JP6030210B2

JP6030210B2 - Blood processing unit having a modified flow path

Info

Publication number: JP6030210B2
Application number: JP2015225429A
Authority: JP
Inventors: ステファノ・レジアニ; クリスティアン・バイオット; ジャンフランコ・ベニャミーノ・フィオーレ; アルベルト・レダエリ
Original assignee: Politecnico di Milano
Current assignee: Politecnico di Milano
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2031-09-15
Also published as: JP2016039995A

Description

関連出願の相互参照
[0001]本願は、米国特許法第１１９条の下において、全体が参照によって本明細書に援用される２０１０年８月１９日出願の欧州特許出願ＥＰ１０１７３４３６．６号の優先権を主張する。 Cross-reference of related applications
[0001] This application claims priority under European Patent Application EP 101734336.6, filed on August 19, 2010, which is hereby incorporated by reference in its entirety under US Patent Act 119.

[0002]本開示は、一般に、血液灌流システムに使用される血液処理ユニットに関する。 [0002] The present disclosure relates generally to blood processing units used in blood perfusion systems.

[0003]血液灌流は、身体の血管を介して血液を送ることを伴う。この目的のために、血液灌流システムは、典型的には、患者の血管系に相互連結された体外循環回路における１つまたは複数のポンプの使用を伴う。心肺バイパス手術は、典型的には、心臓および肺の機能の代わりをすることによって静止した手術領域を作るように心臓の一時停止を実現する潅流システムを必要とする。このような分離は、血管狭窄症、弁の異常、および先天性心臓欠損の外科的な修正を可能にする。心肺バイパス手術に使用される潅流システムでは、心臓および肺の機能に代わる少なくとも１つのポンプおよび酸素化装置を含む体外血液循環回路が確立される。 [0003] Blood perfusion involves sending blood through the body's blood vessels. For this purpose, blood perfusion systems typically involve the use of one or more pumps in an extracorporeal circuit that is interconnected to the patient's vasculature. Cardiopulmonary bypass surgery typically requires a perfusion system that provides cardiac pauses to create a stationary surgical area by substituting heart and lung function. Such separation allows surgical correction of vascular stenosis, valve abnormalities, and congenital heart defects. In perfusion systems used for cardiopulmonary bypass surgery, an extracorporeal blood circulation circuit is established that includes at least one pump and oxygenator to replace heart and lung function.

[0004]より具体的には、心肺バイパスの処置では、酸素の少ない血液（すなわち静脈血）が、心臓に入る大きい静脈または身体の他の（たとえば大腿骨側の）静脈から重力排出または真空吸入され、体外循環回路の静脈ラインを介して移動される。静脈血は、血液に酸素伝達をもたらす酸素化装置にポンプで送られる。膜を介して移動させることによって、または、より頻度は少ないが血液の中で酸素を発泡させることによって、血液に酸素が導入され得る。同時に、二酸化炭素が膜を介して除去される。酸素を与えられた血液は濾過され、次に、動脈ラインを介して大動脈、大腿動脈または他の動脈に戻される。 [0004] More specifically, in cardiopulmonary bypass procedures, low oxygen blood (ie, venous blood) is drained by gravity or vacuum inhalation from large veins entering the heart or other veins in the body (eg, femoral side). And moved through the venous line of the extracorporeal circuit. Venous blood is pumped to an oxygenator that provides oxygen transmission to the blood. Oxygen can be introduced into the blood by movement through the membrane or, less frequently, by foaming oxygen in the blood. At the same time, carbon dioxide is removed through the membrane. Oxygenated blood is filtered and then returned via the arterial line to the aorta, femoral artery or other artery.

[0005]例１は、血液入口および血液出口を有する筐体を含む血液処理装置であり、血液入口が筐体の内部へと延在する。熱交換器コアが、筐体内に同軸に配置され、熱交換器コアは、径方向の血液の流れの成分を与えるように構成される外表面と、血液入口と流体連通しており、血液入口から熱交換器コアの外部へと血液が通ることができるように構成されるコア開口とを含む。熱交換器の流体が熱交換器の中空糸の中を流れ、コア開口を通る血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、熱交換器の中空糸が、熱交換器コアの周りに配設される。円筒形の外板が熱交換器コアの周りに同軸に延在し、円筒形の外板は、コア開口が配置される近くの端部に対向する円筒形の外板の端部の近くに配設される環形の外板開口を含み、環形の外板開口は、血液が円筒形の外板の外部へと通ることができるように構成される。ガスがガス交換器の中空糸の中を流れ、環形の外板開口を通る血液がガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、ガス交換器の中空糸が円筒形の外板の周りに配設される。 [0005] Example 1 is a blood processing apparatus that includes a housing having a blood inlet and a blood outlet, where the blood inlet extends into the interior of the housing. A heat exchanger core is coaxially disposed within the housing, the heat exchanger core being in fluid communication with the blood inlet, an outer surface configured to provide a radial blood flow component, and the blood inlet And a core opening configured to allow blood to pass to the outside of the heat exchanger core. The heat exchanger hollow fibers are connected to the heat exchanger core so that the heat exchanger fluid flows through the heat exchanger hollow fibers and the blood through the core opening can flow across the heat exchanger hollow fibers. It is arranged around. A cylindrical skin extends coaxially around the heat exchanger core and the cylindrical skin is near the end of the cylindrical skin facing the near end where the core opening is located. An annular skin opening is disposed, the annular skin opening being configured to allow blood to pass outside the cylindrical skin. The gas exchanger hollow fiber surrounds the cylindrical skin so that gas can flow through the gas exchanger hollow fiber and blood passing through the ring-shaped skin opening can flow across the gas exchanger hollow fiber. It is arranged.

[0006]例２は、熱交換器コアの外表面が、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設されるコア肋材を含む、例１の血液処理装置である。 [0006] Example 2 illustrates one or more radial arrangements in which the outer surface of the heat exchanger core is configured to provide a radial component to the flow of blood across the hollow fibers of the heat exchanger. It is the blood processing apparatus of Example 1 containing the core rod material provided.

[0007]例３は、１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を円筒形の外板が含む例１または例２の血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設
される外板肋材は、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される。 [0007] Example 3 is the blood treatment device of Example 1 or Example 2 wherein the cylindrical outer plate includes an inner surface on which one or more radially arranged outer shells are disposed; One or more radially disposed skins are configured to provide a radial component to the blood flow trajectory across the hollow fibers of the heat exchanger.

[0008]例４は、熱交換器コアが、血液入口とコア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含む、例１〜３の血液処理装置であり、円錐形の偏向面は、コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与える。 [0008] Example 4 is the blood treatment apparatus of Examples 1-3, wherein the heat exchanger core includes a conical deflecting surface disposed between the blood inlet and the core opening. Provides a radial component to the blood flow trajectory exiting the core opening.

[0009]例５は、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を筐体が含む、例１〜４の血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材は、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される。 [0009] Example 5 is the blood treatment apparatus of Examples 1-4, wherein the housing includes an inner surface on which one or more radially disposed housing collars are disposed. The plurality of radially arranged casing casings are configured to give a radial component to the blood flow trajectory across the hollow fiber of the gas exchanger.

[0010]例６は、例１の血液処理装置であり、コア開口が、約１８０度離して配設された一対のコア開口を含み、環形の外板開口が、熱交換器の中空糸を横切って流れる血液の流れの軌跡を変えるために、約１８０度離して配設され一対のコア開口から径方向に偏位した一対の外板開口を含む。 [0010] Example 6 is the blood treatment apparatus of Example 1, wherein the core opening includes a pair of core openings disposed approximately 180 degrees apart, and the ring-shaped outer plate opening includes the hollow fiber of the heat exchanger. In order to change the trajectory of the blood flowing across, it includes a pair of outer plate openings disposed about 180 degrees apart and radially displaced from the pair of core openings.

[0011]例７は、筐体に固定された第１端部キャップをさらに含む、例１〜６のいずれかの血液処理装置であり、血液入口が第１端部キャップと一体的に形成される。
[0012]例８は、第１端部キャップと一体的に形成されたガス入口をさらに含む例７の血液処理装置であり、ガス入口は、ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している。 [0011] Example 7 is the blood treatment device of any of Examples 1-6, further comprising a first end cap secured to the housing, wherein the blood inlet is integrally formed with the first end cap. The
[0012] Example 8 is the blood processing apparatus of Example 7, further including a gas inlet integrally formed with the first end cap, wherein the gas inlet is in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the gas exchanger. Yes.

