JP2007190218A - Artificial lung - Google Patents

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    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1698Blood oxygenators with or without heat-exchangers

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an artificial lung which prevents air bubbles in blood from flowing out of a blood outflow part. <P>SOLUTION: The artificial lung 10 is equipped with a housing 2A, a hollow fiber membrane layer 3A which is housed in the housing 2A and is formed by accumulating a plurality of hollow fiber membranes with a gas exchanging function, a gas inflow part and a gas outflow part respectively provided on the upstream side and the downstream side of a gas channel while the lumen of each hollow fiber membrane is used as the gas channel, and a blood inflow part and the blood outflow part respectively provided on the upstream side and the downstream side of a blood channel while the outside of each hollow fiber membrane is used as the blood channel. The artificial lung 10 includes an air bubble eliminating means 4A, equipped with a filter member 41A having the function of capturing the air bubbles in the blood and an air bubble reservoir 43A accumulating and retaining at least a part of the air bubbles captured by the filter member 41A, on the side of the blood outflow part of the hollow fiber membrane layer 3A. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、人工肺に関する。   The present invention relates to an artificial lung.

従来、人工肺としては、多数本の中空糸膜を積層した中空糸膜層を用いてガス交換を行う構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as an artificial lung, one having a configuration in which gas exchange is performed using a hollow fiber membrane layer in which a large number of hollow fiber membranes are laminated is known (see, for example, Patent Document 1).

この人工肺は、ハウジングと、ハウジング内に収納された中空糸膜層(中空糸膜シート積層体)と、血液流入口および血液流出口と、ガス流入口およびガス流出口とを有し、各中空糸膜を介して血液とガスとの間でガス交換、すなわち酸素加、脱炭酸ガスが行われる。   This artificial lung has a housing, a hollow fiber membrane layer (hollow fiber membrane sheet laminate) housed in the housing, a blood inlet and a blood outlet, a gas inlet and a gas outlet, Gas exchange, that is, oxygenation and decarbonation gas is performed between blood and gas through the hollow fiber membrane.

ところで、このような構成の人工肺においては、血液流入口から流入した血液中に気泡が混在している場合があるが、この場合、気泡は、中空糸膜層で除去されるのが好ましい。   By the way, in the artificial lung having such a configuration, bubbles may be mixed in the blood flowing in from the blood inlet, but in this case, the bubbles are preferably removed by the hollow fiber membrane layer.

しかしながら、中空糸膜層は、ガス交換を効率良く行えるように設計されており、本来気泡を除去することを意図して作製されていないため、かかる中空糸膜層では気泡が十分に除去されずに、血液中に気泡が混入したまま血液流出口から流出し、人工肺の下流へ移送されてしまうという問題があった。   However, since the hollow fiber membrane layer is designed to efficiently perform gas exchange and is not originally intended to remove bubbles, the hollow fiber membrane layer does not sufficiently remove bubbles. In addition, there is a problem that the blood flows out from the blood outlet while being mixed with bubbles and is transferred downstream of the oxygenator.

特開平11−47268号公報JP 11-47268 A

本発明の目的は、血液中の気泡が血液流出部から流出するのを防止することができる人工肺を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an artificial lung capable of preventing bubbles in blood from flowing out from a blood outflow portion.

このような目的は、下記(1)〜(15)の本発明により達成される。
(1) ハウジングと、
前記ハウジング内に収納され、ガス交換機能を有する中空糸膜が多数本集積された中空糸膜層と、
前記各中空糸膜の内腔をガス流路として、当該ガス流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられたガス流入部およびガス流出部と、
前記各中空糸膜の外側を血液流路として、当該血液流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられた血液流入部および血液流出部とを備えた人工肺であって、
前記中空糸膜層の前記血液流出部側に、血液中の気泡を捕捉する機能を有するフィルタ部材と、前記フィルタ部材で捕捉された気泡の少なくとも一部を集積し貯留する気泡貯留部とを備えた気泡除去手段を設けたことを特徴とする人工肺。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (15) below.
(1) a housing;
A hollow fiber membrane layer in which a plurality of hollow fiber membranes housed in the housing and having a gas exchange function are integrated;
Using the lumen of each hollow fiber membrane as a gas flow path, a gas inflow part and a gas outflow part respectively provided on the upstream side and the downstream side of the gas flow path,
An oxygenator provided with a blood inflow part and a blood outflow part provided on the upstream side and the downstream side of the blood flow path, respectively, with the outside of each hollow fiber membrane as a blood flow path,
Provided on the blood outflow portion side of the hollow fiber membrane layer is a filter member having a function of capturing bubbles in blood, and a bubble storage portion that accumulates and stores at least part of the bubbles captured by the filter member. An artificial lung characterized by providing an air bubble removing means.

(2) 前記気泡貯留部は、人工肺を使用する際の鉛直上方の位置に設けられている上記(1)に記載の人工肺。   (2) The air bubble storage unit according to (1), wherein the bubble storage unit is provided at a position vertically above when the oxygenator is used.

(3) 前記気泡貯留部は、前記フィルタ部材の前記血液流路上流側に設けられた空隙部で構成される上記(1)または(2)に記載の人工肺。   (3) The artificial lung according to (1) or (2), wherein the bubble storage unit is configured by a gap provided on the upstream side of the blood flow channel of the filter member.

(4) 前記気泡除去手段は、さらに、前記気泡貯留部で貯留された気泡を構成する気体を前記ハウジング外へ排気する第1排気口を備える上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の人工肺。   (4) The air bubble removing unit may further include a first exhaust port that exhausts gas constituting the air bubbles stored in the air bubble storage unit to the outside of the housing. Artificial lung.

(5) 前記気泡除去手段は、さらに、前記気泡を構成する気体を透過し排出する機能を有する排気用中空糸膜が多数本集積された排気用中空糸膜層を備える上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の人工肺。   (5) The bubble removing means further includes an exhaust hollow fiber membrane layer in which a number of exhaust hollow fiber membranes having a function of permeating and discharging the gas constituting the bubble are integrated. The artificial lung according to any one of 4).

(6) 前記排気用中空糸膜層は、前記中空糸膜層と前記フィルタ部材との間に位置している上記(5)に記載の人工肺。   (6) The artificial lung according to (5), wherein the exhaust hollow fiber membrane layer is located between the hollow fiber membrane layer and the filter member.

(7) 前記フィルタ部材は、前記排気用中空糸膜層の前記血液流出部側の表面の前記気泡貯留部以外の部位に接合されている上記(6)に記載の人工肺。   (7) The artificial lung according to (6), wherein the filter member is joined to a portion other than the bubble storage portion on the surface of the exhaust hollow fiber membrane layer on the blood outflow portion side.

(8) 前記中空糸膜層を構成する中空糸膜と、前記排気用中空糸膜層を構成する中空糸膜とは、その構成材料、特性、配設条件のうちの少なくとも1つが異なるものである上記(5)ないし(7)のいずれかに記載の人工肺。   (8) The hollow fiber membrane constituting the hollow fiber membrane layer and the hollow fiber membrane constituting the exhaust hollow fiber membrane layer are different in at least one of its constituent materials, characteristics, and arrangement conditions. The artificial lung according to any one of (5) to (7) above.

(9) 前記気泡除去手段は、さらに、前記排気用中空糸膜の内腔にある気体を前記ハウジング外へ排気する第2排気口を備える上記(5)ないし(8)のいずれかに記載の人工肺。   (9) The air bubble removing unit according to any one of (5) to (8), further including a second exhaust port that exhausts the gas in the lumen of the exhaust hollow fiber membrane to the outside of the housing. Artificial lung.

(10) 前記フィルタ部材と前記ハウジングとの間には、間隙が形成されている上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の人工肺。   (10) The oxygenator according to any one of (1) to (9), wherein a gap is formed between the filter member and the housing.

(11) 前記フィルタ部材は、親水性を有する上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の人工肺。   (11) The artificial lung according to any one of (1) to (10), wherein the filter member has hydrophilicity.

(12) 前記フィルタ部材は、メッシュ状をなすものである上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の人工肺。   (12) The artificial lung according to any one of (1) to (11), wherein the filter member has a mesh shape.

(13) 前記フィルタ部材の目開きは、50μm以下である上記(12)に記載の人工肺。   (13) The artificial lung according to (12), wherein the opening of the filter member is 50 μm or less.

(14) 前記中空糸膜層は、全体形状としてほぼ直方体の形状をなしている上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の人工肺。   (14) The artificial lung according to any one of (1) to (13), wherein the hollow fiber membrane layer has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.

(15) 前記中空糸膜層は、全体形状としてほぼ円筒状をなしている上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の人工肺。   (15) The artificial lung according to any one of (1) to (13), wherein the hollow fiber membrane layer has a substantially cylindrical shape as a whole.

本発明によれば、中空糸膜層の血液流出部側に気泡除去手段を設けたことにより、血液中の気泡を確実に捕捉することができるとともに、当該捕捉した気泡を血液流路外へ確実に排出することができ、よって、気泡が血液流出部から流出するのを防止することができる。   According to the present invention, by providing the bubble removing means on the blood outflow portion side of the hollow fiber membrane layer, the bubbles in the blood can be reliably captured and the captured bubbles can be reliably removed out of the blood channel. Therefore, it is possible to prevent bubbles from flowing out from the blood outflow portion.

以下、本発明の人工肺を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の人工肺の第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1中のA−A線断面図(断面側面図)、図3は、図1に示す人工肺における人工肺部の横断面図(断面上面図)、図4は、図2中の右側下部(中空糸膜層、フィルタ部材および排気用中空糸膜層の固定部)の拡大断面図である。なお、図1および図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、左側を「血液流入側」または「上流側」、右側を「血液流出側」または「下流側」として説明する。
Hereinafter, an artificial lung of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
1 is a perspective view showing a first embodiment of the oxygenator according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 (cross-sectional side view), and FIG. 3 is the oxygenator shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the lower right portion (fixing portion of the hollow fiber membrane layer, the filter member, and the exhaust hollow fiber membrane layer) in FIG. 2. 1 and 2, the upper side is “upper” or “upper”, the lower side is “lower” or “lower”, the left side is “blood inflow side” or “upstream side”, and the right side is “blood outflow side”. Or, it will be described as “downstream”.

図示の実施形態の人工肺1は、血液に対しガス交換を行う人工肺部1Aと血液に対し熱交換を行う熱交換部(熱交換器)1Bとを備える熱交換器付き人工肺であり、例えば血液体外循環回路中に設置されるものである。   The oxygenator 1 of the illustrated embodiment is an oxygenator with a heat exchanger that includes an oxygenator 1A that performs gas exchange with blood and a heat exchanger (heat exchanger) 1B that performs heat exchange with blood. For example, it is installed in a blood extracorporeal circuit.

この人工肺1は、人工肺部1A側のハウジング2と、熱交換器1B側の熱交換器ハウジング5とを有し、これらは連結(接合)または一体化されている。まず、人工肺部1Aについて説明する。   The oxygenator 1 includes a housing 2 on the oxygenator portion 1A side and a heat exchanger housing 5 on the heat exchanger 1B side, which are connected (joined) or integrated. First, the oxygenator 1A will be described.

ハウジング2は、角筒状、すなわち横断面が四角形(長方形または正方形)をなす筒状のハウジング本体(以下「角筒状ハウジング本体」と言う)21と、角筒状ハウジング本体21の上端開口を封止する皿状の第1のヘッダー(上部蓋体)22と、角筒状ハウジング本体21の下端開口を封止する皿状の第2のヘッダー(下部蓋体)23とで構成されている。   The housing 2 has a rectangular tube shape, that is, a cylindrical housing main body (hereinafter referred to as a “square cylindrical housing main body”) 21 having a quadrangular (rectangular or square) cross section, and an upper end opening of the rectangular cylindrical housing main body 21. It consists of a dish-shaped first header (upper lid) 22 to be sealed and a dish-shaped second header (lower lid) 23 that seals the lower end opening of the rectangular tubular housing body 21. .

角筒状ハウジング本体21、第1のヘッダー22および第2のヘッダー23は、それぞれ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、MS樹脂、MBS樹脂)、ポリカーボネート等の樹脂材料あるいは種々のセラミックス材料、金属材料等で構成されている。角筒状ハウジング本体21に対し、第1のヘッダー22および第2のヘッダー23は、融着や接着剤による接着等の方法により液密に固着されている。   The rectangular tubular housing body 21, the first header 22 and the second header 23 are, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ester resins (for example, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate), and styrene. Resin (for example, polystyrene, MS resin, MBS resin), resin materials such as polycarbonate, various ceramic materials, metal materials, and the like are used. The first header 22 and the second header 23 are fixed to the rectangular cylindrical housing body 21 in a liquid-tight manner by a method such as fusion or bonding with an adhesive.

角筒状ハウジング本体21の血液流出側には、管状の血液流出ポート28および第1排気ポート(第1排気口)211が形成されている。血液流出ポート28は、角筒状ハウジング本体21の血液流出側の下部に突出している。第1排気ポート211は、角筒状ハウジング本体21の血液流出側の上部に突出している。また、角筒状ハウジング本体21の第1排気ポート211付近の横断面は、それより下方の横断面より大きく設定されている(拡大している)。この拡大した部分に、後述する気泡貯留部43が位置する。   A tubular blood outflow port 28 and a first exhaust port (first exhaust port) 211 are formed on the blood outflow side of the rectangular tubular housing body 21. The blood outflow port 28 protrudes from the lower part of the rectangular tubular housing body 21 on the blood outflow side. The first exhaust port 211 protrudes from the upper part of the rectangular tubular housing body 21 on the blood outflow side. Further, the cross section of the rectangular tubular housing body 21 in the vicinity of the first exhaust port 211 is set larger (enlarged) than the cross section below it. A bubble storage unit 43, which will be described later, is located in the enlarged portion.

第1のヘッダー22の上部には、管状のガス流入ポート26が突出形成されている。また、第2のヘッダー23の下部には、管状のガス流出ポート27と、管状の第2排気ポート(第2排気口)29とが突出形成されている。ガス流入ポート26は、その途中でほぼ直角に屈曲し、先端部が血液流出ポート28と平行な方向に向いている。   A tubular gas inflow port 26 protrudes from the upper portion of the first header 22. In addition, a tubular gas outflow port 27 and a tubular second exhaust port (second exhaust port) 29 are formed to project from the lower portion of the second header 23. The gas inflow port 26 is bent at a substantially right angle in the middle thereof, and the tip portion is directed in a direction parallel to the blood outflow port 28.

