Brevet FR2267118A1 — publié le 19751107

La présente invention concerne une cartouche de dialyse enroulée, destinée particulièrement aux reins artificiels extracorporels. On cannait actuellement des cartouches de dialyse appelées cartouches à plaques, qui comprennent une première et une deuxième couches supports qui sont opposées et planes. Entre cette première et cette deuxième couche se trouve une membrane dialysante à l'intérieur de laquelle on fait passer le sang qui doit être dialyse. Dans ces types déjà connus, des éléments en relief, constitués par des éléments pyramidaux à hase carrée, sont réalisés sur les faces tournées l'une vers 1'autre dans la première et la deuxième couches supports, et sont uniformément répartis-sur ces couches. Ces éléments en relief ont pour but de favoriser une distribution uniforme du liquide dialysant que l'on fait passer au contact de la surface extérieure de la membrane dialysante, pour effectuer la dialyse du sang. On a vu ensuite apparaître des cartouches -c u*.^;rse enroulées, dans lesquelles les couches supports de la membrane sont enroulées en spirale et logées dans une enveloppe extérieure qui a généralement une forme cylindrique. L'emploi de couches supports à éléments pyramidaux à base carrée disposés symétriquement par rapport à un plan n'a pourtant pas été possible dans les cartouches enroulées du fait que, en enroulant les deux couches, on provoque inévitablement un encastrement entre les éléments pyramidaux opposés, ce qui obstrue la section de passage du liouide dialysant. Pour éviter cet inconvénient, on a présenté diverses solutions en conformant de diverses façons les faces oui se regardent ûans 1 es deux couches supports des cartouches de dialyse enroulées. Bien que les solutions adoptées aient donné des résultats satisfaisants, e?3es n'ont pas toujours été en mesure de produire une dictri'jutioa uniforme du liquide dialysant, comme celle qu'on pouvait obtenir avec des couches supports comportant des éléments en relief pyramidaux à base carrée. La présente invention a précisément pour but d'éviter les inconvénients précités, en réalisant une cartouche de dialyse enroulée dans laquelle on emploie des couches supports comportant d«r» éléments en relief pyramidaux à base carrée sur les faces qui se regardent, tout en évitant la possibilité d'encastrement entre les éléments pyramidaux des deux couaL.r» Un autre objectif de l'invention consiste à réaliser une cartouche de dialyse enroulée dans laquelle les couches supports, tout en * assurant une distribution uniforme du liquide dialysant, r« peuvent absolument pas obstruer l'écoulement sanguin à dialyser. 2 2267118 Un autre objectif de l'invention consiste à créer une cartouche de dialyse enroulée dans laquelle les couches supports sont facilement réalisables, et en même temps procurent une garantie et sûreté absolues de bon fonctionnement. 5 Oes objectifs ainsi que d'autres qui ressortiront mieux par la suite, sont atteints par une cartouche de dialyse enroulée, destinée spécialement aux reins artificiels extracorporels, conforme à l'invention, qui comprend: une enveloppe extérieure, un élément support enroulé à l'intérieur de cette enveloppe extérieure et constitué par 10 une première et une deuxième couches en forme de bandes qui se font face; une membrane de dialyse tubulaire, aplatie et disposée entre les première et-deuxième couches supports et s'étendant sur toute la longueur de ces couches, cette cartouche étant caractérisée en ce qu'elle comprend, sur les faces qui se regardent dans les deux couchés, 15 des éléments on relief uniformément répartis sur ces couches et alignés entre eux longitudinaleraent et transversalement, des sillons longitudinaux et des sillons transversaux à peu près perpendiculaires entre eux et formés par les éléments en relief, ces sillons étant inclinés dans un certain sens sur la direction longitudinale dudit 20 élément support dans la première couche, et étant inclinés dans le sens opposé sur la deuxième couche relativement à la direction longitudinale de cet élément support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris â la lecture de la description détaillée qui va suivre 25 d'un exemple de réalisation préféré mais non exclusif, et en se référant aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif sur lesquels: La fig. 1 représente schématiquement une cartouche de dialyse enroulée, sectionnée suivant un plan perpendiculaire à l'axe de 30 l'enveloppe extérieure; La fig. 2 représente schématiquement et à plus grande échelle deux couches qui se font face et sont superposées; •La fig. 3 représente une coupe suivant la ligne 111—III de la fig. 2; 35 La fig. 4 représente schématiquement une autre forme de réalisation d'une couche support en forme de bande; -v. fig. 5 représente à plus grande