayant un diamètre choisi, assurant que la pression externe 48 voulue est appliquée. tans une variante, le corps 36 peut etre placé à l'intérieur et soumis à une pression choisie appliquée par un coussin gonflable. Il est important que les variations importantes du sens de la membrane 40 soient nidnimales, car ces variations introduisent une résistance à l'écoulement à traversa membrane, et cet écoulement ne peut Ctre réglé de façon précise. Pour éviter ces variations brutales de direction, on utilise la membrane 40 qui, comble représenté sur la figure 2, a à une ex trécité un tronçon associé à un orifice d'introduction 54, relié à un raccord 5S lui-même associé au conduit 12 d'entrée. A l'autre extrémité, la mebrane 40 aboutit à un tronçon qui déltsite un orifice de sortie 58 associé à un raccord analogue 56 et au conduit 20 de sortie. Avant de considérer les caractéristiques des raccords 56, il faut noter une caractéristique importante du corps 36, qui cort- bue à éviter des variations directionnelles bruts- les de la membrane 40. Cette caractéristique, telle que repré ecatée sur les figures 3 et 5, est une cavité 60 ayant une di- mensien telle qu'elle peut loger le raccord 56.La cavité 60 est avantageusement disposée à proximité de l'extrémité supérieure 62 du corps 36, et elle comprend des parois latérales courbes convergentes 64 et 66 qui dépassent du pli externe, vers ltintérieur du corps 56, vers le noyau 34, et une troisième paroi coopérante sensiblemnnt plane 68 qui constitue un siège pour le raccord 56. Une petite cavité 70 destinée à loger le conduit 20 dépasse de l'extrémité supérieure de la cavité 60. En pratique, comme le montre la figure 5, le raccord 56 de la membrane 40 peut être disposé à demeure à proximité du pli externe du corps 36 Si bien qu'il ne doit pas etre dévié de façon brutale, comme cela est nécessaire dans le cas où il dépasse du pli externe vers le noyau 34 pour être monté sur celui-ci. La description qui précède montre que non seulement la membrane 40 ne présente pas de changement brutal de direction, mais encore que la cavité 60 placée avantageusement dans le corps 36 comme décrit, et l'orifice coopérant 72 (figure 2) de fixation du raccord 56 au noyau 34, constituent des emplacements fixes pour les extrémités d'entrée et de sortie de la membrane 40. Ceci est important car tout déplacement de ces extrémités, dt par exemple à la pression appliquée contre la membrane 40 par le fluide de dialyse qui circule au contact, peut provoquer une rupture de la membrane donc une perte du sang humain circulant dans celle-ci. On se réfère maintenant à la figure 4 qui représente à grande échelle le raccord 56 de sortie. Comme représenté, ce raccord est analogue au raccord 56 d'entrée, et on n'en décrit qu'un seul. le raccord 56 comprend un bouchon interne 74 de préférence à section circulaire, comportant un trou 76 destiné à loger à force une extrémité du conduit 20. La surface externe cylindrique du bouchon 74 est usinée ou mou lée de manière qu'elle comporte une série de trois saillies radiales alternées 78 à 80, et des gorges concentriques 82. Un manchon conique externe 84 complète le raccord 56 et a un diamètre interne tel que le manchon 84 est monté à force sur le bouchon 74. le manchon 84 comporte aussi de préférence un flasque radial 86 qui, constituant une partie du raccord de sortie, favorise le logement de ce raccord sur la paroi 68 et, comme élément du raccord entrée, assure le logement dans le trou 72 de manier à raîntenii efficacement le raccord d'entrée sur le noyau 34. Lors du pontage du raccord 56 sur la membrane 40, le bouchon, interne 74 est placé dans ltorifice 58, et le man obon 84 est alors monté o force sur le bouchon 74, le tronçon de membrane 40 délimitant l'orifice 58 étant maintenu entre le bouchon 74 e-t le manchon 84. De plus, l'extrémité 88 du manchon 84, qui a une dimension légèrement inférieure à celle de la-nervure radiale 78 voisine d'une extrémité du bouchon 74 assure que l'orifice 88, avancé au-delà de la saillie 78, prend appui contre celle-ci en assurant le blocage du manchon. Cette disposition contribue évidemment au maintien du manchon 84 sur le bouchon 74. les nervures externes 79 et 80 constituent évidemment des joints empêchant toute fuite de sang entre les organes 74 et 84. il est bien entendu que l'invantion n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de filtration du sang humain, caractérisé on ce qu'Il comprend un noyau de support, un