このようなハウジング2は、全体形状がほぼ直方体をなしている。このハウジング2の形状に由来して、本発明の人工肺1は、次のような効果を奏する。すなわち、まず第1に、ハウジング2が直方体形状であるため、内部に中空糸膜31を効率良く収納することができ、デッドスペースが小さく、そのため、小型の人工肺1で効率の良いガス交換を行うことができる。第2に、ハウジング2を例えば固定用基板に固定する場合に、ハウジング2の外面が平面であるため、固定を容易かつ確実に行うことができる。第3に、ハウジング2の内部に中空糸膜31を収納する際、ハウジング2の内部が平面で画成されているため、中空糸膜31に対して当該中空糸膜31を曲げる等のような負荷をかけることが防止される。   Such a housing 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole. Due to the shape of the housing 2, the oxygenator 1 of the present invention has the following effects. That is, firstly, since the housing 2 has a rectangular parallelepiped shape, the hollow fiber membrane 31 can be efficiently accommodated therein, and the dead space is small. Therefore, efficient gas exchange can be performed with the small artificial lung 1. It can be carried out. Secondly, when the housing 2 is fixed to a fixing substrate, for example, the outer surface of the housing 2 is a flat surface, so that the fixing can be performed easily and reliably. Thirdly, when the hollow fiber membrane 31 is housed inside the housing 2, the inside of the housing 2 is defined by a flat surface, and therefore the hollow fiber membrane 31 is bent with respect to the hollow fiber membrane 31. The load is prevented.

なお、本発明において、ハウジング2の全体形状は、必ずしも完全な直方体形状をなしている必要はなく、例えば全部または一部の角部に面取りや丸み付けがなされているものでもよく、あるいは、一部が欠損している形状、異形部分が付加された形状などでもよい。   In the present invention, the entire shape of the housing 2 is not necessarily a complete rectangular parallelepiped shape. For example, all or part of the corners may be chamfered or rounded. A shape in which a portion is missing, a shape to which a deformed portion is added, or the like may be used.

図2〜図4に示すように、ハウジング2の内部には、ガス交換機能を有する中空糸膜31が多数本集積された中空糸膜層3と、中空糸膜層3の血液流出ポート28(血液流出部)側に設けられた気泡除去手段4としてのフィルタ部材41および排気用中空糸膜層42とが収納されている。これらの層および部材は、血液流入側から、中空糸膜層3、排気用中空糸膜層42、フィルタ部材41の順に配置されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, in the housing 2, a hollow fiber membrane layer 3 in which a number of hollow fiber membranes 31 having a gas exchange function are integrated, and a blood outflow port 28 ( The filter member 41 and the exhaust hollow fiber membrane layer 42 as the bubble removing means 4 provided on the blood outflow portion side are accommodated. These layers and members are arranged in the order of the hollow fiber membrane layer 3, the exhaust hollow fiber membrane layer 42, and the filter member 41 from the blood inflow side.

図4に示すように、中空糸膜層3を構成する中空糸膜31は、そのほとんどがほぼ平行に配置されている。この場合、各中空糸膜31は、その長手方向が上下方向(鉛直方向)となるように配置されている。   As shown in FIG. 4, most of the hollow fiber membranes 31 constituting the hollow fiber membrane layer 3 are arranged substantially in parallel. In this case, each hollow fiber membrane 31 is arranged such that its longitudinal direction is the vertical direction (vertical direction).

なお、中空糸膜層3における中空糸膜31の配設パターン、配設方向等は、上述したもの限定されず、例えば、各中空糸膜31が水平な方向に配置された構成、中空糸膜31同士が斜めに交差する部分(交差部)を有する構成、全部または一部の中空糸膜31が湾曲して配置された構成、全部または一部の中空糸膜31が波状、螺旋状、渦巻き状または環状に配置された構成等であってもよい。   In addition, the arrangement | positioning pattern, arrangement | positioning direction, etc. of the hollow fiber membrane 31 in the hollow fiber membrane layer 3 are not limited to what was mentioned above, For example, the structure by which each hollow fiber membrane 31 is arrange | positioned in a horizontal direction, a hollow fiber membrane A configuration in which portions 31 cross each other at an angle (intersection portion), a configuration in which all or a part of the hollow fiber membranes 31 are curved, and a part or all of the hollow fiber membranes 31 are wavy, spiral, spiral The structure etc. which were arrange | positioned at the shape or cyclic | annular form may be sufficient.

各中空糸膜31の両端部(上端部および下端部)は、それぞれ、隔壁8および9により角筒状ハウジング本体21の内面に対し固定されている(図2参照)。隔壁8、9は、例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム等のポッティング材により構成されている。   Both end portions (upper end portion and lower end portion) of each hollow fiber membrane 31 are fixed to the inner surface of the rectangular tubular housing body 21 by partition walls 8 and 9, respectively (see FIG. 2). The partition walls 8 and 9 are made of a potting material such as polyurethane and silicone rubber.

また、中空糸膜層3は、その幅方向の両端部がそれぞれ固着部7により、角筒状ハウジング本体21の内面に対し固定(固着)されている(図3参照)。固着部7は、前記隔壁8、9と同様の材料(ポッティング材)またはその他の接着剤で構成されている。   The hollow fiber membrane layer 3 is fixed (fixed) to the inner surface of the rectangular tubular housing body 21 by fixing portions 7 at both ends in the width direction (see FIG. 3). The fixing portion 7 is made of the same material (potting material) as the partition walls 8 and 9 or other adhesive.

第1のヘッダー22と隔壁8とにより、第1の部屋221が画成されている。この第1の部屋221は、中空糸膜層3と排気用中空糸膜層42との境界部に設けられた仕切部222により、中空糸膜層3側のガス流入室261と、排気用中空糸膜層42側の小空間223とに区分されている。各中空糸膜31の上端開口は、ガス流入室261に開放し、連通している。   A first chamber 221 is defined by the first header 22 and the partition wall 8. The first chamber 221 is separated from the gas inflow chamber 261 on the hollow fiber membrane layer 3 side by the partition portion 222 provided at the boundary between the hollow fiber membrane layer 3 and the exhaust hollow fiber membrane layer 42. It is divided into a small space 223 on the thread membrane layer 42 side. The upper end opening of each hollow fiber membrane 31 opens to and communicates with the gas inflow chamber 261.

一方、第2のヘッダー23と隔壁9とにより、第2の部屋231が画成されている。この第2の部屋231は、中空糸膜層3と排気用中空糸膜層42との境界部に設けられた仕切部232により、中空糸膜層3側のガス流出室271と、排気用中空糸膜層42側の小空間233とに区分されている。各中空糸膜31の下端開口は、ガス流出室271に開放し、連通している(図4参照)。   On the other hand, a second chamber 231 is defined by the second header 23 and the partition wall 9. The second chamber 231 is separated from the gas outflow chamber 271 on the hollow fiber membrane layer 3 side by the partition 232 provided at the boundary between the hollow fiber membrane layer 3 and the exhaust hollow fiber membrane layer 42. It is divided into a small space 233 on the thread membrane layer 42 side. The lower end opening of each hollow fiber membrane 31 opens to and communicates with the gas outflow chamber 271 (see FIG. 4).

各中空糸膜31の内腔は、ガスが流れるガス流路32を構成している。ガス流入ポート26およびガス流入室261により、ガス流路32の上流側に位置するガス流入部が構成され、ガス流出ポート27およびガス流出室271により、ガス流路32の下流側に位置するガス流出部が構成される。   The lumen of each hollow fiber membrane 31 constitutes a gas flow path 32 through which gas flows. The gas inflow port 26 and the gas inflow chamber 261 constitute a gas inflow portion located upstream of the gas flow path 32, and the gas outflow port 27 and the gas outflow chamber 271 constitute a gas located downstream of the gas flow path 32. An outflow section is constructed.

中空糸膜層3は、角筒状ハウジング本体21の内部にほぼ隙間なく充填されており、これにより、中空糸膜層3は、全体形状としてほぼ直方体の形状をなしている。これにより、同様の形状の角筒状ハウジング本体21に対し、中空糸膜31の高い充填効率が得られ(デッドスペースが少なく)、人工肺部1Aの小型化、高性能化に寄与する。   The hollow fiber membrane layer 3 is filled in the rectangular tube-shaped housing main body 21 with almost no gap, so that the hollow fiber membrane layer 3 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole. Thereby, the high filling efficiency of the hollow fiber membrane 31 is obtained with respect to the rectangular tubular housing body 21 having the same shape (less dead space), which contributes to the miniaturization and high performance of the artificial lung portion 1A.

ハウジング2内の隔壁8と隔壁9との間における各中空糸膜31は、露出しており、各中空糸膜31(中空糸膜421も同様)の外側、すなわち、中空糸膜31同士の隙間に、血液が図2中左側から右側に向かって流れる血液流路33が形成されている。   Each hollow fiber membrane 31 between the partition wall 8 and the partition wall 9 in the housing 2 is exposed, and the outside of each hollow fiber membrane 31 (the same applies to the hollow fiber membrane 421), that is, a gap between the hollow fiber membranes 31. In addition, a blood flow path 33 through which blood flows from the left side to the right side in FIG. 2 is formed.

血液流路33の上流側(中空糸膜層3の上流側の面側)、すなわち角筒状ハウジング本体21と熱交換器ハウジング5との連結部には、血液流入部として、上下方向(中空糸膜31の配設方向とほぼ平行な方向)に延びる帯状またはスリット状の血液流入側開口部(血液流入側空間)24が形成されている。ハウジング2の内部と熱交換器ハウジング5の内部とは、この血液流入側開口部24を介して連通する。このような構成とすることにより、熱交換部1Bから人工肺部1Aへの血液の移送を効率良く行うことができる。   The upstream side of the blood flow path 33 (the upstream side of the hollow fiber membrane layer 3), that is, the connecting portion between the rectangular tubular housing body 21 and the heat exchanger housing 5, as the blood inflow portion, A band-like or slit-like blood inflow side opening (blood inflow side space) 24 extending in a direction substantially parallel to the arrangement direction of the thread film 31 is formed. The interior of the housing 2 communicates with the interior of the heat exchanger housing 5 through the blood inflow side opening 24. By setting it as such a structure, the blood transfer from the heat exchange part 1B to the oxygenator part 1A can be performed efficiently.

血液流入側開口部24の長さ(上下方向の長さ)は、各中空糸膜31の有効長(隔壁8の下面から隔壁9の上面までの長さ)とほぼ等しい(図2参照)か、またはそれより若干短い(有効長の70%以上)のが好ましい。これにより、熱交換部1Bから人工肺部1Aへの血液の移送を効率良く行うことができるとともに、血液流路33内で血液に対するガス交換を効率良く行うことができる。   Is the length (vertical length) of the blood inflow side opening 24 substantially equal to the effective length of each hollow fiber membrane 31 (the length from the lower surface of the partition wall 8 to the upper surface of the partition wall 9) (see FIG. 2)? Or slightly shorter (70% or more of the effective length) is preferable. Thereby, the blood can be efficiently transferred from the heat exchange part 1B to the artificial lung part 1A, and the gas exchange for the blood can be efficiently performed in the blood channel 33.

また、血液流路33の少なくとも上流側(血液流入側開口部24側)では、血液の流れの方向は、各中空糸膜31の長手方向とほぼ直交する方向である。これにより、血液流路33を流れる血液に対し、効率の良いガス交換を行うことができる。   Further, at least on the upstream side of the blood flow path 33 (the blood inflow side opening 24 side), the direction of blood flow is a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of each hollow fiber membrane 31. Thereby, efficient gas exchange can be performed on the blood flowing through the blood flow path 33.

血液流路33の下流側(中空糸膜層3の下流側の面側)においては、後述するフィルタ部材41と角筒状ハウジング本体21の内面との間に隙間が形成され、この隙間は、血液流出側開口部(血液流出側空間)25を形成している。この血液流出側開口部25と、血液流出側開口部25に連通する血液流出ポート28とで、血液流出部が構成される。血液流出部は、血液流出側開口部25を有することにより、フィルタ部材41を透過した血液が血液流出ポート28に向かって流れる空間が確保され、血液を円滑に排出することができる。   On the downstream side of the blood flow path 33 (on the downstream side of the hollow fiber membrane layer 3), a gap is formed between the filter member 41 described later and the inner surface of the rectangular tubular housing body 21, and this gap is A blood outflow side opening (blood outflow side space) 25 is formed. The blood outflow side opening 25 and the blood outflow port 28 communicating with the blood outflow side opening 25 constitute a blood outflow part. Since the blood outflow part has the blood outflow side opening 25, a space for the blood that has passed through the filter member 41 to flow toward the blood outflow port 28 is secured, and the blood can be smoothly discharged.

そして、血液流入側開口部24と血液流出側開口部25との間に、中空糸膜層3、フィルタ部材41および排気用中空糸膜層42と、血液流路33とが存在している。   Between the blood inflow side opening 24 and the blood outflow side opening 25, the hollow fiber membrane layer 3, the filter member 41, the exhaust hollow fiber membrane layer 42, and the blood flow path 33 are present.

中空糸膜31としては、例えば、多孔質ガス交換膜が用いられる。この多孔質中空糸膜としては、内径が100〜1000μm程度、肉厚が5〜200μm程度、好ましくは10〜100μm程度、空孔率が20〜80%程度、好ましくは30〜60%程度、細孔径が0.01〜5μm程度、好ましくは0.01〜1μm程度のものを用いることができる。   As the hollow fiber membrane 31, for example, a porous gas exchange membrane is used. The porous hollow fiber membrane has an inner diameter of about 100 to 1000 μm, a thickness of about 5 to 200 μm, preferably about 10 to 100 μm, a porosity of about 20 to 80%, preferably about 30 to 60%, The thing with a hole diameter of about 0.01-5 micrometers, Preferably about 0.01-1 micrometer can be used.

また、中空糸膜31の構成材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルペンテン等の疎水性高分子材料が用いられる。好ましくは、ポリオレフィン系樹脂であり、より好ましくは、ポリプロピレンであり、延伸法または固液相分離法により壁部に微細孔が形成されたものがより好ましい。   Moreover, as a constituent material of the hollow fiber membrane 31, for example, a hydrophobic polymer material such as polypropylene, polyethylene, polysulfone, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene, and polymethylpentene is used. Polyolefin resins are preferred, polypropylene is more preferred, and those having fine pores formed in the wall by a stretching method or a solid-liquid phase separation method are more preferred.

中空糸膜層3における各中空糸膜31の長さ(有効長)は、特に限定されないが、30〜150mm程度であるのが好ましく、50〜100mm程度であるのがより好ましい。   The length (effective length) of each hollow fiber membrane 31 in the hollow fiber membrane layer 3 is not particularly limited, but is preferably about 30 to 150 mm, and more preferably about 50 to 100 mm.

中空糸膜層3の厚さ(図2中横方向の長さ)は、特に限定されないが、10〜100mm程度であるのが好ましく、20〜80mm程度であるのがより好ましい。   The thickness of the hollow fiber membrane layer 3 (the length in the lateral direction in FIG. 2) is not particularly limited, but is preferably about 10 to 100 mm, and more preferably about 20 to 80 mm.

中空糸膜層3の幅(図3中縦方向の長さ)は、特に限定されないが、10〜100mm程度であるのが好ましく、20〜80mm程度であるのがより好ましい。   The width of the hollow fiber membrane layer 3 (length in the longitudinal direction in FIG. 3) is not particularly limited, but is preferably about 10 to 100 mm, and more preferably about 20 to 80 mm.

