Brevet FR2316971A1 — publié le 19770204

L'invention est relative à des dispositifs pour le traitement du sang (par exemple la dialyse), dans lesquels du sang s'écoulant selon des trajets délimites par des parois constituées par des membranes semi-perméables est soumis à un traitement de la part d'un fluide s'ecoulant de l'autre c8té desdites parois. Le but principal de l'invention est d'assurer une dialyse ou une oxygénation du sang qui soit peu coureuse, dans un ensemble de faibles dimensions, sans sacrifier cependant l'efficacité du traitement. Ce résultat et d'autres résultats encore sont obtenus, conformément à l'invention, par le fait que les trajets 3lscouie- ment du sang sont réalisés sous la forme de rangees tridimension- nelles de canaux étroits, allongés, disposés l'un contre l'autre, délimités chacun par deux parois, constituées par des me.ibranest disposéesen face l'une de l'autre, supportées suivant les arêtes des canaux par des éléments supports rectilignes, ch-=que trajet de fluide de traitement s'étendant à travers ladite rangée de canaux de telle manière que ses faces loncitudinales opposées soient exposées à des parois de canaux d'écoulement de sang différents de la rangée de canaux. L'invention porte aussi sur un dispositif du genre décrit ci-dessus, dans lequel les trajets de fluide de traitement comprennent une rangée tridimensionnelle de canaux étroits, armon es, stétendant parallèlement aux trajets du sana, des couches de canaux de fluide de traitement avoisinants alternant avec ces couches de canaux de sang, les canaux de sang et de fluide de traitement étant réalisés, l'un par rapport à l'aufre, e manière à produire des conditions d'écoulement essentiellement uniformes pour la totalité du sang et du fluide de traitement, de préférence étant aussi prévue une rangée tridimensionnelle d'éléments supports parallèles. allongés, alignés, des paires d'éléments supports opposés suivant leurs arêtes maintenant ou serrant l'une contre l'autre suivant des lignes des paires correspondantes de parois constituées par des membranes de manière à définir les arêtes de canaux de sang correspondants et des paires d'éléments supports opposés latéralement coopérant avec des parois de canaux de sang opposés latéralement pour délimiter des canaux de fluide de traitement correspondants. Le dispositif est de préférence réalisé sous la forme d'un empilement de sous-ensemles, comprenant chacun des éléments supports réunis par un châssis des sous-ensembles contigus de l'empilement étant séparés par une paire de membranes réalisées sous forme de feuilles.De préférence, des paires contiguës de sous-ensembles comprennent des évidements alignés s1 étendant transversalement par rapport aux éléments supports, définissant des moyens pour amener du sang non traité à une première extré de de raque canal de sang. et un passage traverse chaque sousensemble, transversalement par rapport aux éléments supports, en définissant des moyens pour amener du fluide de traitement aux canaux de fluide de traitement délimités de chaque côté par les éléments supports. L'invention porte aussi sur un agencement d'arrivée de sang qui subdivise une arrivée de sang en courants parallèles, dis tacets relativement petits, traversant des canaux de sang cor respondRnts, moyennant quoi des conditions d'écoulement rapides et uniformes peuvent- etre assurées pour le sang, de préférence avec un agencement d'arrive de fluide de traitement qui amène le fluide de traitement à s'écouler successivement à travers des trajets d'écoulement raccordés en série, moyennant quoi chaque élément de fluide de traitement est utilisé pour traiter du sang dans de nombreux canaux de sang, de telle manière que le fluide de traitement puisse entre amené par gravité, avec un débit minimal d'arrivée indispensable de fluide. invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif ais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective, en partie arrachée, d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, - la figure 2 est une