[0013]例９は、筐体に固定された第２端部キャップをさらに含む例１〜８のいずれかの血液処理装置であり、第２端部キャップは、第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体入口と、第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体出口とを含み、熱交換器流体入口および熱交換器流体出口は、熱交換器の中空糸の内部とそれぞれ流体連通している。 [0013] Example 9 is the blood treatment device of any of Examples 1-8, further comprising a second end cap secured to the housing, wherein the second end cap is integral with the second end cap. A heat exchanger fluid inlet formed in the second end cap and a heat exchanger fluid outlet integrally formed with the second end cap, wherein the heat exchanger fluid inlet and the heat exchanger fluid outlet are hollow in the heat exchanger. Each is in fluid communication with the interior of the yarn.

[0014]例１０は、第２端部キャップと一体的に形成されたガス出口をさらに含む例９の血液処理装置であり、ガス出口は、ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している。
[0015]例１１は、血液入口および血液出口を有する筐体を含む血液処理装置であり、血液入口は筐体の内部へと延在する。熱交換器コアが、筐体の中に血液入口と作動的に連通して配設され、熱交換器コアは、外表面と、血液入口と流体連通しており血液入口から熱交換器コアの外部へと血液が通ることができるように構成されたコア開口とを含む。熱交換器の流体が熱交換器の中空糸の中を流れ、コア開口を通る血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、熱交換器の中空糸が熱交換器コアの周りに配設される。熱交換器コアは、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される肋材を含む。円筒形の外板が、熱交換器コアの周りに同軸に延在し、円筒形の外板はコア開口が配置される近くの端部に対向する円筒形の外板の端部の近くに配設される環形の外板開口を含み、環形の外板開口は、円筒形の外板の外部へと血液が通ることができるように構成される。ガスがガス交換器の中空糸の中を流れ、環形の外板開口を通る血液がガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、ガス交換器の中空糸が、円筒形の外板の周りに配設される。１つまたは複数の肋材が、円筒形の外板の外表面に径方向に配設され、１つまたは複数の径方向に配設される肋材は、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して径方向の成分を与えるように構成される。 [0014] Example 10 is the blood treatment apparatus of Example 9, further including a gas outlet integrally formed with the second end cap, wherein the gas outlet is in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the gas exchanger. Yes.
[0015] Example 11 is a blood processing apparatus that includes a housing having a blood inlet and a blood outlet, the blood inlet extending into the interior of the housing. A heat exchanger core is disposed in the housing in operative communication with the blood inlet, the heat exchanger core being in fluid communication with the outer surface and the blood inlet and from the blood inlet to the heat exchanger core. And a core opening configured to allow blood to pass outside. The heat exchanger hollow fibers are around the heat exchanger core so that the heat exchanger fluid flows through the heat exchanger hollow fibers and the blood through the core opening can flow across the heat exchanger hollow fibers. It is arranged. The heat exchanger core includes one or more radially disposed rods configured to provide a radial component to the blood flow across the hollow fibers of the heat exchanger. A cylindrical skin extends coaxially around the heat exchanger core, and the cylindrical skin is near the end of the cylindrical skin facing the near end where the core opening is located. An annular skin opening is disposed, and the annular skin opening is configured to allow blood to pass outside the cylindrical skin. The gas exchanger hollow fiber is connected to the cylindrical shell so that the gas flows through the gas exchanger hollow fiber and the blood passing through the annular shell opening can flow across the gas exchanger hollow fiber. It is arranged around. One or more brazing materials are disposed radially on the outer surface of the cylindrical outer plate, and the one or more radially disposed brazing materials are blood that crosses the hollow fibers of the gas exchanger. Is configured to give a radial component to the flow of

[0016]例１２は、１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を円筒形の外板が含む例１１の血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材は、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与える
ように構成される。 [0016] Example 12 is the blood treatment apparatus of Example 11 wherein the cylindrical outer plate includes an inner surface on which one or more radially arranged outer shells are disposed. The plurality of radially outer shells are configured to give a radial component to the blood flow trajectory across the hollow fiber of the heat exchanger.

[0017]例１３は、熱交換器コアが、血液入口とコア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含む例１１または例１２の血液処理装置であり、円錐形の偏向面は、コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与える。 [0017] Example 13 is the blood treatment apparatus of Example 11 or Example 12, wherein the heat exchanger core includes a conical deflecting surface disposed between the blood inlet and the core opening, the conical deflecting surface Provides a radial component to the blood flow trajectory exiting the core opening.

[0018]例１４は、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を筐体が含む例１１〜１３のいずれかの血液処理装置であり、１つまたは複数の径方向に配設される筐体肋材は、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される。 [0018] Example 14 is the blood treatment device of any of Examples 11-13, wherein the housing includes an inner surface on which one or more radially disposed housing collars are disposed. One or more radially disposed housing collars are configured to impart a radial component to the blood flow trajectory across the hollow fiber of the gas exchanger.

[0019]例１５は、円筒形の外板の内表面に配設され、熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される肋材をさらに含む、例１１〜１４のいずれかの血液処理装置である。 [0019] Example 15 is arranged on the inner surface of a cylindrical skin and is configured to provide a radial component to the trajectory of blood flow across the hollow fiber of the heat exchanger or The blood processing apparatus according to any one of Examples 11 to 14, further including a plurality of radial members arranged in the radial direction.

[0020]例１６は、筐体の内表面に配設され、ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される肋材をさらに含む、例１１〜１５のいずれかの血液処理装置である。 [0020] Example 16 includes one or more diameters disposed on the inner surface of the housing and configured to provide a radial component to a blood flow trajectory across the hollow fiber of the gas exchanger. It is the blood processing apparatus in any one of Examples 11-15 which further contains the brazing material arrange | positioned in the direction.

[0021]例１７は、筐体の内部へと延在する血液入口と、血液出口とを有する筐体を含む血液処理装置である。熱交換器コアが、筐体内に同軸に延在し、血液入口と軸方向に整列される。熱交換器コアは、約１８０度離して配設され血液入口から熱交換器コアの外部へと血液が通ることができるように構成される一対のコア開口を含む。熱交換器の流体が熱交換器の中空糸の中を流れ、コア開口を通る血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、熱交換器の中空糸が熱交換器コアの周りに配設される。円筒形の外板が熱交換器コアの周りに同軸に延在し、熱交換器の中空糸を通るらせん状の血液の流れを起こさせるために、約１８０度離して配設され一対のコア開口から径方向に偏位した一対の外板開口を含む。血液処理装置は、ガスがガス交換器の中空糸の中を流れ、環形の外板開口を通る血液が、ガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、円筒形の外板の周りに配設されるガス交換器の中空糸を含む。 [0021] Example 17 is a blood treatment apparatus that includes a housing having a blood inlet extending into the interior of the housing and a blood outlet. A heat exchanger core extends coaxially within the housing and is axially aligned with the blood inlet. The heat exchanger core includes a pair of core openings arranged about 180 degrees apart and configured to allow blood to pass from the blood inlet to the exterior of the heat exchanger core. The heat exchanger hollow fibers are around the heat exchanger core so that the heat exchanger fluid flows through the heat exchanger hollow fibers and the blood through the core opening can flow across the heat exchanger hollow fibers. It is arranged. A pair of cores with a cylindrical outer plate extending coaxially around the heat exchanger core and spaced approximately 180 degrees apart to cause a spiral blood flow through the hollow fibers of the heat exchanger It includes a pair of outer plate openings that are radially displaced from the openings. The blood treatment device is arranged around a cylindrical skin so that gas can flow through the hollow fiber of the gas exchanger and blood through the annular skin opening can flow across the hollow fiber of the gas exchanger. Including a hollow fiber of the gas exchanger to be disposed;

[0022]例１８は、一対の外板開口が、一対のコア開口が配置される近くの端部に対向する円筒形の外板の端部の近くに配設される、例１７の血液処理装置である。
[0023]例１９は、熱交換器の中空糸およびガス交換器の中空糸のうちの少なくとも一方がポリマー材料から作製される例１７または１８の血液処理装置である。 [0022] Example 18 is the blood treatment of Example 17, wherein the pair of skin openings are disposed near the end of the cylindrical skin facing the end near where the pair of core openings are disposed. Device.
[0023] Example 19 is the blood treatment device of Example 17 or 18, wherein at least one of the heat exchanger hollow fiber and the gas exchanger hollow fiber is made from a polymeric material.