さて、前述したように、中空糸膜層3の下流側(血液流出部側)には、血液中の気泡を捕捉するとともに捕捉した気泡を前記血液流路外へ排出する機能を有する気泡除去手段4が設置されている。この気泡除去手段4は、フィルタ部材41と、フィルタ部材41の上流側に設置された排気用中空糸膜層42とを有している。   As described above, on the downstream side (blood outflow portion side) of the hollow fiber membrane layer 3, the bubble removing means has a function of capturing bubbles in the blood and discharging the trapped bubbles out of the blood flow path. 4 is installed. The bubble removing means 4 includes a filter member 41 and an exhaust hollow fiber membrane layer 42 installed on the upstream side of the filter member 41.

フィルタ部材41は、血液流路33を流れる血液中に存在する気泡を捕捉する機能を有するものである。   The filter member 41 has a function of capturing bubbles present in the blood flowing through the blood flow path 33.

排気用中空糸膜層42は、フィルタ部材41で捕捉された気泡を構成する気体を透過し排出する機能を有する排気用中空糸膜421(以下単に「中空糸膜421」と言う)が多数本集積されたものである。以下では、気泡を構成する気体を「気泡構成気体」という。   The exhaust hollow fiber membrane layer 42 includes a large number of exhaust hollow fiber membranes 421 (hereinafter simply referred to as “hollow fiber membranes 421”) having a function of permeating and discharging the gas constituting the bubbles trapped by the filter member 41. It is an accumulation. Below, the gas which comprises a bubble is called "bubble constituent gas."

図2に示すように、フィルタ部材41の上流側の面は、その上部を除く部分が排気用中空糸膜層42の下流側(血液流出部側)の面に接合さており、前記上部が排気用中空糸膜層42の面と離間している。これにより、フィルタ部材41の血液流路33上流側の一部には、当該排気用中空糸膜層42との間に空隙部が確実に形成される。この空隙部は、フィルタ部材41で捕捉された気泡の少なくとも一部を集積し貯留する気泡貯留部(第1の気泡貯留部)43として機能する。   As shown in FIG. 2, the upstream surface of the filter member 41 is joined to the downstream surface (blood outflow portion side) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 except for the upper portion, and the upper portion is exhausted. It is separated from the surface of the hollow fiber membrane layer 42 for use. Accordingly, a gap is reliably formed between the filter member 41 and the exhaust hollow fiber membrane layer 42 at a part of the upstream side of the blood flow path 33 of the filter member 41. This void portion functions as a bubble storage portion (first bubble storage portion) 43 that accumulates and stores at least part of the bubbles captured by the filter member 41.

フィルタ部材41は、ほぼ長方形をなす平坦なシート状の部材(以下単に「シート」とも言う)で構成され、その縁部(4つの辺)が隔壁8、9および両固着部7により固着されることにより、ハウジング2に対し固定されている。   The filter member 41 is configured by a flat sheet-like member (hereinafter, also simply referred to as “sheet”) having a substantially rectangular shape, and its edges (four sides) are fixed by the partition walls 8 and 9 and the fixing portions 7. Thus, the housing 2 is fixed.

このフィルタ部材41は、前述したように排気用中空糸膜層42の下流側(血液流出部側)に設けられ、当該排気用中空糸膜層42の下流側の面のほぼ全面を覆っている。フィルタ部材41をこのように設けることにより、フィルタ部材41の有効面積を大きくすることができ、気泡を捕捉する能力を十分に発揮することができる。また、フィルタ部材41の有効面積が大きくなることにより、たとえフィルタ部材41の一部に目詰まり(例えば血液の凝集塊などの付着)が生じたとしても、全体として血液の流れを妨げることを防止(抑制)することができる。   As described above, the filter member 41 is provided on the downstream side (blood outflow portion side) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 and covers substantially the entire downstream surface of the exhaust hollow fiber membrane layer 42. . By providing the filter member 41 in this way, the effective area of the filter member 41 can be increased, and the ability to capture air bubbles can be sufficiently exhibited. Further, the increase in the effective area of the filter member 41 prevents the blood flow as a whole from being obstructed even if a part of the filter member 41 is clogged (for example, adhesion of blood clots or the like). (Suppressed).

フィルタ部材41の形態としては、例えば、メッシュ状(網状)をなすもの、織布、不織布、あるいはこれらを組み合わせたものが挙げられるが、このなかでも、メッシュ状(網状)をなすものが好ましく、特に、スクリーンフィルタが好ましい。これにより、気泡をより確実に捕捉することができるとともに、血液が容易に通過することができる。   Examples of the form of the filter member 41 include a mesh-like (net-like), a woven fabric, a non-woven fabric, or a combination of these. Among these, a mesh-like (net-like) is preferable, In particular, a screen filter is preferable. Thereby, while being able to capture | acquire a bubble more reliably, the blood can pass easily.

メッシュ状をなすフィルタ部材41の場合、その目開きは、特に限定されないが、通常は、80μm以下であるのが好ましく、15〜60μm程度であるのがより好ましく、20〜45μmであるのがさらに好ましい。これにより、血液の通過抵抗を増大させることなく、比較的細かい気泡をも捕捉することができ、気泡の捕捉効率(除去能)が高い。   In the case of the filter member 41 having a mesh shape, the mesh opening is not particularly limited, but is usually preferably 80 μm or less, more preferably about 15 to 60 μm, and further preferably 20 to 45 μm. preferable. As a result, relatively fine bubbles can be captured without increasing the blood passage resistance, and the bubble capturing efficiency (removability) is high.

フィルタ部材41の構成材料としては、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン、セルロース、ポリウレタン、アラミド繊維等が挙げられる。特に、抗血栓性に優れ、目詰まりを生じ難いという点で、フィルタ部材41の構成材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリウレタンを用いるのが好ましい。   Examples of the constituent material of the filter member 41 include polyolefins such as polyamide, polyethylene, and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, nylon, cellulose, polyurethane, and aramid fibers. In particular, it is preferable to use polyethylene terephthalate, polyethylene, or polyurethane as a constituent material of the filter member 41 in that it is excellent in antithrombogenicity and hardly clogs.

また、フィルタ部材41は、親水性を有するのが好ましい。すなわち、フィルタ部材41は、それ自体が親水性を有する材料で構成されているか、または、親水化処理(例えば、プラズマ処理等)が施されていることが好ましい。これにより、人工肺1のプライミング時の気泡除去が容易になるだけでなく、気泡が混入した血液が通過する際には、気泡の通過がより困難となるため、フィルタ部材41の気泡除去能がより向上し、血液流出ポート28からの気泡の流出をより確実に防止することができる。   The filter member 41 preferably has hydrophilicity. That is, it is preferable that the filter member 41 is made of a material having hydrophilicity or is subjected to hydrophilic treatment (for example, plasma treatment). This not only facilitates the removal of air bubbles during priming of the artificial lung 1, but also makes it difficult for the air bubbles to pass when blood mixed with air bubbles passes through. It is possible to further improve and prevent the outflow of bubbles from the blood outflow port 28 more reliably.

このようなフィルタ部材41は、シート状(特にスクリーンフィルタのようなメッシュ)のものを1枚用いても、あるいはこれを2枚以上重ねて用いてもよい。2枚以上重ねて用いる場合、各シートは、その形態、構成材料、目開き、平坦/非平坦の別、平面形状等の条件のうちの少なくとも1つが異なるものを組み合わせて用いるのが好ましい。フィルタ部材41に多彩な(複合的な)機能を持たせたり、気泡除去能をさらに向上するのに有利だからである。例えば、フィルタ部材41として、目開きの異なる2枚のメッシュを重ねて用いた場合(上流側に目開きの大きいメッシュを配置)、目開きの大きいメッシュでまず比較的大きい気泡を捕捉し、該メッシュを通過した細かい気泡を目開きの小さいメッシュで捕捉することができ、血液の通過抵抗を増大させることなく、気泡除去能を向上することができる。   As such a filter member 41, one sheet-like (particularly mesh like a screen filter) may be used, or two or more of them may be used. When two or more sheets are used in an overlapping manner, it is preferable to use a combination of sheets that differ in at least one of conditions such as form, constituent material, mesh opening, flat / non-flat, and planar shape. This is because it is advantageous to give the filter member 41 various functions (composite) or to further improve the bubble removing ability. For example, when two meshes having different openings are used as the filter member 41 (a mesh having a large opening is disposed on the upstream side), relatively large bubbles are first captured by the mesh having a large opening, Fine bubbles that have passed through the mesh can be captured with a mesh having a small mesh opening, and the ability to remove bubbles can be improved without increasing the passage resistance of blood.

フィルタ部材41とハウジング2との間には、間隙、すなわち血液流出側開口部25が形成されている(図2〜図4参照)。これにより、フィルタ部材41がハウジング2の内面に接する(密着する)ことが抑制され、フィルタ部材41を透過した血液が血液流出側開口部25内において容易に流下し、血液流出ポート28へ向かって円滑に流れることができる。   A gap, that is, a blood outflow side opening 25 is formed between the filter member 41 and the housing 2 (see FIGS. 2 to 4). Thereby, the filter member 41 is suppressed from coming into contact with (in close contact with) the inner surface of the housing 2, and the blood that has passed through the filter member 41 easily flows down in the blood outflow side opening 25, toward the blood outflow port 28. It can flow smoothly.

フィルタ部材41の平面形状は、図示の実施形態では、長方形(または正方形)をなしているが、フィルタ部材41の平面形状はこれに限らず、例えば、台形、平行四辺形、楕円形、長円形等、その形状は特に限定されない。   In the illustrated embodiment, the planar shape of the filter member 41 is rectangular (or square). However, the planar shape of the filter member 41 is not limited to this, and for example, a trapezoid, a parallelogram, an ellipse, or an oval. The shape is not particularly limited.

また、フィルタ部材41は、図示の実施形態では、平坦なシートで構成されているが、これに限らず、非平坦なもの、例えば、全部または一部が湾曲した形状のもの、波状、蛇腹状等に変形したもの等であってもよい。   In the illustrated embodiment, the filter member 41 is formed of a flat sheet. However, the filter member 41 is not limited to this, and is not flat. For example, the filter member 41 has a curved shape in whole or in part, a wavy shape, and a bellows shape. It may be a modified one.

以上のような構成のフィルタ部材41を設置したことにより、血液流路33を流れる血液中に気泡が存在していたとしてもその気泡を捕捉することができ、よって、気泡が血液流出ポート28から流出するの防止することができる。   By installing the filter member 41 configured as described above, even if bubbles exist in the blood flowing through the blood flow path 33, the bubbles can be captured. It can be prevented from flowing out.

フィルタ部材41により捕捉された気泡は、当該フィルタ部材41の上流側に位置する(フィルタ部材41と中空糸膜層3との間に位置する)排気用中空糸膜層42によって血液流路33から除去される。   Air bubbles trapped by the filter member 41 are removed from the blood flow path 33 by the exhaust hollow fiber membrane layer 42 (located between the filter member 41 and the hollow fiber membrane layer 3) located upstream of the filter member 41. Removed.

図4に示すように、排気用中空糸膜層42を構成する中空糸膜421は、そのほとんどが、中空糸膜層3を構成する中空糸膜31とほぼ平行に配置されている。また、各中空糸膜421の両端部(上端部および下端部)は、それぞれ、各中空糸膜31と同様に、隔壁8および9により角筒状ハウジング本体21の内面に対し固定されている(図2参照)。   As shown in FIG. 4, most of the hollow fiber membrane 421 constituting the exhaust hollow fiber membrane layer 42 is disposed substantially parallel to the hollow fiber membrane 31 constituting the hollow fiber membrane layer 3. In addition, both end portions (upper end portion and lower end portion) of each hollow fiber membrane 421 are fixed to the inner surface of the rectangular tubular housing body 21 by the partition walls 8 and 9 in the same manner as each hollow fiber membrane 31 ( (See FIG. 2).

これにより、各中空糸膜421および各中空糸膜31の両端部をそれぞれ、隔壁8および9により一括して固定することができる。すなわち、人工肺1を製造する製造工程数を抑制することができる。また、各中空糸膜421を角筒状ハウジング本体21の内部にほぼ隙間なく充填することができる、すなわち、角筒状ハウジング本体21に対し中空糸膜421の高い充填効率が得られる(デッドスペースが少なくなる)。よって、人工肺部1Aの小型化、高性能化に寄与する。   Thereby, the both ends of each hollow fiber membrane 421 and each hollow fiber membrane 31 can be collectively fixed by the partition walls 8 and 9, respectively. That is, the number of manufacturing steps for manufacturing the artificial lung 1 can be suppressed. Further, each hollow fiber membrane 421 can be filled into the rectangular tubular housing body 21 with almost no gap, that is, high filling efficiency of the hollow fiber membrane 421 can be obtained with respect to the rectangular tubular housing body 21 (dead space). Less). Therefore, it contributes to miniaturization and high performance of the artificial lung part 1A.

また、図3に示すように、排気用中空糸膜層42は、その幅方向の両端部がそれぞれ固着部7により、角筒状ハウジング本体21の内面に対し固定(固着)されている。   Further, as shown in FIG. 3, the exhaust hollow fiber membrane layer 42 is fixed (fixed) to the inner surface of the rectangular tubular housing body 21 by fixing portions 7 at both ends in the width direction.

各中空糸膜421の内腔は、フィルタ部材41により捕捉され、当該中空糸膜421の壁部に形成されている多数の細孔を経て流入した気泡構成気体が流れるガス流路422を構成している。   The lumen of each hollow fiber membrane 421 constitutes a gas flow path 422 through which the bubble-constituting gas that is captured by the filter member 41 and flows in through a large number of pores formed in the wall portion of the hollow fiber membrane 421 flows. ing.

各ガス流路422(各中空糸膜421)の上端開口は、小空間223に開放し、連通している。これにより、小空間223は、各ガス流路422を上昇した気泡構成気体を一時的に貯留する気泡貯留部(第2の気泡貯留部)として機能し得る。   The upper end opening of each gas flow path 422 (each hollow fiber membrane 421) is open to and communicates with the small space 223. Thereby, the small space 223 can function as a bubble reservoir (second bubble reservoir) that temporarily stores the bubble constituent gas that has risen through the gas flow paths 422.

また、各ガス流路422の下端開口は、小空間233に開放し、連通している(図4参照)。この小空間233は、第2排気ポート29と連通している。   Moreover, the lower end opening of each gas flow path 422 is open | released and connected to the small space 233 (refer FIG. 4). The small space 233 communicates with the second exhaust port 29.