coupe schématique suivant la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective explosée, en coupe partielle, d'une partie du dispositif de la figure 1 ; et - la figure 4 est une coupe schématique suivant la ligne 4-4 de la ligure 1. Le dispositif 10 est réalisé sous la forme d'un empilement de sous-ensembles identiques 12 et d'ensembles de fermeture 14 disposés à la partie supérieure et à la partie inférieure de l'empilement. Cet empilement est maintenu assemblé, et son étanchéité est assurée > par des moyens classiques, tels que des bou lons 16 qui traversent des ouvertures 18 disposés aux extrémités opposées de chaque sous-ensemble ou ensemble 12, 14 de l'empi- lement. Chaque sous-ensemble 12 comporte un châssis rectangulaire 20 présentant une partie centrale rectangulaire ouverte 22. Un certain nombre de nervures longitudinales parallèles 24 sont montées dans l'ouverture Li selon une rangée. Les nervures 24 peuvent être réalisées en n'importe quel matériau, (par exemple en acier inoxydable), présentant une rigidité suffisante pour leur permettre d'assurer leur fonction porteuse, ainsi qu'on l'exposera ciaprès. Dans un dispositif caractéristique, les nervures peuvent avoir une épaisseur de 1 mm et la même hauteur que l'épaisseur maximale du sous-ensemble 20, par exemple 0,5 cm, avec un espacement de 3 mm.Les nervures 24 sont montées dans le châssis 20 par leurs extrémités longitudinales qui sont encastrées dans des fentes verticales de dimensions appropriées (voir figure 3) ménagées dans les parois d'extrémités longitudinales 23 de ltouver- ture 22. Un trou 26 traverse le châssis 20 et les parties d'extrémités des nervures 24, au voisinage immédiat de chaque extrémité de l'ouverture 22.Un tube creux L81 de dimen > -ons appropriées est logé à frottement doux dans le trdù oo. Une fente horizontale 30 est découpée dans chaque paroi d'extrémité de l'ouverture 22 et communique avec le trou 26 associé.Le tube 28 comporte une fente longitudinale allongée 3 qui s'étend suivant toute la largeur de l'ouverture 22 et est alignée avec la fente 30. Des évidements 34 s'étendent sur toute la largeur du châssis 20 suivant les surfaces supérieure et inférieure de celui-ci, à chaque extrémité longitudinale, au-dela des emplacements des trous 26. Les évidements 34 de sous-ensembles 12 contigus forment une ouverture destinée à recevoir un tube creux 30 qui s'étend sur toute la largeur du châssis 20 et qui présente une fente 38, disposée horizontalement, qui se trouve en face de l'ouverture 22 du châssis 20. Les extrémités longitudinales du châssis 20, au-delà des évidements 34, ont une épaisseur A qui est légèrement supérieure à l'épaisseur B du châssis de l'autre côté des évidements 34. Comme on le voit mieux sur la figure 2, ce mode de construction forme des ouvertures 40 dans l'empiLement entre sous-ensembles 12 contigus, chacune de ces ouvertures étant alignée avec la fente associée 38 d'un tube 36. Une double épaisseur de membrane semi-perméable 42 (par exem ple de cellulose régénérée, connue sous le nom de marque Cellophane) est disposée entre sous-ensembles 12 contigus et est de dimensions telles qu'elle recouvre toute la largeur du dispositif 10 et la longueur de chaque châssis 20 entre les évidements 34 situés aux extrémités de ceu > -ci. Chaque double épaisseur de membrane 42 s'étend entre deux tubes 36 > les fentes 38 de ces tubes communiquant avec l'espace situé entre les deux épaisseurs de membrane 42. Comme on le voit mieux sur la figure 4, les nervures de sous-ensembles 12 contigus (par exemple les nervures 24a, 24b) sont alignées verticalement l'une avec l'autre et, de préférence mais non nécessairement. sont dimensionnées de manière à presser entre elles la double épaisseur interposée de membrane 42, comme on l'a indiqué en 44, en formant ainsi une série de canaux de sang C, disposés côte à côte, qui ont pratiquement 100% de leur surface formée par la membrane 42.Les nervures de n4 importe quel sous-ensemble 12 (par exemple les nervures 24s) coopèrent aussi avec les simples épaisseurs de membrane 42, immédiatement en dessus et immédiatement en dessous de ces nervures, pour délimiter des canaux de fluide de traitement D. Comme on le voit sur la figure 4, chacun des canaux de sang C est entouré de fluide de traitement contenu dans les canaux D, situés au-dessus et audessous, et chaque canal de fluide de traitement D (sauf ceux situés contre les ensembles de fermeture 14) agit simultanément sur le sang circulant dans deux canaux de sang C séparés. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le sang (schématisé par des flèches en trait interrompu) pénètre dans le dispositif 10 par un conduit 46 et en sort par un conduit 48. Les conduits 46 et 48 communiquent avec les canaux intérieurs (non représentés) des ensembles 50a, 50b qui sont disnosés le long des côtés de t'empilement de sous-ensembles 12 et assurent la communication avec les divers tubes 36. L'ensemble 50a met en communication le conduit 46 directement avec chacun des tubes 46 de telle ma nierez comme on le voit mieux sur la figure 2, que du sang est amené à l'ouverture 4C associée à chaque tube 36 et ensuite à chacun des canaux de sang C simultanément.Les ouvertures 40 assurent une pression uniforme au sang amené à to1 couche considérée. Une fois xue le sang a parcouru la longueur de la membrane 42, du tube 36, par où il est amené (c'est-à-dire sur la figure 1 de l'extrémité de droite de-chaque sous-ensemble 12), au tube 36 situé à ce niveaut il quitte le dispositif par des passages prévus dans l'ensemble SOb qui raccordent ces tubes 36 au conduit 48. Le fluide de traitement (schématisé par des flèches en trait plein) pénètre dans le dispositif 10 par un conduit 52 et en sort par un conduit 54. Les conduits 52 et 54 communiquent avec des passages intérieurs des ensembles 56a, 56b qui sont disposés symétriquement par rapport aux ensembles 50 décrits cidessus. Comme on le voit mieux sur la figure 2, bien qu'on ne l'ait représenté que schématiquement le fluide de traitement provenant d'une source 58 est amené par le conduit 52 uniquement au tube 28 situé à l'extrémité de gauche du premier sous-ensemble 12 Le fluide de traitement parcourt toute la longueur du sous-ensemble 12, dans les canaux D disposés côte à côts de celui-c@, et pénètre ensuite dans le tube 28 à l'extrémité opposés (c'est-àdire de droite) du premier sous-ensemble 12.Les ensembles 56 comportent des passages intérieurs (non représentés ici) qui communiquant avec les tubes 28 appropiés des sous-ensembles 22 sontiqus, la sorte que le fluide de traitement parcourt le dispositif en zigzag à travers les canaux D ce tous les sous-ensam les as avant d de quitter le enter sous-ensemble as L conduit 54. Comme il résulte clairement de ce qui précède, notamment de la figure 4, le dispositif 10 fournit un grand nombre de canaux de fluide, dont un premier jeu (canaux C) transporte le sang et un second jeu canaux D) le fluide de traitement. Ces 50-r- t disposés en chouches alternées de canaux situés côte, de telle manière que chaque couche de canaux C soit intercalée entre deux couches de canaux D. D'une manière analogue: mais non pourles cauches supérieure et inférieure de canaux D, draque couche de canaux D est en contact avec deux couches de canaux C le long des parois de membrane 42. Avec cet agencement, dans lequel chaque canal intérieur D dessert deux canaux de sang Çt l'experoence a montré que as canaux D pouvaint presenter une section droite bien plus faible que jusqu'à présent. Ainsi, par exemple, avec une longueur de 40 cm et une largeur de 20 cm, pour chaque ouverture 20 d'un empilement de cinq sous-ensembles 12 > on obtient une surface de membrane 42 convenable pour une dialyse du sang humain. Avec la disposition, conforme à l'invention, de chaque canal D desservant deux canaux C, on peut cependant obtenir une dialyse satisfaisante avec un tel dispositif, même si la section droite totale de tous les ca naux D est réduite de 40% environ par rapport aux dispositifs antérieurement connus dans lesquels chaque canal D ne