[0024]複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態は、本発明の例示的な実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図および詳細な説明は、性質上例示的なものであり、制限的なものではないとみなされるべきである。 [0024] While multiple embodiments have been disclosed, still other embodiments of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, which illustrates and describes exemplary embodiments of the present invention. I will. Accordingly, the drawings and detailed description are to be regarded as illustrative in nature and not as restrictive.

[0025]本発明の一実施形態による血液処理装置の概略図である。[0025] FIG. 1 is a schematic diagram of a blood processing apparatus according to an embodiment of the invention. [0026]本発明の一実施形態による第１端部キャップの図である。[0026] FIG. 4 is a first end cap according to an embodiment of the invention. [0027]本発明の一実施形態による第２端部キャップの図である。[0027] FIG. 6 is a second end cap according to an embodiment of the invention. [0028]本発明の一実施形態による熱交換器コアの斜視図である。[0028] FIG. 3 is a perspective view of a heat exchanger core according to one embodiment of the invention. [0029]本発明の一実施形態による熱交換器とガス交換器との間に隔壁を形成する円筒形の外板の斜視図である。[0029] FIG. 3 is a perspective view of a cylindrical skin forming a partition wall between a heat exchanger and a gas exchanger according to an embodiment of the present invention. [0030]図５Ａの円筒形の外板の断面図である。[0030] FIG. 5B is a cross-sectional view of the cylindrical skin of FIG. 5A. [0031]図５の円筒形の外板の中に配設された図４の熱交換器コアの斜視図である。[0031] FIG. 6 is a perspective view of the heat exchanger core of FIG. 4 disposed within the cylindrical skin of FIG. [0032]図１の血液処理装置の断面図である。[0032] FIG. 2 is a cross-sectional view of the blood treatment apparatus of FIG. [0033]本発明の一実施形態による血液処理装置の断面図である。[0033] FIG. 6 is a cross-sectional view of a blood processing apparatus according to an embodiment of the present invention. [0034]本発明の一実施形態による血液処理装置の断面図である。[0034] FIG. 6 is a cross-sectional view of a blood processing apparatus according to an embodiment of the present invention. [0035]本発明の一実施形態による血液処理装置の断面図である。[0035] FIG. 3 is a cross-sectional view of a blood processing apparatus according to an embodiment of the present invention. [0036]図１０の血液処理装置の血液の流路を示す線図である。[0036] FIG. 11 is a diagram showing blood flow paths of the blood processing apparatus of FIG.

[0037]本開示は、様々な例示的な実施形態に従って、１つまたは複数の熱交換器およびガス交換器を含む（一般に酸素化装置とも称される）血液処理装置に関する。いくつかの実施形態では、酸素化装置という用語は、熱交換器およびガス交換器を単一の装置に組み合わせた一体化された構造体を指すために使用され得る。様々な実施形態では、たとえば、熱交換器およびガス交換器は、一方の構成要素が他方の構成要素の中にある同一中心の方式で配設される。別の実施形態によれば、熱交換器およびガス交換器は、互いに操作可能に連結された構造的に別個の構造体である。いくつかの実施形態では、酸素化装置は体外血液循環回路に使用され得る。バイパス処置に使用され得るような体外血液循環回路は、人工心肺、貯血槽、ならびに酸素化装置といったいくつかの異なる要素を含み得る。 [0037] The present disclosure relates to a blood processing apparatus (commonly referred to as an oxygenator) that includes one or more heat exchangers and gas exchangers in accordance with various exemplary embodiments. In some embodiments, the term oxygenator may be used to refer to an integrated structure that combines a heat exchanger and a gas exchanger into a single device. In various embodiments, for example, heat exchangers and gas exchangers are arranged in a co-centric manner with one component in the other component. According to another embodiment, the heat exchanger and the gas exchanger are structurally separate structures that are operably connected to each other. In some embodiments, the oxygenator can be used in an extracorporeal blood circulation circuit. An extracorporeal blood circuit, such as may be used for a bypass procedure, may include several different elements such as a heart-lung machine, a blood reservoir, and an oxygenator.

[0038]図１は、血液処理装置または酸素化装置１０の概略図である。この図では内部の構成要素は見えないが、酸素化装置１０は、１つまたは複数の熱交換器およびガス交換器を含み得る。いくつかの実施形態によれば、熱交換器およびガス交換器は、酸素化装置の筐体を形成する単一の構造体に一体化される。酸素化装置１０は、筐体１２、筐体１２に固定された第１端部キャップ１４、および筐体１２に固定された第２端部キャップ１６を含む。いくつかの実施形態では、筐体１２は、筐体１２を他の装置に取り付けることを可能にする他の構造を含み得る。筐体１２は主に円筒形の形状であるように示されているが、いくつかの実施形態では、筐体１２は矩形または他の平行四辺形の断面形状を有し得る。熱交換器およびガス交換器のそれぞれは、概ね同じ断面形状を有し得るか、またはそれぞれ異なる断面形状を有し得る。いくつかの実施形態では、熱交換器はガス交換器の中にあり得るが、他の実施形態では、ガス交換器が熱交換器の中に配置され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器およびガス交換器は同軸であり得る。 FIG. 1 is a schematic diagram of a blood treatment device or oxygenator 10. Although the internal components are not visible in this view, the oxygenator 10 may include one or more heat exchangers and gas exchangers. According to some embodiments, the heat exchanger and gas exchanger are integrated into a single structure that forms the housing of the oxygenator. The oxygenator 10 includes a housing 12, a first end cap 14 fixed to the housing 12, and a second end cap 16 fixed to the housing 12. In some embodiments, the housing 12 may include other structures that allow the housing 12 to be attached to other devices. Although the housing 12 is shown as having a predominantly cylindrical shape, in some embodiments, the housing 12 may have a rectangular or other parallelogram cross-sectional shape. Each of the heat exchanger and the gas exchanger may have approximately the same cross-sectional shape, or each may have a different cross-sectional shape. In some embodiments, the heat exchanger can be in a gas exchanger, while in other embodiments, the gas exchanger can be placed in a heat exchanger. In some embodiments, the heat exchanger and the gas exchanger can be coaxial.

[0039]いくつかの実施形態では、血液入口１８が筐体１２の中へ延在し、血液出口２０が筐体１２から出る。上述のように、いくつかの実施形態では、血液処理装置１０はガス交換器を含み、したがって、ガス入口２２およびガス出口２４を含み得る。いくつかの実施形態では、血液処理装置１０は熱交換器を含み、したがって、熱交換器流体入口２６、および熱交換器流体入口２６の（図示の向きでは）背後にある熱交換器流体出口２８を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６は筐体１２の一方の端部に配設され、一方、熱交換器流体出口２８は筐体１２の対向する端部に配設され得る。いくつかの実施形態では、血液処理装置１０は、血液処理装置１０の内部から気泡を除去するように使用され得るパージ口３０を含み得る。 [0039] In some embodiments, blood inlet 18 extends into housing 12 and blood outlet 20 exits housing 12. As described above, in some embodiments, the blood processing apparatus 10 includes a gas exchanger and thus may include a gas inlet 22 and a gas outlet 24. In some embodiments, the blood treatment apparatus 10 includes a heat exchanger, and thus a heat exchanger fluid inlet 26 and a heat exchanger fluid outlet 28 behind the heat exchanger fluid inlet 26 (in the orientation shown). including. In some embodiments, the heat exchanger fluid inlet 26 may be disposed at one end of the housing 12, while the heat exchanger fluid outlet 28 may be disposed at the opposite end of the housing 12. In some embodiments, the blood processing apparatus 10 can include a purge port 30 that can be used to remove air bubbles from the interior of the blood processing apparatus 10.

[0040]入口、出口およびパージ口の位置は単なる例であり、他の配置および構成が企図される。パージ口は、弁またはねじ付きキャップを含み得る。パージ口は、血液から出るガス（たとえば気泡）を吐き出すかまたは吸い出して血液処理装置１０から除去することができるように働く。 [0040] The locations of the inlet, outlet, and purge port are merely examples, and other arrangements and configurations are contemplated. The purge port may include a valve or a threaded cap. The purge port serves to exhale or exhale gas (eg, air bubbles) exiting the blood and remove it from the blood processing apparatus 10.