このような構成により、各ガス流路422の下端開口から流出した気泡構成気体は、小空間233を通過し、さらに第2排気ポート29を通過して、人工肺1(ハウジング2)から確実に排気される。これにより、血液流路33を通過する血液中の気泡が血液流出部から流出するのを確実に防止することができる。この第2排気ポート29は、気泡除去手段4の一部として機能していると言うことができる。   With such a configuration, the bubble constituent gas that has flowed out from the lower end opening of each gas flow path 422 passes through the small space 233 and further passes through the second exhaust port 29, and reliably from the oxygenator 1 (housing 2). Exhausted. Thereby, it is possible to reliably prevent bubbles in the blood passing through the blood flow path 33 from flowing out from the blood outflow portion. It can be said that the second exhaust port 29 functions as a part of the bubble removing means 4.

なお、排気用中空糸膜層42を構成する中空糸膜421と、中空糸膜層3を構成する中空糸膜31とは、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。   The hollow fiber membrane 421 constituting the exhaust hollow fiber membrane layer 42 and the hollow fiber membrane 31 constituting the hollow fiber membrane layer 3 may be the same or different. .

各中空糸膜421と各中空糸膜31とが異なるものである場合、その構成材料、特性、配設条件のうちの少なくとも1つが異なるものであるのが好ましい。   When each hollow fiber membrane 421 and each hollow fiber membrane 31 are different, it is preferable that at least one of the constituent materials, characteristics, and arrangement conditions is different.

例えば、排気用中空糸膜層42の厚さ(図2中横方向の長さ)は、10〜50mm程度とすることができる。   For example, the thickness (length in the lateral direction in FIG. 2) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 can be about 10 to 50 mm.

また、排気用中空糸膜層42の幅(図3中縦方向の長さ)は、10〜80mm程度とすることができる。   Moreover, the width | variety (length of the vertical direction in FIG. 3) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 can be about 10-80 mm.

また、排気用中空糸膜層42における中空糸膜421の配設パターン、配設方向等は、例えば、各中空糸膜421が水平な方向に配置された構成、中空糸膜421同士が斜めに交差する部分(交差部)を有する構成、全部または一部の中空糸膜421が湾曲して配置された構成、全部または一部の中空糸膜421が波状、螺旋状、渦巻き状または環状に配置された構成等が挙げられる。   The arrangement pattern and arrangement direction of the hollow fiber membranes 421 in the exhaust hollow fiber membrane layer 42 include, for example, a configuration in which the hollow fiber membranes 421 are arranged in a horizontal direction, and the hollow fiber membranes 421 are oblique to each other. A configuration having intersecting portions (intersection portions), a configuration in which all or a part of the hollow fiber membranes 421 are curved and arranged, or a part or all of the hollow fiber membranes 421 are arranged in a wave shape, a spiral shape, a spiral shape or an annular shape The structure etc. which were made are mentioned.

このように諸条件が異なることにより、次のような効果を奏する。すなわち、まず第1に中空糸膜層3で血液に対して確実にガス交換が行われ、そのガス交換が行われた血液中の気泡が排気用中空糸膜層42で確実に排出される。第2に、中空糸膜層3に対しては、ガス交換に適した諸条件の選択をすることができ、排気用中空糸膜層42に対しては、排気に適した諸条件の選択をすることができ、よって、ガス交換、排気ともに高い性能を発揮することができる。第3に、ガス交換と排気との2つの性能をもつ構造のものをそれぞれ、1つのハウジング2内に無駄なく収納することができ、よって、血液流路33の間隔(充填量)を低く抑えることができる。   Thus, the following effects are produced by various conditions. That is, first of all, gas is reliably exchanged with respect to blood in the hollow fiber membrane layer 3, and air bubbles in the blood subjected to the gas exchange are surely discharged through the hollow fiber membrane layer 42 for exhaust. Second, various conditions suitable for gas exchange can be selected for the hollow fiber membrane layer 3, and various conditions suitable for exhaust can be selected for the hollow fiber membrane layer 42 for exhaust. Therefore, high performance can be exhibited for both gas exchange and exhaust. Thirdly, each of the structures having two performances of gas exchange and exhaust can be accommodated in one housing 2 without waste, and thus the interval (filling amount) of the blood flow path 33 is kept low. be able to.

また、フィルタ部材41により捕捉された気泡は、前述したように排気用中空糸膜層42によって血液流路33から除去されるが、これのみならず、前記気泡の一部が上昇して、気泡貯留部43(空隙部)に流入し貯留される。   Further, as described above, the air bubbles captured by the filter member 41 are removed from the blood flow path 33 by the exhaust hollow fiber membrane layer 42. However, not only this, but a part of the air bubbles rises, It flows into the storage part 43 (gap part) and is stored.

図2に示すように、フィルタ部材41の第1排気ポート211に対応する部分には、開口(孔)411が形成されている。この開口411を介して、気泡貯留部43は、第1排気ポート211と連通している。これにより、気泡貯留部43で貯留された気泡(気泡構成気体)は、開口411を通過し、第1排気ポート211を経てハウジング2外へ排気される。よって、血液流路33を通過する血液中の気泡が血液流出部から流出するのを確実に防止することができる。この第1排気ポート211も第2排気ポート29と同様に、気泡除去手段4の一部として機能していると言うことができる。   As shown in FIG. 2, an opening (hole) 411 is formed in a portion corresponding to the first exhaust port 211 of the filter member 41. The bubble storage unit 43 communicates with the first exhaust port 211 through the opening 411. Thereby, the bubbles (bubble constituent gas) stored in the bubble storage unit 43 pass through the opening 411 and are exhausted out of the housing 2 through the first exhaust port 211. Accordingly, it is possible to reliably prevent bubbles in the blood passing through the blood flow path 33 from flowing out from the blood outflow portion. It can be said that the first exhaust port 211 also functions as a part of the bubble removing means 4, similarly to the second exhaust port 29.

なお、フィルタ部材41は、排気用中空糸膜層42の下流側の面のほぼ全部を覆うように設けられている構成に限定されず、例えば、排気用中空糸膜層42の下流側の面の一部を覆い、残部は空隙を介して設置された構成であってもよい。この場合、前記空隙は、気泡貯留部として機能する。   The filter member 41 is not limited to a configuration provided so as to cover substantially the entire downstream surface of the exhaust hollow fiber membrane layer 42. For example, the downstream surface of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 is provided. It may be configured such that a part of the cover is covered and the remaining part is installed through a gap. In this case, the gap functions as a bubble storage part.

また、フィルタ部材41は、ハウジング2の内面に対し離間して、当該内面との間に血液流出側開口部25が形成されているが、開口411の縁部付近は、前記内面(第1排気ポート211の上流側の開口)と液密に接合されているのが好ましい。   Further, the filter member 41 is separated from the inner surface of the housing 2 and a blood outflow side opening 25 is formed between the filter member 41 and the inner surface. It is preferable to be liquid-tightly joined to the upstream opening of the port 211.

人工肺1は、図2に示す姿勢で使用される。この場合、血液流出ポート28は、人工肺1を使用する際の鉛直下方の位置に設けられている。すなわち、血液流出側開口部25の下部に血液流出ポート28の内腔が連通しており、フィルタ部材41を通過し、血液流出側開口部25に入った血液は、血液流出側開口部25内を下方に向けて流れ、血液流出ポート28よりハウジング2外へ流出する。血液流出ポート28がこのような位置に設けられていることにより、気泡除去手段4で除去しきれなかった気泡(特に微細な気泡)がフィルタ部材41を透過して血液流出側開口部25に流入したとしても、その一部は浮上するなどして血液流出側開口部25の下部に到達することが阻止、抑制または遅延されるため、血液流出ポート28から排出される気泡(微細な気泡)の量をできるだけ少なくすることができる。   The artificial lung 1 is used in the posture shown in FIG. In this case, the blood outflow port 28 is provided at a position vertically below when the artificial lung 1 is used. That is, the lumen of the blood outflow port 28 communicates with the lower part of the blood outflow side opening 25, and the blood that passes through the filter member 41 and enters the blood outflow side opening 25 is contained in the blood outflow side opening 25. Flows downward and flows out of the housing 2 through the blood outflow port 28. By providing the blood outflow port 28 at such a position, air bubbles (particularly fine air bubbles) that could not be removed by the air bubble removing means 4 pass through the filter member 41 and flow into the blood outflow side opening 25. Even if this is done, it is prevented, suppressed or delayed from reaching a lower part of the blood outflow side opening 25 by, for example, part of the surface rising, so that bubbles (fine bubbles) discharged from the blood outflow port 28 The amount can be minimized.

また、人工肺1が図2に示す姿勢で使用される場合、気泡貯留部43は、人工肺1を使用する際の鉛直上方の位置に設けられている。フィルタ部材41で捕捉された気泡構成気体(気泡)は、その全てが排気用中空糸膜層42の各ガス流路422(中空糸膜421)内に入り込み第2排気ポート29から排気されるのは稀であり、このため、気泡構成気体の一部は、ハウジング2内を浮上することとなる。ハウジング2内を浮上した気泡構成気体は、前述した位置に設けられた気泡貯留部43に確実に貯留される。これにより、血液流路33を通過する血液中の気泡が血液流出部から流出するのをより確実に防止することができる。また、ハウジング2を透明な部材を使用して製作した場合、人工肺1の操作者は、気泡がハウジング2内に貯留されたことを早期に確認することができ、貯留された気泡を除去する処置を行い、気泡が人工肺1から流出する危険を防止することができるという利点もある。   When the oxygenator 1 is used in the posture shown in FIG. 2, the bubble reservoir 43 is provided at a position vertically above when the oxygenator 1 is used. All of the bubble constituent gas (bubbles) captured by the filter member 41 enters each gas flow path 422 (hollow fiber membrane 421) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 and is exhausted from the second exhaust port 29. For this reason, a part of the bubble-constituting gas floats in the housing 2. The bubble constituent gas that has floated inside the housing 2 is reliably stored in the bubble storage portion 43 provided at the position described above. Thereby, it is possible to more reliably prevent bubbles in the blood passing through the blood flow path 33 from flowing out from the blood outflow portion. When the housing 2 is manufactured using a transparent member, the operator of the oxygenator 1 can confirm at an early stage that bubbles are stored in the housing 2 and remove the stored bubbles. There is also an advantage that the risk of air bubbles flowing out of the oxygenator 1 can be prevented by performing treatment.

次に、熱交換部(熱交換器)1Bについて説明する。熱交換器1Bは、熱交換器ハウジング5を有している。熱交換器ハウジング5は、ほぼ円筒状をなし、その上端および下端は閉じている。熱交換器ハウジング5の内部には、血液室50が形成されている。熱交換器ハウジング5の下端(下面)には、管状の熱媒体流入ポート52および熱媒体流出ポート53が突出形成されている。また、熱交換器ハウジング5の図2中左側の下部には、管状の血液流入ポート51が突出形成されている。血液流入ポート51の内腔は、血液室50と連通している。   Next, the heat exchange part (heat exchanger) 1B will be described. The heat exchanger 1 </ b> B has a heat exchanger housing 5. The heat exchanger housing 5 has a substantially cylindrical shape, and its upper end and lower end are closed. A blood chamber 50 is formed in the heat exchanger housing 5. A tubular heat medium inflow port 52 and a heat medium outflow port 53 project from the lower end (lower surface) of the heat exchanger housing 5. Further, a tubular blood inlet port 51 protrudes from the lower portion of the heat exchanger housing 5 on the left side in FIG. The lumen of the blood inflow port 51 communicates with the blood chamber 50.

熱交換器ハウジング5の内部には、全体形状が筒状をなす熱交換体54と、熱交換体54の内周に沿って配置された円筒状の熱媒体室形成部材(円筒壁)55と、熱媒体室形成部材55の内側空間を流入側熱媒体室57と流出側熱媒体室58とに区分する区画壁56とが設置されている。熱媒体室形成部材55は、熱交換体54の内側に熱媒体が一旦貯留される熱媒体室を形成する機能を有するとともに、筒状の熱交換体の変形を規制する機能を有している。   Inside the heat exchanger housing 5, a heat exchange body 54 whose overall shape is cylindrical, and a cylindrical heat medium chamber forming member (cylindrical wall) 55 disposed along the inner periphery of the heat exchange body 54, A partition wall 56 that divides the inner space of the heat medium chamber forming member 55 into an inflow side heat medium chamber 57 and an outflow side heat medium chamber 58 is provided. The heat medium chamber forming member 55 has a function of forming a heat medium chamber in which the heat medium is temporarily stored inside the heat exchanger 54 and a function of regulating deformation of the cylindrical heat exchanger. .

熱媒体室形成部材55および区画壁56は、熱交換器ハウジング5に対し例えば融着、接着剤による接着等の方法により固定されている。熱媒体室形成部材55と区画壁56とは、別部材でも一体的に形成されたものでもよい。   The heat medium chamber forming member 55 and the partition wall 56 are fixed to the heat exchanger housing 5 by a method such as fusion or bonding with an adhesive. The heat medium chamber forming member 55 and the partition wall 56 may be separate members or integrally formed.

また、熱媒体室形成部材55には、その壁部を貫通する上下方向に延びた帯状の開口59a、59bが形成されている。開口59aと開口59bとは、区画壁56を介して対抗する位置に配置されている(図3参照)。開口59aは、流入側熱媒体室57に連通し、開口59bは、流出側熱媒体室58に連通している。   Further, the heat medium chamber forming member 55 is formed with strip-shaped openings 59a and 59b extending in the vertical direction penetrating the wall portion. The opening 59a and the opening 59b are disposed at positions facing each other through the partition wall 56 (see FIG. 3). The opening 59 a communicates with the inflow side heat medium chamber 57, and the opening 59 b communicates with the outflow side heat medium chamber 58.

熱交換体54としては、図2に示すような、いわゆるベローズ型熱交換体(蛇腹管)を用いることができる。このベローズ型熱交換体54は、軸方向中央部の側面にほぼ平行に形成された多数の中空環状突起を備える蛇腹形成部と、その両端(上下端)に形成され、蛇腹形成部の内径とほぼ等しい円筒部とを備えている。この熱交換体54は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料、またはポリエチレン、ポリカーボネート等の樹脂材料により構成されている。強度、熱交換効率の面からステンレス、アルミニウム等の金属材料が好ましい。特に、熱交換体54の軸方向(中心軸)に対してほぼ直交する凹凸が多数繰り返された波状となっている金属製のベローズ管で構成されているのが好ましい。   As the heat exchanger 54, a so-called bellows type heat exchanger (bellows tube) as shown in FIG. 2 can be used. The bellows-type heat exchange element 54 includes a bellows forming portion having a large number of hollow annular protrusions formed substantially parallel to the side surface of the central portion in the axial direction, and is formed at both ends (upper and lower ends) of the bellows type heat exchanger 54. A substantially equal cylindrical portion. The heat exchanger 54 is made of a metal material such as stainless steel or aluminum, or a resin material such as polyethylene or polycarbonate. A metal material such as stainless steel or aluminum is preferable in terms of strength and heat exchange efficiency. In particular, it is preferable that the heat exchanger 54 is made of a metal bellows tube having a wave shape in which a large number of irregularities substantially orthogonal to the axial direction (center axis) of the heat exchanger 54 are repeated.

