Dialysator und Membranen

Question 1

Was versteht man unter einer Membran?

Answer 1

Eine Membran ist eine semipermeable Haut, die zwei Phasen voneinander trennt. Dabei entspricht sie selbst einer Phase und ist je nach Aufbau für verschiedene Stoffe durchlässig.

Question 2

Nennen Sie Triebkraftarten.

Answer 2

 Hydrostatischer Druck an der Membran
 Konzentrationsgradient
 Dampfdruck
 Elektrochemisches Potenzial

Question 3

Welches Material wird für die Membran für die Dialyse verwendet?

Answer 3

 Polymere
 Hierbei kann man zwischen natürlichen Polymeren (Zelluloseabkömmlinge aus Baumwolle) und künstlichen Polymeren (Heterogene Materialien) unterscheiden. Früher wurden vermehrt nat. Polymere verwendet, heute eher künstliche Polymere.

Question 4

Wie sind die Druckverhältnis von A) des Blutes und B) der Dialysierflüssigkeit beim Einlass und Auslass des Dialysators?

Answer 4

A) Blut: Einlass= 120mmHg; Auslass= 70mmHg
B) Dialysierflüssigkeit: Einlass= 120mmHg; Auslass= 70mmHg; jedoch ist die Fließrichtung genau umgekehrt zur Fließrichtung des Blutes

Question 5

Nennen Sie die Sterilisationsverfahren für eine Dialysatormembran.

Answer 5

 ETO: günstig, geringe Beanspruchung der Polymere, jedoch nicht umweltfreundlich
 Dampf (120C°): sicheres und zuverlässiges Verfahren, umweltfreundlich, jedoch nicht für viele Polymere geeignet, da sie die thermischen Belastungen nicht standhalten
 ɤ-Bestrahlung: (ionisierende Strahlung; Kobald-60): gut reproduzierbar, günstig, großer Durchsatz, jedoch nicht für alle Polymere geeignet wegen physikalischen und chemischen Veränderung. Außerdem könnten sich toxische Substanzen bilden.

Question 6

Wie müssen die Polymere geschaffen sein, um sie für die Membran für die Dialyse verwenden zu können?

Answer 6

 Membranbildene Eigenschaften
 Günstige Herstellung
 Löslichkeit mit gängigen Lösungsmitteln
 Stabilität gegen Oxidation (Verfärbung)
 Temperaturbeständig
 Chemische Struktur: Proteinabsorption, Aufmachbarkeit und Zellaktivierung

Question 7

Nennen Sie die zwei Membranarten (allgemein) bezüglich ihrer technischen Herstellung. Welche Membranart wird heute nur noch kaum benutzt?

Answer 7

 Flachmembranen: Sie sind entweder spiralig aufgewickelt und besitzen Abstandsstrukturen oder sie sind aufeinandergestapelt. Durch Abstandsgitter (Membransäcke) kann die Dialysierflüssigkeit und das Blut aneinander vorbeifließen. Flachmembranen werden heute nur noch kaum benutzt
 Hohlfasermembranen: Hierbei fließt das Blut im Innern und die Dialysierflüssigkeit Außen um die Membran herum.

Question 8

Welchen Vorteil besitzen Flachmembranen?

Answer 8

Es ist weniger Heparin notwendig.

Question 9

Erläutern Sie die Produktion eines Dialysators und das Verfahren, dass das Blut nicht an den Kapillaren vorbeifließen kann.

Answer 9

1. Zunächst wird das Bündel mit den Kapillaren in das Housing des Dialysators gesteckt
2. Verschluss des Housings mittels Verschlussklappen
3. Aufsetzen eines, mit Polyurethan gefüllter Trichter an den Anschlüssen des Housings.
4. Spin-Potting-Prozess: Dieses zusammengesteckte System wird nun in eine Zentrifuge gestellt. Dadurch gelangt der Kunststoff an die Kapillarenden, wodurch die Kapillaren umschlossen werden. (Geringe Polyurethanmengen gelangen in die Kapillaren)
5. Verschlusskappen abnehmen
6. Nach ca. 4Std kann man das Polyurethan schneiden (da es nun weich ist). Dadurch kann man nun auch die Kapillaren wieder freischneiden.
7. Setzt man nun zum Schluss die Kappen wieder auf, kann das Blut durch die geöffneten Kapillaren fließen und wird durch das Polyurethan daran gehindert an den Kapillaren vorbeizufließen.

Question 10

Wodurch ist es möglich, dass die Dialysierflüssigkeit um die Kapillaren herum fließt? Nennen Sie die Verfahren und dessen Eigenschaften.

Answer 10

1. Undulierende Kapillare (wellenförmig)
 Wellenform wird bei der Produktion durch Luftstöße erzeugt
 Gute Umströmung
 Gute Austauschprozesse
 Guter Fluss
2. Membran mit Kettfäden
 Gerade Membran
 Bessere Umströmung
3. Einbau von textilen Abstandsfäden
 Bessere Umströmung
 Kann für gerade und undulierende Kapillaren verwendet werden

Question 11

Welche Gefahren entstehen beim Einströmen des Blutes in den Dialysator? Durch welche technische Mittel werden diese Gefahren vermieden?

Answer 11

Gefahr: Turbulenzen, Scherkräfte, Erythrozytenschädigung und Hämolyse
Vermeidung durch:
 Abschrägung der Verschlusskappen: bessere Anströmung, weniger Turbulenzen
 Verdrängungskörper zwischen den Kapillaren: bessere Anströmung
 Tangentiale Einleitung des Blutes in der Verschlussklappe:
Bessere Anströmung (Erst zirkulärer Fluss, dann
gleichmäßige Anströmung)

Question 12

Nennen Sie vier Anforderungen an einen Dialysator!

Answer 12

 Weitgehend ungehinderter Austausch der Blutbestandteile
 Ermöglichung eines Wasserentzuges durch Ultrafiltration
 Gute Blutkompatibilität
 Einfache, sichere Handhabung
 Günstige Herstellung
 Verhinderung des Übertritts von Mikroorganismen
 Kostengünstig

Question 13

Welche zwei Arten von Dialysemembranen gibt es und wie hoch ist ihr Durchsatz?

Answer 13

 Low-Flux-Membran 10ml UF/mmHg TMP/h → lässt auch Mittelmoleküle passieren Wird bei Hämofiltration verwendet

Question 14

Was ist der Siebkoeffizient?

Answer 14

Der Siebkoeffizient gibt an welche Molekülgrößen durch die Membran gehen können.

Question 15

Lässt eine natürliche Glomerulummembran größere Moleküle als eine High-Flux-Membran durch?

Answer 15

Ja

Question 16

Was versteht man unter einem Cut-off?

Answer 16

Wenn weniger als 10% der Moleküle durch die Membran durchgelassen werden.