[0041]図２および３は、それぞれ、第１端部キャップ１４および第２端部キャップ１６を示す。第１端部キャップ１４および第２端部キャップ１６は、それぞれ筐体１２に固定されるように構成される。いくつかの実施形態では、第１端部キャップ１４および／または第２端部キャップ１６は、適所に接着して固定され得る。いくつかの実施形態では、第
１端部キャップ１４および／もしくは第２端部キャップ１６は、適所に嵌合式に取り付けられ得るか、または、さらに、筐体１２のそれぞれの端部にねじ付けられ得る。 [0041] FIGS. 2 and 3 show a first end cap 14 and a second end cap 16, respectively. The first end cap 14 and the second end cap 16 are each configured to be fixed to the housing 12. In some embodiments, the first end cap 14 and / or the second end cap 16 may be glued and secured in place. In some embodiments, the first end cap 14 and / or the second end cap 16 can be matingly attached in place, or can be further screwed to respective ends of the housing 12. obtain.

[0042]いくつかの実施形態では、図２に示すように、血液入口１８および／またはガス入口２２は、第１端部キャップ１４と一体的に形成され得る。たとえば、いくつかの場合では、第１端部キャップ１４は射出成形され、血液入口１８および／またはガス入口２２が射出成形された部分の一部分として形成され得る。いくつかの実施形態では、第１端部キャップ１４は、血液入口１８および／またはガス入口２２が取り付けられ得る開口を有して形成され得る。第１端部キャップ１４は、第１端部キャップ１４の周囲に配設され、いくつかの実施形態では第１端部キャップ１４を筐体１２に固定する取り付け点として働く環状のリング３２を含む。いくつかの実施形態では、第１端部キャップ１４はまた、以下に説明するように、熱交換器の一部分を配置する環状のリング３４を含む。 [0042] In some embodiments, the blood inlet 18 and / or the gas inlet 22 may be integrally formed with the first end cap 14, as shown in FIG. For example, in some cases, the first end cap 14 may be injection molded and the blood inlet 18 and / or the gas inlet 22 formed as part of the injection molded portion. In some embodiments, the first end cap 14 can be formed with an opening to which the blood inlet 18 and / or the gas inlet 22 can be attached. The first end cap 14 is disposed around the first end cap 14 and in some embodiments includes an annular ring 32 that serves as an attachment point for securing the first end cap 14 to the housing 12. . In some embodiments, the first end cap 14 also includes an annular ring 34 that positions a portion of the heat exchanger, as described below.

[0043]図３に示すように、いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および／または熱交換器流体出口２８は、第２端部キャップ１６と一体的に形成され得る。たとえば、いくつかの場合では、第２端部キャップ１６は射出成形され、熱交換器流体入口２６および／または熱交換器流体出口２８が射出成形された部分の一部分として形成され得る。同様に、いくつかの実施形態では、第２端部キャップ１６は射出成形され、ガス出口２４が射出成形された部分の一部分として形成され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、第２端部キャップ１６は、熱交換器流体入口２６、熱交換器流体出口２８および／またはガス出口２４のうちの１つまたは複数が取り付けられ得る開口を有して形成され得る。第２端部キャップ１６は、第２端部キャップ１６の周囲に配設され、いくつかの実施形態では第２端部キャップ１６を筐体１２に固定する取り付け点として働く環状のリング３６を含む。いくつかの実施形態では、第２端部キャップ１６は、以下に説明するように、熱交換器の一部分を配置する環状のリング３８をやはり含む。 [0043] As shown in FIG. 3, in some embodiments, the heat exchanger fluid inlet 26 and / or the heat exchanger fluid outlet 28 may be integrally formed with the second end cap 16. For example, in some cases, the second end cap 16 may be injection molded and the heat exchanger fluid inlet 26 and / or the heat exchanger fluid outlet 28 formed as part of the injection molded portion. Similarly, in some embodiments, the second end cap 16 can be injection molded and the gas outlet 24 can be formed as part of the injection molded portion. However, in some embodiments, the second end cap 16 has an opening to which one or more of the heat exchanger fluid inlet 26, the heat exchanger fluid outlet 28 and / or the gas outlet 24 can be attached. Can be formed. The second end cap 16 includes an annular ring 36 that is disposed around the second end cap 16 and in some embodiments serves as an attachment point that secures the second end cap 16 to the housing 12. . In some embodiments, the second end cap 16 also includes an annular ring 38 that positions a portion of the heat exchanger, as described below.

[0044]いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および熱交換器流体出口２８のうちの一方が、第１端部キャップ１４に配置され、熱交換器流体入口２６および熱交換器流体出口２８のうちの他方が、第２端部キャップ１６に配置され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および出口２８は、第１端部キャップ１４に配置され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器流体入口２６および出口２８は、第２端部キャップ１６に配置され得る。 [0044] In some embodiments, one of the heat exchanger fluid inlet 26 and the heat exchanger fluid outlet 28 is disposed in the first end cap 14, and the heat exchanger fluid inlet 26 and the heat exchanger fluid The other of the outlets 28 may be disposed on the second end cap 16. In some embodiments, the heat exchanger fluid inlet 26 and outlet 28 may be disposed on the first end cap 14. In some embodiments, the heat exchanger fluid inlet 26 and outlet 28 may be disposed on the second end cap 16.

[0045]図４は、第１端部４２および第２端部４４を有する熱交換器コア４０の斜視図である。いくつかの実施形態では、以下の図に関して示されるように、熱交換器コア４０は、第１端部４２が第１端部キャップ１４の近くに、第２端部４４が第２端部キャップ１６の近くになるように血液処理装置１０の中に配設され得る。熱交換器コア４０は、いくつかの実施形態では第１端部４２を第１端部キャップ１４に対して配置するのを助ける環形の部分４６を含む。同様に、第２端部４４は、第２端部４４を第２端部キャップ１６に対して配置するのを助けるように構成され得る。 FIG. 4 is a perspective view of a heat exchanger core 40 having a first end 42 and a second end 44. In some embodiments, as shown with respect to the following figures, the heat exchanger core 40 has a first end 42 near the first end cap 14 and a second end 44 at the second end cap. 16 may be disposed in the blood processing apparatus 10 so as to be close to 16. The heat exchanger core 40 includes an annular portion 46 that assists in placing the first end 42 relative to the first end cap 14 in some embodiments. Similarly, the second end 44 can be configured to help position the second end 44 relative to the second end cap 16.

[0046]熱交換器コア４０は、血液入口１８から入って来る血液が衝突する円錐形の偏向面４８を含む。円錐形の偏向面４８は、血液を径方向に偏向する。いくつかの実施形態では、円錐形の偏向面４８は、血液を特定の方向に向けるのを助ける仕切板５０を含み得る。熱交換器コア４０は外表面５２を含む。コア開口５４は、円錐形の偏向面４８に衝突する血液がコア開口５４の中で径方向外向きに偏向されるように、外表面５２内に形成される。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、熱交換器コア４０の周りに径方向に間隔を置いて配置される１つ、２つ、３つ、４つまたは任意の所望の数のコア開口５４を有し得る。 [0046] The heat exchanger core 40 includes a conical deflecting surface 48 on which blood coming from the blood inlet 18 impinges. The conical deflecting surface 48 deflects blood in the radial direction. In some embodiments, the conical deflecting surface 48 may include a divider 50 that helps direct blood in a particular direction. The heat exchanger core 40 includes an outer surface 52. The core opening 54 is formed in the outer surface 52 so that blood impinging on the conical deflecting surface 48 is deflected radially outward in the core opening 54. In some embodiments, the heat exchanger core 40 is one, two, three, four, or any desired number of radially spaced around the heat exchanger core 40. There may be a core opening 54.