熱交換器ハウジング5、熱媒体室形成部材55および区画壁56の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、MS樹脂、MBS樹脂)、ポリカーボネート等の樹脂材料あるいは種々のセラミックス材料、金属材料等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the heat exchanger housing 5, the heat medium chamber forming member 55, and the partition wall 56 include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ester resins (for example, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate), and styrene. Examples thereof include resins (for example, polystyrene, MS resin, MBS resin), resin materials such as polycarbonate, various ceramic materials, and metal materials.

以下、人工肺1の熱交換部1Bにおける熱媒体の流れについて、図1〜図3を参照しつつ説明する。   Hereinafter, the flow of the heat medium in the heat exchange unit 1B of the artificial lung 1 will be described with reference to FIGS.

熱媒体流入ポート52より流入した熱媒体は、まず流入側熱媒体室57に入り、開口59aを通って熱媒体室形成部材55の外周側に流れ込み、熱媒体室形成部材55の外周のほぼ全周に広がり、熱交換体54の蛇腹の多数の凹部(中空環状突起の内側)に入る。これにより、熱媒体に接触した熱交換体54は加温または冷却される。そして、熱交換体54の外周側を流れる血液との間で熱交換(加温または冷却)が行われる。   The heat medium flowing in from the heat medium inflow port 52 first enters the inflow side heat medium chamber 57, flows into the outer peripheral side of the heat medium chamber forming member 55 through the opening 59 a, and almost the entire outer periphery of the heat medium chamber forming member 55. It spreads around the circumference and enters a large number of concave portions (inside the hollow annular projection) of the bellows of the heat exchanger 54. As a result, the heat exchanger 54 in contact with the heat medium is heated or cooled. Then, heat exchange (heating or cooling) is performed with the blood flowing on the outer peripheral side of the heat exchanger 54.

熱交換体54の加温または冷却に供された熱媒体は、開口59bを通って流出側熱媒体室58に入り、熱媒体流出ポート53より排出される。   The heat medium used for heating or cooling the heat exchanger 54 enters the outflow side heat medium chamber 58 through the opening 59 b and is discharged from the heat medium outflow port 53.

なお、図示の実施形態と異なり、本発明においては、熱交換部1Bは、人工肺部1Aの下流側に設けられていてもよい。さらに。本発明では、熱交換部1Bは、存在しなくてもよい。   Note that, unlike the illustrated embodiment, in the present invention, the heat exchanging portion 1B may be provided on the downstream side of the artificial lung portion 1A. further. In the present invention, the heat exchange unit 1B may not exist.

次に、本実施形態の人工肺1における血液の流れについて、図1〜図4を参照しつつ説明する。   Next, the flow of blood in the oxygenator 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS.

この人工肺1では、血液流入ポート51から流入した血液は、血液室50、すなわち熱交換器ハウジング5の内周面と熱交換体54との間に流れ込み、熱交換体54の複数の中空環状突起の外面と接触して熱交換(加温または冷却)がなされる。このようにして熱交換がなされた血液は、血液室50の下流側に集まり、血液流入側開口部24を通って人工肺部1Aのハウジング2内へ流入する。   In the oxygenator 1, blood flowing from the blood inflow port 51 flows between the blood chamber 50, that is, between the inner peripheral surface of the heat exchanger housing 5 and the heat exchanger 54. Heat exchange (heating or cooling) is performed in contact with the outer surface of the protrusion. The blood thus heat-exchanged gathers on the downstream side of the blood chamber 50 and flows into the housing 2 of the artificial lung portion 1A through the blood inflow side opening 24.

血液流入側開口部24を経た血液は、血液流路33を下流方向に向かって流れる。一方、ガス流入ポート26から供給されたガス(酸素を含む気体)は、ガス流入室261より各中空糸膜31の内腔であるガス流路32に分配され、該ガス流路32を流れた後、ガス流出室271に集積され、ガス流出ポート27より排出される。血液流路33を流れる血液は、各中空糸膜31の表面に接触し、ガス流路32を流れるガスとの間でガス交換(酸素加、脱炭酸ガス)がなされる。   The blood that has passed through the blood inflow side opening 24 flows in the blood flow path 33 in the downstream direction. On the other hand, the gas (gas containing oxygen) supplied from the gas inflow port 26 is distributed from the gas inflow chamber 261 to the gas flow paths 32 that are the lumens of the hollow fiber membranes 31, and flows through the gas flow paths 32. Thereafter, the gas is accumulated in the gas outflow chamber 271 and discharged from the gas outflow port 27. The blood flowing through the blood flow path 33 contacts the surface of each hollow fiber membrane 31, and gas exchange (oxygenation, decarbonation gas) is performed with the gas flowing through the gas flow path 32.

ガス交換がなされた血液中に気泡が混入している場合、この気泡は、フィルタ部材41により捕捉され、フィルタ部材41の下流側にはほとんど流出しない。フィルタ部材41にて捕捉された気泡(気泡構成気体)には、フィルタ部材41の上流側に隣接する排気用中空糸膜層42の各中空糸膜421の壁部の多数の細孔を経て、当該中空糸膜31の内腔(ガス流路422)に入るものと、中空糸膜31の内腔に入らずにハウジング2内を浮上して気泡貯留部43に入るものとがある。中空糸膜31の内腔に入った気泡構成気体は、小空間233を介して第2排気ポート29から排出される。また、気泡貯留部43に入った気泡構成気体は、第1排気ポート211から排出される。   When bubbles are mixed in the blood that has undergone gas exchange, the bubbles are captured by the filter member 41 and hardly flow out to the downstream side of the filter member 41. Bubbles captured by the filter member 41 (bubble constituent gas) go through a large number of pores in the wall of each hollow fiber membrane 421 of the exhaust hollow fiber membrane layer 42 adjacent to the upstream side of the filter member 41, There are those that enter the lumen (gas flow path 422) of the hollow fiber membrane 31 and those that float inside the housing 2 and enter the bubble reservoir 43 without entering the lumen of the hollow fiber membrane 31. The bubble constituent gas that has entered the lumen of the hollow fiber membrane 31 is discharged from the second exhaust port 29 via the small space 233. The bubble constituent gas that has entered the bubble reservoir 43 is discharged from the first exhaust port 211.

以上のようにしてガス交換がなされ、気泡が除去された血液(フィルタ部材41を通過した血液)は、血液流出側開口部25に流入し、該血液流出側開口部25内を下方に向かって流れ、血液流出ポート28より流出する。   The blood from which gas has been exchanged as described above and from which bubbles have been removed (blood that has passed through the filter member 41) flows into the blood outflow side opening 25, and downwards in the blood outflow side opening 25. Flows out of the blood outlet port 28.

本実施形態の人工肺1において、血液と接触する面(例えば、ハウジング2の内面、熱交換器ハウジング5の内面、熱媒体室形成部材55の表面、区画壁56の表面、固着部7、隔壁8、9の血液流路33に臨む面)は、抗血栓性表面となっていることが好ましい。抗血栓性表面は、抗血栓性材料を表面に被覆し、さらには固定することにより形成することができる。抗血栓性材料としては、ヘパリン、ウロキナーゼ、HEMA−St−HEMAコポリマー、ポリHEMA等が挙げられる。   In the artificial lung 1 of the present embodiment, a surface that comes into contact with blood (for example, the inner surface of the housing 2, the inner surface of the heat exchanger housing 5, the surface of the heat medium chamber forming member 55, the surface of the partition wall 56, the fixing portion 7, the partition wall) The surfaces facing the blood flow paths 33 of 8 and 9 are preferably antithrombogenic surfaces. The antithrombogenic surface can be formed by coating the surface with an antithrombogenic material and further fixing. Examples of the antithrombotic material include heparin, urokinase, HEMA-St-HEMA copolymer, and poly-HEMA.

人工肺1において、血液流入ポート51から流入する血液の流量は、患者の体格、術式(手術の方式)により異なるため、特に限定されないが、一般的に、乳児から小児では、0.1〜2.0L/分程度が好ましく、中人では、2.0〜5.0L/分程度が好ましく、成人では、3.0〜7.0L/分程度が好ましい。   In the artificial lung 1, the flow rate of blood flowing from the blood inflow port 51 is not particularly limited because it varies depending on the patient's physique and surgical method (surgical method). About 2.0 L / min is preferable, about 2.0 to 5.0 L / min is preferable for middle-aged people, and about 3.0 to 7.0 L / min is preferable for adults.

人工肺1において、ガス流入ポート26から供給されるガスの流量は、患者の体格、術式により異なるため、特に限定されないが、一般的に、乳児から小児では、0.05〜4.0L/分程度が好ましく、中人では、1.0〜10.0L/分程度が好ましく、成人では、1.5〜14.0L/分程度が好ましい。   In the oxygenator 1, the flow rate of the gas supplied from the gas inflow port 26 is not particularly limited because it varies depending on the patient's physique and technique, but generally 0.05 to 4.0 L / in for infants to children. For example, about 1.0 to 10.0 L / min is preferable for middle-aged persons, and about 1.5 to 14.0 L / min is preferable for adults.

また、ガス流入ポート26から供給されるガス中の酸素濃度は、手術中の患者の酸素・炭酸ガスの代謝量により異なるため、特に限定されないが、40〜100%とすることができる。   Moreover, since the oxygen concentration in the gas supplied from the gas inflow port 26 varies depending on the metabolic amount of oxygen / carbon dioxide gas of the patient during the operation, it is not particularly limited, but can be 40 to 100%.

また、人工肺1の最大連続運転時間は、患者の様態、術式により異なるため、特に限定されないが、一般的に、2〜6時間程度とすることができる。また、人工肺1の最大連続運転時間は、稀に、10時間程度の長時間に及んでもよい。   Further, the maximum continuous operation time of the oxygenator 1 is not particularly limited because it varies depending on the patient's condition and surgical technique, but can generally be about 2 to 6 hours. In addition, the maximum continuous operation time of the oxygenator 1 may rarely be as long as about 10 hours.

<第2実施形態>
図5は、本発明の人工肺の第2実施形態を示す平面図、図6は、図5に示す人工肺を矢印B側から見た図(左側面図)、図7は、図6中のC−C線断面図、図8は、図6中のD−D線断面図、図9は、図5中のE−E線断面図、図10は、図8中の右側上部(中空糸膜層、フィルタ部材および排気用中空糸膜層の固定部)の拡大断面図である。なお、図5、図7および図8中の左側を「左」または「左方」、右側を「右」または「右方」という。また、図5〜図10中、人工肺の内側を「血液流入側」または「上流側」、外側を「血液流出側」または「下流側」として説明する。
以下、これらの図を参照して本発明の人工肺の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment of the oxygenator according to the present invention, FIG. 6 is a diagram (left side view) of the oxygenator shown in FIG. 5 viewed from the arrow B side, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG. 6, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. 5, and FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a thread membrane layer, a filter member, and a hollow fiber membrane layer for exhaust). 5, 7, and 8 are referred to as “left” or “left”, and the right side is referred to as “right” or “right”. 5 to 10, the inside of the oxygenator will be described as “blood inflow side” or “upstream side”, and the outside will be described as “blood outflow side” or “downstream side”.
Hereinafter, the second embodiment of the oxygenator according to the present invention will be described with reference to these drawings. However, the difference from the above-described embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、人工肺の全体形状が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図示の実施形態の人工肺10は、全体形状(外形形状)がほぼ円柱状をなしている。この人工肺10は、内側に設けられ、前記第1実施形態の熱交換部1Bとほぼ同様の構成の熱交換部(熱交換器)10Bと、熱交換部10Bの外周側に設けられ、血液に対しガス交換を行う人工肺部10Aと備える熱交換器付き人工肺である。
This embodiment is the same as the first embodiment except that the overall shape of the oxygenator is different.
The oxygenator 10 of the illustrated embodiment has a substantially cylindrical shape as a whole (outer shape). The artificial lung 10 is provided on the inner side, provided on the outer peripheral side of the heat exchanging part (heat exchanger) 10B having substantially the same configuration as the heat exchanging part 1B of the first embodiment, and the blood exchanging part 10B. This is an oxygenator with a heat exchanger and an oxygenator 10A that performs gas exchange.

人工肺1は、ハウジング2Aを有しており、このハウジング2A内に人工肺部10Aと熱交換部10Bとが収納されている。また、熱交換部10Bは、ハウジング2A内において、さらに、熱交換器ハウジング5Aに収納されている。この熱交換器ハウジング5Aにより、熱交換部10Bの両端部がそれぞれハウジング2Aに対し固定されている。   The oxygenator 1 has a housing 2A, and an oxygenator 10A and a heat exchanger 10B are accommodated in the housing 2A. Moreover, the heat exchange part 10B is further accommodated in the heat exchanger housing 5A in the housing 2A. With this heat exchanger housing 5A, both end portions of the heat exchanging portion 10B are fixed to the housing 2A, respectively.

ハウジング2Aは、ほぼ円筒状なすハウジング本体(以下「円筒状ハウジング本体」と言う)21Aと、円筒状ハウジング本体21Aの左端開口を封止する皿状の第1のヘッダー(上部蓋体)22Aと、円筒状ハウジング本体21Aの右端開口を封止する皿状の第2のヘッダー(下部蓋体)23Aとで構成されている。   The housing 2A includes a substantially cylindrical housing main body (hereinafter referred to as “cylindrical housing main body”) 21A, and a dish-shaped first header (upper lid) 22A for sealing the left end opening of the cylindrical housing main body 21A. And a dish-shaped second header (lower lid) 23A for sealing the right end opening of the cylindrical housing body 21A.

円筒状ハウジング本体21A、第1のヘッダー22Aおよび第2のヘッダー23Aは、それぞれ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、MS樹脂、MBS樹脂)、ポリカーボネート等の樹脂材料あるいは種々のセラミックス材料、金属材料等で構成されている。円筒状ハウジング本体21Aに対し、第1のヘッダー22Aおよび第2のヘッダー23Aは、融着や接着剤による接着等の方法により液密に固着されている。   The cylindrical housing main body 21A, the first header 22A, and the second header 23A are, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ester resins (for example, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate), and styrene resins. (For example, polystyrene, MS resin, MBS resin), resin materials such as polycarbonate, various ceramic materials, metal materials, and the like. The first header 22A and the second header 23A are liquid-tightly fixed to the cylindrical housing body 21A by a method such as fusion or bonding with an adhesive.

円筒状ハウジング本体21Aの外周部には、管状の血液流出ポート28および第1排気ポート(第1排気口)211が形成されている。血液流出ポート28は、円筒状ハウジング本体21Aの外周面のほぼ接線方向に向かって突出している(図5および図6参照)。第1排気ポート211は、円筒状ハウジング本体21Aの上部に、図9中(図5も同様)上方に向かって突出している。また、円筒状ハウジング本体21Aの外周部の第1排気ポート211付近は、かまぼこ状に***している(図7、図9参照)。このかまぼこ状に***した部分212に、後述する気泡貯留部43Aが位置する。   A tubular blood outlet port 28 and a first exhaust port (first exhaust port) 211 are formed on the outer peripheral portion of the cylindrical housing body 21A. The blood outflow port 28 protrudes substantially in the tangential direction of the outer peripheral surface of the cylindrical housing body 21A (see FIGS. 5 and 6). The first exhaust port 211 protrudes upward in FIG. 9 (also in FIG. 5) on the upper part of the cylindrical housing body 21A. Further, the vicinity of the first exhaust port 211 on the outer peripheral portion of the cylindrical housing main body 21A protrudes in a kamaboko shape (see FIGS. 7 and 9). A bubble storage portion 43A, which will be described later, is located in the portion 212 that is raised like a semi-cylindrical shape.