dessert qu'un canal C. Il en résulte évidemment, une réduction importante des dimensions du dispositif 10 et du value de liquide de traitement ssaire pour chaque séance de dialyse sur un patient. Comme Il va de soi et contre il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement du sang, comportant des trajets d'écoulement du sang délimités par des parois constituées par des membranes semi-perméables et des trajets d'écoulement du liquide de traitement, exposant le sang au fluide de traitement suivant ltéçendue de ces membranes, caractérisé en ce que les trajets d'écoulement du sang sont réalisés sous la forme de rangées tridimensionnelles de canaux (C) étroits, allongés, disposés l'un contre l'autre, délimités chacun par deux parois, constituées par des membranes (42), disposées en face l'une de l'autre, supportées suivant les are tes des canaux par des éléments supports rectilignes (24a > 24b > 24c) > chaque trajet de fluide de traitement (D > s'étendant- à travers ladite rangée de canaux de telle manière que ses faces longitudinales opposées soient exposées à des parois de canaux d'écoulement de sang différents de la rangée de canaux. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trajets du fluide de traitement comprennent une rangée tridimensionnelle de canaux (o) étroits, allongés, s'étendant parallèlement aux trajets du sang tC), des couches de canaux de fluide de traitement avoisinants (D) alternant avec des couches de canaux de sang (C), les canaux de sang et de fluide de traitement étant réalisés, l'un par rapport à l'autre, de manière à produire des conditions d'écoulement essentiellement uniformes pour la totalité du sang et du fluide de traitement. 3. Dispositif selon la revendication 21 caractérisé en ce qu'il cosporte une rangée tridimensionnelle d'éléments supports parallèles, allongés, alignés (24), des paires d'éléments supports opposés suivant leurs arêtes (24a, 24b ; 24b, 24c) maintenant l'une contre l'autre des parois, constitués de membrane, formant des paires, pour délimiter les côtés de canaux de sang C correspondants et des paires d'éléments supports opposés latéralement coopérant avec les parois de canaux de sang opposés latéral lement pour délimiter des canaux de fluide de traitement correspondants. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un empilement de sous-ensembles (12), chaque sousensemble comprenant un certain nombre d'éléments supports réunis par un châssis, les sous-ensembles contigus de l'empilenent étant séparés par deux épaisseurs de membrane (42). par un châssis, les sous-ensembles contigus de l'empilement étant séparés par deux épaisseurs de membrane (42). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que deux sous-ensembles contigus corportent des évidements alignés (34), s'étendant transversalement par rapport aux éléments supports, définissant des moyens pour amener du sang non traité à une première extrémité de chaque canal de sang. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caac- térisé en ce qu'un passage (26) traverse chaque sous-ensemble transversalement par rapport aux éléments supports (24), en définissant des moyens pour amener du fluide de traitement ax canaux de fluide de traitement délimités de chaque côté par lesdits éléments supports. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un agencement d'arrivée de sang (46, 5osa, figure 2) est prévu pour diviser une arrivée de sang en courants parallèles, discrets, relativement petits répartis dans des canaux de sang correspondants, pour assurer au sang des conditions d'écoulement et de traitement uniformes. 8. Dispositif selon lés revendications 2 à 6 deprêférence combinées à la revendication 7, caractérisé en ce qu'un agencement d'arrivée de fluide de traitement (52 56a figure 2) est prévu pour amener le fluide de traitement à s'écouler successivement à travers des trajets d'écoulement raccordés en série, afin que chaque élément de fluide de traitement soit utilisé pour traiter du sang contenu dans un certain nombre de canaux de sang.