[0047]いくつかの実施形態では、図示のように、熱交換器コア４０は、第１の径方向に配設されるコア肋材（換言すれば、リブ）５６および第２の径方向に配設されるコア肋材５８を含む。いくつかの実施形態では、コア肋材（または突起）５６および５８は、血液を径方向外向きの方向に外表面５２から離れるように偏向する。コア肋材５６および５８は、血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように設計される。２つのコア肋材５６および５８が示されているが、いくつかの場合では、熱交換器コア４０はより多くの数のコア肋材を含み得る。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、また、熱交換器コア４０の外側に沿って長さ方向の流路を促進する働きをし得る長さ方向に延在する肋材６０を含み得る。様々な実施形態によれば、肋材５６および５８は、熱交換器コア４０の外表面の周りまたは実質的に周りに円周方向に延在する。 [0047] In some embodiments, as shown, the heat exchanger core 40 includes a core brace material (in other words, ribs) 56 disposed in a first radial direction and a second radial direction. It includes a core brace 58 that is disposed. In some embodiments, core collars (or protrusions) 56 and 58 deflect blood away from outer surface 52 in a radially outward direction. Core saddles 56 and 58 are designed to provide a radial component to the blood flow trajectory. Although two core braces 56 and 58 are shown, in some cases the heat exchanger core 40 may include a greater number of core brazes. In some embodiments, the heat exchanger core 40 also includes a longitudinally extending braze 60 that can serve to promote a longitudinal flow path along the outside of the heat exchanger core 40. May be included. According to various embodiments, the brazing materials 56 and 58 extend circumferentially around or substantially around the outer surface of the heat exchanger core 40.

[0048]図５Ａは、筐体１２の中に配設され、熱交換器コア４０と同軸に配置され得る（図６を参照）円筒形の外板（換言すれば、シェル）６２の斜視図である。図５Ｂは、円筒形の外板６２の断面図である。円筒形の外板６２は、第１端部６４および第２端部６６を含む。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２は、第１端部６４が第１端部キャップ１４の近くに、第２端部６６が第２端部キャップ１６の近くになるように、筐体１２の中に配設され得る。 [0048] FIG. 5A is a perspective view of a cylindrical skin 62 (in other words, a shell) 62 that may be disposed within the housing 12 and disposed coaxially with the heat exchanger core 40 (see FIG. 6). It is. FIG. 5B is a cross-sectional view of the cylindrical outer plate 62. The cylindrical outer plate 62 includes a first end portion 64 and a second end portion 66. In some embodiments, the cylindrical skin 62 is such that the first end 64 is near the first end cap 14 and the second end 66 is near the second end cap 16. It can be disposed in the housing 12.

[0049]円筒形の外板６２は外表面６８を含む。熱交換器コア４０の外表面５２と円筒形の外板６２の内表面７２との間に流れる血液が円筒形の外板６２から出ることができるように、外板開口７０が外表面６８内に形成される。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２の内表面７２は、内表面７２から突出し、熱交換器コア４０に向かって延在する１つまたは複数の外板肋材８０を含み得る。１つまたは複数の外板肋材８０は、径方向内向きの方向に内表面７２から離れるように血液を偏向する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の外板肋材８０は、コア肋材５６および５８と組み合わさって、長さ方向の血液の流れを中断し、熱交換器を通る、すなわち、熱交換器コア４０の外表面５２と円筒形の外板６２の内表面７２との間の血液の流れに径方向の流れの成分を与える。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、また、熱交換器コア４０と円筒形の外板６２との間に長さ方向の流路を促進する働きをし得る１つまたは複数の長さ方向に延在する肋材７５を含み得る。 [0049] Cylindrical skin 62 includes an outer surface 68. The outer plate opening 70 is within the outer surface 68 so that blood flowing between the outer surface 52 of the heat exchanger core 40 and the inner surface 72 of the cylindrical outer plate 62 can exit the cylindrical outer plate 62. Formed. In some embodiments, the inner surface 72 of the cylindrical skin 62 can include one or more skins 80 that protrude from the inner surface 72 and extend toward the heat exchanger core 40. One or more outer skins 80 deflect the blood away from the inner surface 72 in a radially inward direction. In some embodiments, one or more skin braces 80 are combined with the core braces 56 and 58 to interrupt longitudinal blood flow and pass through the heat exchanger, i.e. heat The blood flow between the outer surface 52 of the exchanger core 40 and the inner surface 72 of the cylindrical outer plate 62 imparts a radial flow component. In some embodiments, the heat exchanger core 40 may also serve to promote a longitudinal flow path between the heat exchanger core 40 and the cylindrical skin 62. A brazing material 75 extending in the length direction may be included.

[0050]いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２は、円筒形の外板６２の周りに径方向に間隔を置いて配置された１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の所望の数の外板開口７０を有し得る。図６に示すように、コア開口５４および外板開口７０は、血液処理装置１０の対向する端部に概ね配設される。したがって、熱交換器コア４０の外表面５２と円筒形の外板６２の内表面７２との間の容積に入る血液は、円筒形の外板６２を出る前に、少なくとも実質的にその全長を流れるように強いられる。 [0050] In some embodiments, the cylindrical skin 62 is one, two, three, four, five, spaced radially around the cylindrical skin 62. One, six, or any desired number of skin openings 70 may be provided. As shown in FIG. 6, the core opening 54 and the outer plate opening 70 are generally disposed at opposite ends of the blood processing apparatus 10. Thus, blood entering the volume between the outer surface 52 of the heat exchanger core 40 and the inner surface 72 of the cylindrical outer plate 62 will at least substantially extend its entire length before exiting the cylindrical outer plate 62. Forced to flow.

[0051]図７は、血液処理装置１０の一実施形態の断面図であり、筐体１２、熱交換器コア４０および円筒形の外板６２の間の同軸の構成を示す。いくつかの実施形態では、血液処理装置１０は、概略的に示される熱交換器要素７４ならびに概略的に示されるガス交換器要素７６を含む。 [0051] FIG. 7 is a cross-sectional view of one embodiment of the blood treatment apparatus 10, showing a coaxial configuration between the housing 12, the heat exchanger core 40, and the cylindrical skin 62. As shown in FIG. In some embodiments, the blood processing apparatus 10 includes a heat exchanger element 74 that is schematically illustrated as well as a gas exchanger element 76 that is schematically illustrated.

[0052]いくつかの実施形態では、熱交換器要素７４は、水などの加熱流体が中を流れることのできるいくつかの中空糸を含む。血液は、中空糸の周りを中空糸を越えて流れ、それによって適切に加熱され得る。いくつかの実施形態では、中空糸はポリマーであり得る。いくつかの場合では、金属繊維が使用され得る。他の実施形態によると、熱交換器要素７４は、代替として、血液との熱伝達を容易にする金属製の蛇腹、またはかなりの表面積を有する他の構造体（たとえばフィン）を含み得る。いくつかの実施形態では、中空糸はポリウレタン、ポリエステルまたは任意の他の適切なポリマーもしくはプラスチック材料
から形成され得る。様々な実施形態によれば、中空糸は約０．２ミリメートルから１．０ミリメートルの間、または、より具体的には、約０．２５ミリメートルから０．５ミリメートルの間の外径を有する。中空糸は織られて、たとえば、幅が約８０ミリメートルから約２００ミリメートルの範囲であり得るマットにされ得る。いくつかの実施形態では、このマットは十字形の形態に配置される。 [0052] In some embodiments, the heat exchanger element 74 includes a number of hollow fibers through which a heated fluid, such as water, can flow. Blood can flow around the hollow fiber and beyond the hollow fiber, thereby heating appropriately. In some embodiments, the hollow fiber can be a polymer. In some cases, metal fibers can be used. According to other embodiments, the heat exchanger element 74 may alternatively include a metal bellows that facilitates heat transfer with blood, or other structures (eg, fins) having a significant surface area. In some embodiments, the hollow fiber can be formed from polyurethane, polyester, or any other suitable polymer or plastic material. According to various embodiments, the hollow fiber has an outer diameter between about 0.2 millimeters and 1.0 millimeters, or more specifically between about 0.25 millimeters and 0.5 millimeters. The hollow fibers can be woven, for example, into a mat that can range in width from about 80 millimeters to about 200 millimeters. In some embodiments, the mat is arranged in a cross shape.