第1のヘッダー22Aには、管状の血液流入ポート201およびガス流出ポート27が突出形成されている。血液流入ポート201は、その中心軸が第1のヘッダー22Aの中心に対し偏心するように、第1のヘッダー22Aの端面に形成されている。ガス流出ポート27は、その中心軸が第1のヘッダー22Aの中心と交差するように、第1のヘッダー22Aの外周部に形成されている(図6参照)。   A tubular blood inflow port 201 and a gas outflow port 27 are formed to protrude from the first header 22A. The blood inflow port 201 is formed on the end face of the first header 22A so that the central axis thereof is eccentric with respect to the center of the first header 22A. The gas outflow port 27 is formed on the outer periphery of the first header 22A so that the center axis thereof intersects the center of the first header 22A (see FIG. 6).

第2のヘッダー23Aには、管状のガス流入ポート26、排気ポート(排気口)29、熱媒体流入ポート202および熱媒体流出ポート203が突出形成されている。ガス流入ポート26および第2排気ポート29は、それぞれ、第2のヘッダー23Aの端面の縁部に形成されている。熱媒体流入ポート202および熱媒体流出ポート203は、それぞれ、第2のヘッダー23Aの端面のほぼ中央部に形成されている。また、熱媒体流入ポート202および熱媒体流出ポート203の中心線は、それぞれ、第2のヘッダー23Aの中心線に対してやや傾斜している。   A tubular gas inflow port 26, an exhaust port (exhaust port) 29, a heat medium inflow port 202, and a heat medium outflow port 203 are formed in the second header 23A so as to protrude. The gas inflow port 26 and the second exhaust port 29 are each formed at the edge of the end face of the second header 23A. The heat medium inflow port 202 and the heat medium outflow port 203 are each formed at substantially the center of the end face of the second header 23A. The center lines of the heat medium inflow port 202 and the heat medium outflow port 203 are slightly inclined with respect to the center line of the second header 23A.

なお、本発明において、ハウジング2Aの全体形状は、必ずしも完全な円柱状をなしている必要はなく、例えば一部が欠損している形状、異形部分が付加された形状などでもよい。   In the present invention, the entire shape of the housing 2A does not necessarily have a complete columnar shape, and may be, for example, a shape in which a part is missing or a shape in which a deformed part is added.

図7〜図9に示すように、ハウジング2Aの内部には、その内周面に沿った円筒状をなす人工肺部10Aが収納されている。人工肺部10Aは、円筒状の中空糸膜層3Aと、中空糸膜層3Aの外周側(血液流出部側)に設けられた気泡除去手段4Aとしてのフィルタ部材41Aおよび排気用中空糸膜層42Aとを有している。これらの層および部材は、血液流入側から、中空糸膜層3A、排気用中空糸膜層42A、フィルタ部材41Aの順に配置(積層)されている。   As shown in FIG. 7 to FIG. 9, an oxygenator 10 </ b> A having a cylindrical shape along the inner peripheral surface is accommodated in the housing 2 </ b> A. The artificial lung portion 10A includes a cylindrical hollow fiber membrane layer 3A, a filter member 41A as an air bubble removing means 4A provided on the outer peripheral side (blood outflow portion side) of the hollow fiber membrane layer 3A, and an exhaust hollow fiber membrane layer. 42A. These layers and members are arranged (laminated) in the order of the hollow fiber membrane layer 3A, the exhaust hollow fiber membrane layer 42A, and the filter member 41A from the blood inflow side.

図10に示すように、中空糸膜層3Aは、ガス交換機能を有する中空糸膜31が多数本集積されたものである。この中空糸膜層3Aを構成する中空糸膜31は、そのほとんどがハウジング2Aの中心軸とほぼ平行に配置されている。   As shown in FIG. 10, the hollow fiber membrane layer 3 </ b> A is obtained by integrating a large number of hollow fiber membranes 31 having a gas exchange function. Most of the hollow fiber membranes 31 constituting the hollow fiber membrane layer 3A are arranged substantially parallel to the central axis of the housing 2A.

なお、中空糸膜層3Aにおける中空糸膜31の配設パターン、配設方向等は、上述したもの限定されず、例えば、各中空糸膜31がハウジング2Aの中心軸に対して垂直な方向に配置された構成、中空糸膜31同士が斜めに交差する部分(交差部)を有する構成、全部または一部の中空糸膜31が湾曲して配置された構成、全部または一部の中空糸膜31が波状、螺旋状、渦巻き状または環状に配置された構成等であってもよい。   The arrangement pattern, arrangement direction, and the like of the hollow fiber membrane 31 in the hollow fiber membrane layer 3A are not limited to those described above. For example, each hollow fiber membrane 31 is in a direction perpendicular to the central axis of the housing 2A. Arranged configuration, a configuration having a portion (intersection) where the hollow fiber membranes 31 obliquely intersect each other, a configuration in which all or part of the hollow fiber membranes 31 are curved, and all or part of the hollow fiber membranes The structure etc. which 31 was arrange | positioned by a wave shape, spiral shape, spiral shape, or cyclic | annular form may be sufficient.

各中空糸膜31の両端部(左端部および右端部)は、それぞれ、隔壁8および9により円筒状ハウジング本体21Aの内面(内周面)に対し固定されている(図8および図9参照)。   Both end portions (left end portion and right end portion) of each hollow fiber membrane 31 are fixed to the inner surface (inner peripheral surface) of the cylindrical housing main body 21A by partition walls 8 and 9, respectively (see FIGS. 8 and 9). .

また、中空糸膜層3Aは、円筒状ハウジング本体21Aと熱交換部10Bとの間にほぼ隙間なく充填されており、これにより、中空糸膜層3Aは、全体形状としてほぼ円筒状の形状をなしている。これにより、同様の形状の円筒状ハウジング本体21Aに対し、中空糸膜31の高い充填効率が得られ(デッドスペースが少なく)、人工肺部10Aの小型化、高性能化に寄与する。   Further, the hollow fiber membrane layer 3A is filled between the cylindrical housing main body 21A and the heat exchanging portion 10B with almost no gap, so that the hollow fiber membrane layer 3A has a substantially cylindrical shape as a whole. There is no. Thereby, the high filling efficiency of the hollow fiber membrane 31 is obtained with respect to the cylindrical housing body 21A having the same shape (the dead space is small), which contributes to the miniaturization and high performance of the oxygenator 10A.

ハウジング2A内の隔壁8と隔壁9との間における各中空糸膜31は、露出しており、各中空糸膜31(排気用中空糸膜層42Aの中空糸膜421も同様)の外側、すなわち、中空糸膜31同士の隙間に、血液が図2中左側から右側に向かって流れる血液流路33が形成されている。   Each hollow fiber membrane 31 between the partition wall 8 and the partition wall 9 in the housing 2A is exposed, and the outside of each hollow fiber membrane 31 (the same applies to the hollow fiber membrane 421 of the exhaust hollow fiber membrane layer 42A), that is, A blood flow path 33 in which blood flows from the left side to the right side in FIG. 2 is formed in the gap between the hollow fiber membranes 31.

血液流路33の上流側(中空糸膜層3Aの上流側の面側)、すなわち人工肺部10Aと熱交換部10Bとの間には、血液流入ポート201から流入した血液の血液流入部として、円筒状の血液流入側開口部(血液流入側空間)24Aが形成されている。   As the blood inflow part of blood flowing from the blood inflow port 201 between the upstream side of the blood channel 33 (the upstream side of the hollow fiber membrane layer 3A), that is, between the artificial lung part 10A and the heat exchange part 10B. A cylindrical blood inlet side opening (blood inlet side space) 24A is formed.

血液流入側開口部24Aに流入した血液は、当該血液流入側開口部24Aの周方向および長手方向に沿って流れることとなり、よって、血液流入側開口部24Aの全体に行き渡る。これにより、熱交換部10Bから人工肺部10Aへの血液の移送を効率良く行うことができる。   The blood that has flowed into the blood inflow side opening 24A flows along the circumferential direction and the longitudinal direction of the blood inflow side opening 24A, and thus reaches the entire blood inflow side opening 24A. Thereby, the blood can be efficiently transferred from the heat exchange unit 10B to the oxygenator 10A.

血液流路33の下流側(中空糸膜層3Aの下流側の面側)においては、後述するフィルタ部材41Aの外周面と円筒状ハウジング本体21Aの内周面との間に円筒状の隙間が形成され、この隙間は、血液流出側開口部(血液流出側空間)25Aを形成している。この血液流出側開口部25Aと、血液流出側開口部25Aに連通する血液流出ポート28とで、血液流出部が構成される。血液流出部は、血液流出側開口部25Aを有することにより、フィルタ部材41Aを透過した血液が血液流出ポート28に向かって流れる空間が確保され、血液を円滑に排出することができる。   On the downstream side of the blood flow path 33 (on the downstream side of the hollow fiber membrane layer 3A), a cylindrical gap is formed between the outer peripheral surface of the filter member 41A described later and the inner peripheral surface of the cylindrical housing body 21A. The gap is formed to form a blood outflow side opening (blood outflow side space) 25A. The blood outflow portion is configured by the blood outflow side opening 25A and the blood outflow port 28 communicating with the blood outflow side opening 25A. Since the blood outflow portion has the blood outflow side opening 25A, a space through which the blood that has passed through the filter member 41A flows toward the blood outflow port 28 is secured, and the blood can be smoothly discharged.

そして、血液流入側開口部24Aと血液流出側開口部25Aとの間に、中空糸膜層3A、フィルタ部材41Aおよび排気用中空糸膜層42Aと、血液流路33とが存在している。   Between the blood inflow side opening 24A and the blood outflow side opening 25A, the hollow fiber membrane layer 3A, the filter member 41A, the exhaust hollow fiber membrane layer 42A, and the blood flow path 33 are present.

なお、中空糸膜層3Aの厚さ(図9中径方向の長さ)は、特に限定されないが、2〜100mm程度であるのが好ましく、3〜30mm程度であるのがより好ましい。   The thickness (length in the radial direction in FIG. 9) of the hollow fiber membrane layer 3A is not particularly limited, but is preferably about 2 to 100 mm, and more preferably about 3 to 30 mm.

さて、前述したように、中空糸膜層3Aの下流側(血液流出部側)には、血液中の気泡を捕捉するとともに捕捉した気泡を前記血液流路外へ排出する機能を有する気泡除去手段4Aが設置されている。この気泡除去手段4Aは、フィルタ部材41Aと、フィルタ部材41Aの上流側に設置された排気用中空糸膜層42Aとを有している。   As described above, on the downstream side (blood outflow portion side) of the hollow fiber membrane layer 3A, the bubble removing means has a function of capturing bubbles in the blood and discharging the trapped bubbles out of the blood channel. 4A is installed. The bubble removing means 4A includes a filter member 41A and an exhaust hollow fiber membrane layer 42A installed on the upstream side of the filter member 41A.

図7および図9に示すように、フィルタ部材41の上流側(内周側)の面は、円筒状ハウジング本体21Aの部分212に対応する部位(箇所)が排気用中空糸膜層42の下流側(外周側)の面と離間しており、それ以外の部位が排気用中空糸膜層42の下流側の面に接合さている。これにより、フィルタ部材41の血液流路33上流側の一部(上部)には、当該排気用中空糸膜層42との間に空隙部が確実に形成される。この空隙部は、フィルタ部材41Aで捕捉された気泡の少なくとも一部を集積し貯留する気泡貯留部(第1の気泡貯留部)43Aとして機能する。   As shown in FIGS. 7 and 9, the upstream side (inner peripheral side) surface of the filter member 41 has a portion (location) corresponding to the portion 212 of the cylindrical housing main body 21 </ b> A downstream of the exhaust hollow fiber membrane layer 42. It is separated from the side (outer peripheral side) surface, and other portions are joined to the downstream side surface of the exhaust hollow fiber membrane layer 42. Accordingly, a gap is reliably formed between the exhaust hollow fiber membrane layer 42 in a part (upper part) of the filter member 41 on the upstream side of the blood flow path 33. This void portion functions as a bubble storage portion (first bubble storage portion) 43A that accumulates and stores at least a part of the bubbles captured by the filter member 41A.

フィルタ部材41Aは、ほぼ長方形をなすシート状の部材(以下単に「シート」とも言う)で構成され、そのシートを円柱状に巻回して形成したものである。フィルタ部材41Aは、両端部がそれぞれ隔壁8、9で固着されることにより、ハウジング2Aに対し固定されている(図7および図8参照)。   The filter member 41A is composed of a substantially rectangular sheet-like member (hereinafter also simply referred to as “sheet”), and is formed by winding the sheet into a columnar shape. The filter member 41A is fixed to the housing 2A by fixing both ends thereof with partition walls 8 and 9, respectively (see FIGS. 7 and 8).

このフィルタ部材41Aは、前述したように排気用中空糸膜層42の下流側(血液流出部側)に設けられ、内周面が排気用中空糸膜層42Aの下流側(血液流出部側)の面のほぼ全面を覆っている。フィルタ部材41Aをこのように設けることにより、フィルタ部材41Aの有効面積を大きくすることができ、気泡を捕捉する能力を十分に発揮することができる。また、フィルタ部材41Aの有効面積が大きくなることにより、たとえフィルタ部材41Aの一部に目詰まり(例えば血液の凝集塊などの付着)が生じたとしても、全体として血液の流れを妨げることを防止(抑制)することができる。   As described above, the filter member 41A is provided on the downstream side (blood outflow portion side) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42, and the inner peripheral surface is downstream of the exhaust hollow fiber membrane layer 42A (blood outflow portion side). It covers almost the entire surface of By providing the filter member 41A in this manner, the effective area of the filter member 41A can be increased, and the ability to capture air bubbles can be sufficiently exhibited. Further, the increase in the effective area of the filter member 41A prevents the blood flow as a whole from being obstructed even if a part of the filter member 41A is clogged (for example, adhesion of blood clots or the like). (Suppressed).

なお、フィルタ部材41Aの形態としては、例えば、前記第1実施形態のフィルタ部材41と同様の形態、すなわち、メッシュ状(網状)をなすもの、織布、不織布、あるいはこれらを組み合わせたものとすることができる。   In addition, as a form of the filter member 41A, for example, a form similar to the filter member 41 of the first embodiment, that is, a mesh-like (net-like) form, a woven cloth, a non-woven cloth, or a combination thereof is used. be able to.

