Bauprinzipien und Wirkungsweise eines rotierenden Scheibenoxygenators

Zusammenfassung

Nach kritischen Bemerkungen zur technischen Weiterentwicklung von Herz-Lungen-Maschinen werden die konstruktiven Details eines rotierenden Scheibenoxygenators mitgeteilt, der in Anlehnung an bekannte Modelle in der Chirurgischen Universitätsklinik Bonn entwickelt und experimentell geprüft wurde und der sich seit über einem Jahr klinisch bewährt hat.

Von der Notwendigkeit eines kritischen Vergleichs verschiedener Oxygenatoren untereinander ausgehend, wird in Anlehnung an die physiologische Leistung der Lunge eine leicht anwendbare Formel für die Aufsättigungsleistung im Oxygenator vorgeschlagen.

Diese Formel gestattet es, mit bekanntem Füllvolumen und der Zeit für die physiologische Aufsättigung das Leistungsvolumen in vitro zu bestimmen.

Die für den Gasaustausch zur Verfügung stehende Minutenoberfläche kann berechnet werden nach:

Eine Gegenüberstellung dieser Gasaustauschfläche im Oxygenator mit der menschlichen Lunge läßt unter Berücksichtigung der unterschiedlichen O₂-Partialdrucke einen überschlägigen rechnerischen Vergleich zu.

Die Schichtdicke des Blutes auf den rotierenden Scheiben wurde experimentell mit 0,23 bis 0,28 mm bestimmt.

Für das gesamte in einer Minute gefilmte Blutvolumen errechnen sich unter Berücksichtigung von 90 Scheiben, 120 U/min und der Schichtdicke 55 Liter.

Die Zeit, in der im Mittel ein Erythrozyt pro Scheibenumlauf der Gasphase exponiert wird, kann bestimmt werden nach der Formel:

Diese rechnerischen Grundlagen erlauben eine orientierende Betrachtung der Diffusionsvorgänge im Scheibenoxygenator.

Die Schichtturbulenz des Blutes auf den rotierenden Scheiben ist nach unserer Beobachtung relativ gering; dementsprechend hat sie auch bei den praktisch vorkommenden Drehzahlen der Scheiben keinen fördernden Einfluß auf die Aufsättigungsleistung im Oxygenator.