[0053]いくつかの実施形態では、ガス交換器要素７６は、酸素などのガスが中を流れることができる複数の微多孔中空糸を含み得る。血液は、中空糸の周りを中空糸を越えて流れ得る。濃度勾配のために、酸素は微多孔中空糸を通って血液の中へ拡散し、一方、二酸化炭素は中空糸の中へ拡散し、血液から出る。いくつかの実施形態では、中空糸は、ポリプロピレン、ポリエステルまたは任意の他の適切なポリマーもしくはプラスチック材料から作製される。様々な実施形態によれば、中空糸は約０．３８ミリメートルの外径を有する。他の実施形態によると、微多孔中空糸は、約０．２ミリメートルから１．０ミリメートルの間、より具体的には約０．２５ミリメートルから０．５ミリメートルの間の直径を有する。中空糸は織られて、たとえば、幅が約８０ミリメートルから約２００ミリメートルの範囲であり得るマットにされ得る。いくつかの実施形態では、このマットは十字形の形態である。 [0053] In some embodiments, gas exchanger element 76 may include a plurality of microporous hollow fibers through which a gas, such as oxygen, can flow. Blood can flow around the hollow fiber and beyond the hollow fiber. Due to the concentration gradient, oxygen diffuses through the microporous hollow fiber into the blood, while carbon dioxide diffuses into the hollow fiber and exits the blood. In some embodiments, the hollow fiber is made from polypropylene, polyester, or any other suitable polymer or plastic material. According to various embodiments, the hollow fiber has an outer diameter of about 0.38 millimeters. According to other embodiments, the microporous hollow fiber has a diameter of between about 0.2 millimeters and 1.0 millimeters, more specifically between about 0.25 millimeters and 0.5 millimeters. The hollow fibers can be woven, for example, into a mat that can range in width from about 80 millimeters to about 200 millimeters. In some embodiments, the mat is in the form of a cross.

[0054]図８に示すように、血液入口１８を通って血液処理装置１０に入る血液は、血液が熱交換器要素７４の中の中空糸を越えて中空糸の周りを流れるように、コア開口５４を通って径方向に向けられる。血液の流れの少なくともいくらかが円筒形の外板６２の内表面７２に衝突し、熱交換器コア４０の外表面５２に向かって径方向に戻される。そうして、血液の流れの少なくともいくらかが、コア肋材５６および５８によって径方向外向きに向けられる。血液は、外板開口７０に到達し円筒形の外板６２と筐体１２との間の空間に入るまで径方向に行き来し続ける。いくつかの実施形態では、熱交換器要素７４を通る径方向の流れおよび長さ方向の流れを組み合わせることによって改善された熱伝達が達成され得る。外板開口７０から出る血液は、ガス交換器要素７６を越えてガス交換器要素７６の周りを流れ、最終的に、血液出口２０を通って血液処理装置１０から出る。 [0054] As shown in FIG. 8, the blood that enters the blood treatment device 10 through the blood inlet 18 is such that the blood flows over the hollow fibers in the heat exchanger element 74 and around the hollow fibers. It is directed radially through the opening 54. At least some of the blood flow impinges on the inner surface 72 of the cylindrical outer plate 62 and is returned radially toward the outer surface 52 of the heat exchanger core 40. Thus, at least some of the blood flow is directed radially outward by the core collars 56 and 58. The blood continues to come and go in the radial direction until it reaches the outer plate opening 70 and enters the space between the cylindrical outer plate 62 and the housing 12. In some embodiments, improved heat transfer may be achieved by combining radial and longitudinal flow through the heat exchanger element 74. The blood exiting the skin opening 70 flows over the gas exchanger element 76 over the gas exchanger element 76 and finally exits the blood processing apparatus 10 through the blood outlet 20.

[0055]図８は、上述の要素の相対的な向きを示す血液処理装置１０の断面図である。図示のように、熱交換器コアが中央に配置され、熱交換器要素７４が熱交換器コア４０の周りに同軸に配設される。円筒形の外板６２が、熱交換器要素７４の周りに同軸に配設され、続いて、ガス交換器要素７６および筐体１２が配設される。いくつかの実施形態では、熱交換器コア４０は、熱交換器要素７４を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成されるコア肋材５６および５８を有し得る。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２は、熱交換器要素７４を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の径方向に配設される外板肋材８０を有し得る。 [0055] FIG. 8 is a cross-sectional view of blood processing apparatus 10 showing the relative orientation of the elements described above. As shown, the heat exchanger core is centrally disposed and the heat exchanger element 74 is coaxially disposed about the heat exchanger core 40. A cylindrical skin 62 is disposed coaxially around the heat exchanger element 74 followed by the gas exchanger element 76 and the housing 12. In some embodiments, the heat exchanger core 40 may have core collars 56 and 58 that are configured to provide a radial component to the blood flow trajectory across the heat exchanger element 74. . In some embodiments, the cylindrical skin 62 is disposed in one or more radially configured to provide a radial component to the blood flow trajectory across the heat exchanger element 74. It may have an outer skin member 80 provided.

[0056]図９は、本発明の一実施形態による血液処理装置９０の断面図である。血液処理装置９０は、血液処理装置１０と同様であるが、修正されたガス交換器の部分を含む。いくつかの実施形態では、筐体１２の内表面は、ガス交換器要素７６を通りガス交換器要素７６を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の筐体肋材９２を含む。いくつかの実施形態では、円筒形の外板６２の外表面は、ガス交換器要素７６を通りガス交換器要素７６を横切る血液の流れの軌跡に対して径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の外板肋材９４を含む。いくつかの実施形態では、ガス交換器要素７６を通る径方向の流れおよび長さ方向の流れを組み合わせることによって改善されたガス伝達が達成され得る。 [0056] FIG. 9 is a cross-sectional view of a blood treatment apparatus 90 according to one embodiment of the present invention. Blood processing apparatus 90 is similar to blood processing apparatus 10 but includes a modified gas exchanger portion. In some embodiments, the inner surface of the housing 12 is configured to provide a radial component to the blood flow trajectory through the gas exchanger element 76 and across the gas exchanger element 76. Alternatively, a plurality of housing casings 92 are included. In some embodiments, the outer surface of the cylindrical skin 62 is configured to provide a radial component for the blood flow trajectory through the gas exchanger element 76 and across the gas exchanger element 76. One or more skins 94. In some embodiments, improved gas transfer may be achieved by combining radial and longitudinal flow through the gas exchanger element 76.

[0057]いくつかの実施形態では、コア肋材５６および５８、外板肋材８０ならびに／ま
たは筐体肋材９２などの肋材は、それらが延在する表面と対向側の表面との間の距離の約１０パーセントから約７０パーセントにわたって延在し得る。いくつかの実施形態では、肋材は前述の距離の約２５パーセントから約５０パーセントにわたって延在し得る。例を示すために、コア肋材５６および５８は、熱交換器コア４０と円筒形の外板６２との間の距離の約１０パーセントから約７０パーセント、または約２５パーセントから約５０パーセントにわたって延在し得る。いくつかの実施形態では、肋材は、そこから延在する表面と、約３０度から約９０度の範囲である角度を形成し得る。いくつかの実施形態では、肋材は約４５度から約６０度の角度を形成し得る。いくつかの実施形態では、肋材は、約０．２ミリメートルから約３ミリメートルの範囲である高さおよび約０．５ミリメートルから約１０ミリメートルの範囲である幅を有し得る。 [0057] In some embodiments, the brazing material, such as the core brazing members 56 and 58, the skin brazing member 80, and / or the housing brazing member 92, is between the surface on which they extend and the opposite surface. Extending from about 10 percent to about 70 percent of the distance. In some embodiments, the brazing material may extend from about 25 percent to about 50 percent of the aforementioned distance. To illustrate, the core bracings 56 and 58 extend from about 10 percent to about 70 percent, or from about 25 percent to about 50 percent of the distance between the heat exchanger core 40 and the cylindrical skin 62. Can exist. In some embodiments, the brazing material may form an angle with a surface extending therefrom that ranges from about 30 degrees to about 90 degrees. In some embodiments, the brazing material may form an angle of about 45 degrees to about 60 degrees. In some embodiments, the brazing material may have a height that is in the range of about 0.2 millimeters to about 3 millimeters and a width that is in the range of about 0.5 millimeters to about 10 millimeters.

[0058]図１０は、本発明の一実施形態による血液処理装置１００の断面図である。血液処理装置１００は上述のものと同様であるが、熱交換器を通る血液の流れがらせん状の成分を有する。血液処理装置１００は、１つまたは複数のコア開口１０４を含む熱交換器コア１０２を有する。血液は、１つまたは複数のコア開口１０４を通り、上述のようにいくつかの中空糸を含み得る熱交換器要素１０６に入る。血液は、１つまたは複数の外板開口１０８を通って熱交換器要素１０６を出て、次に、血液出口２０を通って出る前にガス交換器要素１１２を通って長さ方向に通過する。 [0058] FIG. 10 is a cross-sectional view of blood processing apparatus 100 according to one embodiment of the invention. Blood treatment apparatus 100 is similar to that described above, but the blood flow through the heat exchanger has a helical component. The blood processing apparatus 100 has a heat exchanger core 102 that includes one or more core openings 104. The blood passes through one or more core openings 104 and enters a heat exchanger element 106 that can include several hollow fibers as described above. The blood exits heat exchanger element 106 through one or more skin openings 108 and then passes longitudinally through gas exchanger element 112 before exiting through blood outlet 20. .