また、フィルタ部材41Aの構成材料としては、例えば、前記第1実施形態のフィルタ部材41と同様の材料を用いることができる。   Further, as the constituent material of the filter member 41A, for example, the same material as that of the filter member 41 of the first embodiment can be used.

以上のような構成のフィルタ部材41Aを設置したことにより、血液流路33を流れる血液中に気泡が存在していたとしてもその気泡を捕捉することができ、よって、気泡が血液流出ポート28から流出するの防止することができる。   By installing the filter member 41A having the above-described configuration, even if bubbles are present in the blood flowing through the blood flow path 33, the bubbles can be captured. It can be prevented from flowing out.

フィルタ部材41Aにより捕捉された気泡は、当該フィルタ部材41Aの上流側に位置する排気用中空糸膜層42Aによって血液流路33から除去される。   Bubbles captured by the filter member 41A are removed from the blood flow path 33 by the exhaust hollow fiber membrane layer 42A located on the upstream side of the filter member 41A.

図10に示すように、排気用中空糸膜層42Aを構成する中空糸膜421は、そのほとんどが、中空糸膜層3Aを構成する中空糸膜31とほぼ平行に配置されている。また、各中空糸膜421の両端部(上端部および下端部)は、それぞれ、各中空糸膜31と同様に、隔壁8および9により円筒状ハウジング本体21Aの内面に対し固定されている(図7および図8参照)。   As shown in FIG. 10, most of the hollow fiber membranes 421 constituting the exhaust hollow fiber membrane layer 42A are arranged substantially parallel to the hollow fiber membrane 31 constituting the hollow fiber membrane layer 3A. Further, both end portions (upper end portion and lower end portion) of each hollow fiber membrane 421 are fixed to the inner surface of the cylindrical housing main body 21A by the partition walls 8 and 9 as in the case of each hollow fiber membrane 31 (FIG. 7 and FIG. 8).

なお、排気用中空糸膜層42Aにおける中空糸膜421の配設パターン、配設方向等は、上述したもの限定されず、例えば、各中空糸膜421がハウジング2Aの中心軸に対して垂直な方向に配置された構成、中空糸膜421同士が斜めに交差する部分(交差部)を有する構成、全部または一部の中空糸膜31が湾曲して配置された構成、全部または一部の中空糸膜421が波状、螺旋状、渦巻き状または環状に配置された構成等であってもよい。   The arrangement pattern, arrangement direction, and the like of the hollow fiber membrane 421 in the exhaust hollow fiber membrane layer 42A are not limited to those described above. For example, each hollow fiber membrane 421 is perpendicular to the central axis of the housing 2A. A configuration in which the hollow fiber membranes 421 are obliquely intersected (intersection), a configuration in which all or some of the hollow fiber membranes 31 are curved, and all or part of the hollow A configuration in which the thread film 421 is arranged in a wave shape, a spiral shape, a spiral shape, or an annular shape may be used.

また、排気用中空糸膜層42Aの厚さ(図9中径方向の長さ)は、特に限定されないが、1〜50mm程度であるのが好ましく、1〜30mm程度であるのがより好ましい。   The thickness (length in the radial direction in FIG. 9) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42A is not particularly limited, but is preferably about 1 to 50 mm, and more preferably about 1 to 30 mm.

また、フィルタ部材41により捕捉された気泡は、前述したように排気用中空糸膜層42Aよって血液流路33から除去されるが、これのみならず、前記気泡の一部が浮上して気泡貯留部43A(空隙部)に流入し貯留される。   Further, as described above, the air bubbles trapped by the filter member 41 are removed from the blood flow path 33 by the exhaust hollow fiber membrane layer 42A. It flows into the part 43A (void part) and is stored.

図7および図9に示すように、フィルタ部材41Aの第1排気ポート211に対応する部分には、開口(孔)411が形成されている。この開口411を介して、気泡貯留部43Aは、第1排気ポート211と連通している。これにより、気泡貯留部43Aで貯留された気泡(気泡構成気体)は、開口411を通過し、第1排気ポート211を経てハウジング2A外へ排気される。よって、血液流路33を通過する血液中の気泡が血液流出部から流出するのを確実に防止することができる。   As shown in FIGS. 7 and 9, an opening (hole) 411 is formed in a portion corresponding to the first exhaust port 211 of the filter member 41A. Through this opening 411, the bubble reservoir 43A communicates with the first exhaust port 211. Thereby, the bubbles (bubble constituent gas) stored in the bubble storage part 43A pass through the opening 411 and are exhausted out of the housing 2A through the first exhaust port 211. Accordingly, it is possible to reliably prevent bubbles in the blood passing through the blood flow path 33 from flowing out from the blood outflow portion.

図8(図7も同様)に示すように、第1のヘッダー22Aと隔壁8と熱交換部10Bの熱交換器ハウジング5Aおよび熱媒体室形成部材55とにより、第1の部屋221aが画成されている。この第1の部屋221aは、中空糸膜層3Aと排気用中空糸膜層42Aとの境界部に設けられた仕切部222により、中空糸膜層3A側のガス流出室271と、排気用中空糸膜層42A側の小空間223とに区分されている。各中空糸膜31の左端開口は、ガス流出室271に開放し、連通している。   As shown in FIG. 8 (also in FIG. 7), the first chamber 221a is defined by the first header 22A, the partition wall 8, the heat exchanger housing 5A of the heat exchange unit 10B, and the heat medium chamber forming member 55. Has been. The first chamber 221a is separated from the gas outflow chamber 271 on the hollow fiber membrane layer 3A side by the partition 222 provided at the boundary between the hollow fiber membrane layer 3A and the exhaust hollow fiber membrane layer 42A. It is divided into a small space 223 on the thread membrane layer 42A side. The left end opening of each hollow fiber membrane 31 is open to and communicated with the gas outflow chamber 271.

一方、第2のヘッダー23Aと隔壁9と熱交換部10Bの熱交換器ハウジング5Aおよび熱媒体室形成部材55とにより、第2の部屋231aが画成されている。この第2の部屋231aは、中空糸膜層3Aと排気用中空糸膜層42Aとの境界部に設けられた仕切部232により、中空糸膜層3A側のガス流入室261と、排気用中空糸膜層42A側の小空間233とに区分されている。各中空糸膜31の右端開口は、ガス流入室261に開放し、連通している(図10参照)。   On the other hand, a second chamber 231a is defined by the second header 23A, the partition wall 9, the heat exchanger housing 5A of the heat exchange unit 10B, and the heat medium chamber forming member 55. The second chamber 231a is divided into a gas inflow chamber 261 on the hollow fiber membrane layer 3A side and a hollow for exhaust by a partition 232 provided at the boundary between the hollow fiber membrane layer 3A and the exhaust hollow fiber membrane layer 42A. It is divided into a small space 233 on the thread membrane layer 42A side. The right end opening of each hollow fiber membrane 31 is open to and communicated with the gas inflow chamber 261 (see FIG. 10).

各中空糸膜31の内腔は、ガスが流れるガス流路32を構成している。ガス流入ポート26およびガス流入室261により、ガス流路32の上流側に位置するガス流入部が構成され、ガス流出ポート27およびガス流出室271により、ガス流路32の下流側に位置するガス流出部が構成される。   The lumen of each hollow fiber membrane 31 constitutes a gas flow path 32 through which gas flows. The gas inflow port 26 and the gas inflow chamber 261 constitute a gas inflow portion located upstream of the gas flow path 32, and the gas outflow port 27 and the gas outflow chamber 271 constitute a gas located downstream of the gas flow path 32. An outflow section is constructed.

また、各中空糸膜421の内腔は、当該中空糸膜421の壁部に形成されている多数の細孔を経て流入した気泡構成気体が流れるガス流路422を構成している。   In addition, the lumen of each hollow fiber membrane 421 constitutes a gas flow path 422 through which the bubble-constituting gas that flows in through a large number of pores formed in the wall portion of the hollow fiber membrane 421 flows.

各ガス流路422(各中空糸膜421)の左端開口は、小空間223に開放し、連通している。これにより、小空間223は、各ガス流路422から流出した気泡構成気体を一時的に貯留する気泡貯留部(第2の気泡貯留部)として機能し得る。   The left end opening of each gas flow path 422 (each hollow fiber membrane 421) is open to and communicates with the small space 223. Thereby, the small space 223 can function as a bubble storage unit (second bubble storage unit) that temporarily stores the bubble constituent gas that has flowed out of each gas flow path 422.

また、各ガス流路422の右端開口は、小空間233に開放し、連通している(図10参照)。この小空間233は、第2排気ポート29と連通している。   Further, the right end opening of each gas flow path 422 is open to and communicates with the small space 233 (see FIG. 10). The small space 233 communicates with the second exhaust port 29.

このような構成により、各ガス流路422の右端開口から流出した気泡構成気体は、小空間233を通過し、さらに第2排気ポート29を通過して、人工肺10(ハウジング2A)から確実に排気される。これにより、血液流路33を通過する血液中の気泡が血液流出部から流出するのを確実に防止することができる。   With such a configuration, the bubble constituent gas that has flowed out from the right end opening of each gas flow path 422 passes through the small space 233 and further passes through the second exhaust port 29, and reliably from the oxygenator 10 (housing 2A). Exhausted. Thereby, it is possible to reliably prevent bubbles in the blood passing through the blood flow path 33 from flowing out from the blood outflow portion.

人工肺10は、図6に示す姿勢で使用される。この場合、血液流出ポート28は、人工肺10を使用する際の鉛直下方の位置に設けられている。すなわち、血液流出側開口部25Aの下部に血液流出ポート28の内腔が連通しており(図9参照)、フィルタ部材41Aを通過し、血液流出側開口部25Aに入った血液は、血液流出側開口部25A内をその周方向および長手方向に沿って血液流出ポート28に向けて流れ、血液流出ポート28よりハウジング2A外へ流出する。血液流出ポート28がこのような位置に設けられていることにより、気泡除去手段4Aで除去しきれなかった気泡(特に微細な気泡)がフィルタ部材41Aを透過して血液流出側開口部25Aに流入したとしても、その一部は浮上するなどして血液流出側開口部25Aの下部に到達することが阻止、抑制または遅延されるため、血液流出ポート28から排出される気泡(微細な気泡)の量をできるだけ少なくすることができる。   The oxygenator 10 is used in the posture shown in FIG. In this case, the blood outflow port 28 is provided at a position vertically below when the oxygenator 10 is used. That is, the lumen of the blood outflow port 28 communicates with the lower part of the blood outflow side opening 25A (see FIG. 9), and the blood passing through the filter member 41A and entering the blood outflow side opening 25A It flows toward the blood outflow port 28 along the circumferential direction and the longitudinal direction in the side opening 25A, and flows out of the housing 2A from the blood outflow port 28. By providing the blood outflow port 28 at such a position, air bubbles (particularly fine air bubbles) that could not be removed by the air bubble removing means 4A pass through the filter member 41A and flow into the blood outflow side opening 25A. Even if this occurs, a part of the airflow is prevented, suppressed or delayed from reaching the lower portion of the blood outflow side opening 25A by, for example, rising, so that the bubbles (fine bubbles) discharged from the blood outflow port 28 The amount can be minimized.

また、人工肺10が図6に示す姿勢で使用される場合、気泡貯留部43Aは、人工肺10を使用する際の鉛直上方の位置に設けられている。フィルタ部材41Aで捕捉された気泡構成気体(気泡)は、その全てが排気用中空糸膜層42Aの各ガス流路422(中空糸膜421)内に入り込み第2排気ポート29から排気されるのは稀であり、このため、気泡構成気体の一部は、ハウジング2A内を浮上することとなる。ハウジング2A内を浮上した気泡構成気体は、前述した位置に設けられた気泡貯留部43Aに確実に貯留される。これにより、血液流路33を通過する血液中の気泡が血液流出部から流出するのをより確実に防止することができる。   Further, when the oxygenator 10 is used in the posture shown in FIG. 6, the bubble storage unit 43 </ b> A is provided at a position vertically above when the oxygenator 10 is used. All of the bubble-constituting gas (bubbles) captured by the filter member 41A enters the gas flow paths 422 (hollow fiber membranes 421) of the exhaust hollow fiber membrane layer 42A and is exhausted from the second exhaust port 29. For this reason, a part of bubble constituent gas floats in the housing 2A. The bubble constituent gas that has floated inside the housing 2A is reliably stored in the bubble storage portion 43A provided at the position described above. Thereby, it is possible to more reliably prevent bubbles in the blood passing through the blood flow path 33 from flowing out from the blood outflow portion.

前述したように、人工肺部10Aの内側には、熱交換部10Bが設置されている。この熱交換部10Bは、熱交換部1Bとほぼ同様の構成であるので、その説明は省略する。   As described above, the heat exchanging unit 10B is installed inside the artificial lung unit 10A. Since this heat exchanging part 10B has substantially the same configuration as the heat exchanging part 1B, its description is omitted.

また、このように人工肺部10Aの内側に熱交換部10Bが設置されていることにより、次のような効果を奏する。すなわち、まず第1に1つのハウジング2A内に人工肺部10Aおよび熱交換部10Bを効率良く収納することができ、デッドスペースが小さく、そのため、小型の人工肺10で効率の良いガス交換を行うことができる。第2に、人工肺部10Aと熱交換部10Bとが前記第1実施形態よりも近接した状態となり、熱交換部10Bで熱交換がなされた血液が人工肺部10Aに迅速に流入することができ、よって、熱交換部10Bと人工肺部10Aとをつなぐ血液流入側開口部24A(血液流路33)中の血液の充填量を最小にすることができる。第3に、熱交換部10Bで熱交換された血液が放熱あるいは吸熱されることなく迅速に人工肺部10Aに流入することができる。   In addition, since the heat exchanging part 10B is installed inside the artificial lung part 10A as described above, the following effects can be obtained. That is, first, the oxygenator 10A and the heat exchanger 10B can be efficiently stored in one housing 2A, and the dead space is small. Therefore, efficient gas exchange is performed with the small oxygenator 10. be able to. Second, the oxygenator 10A and the heat exchanger 10B are in a state closer to that of the first embodiment, so that the blood exchanged by the heat exchanger 10B can quickly flow into the oxygenator 10A. Therefore, the filling amount of blood in the blood inflow side opening 24A (blood channel 33) connecting the heat exchange part 10B and the artificial lung part 10A can be minimized. Thirdly, the blood heat-exchanged by the heat exchange unit 10B can quickly flow into the oxygenator 10A without being dissipated or absorbed.

次に、本実施形態の人工肺10における血液の流れについて、図7〜図10を参照しつつ説明する。   Next, the flow of blood in the oxygenator 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

この人工肺10では、血液流入ポート201から流入した血液は、血液室50、すなわち熱交換器ハウジング5Aの内周面と熱交換体54との間に流れ込み、熱交換体54の複数の中空環状突起の外面と接触して熱交換(加温または冷却)がなされる。このようにして熱交換がなされた血液は、熱交換器ハウジング5Aの上部に形成された開口59c、血液流入側開口部24Aを順次通過して人工肺部10Aのハウジング2A内へ流入する。   In the oxygenator 10, the blood flowing in from the blood inflow port 201 flows between the blood chamber 50, that is, between the inner peripheral surface of the heat exchanger housing 5 </ b> A and the heat exchanger 54. Heat exchange (heating or cooling) is performed in contact with the outer surface of the protrusion. The blood thus heat-exchanged sequentially passes through the opening 59c formed in the upper part of the heat exchanger housing 5A and the blood inflow side opening 24A and flows into the housing 2A of the oxygenator 10A.