échelle une partie de la couche de la fig. 4, et de plus, schématiquement et en petits traits, elle re^vHaéiiîsî deux j "ches se faisant face et superposées; 40 La fig. 6 représente une coupe suivant la ligne VT—VI de la figo 5> 3 2267118 La fig. 7 représente une coupe suivant la ligne 7II-7II de la fig- 5? La fig. 8 représente une coupe suivant la ligne "VIII—VIII de la fig. 5; 5 La fig. 9 représente une coupe suivant la ligne IX-IX de la figo5« On voit sur les figures précitées que la cartouche de dialyse enroulée 1 comprend une enveloppe 1a qui a la ferme d'une "boite cylindrique, tubulaire et creuse, qui comporte sur la face intérieure et sur la face extérieure de cette enveloppe des embouchures qui seront 10 décrites plus complètement dans la suite. A l'intérieur de l'enveloppe extérieure 1a, se trouve un élément support enroulé en spirale et constitué par une première couche en forme de bande 2a, et une deuxième couche en forme de bande 2b faisant face et superposée à la précédente. 3ntre la couche 2a et la couche 2b 15 se trouve une membrane de dialyse 3, tubulaire et aplatie, qui s'étend * sur toute la longueur des couches 2a et 2b. Chaque couche 2a et 2b comporte une base 4 qui» sur les faces qui sont voisines de la membrane de dialyse 3, comporte des éléments en relief uniformément répartis et constitués par des éléments pyramidaux 20 réguliers 5a à base carrée. Ces éléments pyramidaux sont alignés entre eux longitudinalesent et transversalement, de façon à former entre eux des sillons ou passages longitudinaux 6 et des sillons ou passages transversaux 7, disposés perpendiculairentent entre eux. Sur la première couche 2a, les sillons longitudinaux sont 25 inclinés dans un sens relativement à la direction longitudinale de la première couche, tandis que sur la deuxième couche 2b, les sillons longitudinaux 7 sont inclinés dans le sens opposé relativement à la direction longitudinale de la deuxième couche 2b. On forme ainsi un certain angle entre les sillons longitudinaux de la première couche et 30 les sillons longitudinaux de la deuxième couche. Ainsi que des essais expérimentaux l'ont montré, ces inclinaisons empêchent que les éléments pyramidaux 5 de la première couche puissent s'encastrer dans les éléments pyramidaux 5 de la deuxième couche. Avec cette disposition relative entre les sillons longitudinaux de la première et de la 35 deuxième couche, on obtient en effet que les sommets de certaines pyramides de la première couche se trouvent en contact avec les sommets d'autres pyramides de la deuxième couche, ce qui rend impossible un encastrement entre les couches elles-mêmes. Des essais expérimentaux ont également montré que le nombre des points de contact, et psr suite 40 également la distance entre ces points, est une fonction de l'angle 4 2267118 compris entre les sillons longitudinaux 6 de la première couche et les sillons longitudinaux 6 de la deuxième couche. On a constaté de plus que l'on obtient les meilleurs résultats quand les sillons longitudinaux des deux couches forment entre eux un angle de 12°. Pour obtenir une distribution uniforme du liquide dialysant, il faut que les sillons longitudinaux de la première couche forment un angle de 6° avec la direction longitudinale de cette couche, tandis que les sillons longitudinaux de la deuxième couche forment un angle de 6° dans le sens opposé avec la direction longitudinale de la deuxième couche, si bien qu'il existe un angle de 12° entre les sillons longitudinaux des deux couches. Pour augmenter le contact entre le liquide dialysant, qui est envoyé axialement dans l'enveloppe 1a ainsi qu'on le sait, et la membrane 3 soutenue par les couches 2a et 2b, on s'est rendu compte que l'on peut disposer les sillons longitudinaux 6 de façon qu'ils forment un angle voisin de 45° avec la direction des couches elles-mêmes. On trouve, d'une façon plus précise, que les sillons longitudinaux de la première couche forment avec la direction longitudinale de la première couche un angle voisin de 45° par défaut, tandis que les sillons longitudinaux de la deuxième couche forment un angle voisin de 45° par excès avec la direction longitudinale de la deuxième couche. Comme indiqué précédemment, pour obtenir les meilleurs résultats également dans ce cas, les sillons longitudinaux 6 de la première couche 2a doivent former un angle de 12° avec les sillons longitudinaux 6 de la deuxième couche 2bo Dans une autre forme de réalisation représentée sur les fig. 4 à 9, chacune des couches 2a et 2b, réalisées de façon identique, comporte des éléments en relief constitués par des éléments pyramidaux réguliers 5, dont les faces latérales opposées sont disposées à 90°, ces éléments étant uniformément répartis suivant des rangées 16 qui s'étendent longitudinalement sur chacune des couches 2a et 2b. Dans