[0059]図１０に示すように、熱交換器要素１０６に入る血液が、ガス交換器要素１１２へと出る前に熱交換器要素１０６の長さを通過するように、コア開口１０４および外板開口１０８は長さ方向に間隔を置いて配置される。コア開口１０４および外板開口１０８は、互いに径方向に間隔を置いて配置される。図１１に概略的に示されるように、たとえば、コア開口１０４は互いから約１８０度間隔を置いて配置され得る。外板開口１０８は、また、互いに約１８０度間隔を置いて配置され、さらに、コア開口１０４から約１８０度だけ径方向に偏位され得る。結果として、熱交換器要素１０６を通過する血液は、熱交換器要素１０６の中の中空糸の中および中空糸の周りにらせん状の流路を経る。 [0059] As shown in FIG. 10, the core opening 104 and skin are such that blood entering the heat exchanger element 106 passes through the length of the heat exchanger element 106 before exiting to the gas exchanger element 112. The openings 108 are spaced apart in the length direction. The core opening 104 and the outer plate opening 108 are spaced from each other in the radial direction. As shown schematically in FIG. 11, for example, the core openings 104 may be spaced approximately 180 degrees from each other. The skin openings 108 are also spaced about 180 degrees apart from each other and may be further radially displaced from the core openings 104 by about 180 degrees. As a result, blood passing through the heat exchanger element 106 passes through a helical flow path in and around the hollow fibers in the heat exchanger element 106.

[0060]様々な修正例および追加例が、本発明の範囲から逸脱することなく議論される例示的な実施形態に対して行われ得る。たとえば、上述の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本発明の範囲は、上述の特徴の全ては含まない特徴および実施形態の異なる組み合わせを有する実施形態も含む。 [0060] Various modifications and additions may be made to the exemplary embodiments discussed without departing from the scope of the present invention. For example, although the embodiments described above refer to particular features, the scope of the invention also includes embodiments having different combinations of features and embodiments that do not include all of the features described above.

１０血液処理装置
１２筐体
１４第１端部キャップ
１６第２端部キャップ
１８血液入口
２０血液出口
２２ガス入口
２４ガス出口
２６熱交換器流体入口
２８熱交換器流体出口
３２環状のリング
３４環状のリング
３６環状のリング
４０熱交換器コア
４２第１端部
４４第２端部
４６環形の部分
４８円錐形の偏向面
５０仕切板
５２外表面
５４コア開口
５６第１の径方向に配設されるコア肋材
５８第２の径方向に配設されるコア肋材
６０長さ方向に延在する肋材
６２円筒形の外板
６４第１端部
６６第２端部
６８外表面
７０外板開口
７２内表面
７４熱交換器要素
７６ガス交換器要素
８０外板肋材
９０血液処理装置
９２筐体肋材
９４外板肋材
１００血液処理装置
１０２熱交換器コア
１０４コア開口
１０６熱交換器要素
１０８外板開口
１１２ガス交換器要素 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blood processing apparatus 12 Housing | casing 14 1st end cap 16 2nd end cap 18 Blood inlet 20 Blood outlet 22 Gas inlet 24 Gas outlet 26 Heat exchanger fluid inlet 28 Heat exchanger fluid outlet 32 Annular ring 34 Annular Ring 36 Annular ring 40 Heat exchanger core 42 First end 44 Second end 46 Annular portion 48 Conical deflection surface 50 Partition plate 52 Outer surface 54 Core opening 56 Arranged in the first radial direction Core rod material 58 Core rod material arranged in the second radial direction 60 Rod material extending in the length direction 62 Cylindrical outer plate 64 First end portion 66 Second end portion 68 Outer surface 70 Outer plate opening 72 Inner Surface 74 Heat Exchanger Element 76 Gas Exchanger Element 80 Outer Plate Material 90 Blood Treatment Device 92 Housing Case 94 Outer Plate Material 100 Blood Treatment Device 102 Heat Exchanger Core 104 Core Opening 10 The heat exchanger element 108 outer plate aperture 112 gas exchanger element

Claims

血液入口および血液出口を有する筐体であって、前記血液入口が前記筐体の内部へと延在する筐体と、
前記筐体内に配置される熱交換器コアであって、前記筐体の第１端部の近くに配置されるコア開口を含み、前記コアは、前記血液入口から前記熱交換器コアの外部へと流れる血液に前記筐体の軸に対して径方向の流れの成分を与えるように構成される熱交換器コアと、
熱交換器の流体が熱交換器の中空糸を通って流れ、前記コア開口からの血液が熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記熱交換器コアの周りに配設される熱交換器の中空糸と、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形の外板であって、前記筐体の第２端部の近くに配置される環形の外板開口を含み、前記コア開口を通るすべての血液が前記外板開口を通って流れ出て、これにより、前記円筒形の外板の外部へと流れる血液に長さ方向の血液の流れの成分を与える、円筒形の外板と、
ガスがガス交換器の中空糸を通って流れ、前記環形の外板開口からの血液がガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記円筒形の外板の周りに配設されるガス交換器の中空糸とを備える血液処理装置。 A housing having a blood inlet and a blood outlet, wherein the blood inlet extends into the housing;
A heat exchanger core disposed within the housing, comprising a core opening disposed near a first end of the housing, wherein the core is from the blood inlet to the outside of the heat exchanger core. A heat exchanger core configured to impart a component of radial flow with respect to the axis of the housing to the flowing blood;
Arranged around the heat exchanger core such that heat exchanger fluid can flow through the heat exchanger hollow fiber and blood from the core opening can flow across the heat exchanger hollow fiber. A heat exchanger hollow fiber,
A cylindrical skin extending coaxially around the heat exchanger core, including an annular skin opening disposed near the second end of the housing, all passing through the core opening A cylindrical outer plate that flows out through the outer plate opening, thereby providing a longitudinal blood flow component to the blood flowing out of the cylindrical outer plate;
Arranged around the cylindrical skin so that gas can flow through the hollow fiber of the gas exchanger and blood from the annular skin opening can flow across the hollow fiber of the gas exchanger. A blood processing apparatus comprising a hollow fiber of a gas exchanger.

前記熱交換器コアの外表面が、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して前記径方向の成分を与えるように構成される１つまたは複数の前記径方向に配設されるコア肋材を含む、請求項１に記載の血液処理装置。 An outer surface of the heat exchanger core is disposed in one or more of the radial directions configured to provide the radial component to a blood flow across the hollow fibers of the heat exchanger. The blood processing apparatus according to claim 1, comprising a core brazing material.

１つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を前記円筒形の外板が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１に記載の血液処理装置。 The cylindrical outer plate includes an inner surface on which one or a plurality of radially arranged outer plates are disposed, and the one or more radially outer plates are disposed. The blood processing apparatus according to claim 1, wherein the brazing material is configured to give the radial component to a blood flow trajectory across the hollow fiber of the heat exchanger.

前記熱交換器コアが、前記血液入口と前記コア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含み、前記円錐形の偏向面が、前記コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与える、請求項１に記載の血液処理装置。 The heat exchanger core includes a conical deflecting surface disposed between the blood inlet and the core opening, the conical deflecting surface against a blood flow trajectory exiting the core opening. The blood processing apparatus according to claim 1, wherein the radial component is provided.

１つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を前記筐体が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が、前記ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１に記載の血液処理装置。 The casing includes an inner surface on which one or a plurality of the casing casings disposed in the radial direction are disposed, and the one or more casing casings disposed in the radial direction include The blood processing apparatus according to claim 1, configured to give the radial component to a trajectory of blood flow across the hollow fiber of the gas exchanger.

前記コア開口が、１８０度離間して配設された一対のコア開口を備え、前記環形の外板開口が、前記熱交換器の中空糸を横切って流れる血液の流れの軌跡を変えるために、１８０度離間して配設され且つ前記一対のコア開口から前記径方向に偏位した一対の外板開口を備える、請求項１に記載の血液処理装置。 The core opening comprises a pair of core openings disposed 180 degrees apart, and the ring-shaped skin opening changes the trajectory of the flow of blood flowing across the hollow fiber of the heat exchanger; The blood processing apparatus according to claim 1, further comprising a pair of outer plate openings that are spaced apart by 180 degrees and are displaced in the radial direction from the pair of core openings.