血液流入側開口部24Aを経た血液は、血液流路33を下流方向に向かって流れる。一方、ガス流入ポート26から供給されたガス(酸素を含む気体)は、ガス流入室261より各中空糸膜31の内腔であるガス流路32に分配され、該ガス流路32を流れた後、ガス流出室271に集積され、ガス流出ポート27より排出される。血液流路33を流れる血液は、各中空糸膜31の表面に接触し、ガス流路32を流れるガスとの間でガス交換(酸素加、脱炭酸ガス)がなされる。   The blood that has passed through the blood inflow side opening 24A flows in the blood flow path 33 in the downstream direction. On the other hand, the gas (gas containing oxygen) supplied from the gas inflow port 26 is distributed from the gas inflow chamber 261 to the gas flow paths 32 that are the lumens of the hollow fiber membranes 31, and flows through the gas flow paths 32. Thereafter, the gas is accumulated in the gas outflow chamber 271 and discharged from the gas outflow port 27. The blood flowing through the blood flow path 33 contacts the surface of each hollow fiber membrane 31, and gas exchange (oxygenation, decarbonation gas) is performed with the gas flowing through the gas flow path 32.

ガス交換がなされた血液中に気泡が混入している場合、この気泡は、フィルタ部材41Aにより捕捉され、フィルタ部材41Aの下流側にはほとんど流出しない。フィルタ部材41にて捕捉された気泡(気泡構成気体)には、フィルタ部材41Aの上流側に隣接する排気用中空糸膜層42Aの各中空糸膜421の壁部の多数の細孔を経て、当該中空糸膜31の内腔(ガス流路422)に入るものと、中空糸膜31の内腔に入らずにハウジング22内を浮上して気泡貯留部43Aに入るものとがある。中空糸膜31の内腔に入った気泡構成気体は、小空間233を介して第2排気ポート29から排出される。また、気泡貯留部43Aに入った気泡構成気体は、第1排気ポート211から排出される。   When bubbles are mixed in the blood that has undergone gas exchange, the bubbles are captured by the filter member 41A and hardly flow out to the downstream side of the filter member 41A. The bubbles (bubble constituent gas) captured by the filter member 41 pass through a large number of pores in the wall portion of each hollow fiber membrane 421 of the exhaust hollow fiber membrane layer 42A adjacent to the upstream side of the filter member 41A, There are those that enter the lumen (gas flow path 422) of the hollow fiber membrane 31 and those that float in the housing 22 and do not enter the lumen of the hollow fiber membrane 31 and enter the bubble reservoir 43A. The bubble constituent gas that has entered the lumen of the hollow fiber membrane 31 is discharged from the second exhaust port 29 via the small space 233. Further, the bubble constituent gas that has entered the bubble storage portion 43 </ b> A is discharged from the first exhaust port 211.

以上のようにしてガス交換がなされ、気泡が除去された血液(フィルタ部材41Aを通過した血液)は、血液流出側開口部25Aに流入し、該血液流出側開口部25A内を血液流出ポート28に向かって流れ、該血液流出ポート28より流出する。   The blood from which gas has been exchanged as described above and from which bubbles have been removed (blood that has passed through the filter member 41A) flows into the blood outflow side opening 25A, and the blood outflow port 28 passes through the blood outflow side opening 25A. And flow out of the blood outflow port 28.

以上、本発明の人工肺を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、人工肺を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができ、また、任意の構成物が付加されていてもよい。   Although the illustrated embodiment of the oxygenator of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and each component constituting the oxygenator has an arbitrary configuration that can exhibit the same function. In addition, an arbitrary component may be added.

例えば、ハウジングおよび熱交換器ハウジングの構造や形状、各ハウジングに対するガス流入ポート、ガス流出ポート、血液流出ポート、血液流入ポート、熱媒体流入ポートおよび熱媒体流出ポート等の形成位置や突出方向については、図示の構成と異なる構成であってもよい。また、人工肺の使用時の姿勢(鉛直方向に対する各部の位置関係)も、図示の状態に限定されない。   For example, regarding the structure and shape of the housing and the heat exchanger housing, the formation position and the protruding direction of the gas inflow port, gas outflow port, blood outflow port, blood inflow port, heat medium inflow port and heat medium outflow port for each housing The configuration shown in FIG. Further, the posture (positional relationship of each part with respect to the vertical direction) when using the artificial lung is not limited to the state shown in the figure.

また、人工肺には、第1排気ポートおよび第2排気ポートが設けられているが、これに限定されず、例えば、これらの排気ポートのうちの一方または双方が省略されていてもよい。   Moreover, although the 1st exhaust port and the 2nd exhaust port are provided in the oxygenator, it is not limited to this, For example, one or both of these exhaust ports may be abbreviate | omitted.

また、中空糸膜層とフィルタ部材との間には、排気用中空糸膜層が設けられているが、これに限定されず、例えば、排気用中空糸膜層が省略されていてもよい。   In addition, an exhaust hollow fiber membrane layer is provided between the hollow fiber membrane layer and the filter member, but the exhaust hollow fiber membrane layer is not limited thereto, and for example, the exhaust hollow fiber membrane layer may be omitted.

本発明の人工肺の第1実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a first embodiment of an oxygenator according to the present invention. 図1中のA−A線断面図(断面側面図)である。It is the sectional view on the AA line (cross-sectional side view) in FIG. 図1に示す人工肺における人工肺部の横断面図(断面上面図)である。It is a cross-sectional view (cross-sectional top view) of the oxygenator part in the oxygenator shown in FIG. 図2中の右側下部(中空糸膜層、フィルタ部材および排気用中空糸膜層の固定部)の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a lower right portion (a fixing portion of a hollow fiber membrane layer, a filter member, and an exhaust hollow fiber membrane layer) in FIG. 2. 本発明の人工肺の第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the oxygenator of this invention. 図5に示す人工肺を矢印B側から見た図(左側面図)である。It is the figure (left side view) which looked at the artificial lung shown in FIG. 5 from the arrow B side. 図6中のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line in FIG. 図6中のD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line in FIG. 図5中のE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line in FIG. 図8中の右側上部(中空糸膜層、フィルタ部材および排気用中空糸膜層の固定部)の拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of an upper right portion (a fixing portion of a hollow fiber membrane layer, a filter member, and an exhaust hollow fiber membrane layer) in FIG. 8.

符号の説明Explanation of symbols

1、10 人工肺
1A、10A 人工肺部
1B、10B 熱交換部(熱交換器)
2、2A ハウジング
21 角筒状ハウジング本体
21A 円筒状ハウジング本体
211 第1排気ポート(第1排気口)
212 部分
22、22A 第1のヘッダー
221、221a 第1の部屋
222 仕切部
223 小空間
23、23A 第2のヘッダー
231、231a 第2の部屋
232 仕切部
233 小空間
24、24A 血液流入側開口部
25、25A 血液流出側開口部
26 ガス流入ポート
261 ガス流入室
27 ガス流出ポート
271 ガス流出室
28 血液流出ポート
29 第2排気ポート(第2排気口)
201 血液流入ポート
202 熱媒体流入ポート
203 熱媒体流出ポート
3、3A 中空糸膜層
31 中空糸膜
32 ガス流路(中空糸膜の内腔)
33 血液流路
4、4A 気泡除去手段
41、41A フィルタ部材
411 開口(孔)
42、42A 排気用中空糸膜層
421 中空糸膜(排気用中空糸膜)
422 ガス流路
43、43A 気泡貯留部(第1の気泡貯留部)
5、5A 熱交換器ハウジング
50 血液室
51 血液流入ポート
52 熱媒体流入ポート
53 熱媒体流出ポート
54 熱交換体
55 熱媒体室形成部材
56 区画壁
57 流入側熱媒体室
58 流出側熱媒体室
59a 開口
59b 開口
59c 開口
7 固着部
8、9 隔壁
1, 10 oxygenator 1A, 10A oxygenator 1B, 10B heat exchanger (heat exchanger)
2, 2A Housing 21 Square tubular housing body 21A Cylindrical housing body 211 First exhaust port (first exhaust port)
212 Portions 22 and 22A First header 221 and 221a First chamber 222 Partition 223 Small space 23 and 23A Second header 231 and 231a Second chamber 232 Partition 233 Small space 24 and 24A Blood inflow side opening 25, 25A Blood outflow side opening 26 Gas inflow port 261 Gas inflow chamber 27 Gas outflow port 271 Gas outflow chamber 28 Blood outflow port 29 Second exhaust port (second exhaust port)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 201 Blood inflow port 202 Heat medium inflow port 203 Heat medium outflow port 3, 3A Hollow fiber membrane layer 31 Hollow fiber membrane 32 Gas flow path (luminal of hollow fiber membrane)
33 Blood channel 4, 4A Bubble removing means 41, 41A Filter member 411 Opening (hole)
42, 42A Exhaust hollow fiber membrane layer 421 Hollow fiber membrane (exhaust hollow fiber membrane)
422 Gas channel 43, 43A Bubble storage part (first bubble storage part)
5, 5A Heat exchanger housing 50 Blood chamber 51 Blood inflow port 52 Heat medium inflow port 53 Heat medium outflow port 54 Heat exchanger 55 Heat medium chamber forming member 56 Partition wall 57 Inflow side heat medium chamber 58 Outflow side heat medium chamber 59a Opening 59b Opening 59c Opening 7 Adhering portion 8, 9 Partition

Claims (15)

ハウジングと、
前記ハウジング内に収納され、ガス交換機能を有する中空糸膜が多数本集積された中空糸膜層と、
前記各中空糸膜の内腔をガス流路として、当該ガス流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられたガス流入部およびガス流出部と、
前記各中空糸膜の外側を血液流路として、当該血液流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられた血液流入部および血液流出部とを備えた人工肺であって、
前記中空糸膜層の前記血液流出部側に、血液中の気泡を捕捉する機能を有するフィルタ部材と、前記フィルタ部材で捕捉された気泡の少なくとも一部を集積し貯留する気泡貯留部とを備えた気泡除去手段を設けたことを特徴とする人工肺。
A housing;
A hollow fiber membrane layer in which a plurality of hollow fiber membranes housed in the housing and having a gas exchange function are integrated;
Using the lumen of each hollow fiber membrane as a gas flow path, a gas inflow part and a gas outflow part respectively provided on the upstream side and the downstream side of the gas flow path,
An oxygenator provided with a blood inflow part and a blood outflow part provided on the upstream side and the downstream side of the blood flow path, respectively, with the outside of each hollow fiber membrane as a blood flow path,
Provided on the blood outflow portion side of the hollow fiber membrane layer is a filter member having a function of capturing bubbles in blood, and a bubble storage portion that accumulates and stores at least part of the bubbles captured by the filter member. An artificial lung characterized by providing an air bubble removing means.
前記気泡貯留部は、人工肺を使用する際の鉛直上方の位置に設けられている請求項1に記載の人工肺。   The oxygenator according to claim 1, wherein the bubble reservoir is provided at a position vertically above when the oxygenator is used. 前記気泡貯留部は、前記フィルタ部材の前記血液流路上流側に設けられた空隙部で構成される請求項1または2に記載の人工肺。   The artificial lung according to claim 1 or 2, wherein the bubble storage part is configured by a gap provided on the upstream side of the blood flow channel of the filter member. 前記気泡除去手段は、さらに、前記気泡貯留部で貯留された気泡を構成する気体を前記ハウジング外へ排気する第1排気口を備える請求項1ないし3のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 1 to 3, wherein the bubble removing means further includes a first exhaust port for exhausting a gas constituting the bubble stored in the bubble storage unit to the outside of the housing. 前記気泡除去手段は、さらに、前記気泡を構成する気体を透過し排出する機能を有する排気用中空糸膜が多数本集積された排気用中空糸膜層を備える請求項1ないし4のいずれかに記載の人工肺。   The said bubble removal means is further equipped with the exhaust hollow fiber membrane layer in which many exhaust hollow fiber membranes which have the function to permeate | transmit and discharge | emit the gas which comprises the said bubble are integrated | accumulated. The described artificial lung. 前記排気用中空糸膜層は、前記中空糸膜層と前記フィルタ部材との間に位置している請求項5に記載の人工肺。   The artificial lung according to claim 5, wherein the exhaust hollow fiber membrane layer is located between the hollow fiber membrane layer and the filter member. 前記フィルタ部材は、前記排気用中空糸膜層の前記血液流出部側の表面の前記気泡貯留部以外の部位に接合されている請求項6に記載の人工肺。   The artificial lung according to claim 6, wherein the filter member is joined to a portion other than the bubble reservoir on the surface of the exhaust hollow fiber membrane layer on the blood outflow portion side. 前記中空糸膜層を構成する中空糸膜と、前記排気用中空糸膜層を構成する中空糸膜とは、その構成材料、特性、配設条件のうちの少なくとも1つが異なるものである請求項5ないし7のいずれかに記載の人工肺。   The hollow fiber membrane constituting the hollow fiber membrane layer and the hollow fiber membrane constituting the exhaust hollow fiber membrane layer are different from each other in at least one of constituent materials, characteristics, and arrangement conditions. The artificial lung according to any one of 5 to 7. 前記気泡除去手段は、さらに、前記排気用中空糸膜の内腔にある気体を前記ハウジング外へ排気する第2排気口を備える請求項5ないし8のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 5 to 8, wherein the bubble removing means further includes a second exhaust port for exhausting the gas in the lumen of the exhaust hollow fiber membrane to the outside of the housing. 前記フィルタ部材と前記ハウジングとの間には、間隙が形成されている請求項1ないし9のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 1 to 9, wherein a gap is formed between the filter member and the housing. 前記フィルタ部材は、親水性を有する請求項1ないし10のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 1 to 10, wherein the filter member has hydrophilicity. 前記フィルタ部材は、メッシュ状をなすものである請求項1ないし11のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 1 to 11, wherein the filter member has a mesh shape. 前記フィルタ部材の目開きは、50μm以下である請求項12に記載の人工肺。   The artificial lung according to claim 12, wherein the opening of the filter member is 50 μm or less. 前記中空糸膜層は、全体形状としてほぼ直方体の形状をなしている請求項1ないし13のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 1 to 13, wherein the hollow fiber membrane layer has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole. 前記中空糸膜層は、全体形状としてほぼ円筒状をなしている請求項1ないし13のいずれかに記載の人工肺。   The artificial lung according to any one of claims 1 to 13, wherein the hollow fiber membrane layer has a substantially cylindrical shape as a whole.
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