cette forme de réalisation également, les éléments pyramidaux 5 sont alignés entre eux longitudinalement et transversalement sur les couches 2a et 2b. Sur les couches 2a et 2b, toujours sur les faces qui sont en contact avec la membrane de dialyse 3» on prévoit une deuxième catégorie d'éléments en relief constitués par des éléments prismatiques 20 dont la base est allongée dans une direction inclinée relativement à la direction longitudinale des rangées 16» D'une façon plus précise, les éléments prismatiques 20 ont une base en forme de parallélogramme dont y 2267118 les faces extrêmes 20a sont parallèles à la direction des rangées transversales 16; en outre, le sommet des éléments 20 est une arête 20b disposée parallèlement à la grande dimension de la base des éléments 20. Les éléments prismatiques 20, qui ont de préférence une inclinaison de 45° relativement à la direction des rangées 16, sont disposés côte-à-côte et alignés lon;d. tudinalement avec les raies longitudinales formées entre les rangées 16. En outre, les éléments 20 ont leurs grandes faces latérales perpendiculaires entre elles, si on les sectionne dans une direction perpendiculaire à leur longueur. Les éléments 20, disposés comme indiqué précédemment, alternent avec les rangées 16 qui sont formées par les éléments pyramidaux 5* Sn outre, chaque groupe d'éléments 20 aune inclinaison de sens opposé à celle du groupe d'éléments 20 le plus proche. Pour accroître également dans cette forme de réalisation la zone de contact entre le liquide dialysant et la membrane de dialyse 3, les rangées 16, qui sont disposées longitudinalement par rapport à la direction longitudinale des couches 2a et 2b dans la- forme de réalisation précédemment décrite, peuvent être disposées -vtrf irclineico» de 45° relativenent à la dirontIon des bandes elles-mêmes. Dans cette forme de réalisa t.-: oh. In présence des éléments prismatiques 20, qui ont des inclinaisons opposées sur les couches 2a et 2b se faisan* face, empêche que. lorsqu'on enroule les "bandes 2a et 2b, les éléments pyramidaux 5 à base carrée puissent s'encastrer enxre eux, et de nlus, ils servent à serrer la membrane dialysante 3 entre eux en s'opposant à ses déplacements éventuels, ce qui assure une disposition uniforme et homogène de cette membrane. Dans toutes les formes de réalisation précédemment décrites, on prévoit une première couche 2a et une deuxième couche 2b qui se font face. Chacune de ces couches comporte une base 4 réalisée en une matière plastique comme la couche elle-même. Four diminuer la quantité de matière plastique employée, on peut réaliser l'élément support âe façon qu'il porte la première couche sur une face et la deuxième couche 2b sur l'autre face. Cette forme de réalisation ne comporte aucune modification de conception relativement aux descriptions précédentes, du fait que la membrane de dialyse 3 est tenue entre l'élément support disposé en s~irale, et nue la première c- uche se trouve sur une spire tandxs nue la deuxième couche est présente sur la spire voisine dans la forme de .-*■>»»*•*•«» précédemment. On obtient ainsi les rrinclpes de fonctionnement, tout en bénéfl"'"nt d'une économie de matière 6 2267118 plastique. Il faut ajouter à ce qui précède que, dans toutes les dispositions décrites précédemment, les éléments pyramidaux 5 réalisent entre chaque couche et la membrane elle-même, des canaux permettant le 5 passage uniforme et réparti du liquide dialysant, tout en permettant la formation de canalicules dans la membrane de dialyse 3, ce qui- facilite l'écoulement uniforme du sang à l'intérieur de cette membrane de dialyse 3» On décrira maintenant la réalisation des embouchures d'entrée et 10 de sortie du sang dans la membrane de dialyse 3» Ces embouchures sont constituées par un raccord 30 qui comporte un conduit 31 orienté perpendiculairement et communiquant avec un élément d'entrainement de liquide 32. D'une façon plus précise, l'élément d'entrainement 32 est installé à l'intérieur, près d'une extrémité de la membrane de dialyse 15 3, tandis que le conduit 31 sort à l'extérieur de cette membrane 3» De plus, on prévoit un disque de serrage 33 à vis ou a baïonnette, qui bloque la membrane 3 en agissant en liaison avec une paroi de l'élément d'entrainement 32. De préférence on interpose une garniture 34 entre le disque de serrage 33 et la membrane 3. L'élément d'entrainement 32 20 forme intérieurement une chambre 35 communiquant avec l'intérieur de la membrane 3° En outre, la paroi opposée à la paroi qui porte le disque de serrage 33 sert à maintenir à une certaine distance l'autre partie de la membrane tubulaire, pour éviter la production d'obstructions à l'écoulement normal du sang à l'intérieur de la membrane, 25 La description précédente montre que la présente invention atteint tous les objectifs