前記筐体に固定された第１端部キャップをさらに備え、前記血液入口が前記第１端部キャップと一体的に形成される、請求項１に記載の血液処理装置。 The blood processing apparatus according to claim 1, further comprising a first end cap fixed to the housing, wherein the blood inlet is formed integrally with the first end cap.

前記第１端部キャップと一体的に形成されたガス入口をさらに備え、前記ガス入口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項７に記載の血液処理装置。 The blood processing apparatus of claim 7, further comprising a gas inlet integrally formed with the first end cap, wherein the gas inlet is in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the gas exchanger.

前記筐体に固定された第２端部キャップをさらに含み、前記第２端部キャップが、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体入口と、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体出口とを含み、前記熱交換器流体入口および熱交換器流体出口が、前記熱交換器の中空糸の内部とそれぞれ流体連通している、請求項１に記載の血液処理装置。 A heat exchanger fluid inlet formed integrally with the second end cap; and a second end cap fixed to the housing. And a heat exchanger fluid outlet integrally formed with the heat exchanger fluid inlet and the heat exchanger fluid outlet, respectively, in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the heat exchanger. The blood processing apparatus according to 1.

前記第２端部キャップと一体的に形成されたガス出口をさらに含み、前記ガス出口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項９に記載の血液処理装置。 The blood processing apparatus according to claim 9, further comprising a gas outlet integrally formed with the second end cap, wherein the gas outlet is in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the gas exchanger.

血液入口および血液出口を有する筐体であって、前記血液入口が前記筐体の内部へと延在する筐体と、
前記筐体の中に配設された熱交換器コアであって、外表面と、前記筐体の第１端部の近くに配置されるコア開口と、を含み、前記コアは、前記血液入口から前記熱交換器コアの外部へと流れる血液に前記筐体の軸に対して径方向の流れ成分を与えるように構成され、前記熱交換器コアの外表面は、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れに対して前記径方向成分を与えるように構成された１つまたは複数の前記径方向に配置されたコア肋材と、前記熱交換器コアの外表面の長さ方向の血液流れを促進する１つまたは複数の長さ方向に配置されたコア肋材と、を含む熱交換器コアと、
熱交換器の流体が熱交換器の中空糸を通って流れ、前記コア開口からの血液が前記熱交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記熱交換器コアの周りに配設される熱交換器の中空糸と、
前記熱交換器コアの周りに同軸に延在する円筒形の外板であって、前記筐体の第２端部の近くに配置される環形の外板開口を含み、前記コア開口を通るすべての血液が前記環形の外板開口を通って流れ出て、これにより、前記円筒形の外板の外部へと流れる血液に長さ方向の血液の流れの成分を与える、円筒形の外板と、
ガスがガス交換器の中空糸を通って流れ、前記環形の外板開口からの血液が前記ガス交換器の中空糸を横切って流れ得るように、前記円筒形の外板の周りに配設されるガス交換器の中空糸とを備える、血液処理装置。 A housing having a blood inlet and a blood outlet, wherein the blood inlet extends into the housing;
A heat exchanger core disposed in the housing, comprising: an outer surface; and a core opening disposed near a first end of the housing, wherein the core is the blood inlet The blood flowing from the heat exchanger core to the outside of the heat exchanger core is configured to give a flow component in the radial direction with respect to the axis of the housing, and the outer surface of the heat exchanger core is a hollow fiber of the heat exchanger One or more radially disposed core rods configured to provide the radial component to the blood flow across the body, and longitudinal blood on the outer surface of the heat exchanger core A heat exchanger core comprising one or more longitudinally disposed core braces that facilitate flow;
Heat exchanger fluid is disposed around the heat exchanger core so that fluid flows through the heat exchanger hollow fiber and blood from the core opening can flow across the heat exchanger hollow fiber. The heat exchanger hollow fiber,
A cylindrical skin extending coaxially around the heat exchanger core, including an annular skin opening disposed near the second end of the housing, all passing through the core opening A cylindrical outer plate that flows out through the ring-shaped outer plate opening, thereby providing a longitudinal blood flow component to the blood flowing out of the cylindrical outer plate;
Disposed around the cylindrical skin so that gas can flow through the hollow fiber of the gas exchanger and blood from the annular skin opening can flow across the hollow fiber of the gas exchanger. A blood processing apparatus comprising a hollow fiber of a gas exchanger.

１つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が配設された内表面を前記円筒形の外板が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される外板肋材が、前記熱交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１１に記載の血液処理装置。 The cylindrical outer plate includes an inner surface on which one or a plurality of radially arranged outer plates are disposed, and the one or more radially outer plates are disposed. The blood processing apparatus according to claim 11, wherein the brazing material is configured to give the radial component to a trajectory of blood flow across the hollow fiber of the heat exchanger.

前記熱交換器コアが、前記血液入口と前記コア開口との間に配設される円錐形の偏向面を含み、前記円錐形の偏向面が、前記コア開口を出る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与える、請求項１１に記載の血液処理装置。 The heat exchanger core includes a conical deflecting surface disposed between the blood inlet and the core opening, the conical deflecting surface against a blood flow trajectory exiting the core opening. The blood processing apparatus according to claim 11, wherein the radial component is provided.

前記円錐形の偏向面が血液を特定の方向に向けるのを助ける仕切板を含む、請求項１３に記載の血液処理装置。 14. The blood processing apparatus of claim 13, wherein the conical deflecting surface includes a divider that assists in directing blood in a particular direction.

１つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が配設された内表面を前記筐体が含み、前記１つまたは複数の前記径方向に配設される筐体肋材が、前記ガス交換器の中空糸を横切る血液の流れの軌跡に対して前記径方向の成分を与えるように構成される、請求項１１に記載の血液処理装置。 The casing includes an inner surface on which one or a plurality of the casing casings disposed in the radial direction are disposed, and the one or more casing casings disposed in the radial direction include The blood processing apparatus according to claim 11, configured to give the radial component to a trajectory of blood flow across the hollow fiber of the gas exchanger.

前記コア開口が、１８０度離間して配設された一対のコア開口を備え、前記環形の外板開口が、前記熱交換器の中空糸を横切って流れる血液の流れの軌跡を変えるために、１８０度離間して配設され且つ前記一対のコア開口から前記径方向に偏位した一対の外板開口を備える、請求項１１に記載の血液処理装置。 The core opening comprises a pair of core openings disposed 180 degrees apart, and the ring-shaped skin opening changes the trajectory of the flow of blood flowing across the hollow fiber of the heat exchanger; The blood processing apparatus according to claim 11, further comprising a pair of outer plate openings that are spaced apart by 180 degrees and are displaced in the radial direction from the pair of core openings.

前記筐体に固定された第１端部キャップをさらに備え、前記血液入口が前記第１端部キャップと一体的に形成される、請求項１１に記載の血液処理装置。 The blood processing apparatus according to claim 11, further comprising a first end cap fixed to the housing, wherein the blood inlet is formed integrally with the first end cap.

前記第１端部キャップと一体的に形成されたガス入口をさらに備え、前記ガス入口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項１７に記載の血液処理装置。 The blood processing apparatus of claim 17, further comprising a gas inlet integrally formed with the first end cap, wherein the gas inlet is in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the gas exchanger.

前記筐体に固定された第２端部キャップをさらに含み、前記第２端部キャップが、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体入口と、前記第２端部キャップと一体的に形成された熱交換器流体出口とを含み、前記熱交換器流体入口および熱交換器流体出口が、前記熱交換器の中空糸の内部とそれぞれ流体連通している、請求項１１に記載の血液処理装置。 A heat exchanger fluid inlet formed integrally with the second end cap; and a second end cap fixed to the housing. And a heat exchanger fluid outlet formed integrally with the heat exchanger fluid inlet and the heat exchanger fluid outlet, respectively, in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the heat exchanger. The blood processing apparatus according to 1.

前記第２端部キャップと一体的に形成されたガス出口をさらに含み、前記ガス出口が、前記ガス交換器の中空糸の内部と流体連通している、請求項１９に記載の血液処理装置。 The blood processing apparatus according to claim 19, further comprising a gas outlet integrally formed with the second end cap, wherein the gas outlet is in fluid communication with the interior of the hollow fiber of the gas exchanger.