Pneumatik für Dialysegeräte 

Ersatz für eine Schlauchrollen-Pumpe 

Die Grundlage für die fluidische Steuerung im Single-Needle-Verfahren bildet eine pneumatische Systemlösung zur Durchflussumkehrung, die Bürkert in enger Zusammenarbeit für Fresenius entwickelt hat. Sie ersetzt die bisher beim Single-Needle-Verfahren eingesetzte Lösung, deren extrakorporaler Blutkreislauf auf einer für die Single-Needle Behandlung zusätzlich erforderlichen Schlauchrollen-Pumpe und dem dazugehörigen Disposable basierte. Die Blutpumpe und die Expansionskammer befanden sich vor dem Dialysator auf der arteriellen Seite des extrakorporalen Kreislaufs. Der Aufbau mit der abwechselnd fördernden Pumpe hat sich im Patienteneinsatz durchaus bewährt und lieferte gute Behandlungserfolge. Der Hersteller wollte, dem im Klinikalltag oft stark belasteten Bedienpersonal jedoch die Handhabung erleichtern. Vor allem der Aufwand für die Verschlauchung der Pumpen sollte reduziert werden, um die Rüstzeiten zu verkürzen.

Erste Überlegungen zielten auf den Einsatz von Proportionalventilen, um den notwendigen Druck zu regeln beziehungsweise konstant zu halten. Eine solche Lösung wäre jedoch vergleichsweise kostenintensiv gewesen. Nachdem die Fluidikexperten sich mit der Aufgabenstellung beschäftigt und die diversen Vorgaben analysiert hatten, schlugen sie deshalb eine effizientere Lösung vor: eine pneumatische Steuereinheit, die mit Magnetventilen arbeitet. Sie überzeugte die Entwickler des 6008 CAREsystems bereits in der Konzeptphase, weil sie auf Anhieb schon nahezu allen Anforderungen entsprach.

Im Prinzip besteht die kompakte Baugruppe aus drei Ventilen, einem Drucksensor, einer Kondensatfalle und einer Membranpumpe, die in einer Kammer Überdruck und in der zweiten Kammer Unterdruck erzeugt. Zwischen den beiden Kammern schaltet dann ein Ventil dynamisch um, was eine Schlauchrollen-Pumpe überflüssig macht. Die beiden anderen Ventile dienen als Entlüftungsventile im Fehlerfall. Das Bedienpersonal muss nur die Kassette anschließen und nicht mehr die Pumpe verschlauchen. Das geht deutlich schneller und ist weniger fehleranfällig. Zudem eignet sich die gleiche Kassette nicht nur für Single-Needle-, sondern auch für Doppelnadelanwendungen. Bei Bedarf kann einfach umgeschaltet werden ohne Änderungen am Blutschlauchsystem vornehmen zu müssen.

Die Anforderungen an die eingesetzten Komponenten waren dabei hoch. Die Ventile müssen nicht nur schnell schalten, sondern auch langlebig sein. Das haben die eingesetzten Ventile bereits in vielen anderen Anwendungen bewiesen. Typ 6144 ist ein direktwirkendes 3/2-Wege Flipper Magnetventil. Es eignet sich für Drücke bis 10 bar und überzeugt durch seine geringe Leistungsaufnahme. Das Flipperprinzip erzeugt nur geringe Schaltgeräusche und arbeitet mit niedriger Leistungsaufnahme. Die beiden anderen Magnetventile (Typ 127), die in der pneumatischen Durchflusseinheit arbeiten, haben sich ebenfalls in der Medizin-, Labor- und Analysetechnik schon in vielen Applikationen bewährt. Sie ermöglichen präzises Schalten bei sehr geringem Temperatureintrag durch die Spule. Zudem sind die totraumarmen Ventile sehr gut spülbar.