prévus; on souligne en particulier le fait que les formes de réalisation décrites permettent d'utiliser des couches supports comportant des éléments en relief en forme de pyramide carrée, ce qui crée une distribution uniforme de l'écoulement; aussi bien du 30 sang que du liquide dialysant, sans aucun risque d'encrassements, de zones mortes ou d'obstructions de type quelconque» Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits '-iniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 35 En outre, tous les détails techniques peuvent être remplacés par d'autres éléments équivalents. Dans la pratique, les matières employées ainsi que les dimensions adoptées peuvent être quelconques suivant les nécessités de chaque cas parti culic,p\ 7 2267118 B5Y3NDICATIQ2TS 1) Cartouche de dialyse enroulée, destinée plus spécialement aux reins artificiels extra—corporels, comprenant une enveloppe extérieure, un élément support enroulé à l'intérieur de cette enveloppe extérieure 5 et constitué par une première et une deuxième couches en forme de "bandes qui se font face; une membrane de dialyse tubulaire, aplatie et disposée entre les première et deuxième couches supports et s'étendant sur toute la longueur de ces couches, cette cartouche étant caractérisée en ce qu'elle comprend, sur les faces qui se regardent dans les deux 10 couches, des éléments en relief uniformément répartis sur ces couches et alignés entre eux longitudinalement et transversalement, des sillons longitudinaux et des sillons transversaux à peu près perpendiculaires entre eux et formés par les éléments en relief, ces sillons étant inclinés dans un certain sens sur la direction longitudinale dudit 15 élément support dans la première couche, et étant inclinés dans le sens opposé sur la deuxième couche relativement à la direction longitudinale de cet élément support. 2) Cartouche de dialyse enroulée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les sillons longitudinaux ont sur la première 20 couche uns orientation voisine de 45° par défaut relativement à la direction longitudinale de cette première couche, et que les sillons longitudinaux ont sur la deuxième couche une orientation voisine de 45° par excès relativement à la direction longitudinale de cette deuxième couche. 25 3) Cartouche de dialyse enroulée selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les sillons longitudinaux de la première couche forment un angle compris entre 5 et 25° avec les sillons longitudinaux de la deuxième couche» 4) Cartouche de dialyse enroulée selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les sillons longitudinaux de la première couche forment un angle voisin de 12° avec les sillons longitudinaux de la deuxième couche. 5) Cartouche de dialyse enroulée selon les revendications 1 à 4» caractérisée en ce que les éléments en relief sont constitués par 35 des pyramides régulières à base carrée. 6) Cartouche de dialyse enroulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5> caractérisée en ce qu'elle comprend sur les faces de la première et de la deuxième couches qui se regardent, des éléments en relief constitués par des éléments pyramidaux réguliers 40 à base carrée uniformément répartis dans des rangées disposées 8 2267118 longitudinalement sur ces couches, et des éléments en relief constitués par des éléments prismatiques à "base allongée dans une direction inclinée relativement à la direction longitudinale desdites rangées, ces deuxièmes éléments en relief étant disposés côte-à-côte et alignés 5 longitudinalement relativement à la direction des couches et alternant avec lesdites rangées, 7) Cartouche de dialyse enroulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les éléments prismatiques à base allongée ont une base à peu près en forme de parallélogramme 10 dont les faces extremes sont parallèles à la direction desdites rangées, le sommet de ces éléments prismatiques étant constitué par une arête parallèle à la direction de la base elle-même. 8) Cartouche de dialyse enroulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7» caractérisée en ce que lesdits éléments 15 prismatiques à base allongée sont réunis en groupes constitués par des éléments prismatiques disposés côte-à-côte et alignés longitudinalement avec les passages longitudinaux formés par lesdites rangées, lesdits groupes alternant avec lesdites rangées, et les éléments prismatiques de deux groupes contigus ayant des inclinaisons de sens 20 opposé. 9) Cartouche de dialyse enroulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdites rangées sont orientées à peu près à 45° àe la direction longitudinale des couches. 10) Cartouche de dialyse enroulée selon les revendications 1 à 9, 25 caractérisée en ce que la première couche et la deuxième couche sont réalisées sur les faces opposées dudi.t élément support.