corps de filtration formé d'une toile de support et d'une membrane tubtl- laire allongée de filtration du sang, intercalées et enroulées en hélice, supportées en position de travail par le nQ::r, la membrane ayant un orifice d'entrée voisin de la spire externe du corps de filtration, un conduit d'introduction de sang comportant un raccord avec l'orifice d'introduction de la membrane est fixé à demeure sur le noeu de manière à rendre minimal tout déplacement du raccord pouvant entraîner une rupture, un conduit d'évacuation de sang ayant un raccord associé à la sortie de la membrane, et un dispositif empechant le second raccord de se déplacer, évitant ainsi qu'il ne se rompe, et comprenant une cavité du corps de filtration, la cavité étant délimitée par plusieurs parois dépassant vers l'intérieur depuis la spire externe du corps de filtration, sur une profondeur prédéterminée vers le noyau, Si bien que la restriction à l'écoulement du sang dans la membrane, due aux variations de la direction d'écoulement, est minimale. 2. Dispositif de filtration du sang humain, caractérisé en ce qu'il comprend u noyau de support, un corps de filtration cylindrique comportant deux extrémités et formé d'une toile de support et d'une membrane tubulaire allongée de filtration de sang, enroulées en hélice, et portées par le noyau, la menbrane as- ayant ::n orifice d'entrée adjacent à la première extrémité du corps et aussi au noyau de support, et un orifice de sortie adjacent à la seconde extrémité et adjacent au pli externe du corps de filtration, un conduit d'introduction de sang ayant un raccord avec l'orifice d'in troduction de la membrane et fixé sur le noyau de manière à rendre minimal tout déplacemett du raccord pouvant provoquer une rupture, un conduit de sortie de sang ayant un raccord associé à l'orifice de sortie de la membrane, et un dispositif empêchant les déplacements pouvant provoquer une rupture de ce raccord est formé d'une cavité placée dans le corps de filtrati-on, à proximité de sa seconde extrémité, la cavité étant délimitée par plusieurs parois tournées vers 11 intérieur depuis la spire externe du corps de filtration jusqu'à une profondeur prédéterminée vers le noyau, si bien que la restriction à ltécoulement du sang à travers la membrane, due au changement de la direction de l'écoulement, est minimale. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque raccord comprend un bouchon interne emmanché à force dans un manchon externe en position de travail, la partie de la membrane délimitant les orifices d'entrée et de sortie étant placée de façon étanche entre un bouchon et un manchon. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bouchon a une section circulaire et comporte plusieurs nervures concentriques distantes entre ses extrémités, la nervure adjacente d'une-extrémité constituant un siège maintenant le manchon en position, les autres nervures constituant des joints d'étanchéité. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les spires de la membrane sont adjacentes à la première extrémité du corps, sauf la dernière qui comprend l'orifice de sortie, cette derniere sipre étant dirigé de la première extrémité vers la seconde. 6. Dispositif de filtration de sang, caractérisé en ce qu'il comprend un corps ayant une membrane tubulaire allongée de filtration une membrane de support, toutes deux enroulées en hélice, la membrane de filtration ayant une extrémité de sortie munie d'un orifice de sortie et un orifice d'en trée placé à !autre extrémité, un raccord étant associé à l'orifice de sortie de sang, et un support placé dans le corps de filtration et destiné à porter le raccord, ce support assurant que le raccord dirige le courant de sang de ltorifjÇe00 de sortie vers une position autre que celle de ltextrémité de/ liement en hélice de la membrane de filtration, de manière qu'il assure un rétrécissement minimal du courant sanguin provenant de l'orifice de sortie. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support est une cavité du corps de filtration, et l'orIfice de sertie et le raccord sont logés dans cette cavité. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ltextrc.nité de sortie de la membrane de filtration est dirigée vers une position autre que celle de l'enroulement de la membrane, le support étant une cavité délimitée dans le corps de manière à loger le raccord, ayant une direction différente de celle de l'enroulement hélicoidal de la membrane de filtration.