JP6135769B2 - Built-in filter type artificial lung and manufacturing method thereof - Google Patents
Built-in filter type artificial lung and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6135769B2 JP6135769B2 JP2015539247A JP2015539247A JP6135769B2 JP 6135769 B2 JP6135769 B2 JP 6135769B2 JP 2015539247 A JP2015539247 A JP 2015539247A JP 2015539247 A JP2015539247 A JP 2015539247A JP 6135769 B2 JP6135769 B2 JP 6135769B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- space
- blood
- flow path
- blood flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 87
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 87
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 66
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 65
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 51
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 46
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 46
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 43
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 30
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 2
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007675 cardiac surgery Methods 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3627—Degassing devices; Buffer reservoirs; Drip chambers; Blood filters
- A61M1/3633—Blood component filters, e.g. leukocyte filters
- A61M1/3635—Constructional details
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
- A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
- A61M1/1698—Blood oxygenators with or without heat-exchangers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3627—Degassing devices; Buffer reservoirs; Drip chambers; Blood filters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/75—General characteristics of the apparatus with filters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/75—General characteristics of the apparatus with filters
- A61M2205/7545—General characteristics of the apparatus with filters for solid matter, e.g. microaggregates
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Description
本発明は、体外循環中の血液に対するガス交換を行う人工肺、特に、血液中に混入、発生した異物や気泡を捕捉し、排出するためのフィルタ装置を内蔵したフィルタ内蔵型人工肺に関する。 The present invention relates to an oxygenator for exchanging gas to blood in extracorporeal circulation, and more particularly to a filter-incorporated oxygenator having a built-in filter device for capturing and discharging foreign substances and bubbles mixed and generated in blood.
心臓手術においては、患者の心臓を停止させ、その間の呼吸及び血液循環機能を代行するために、体外血液循環用の人工心肺回路が用いられる。人工心肺回路の要部を構成する人工肺は、患者の肺に代わって血液に対するガス交換機能(血液に酸素を供給し、二酸化炭素を排出させる機能)を提供するものである。人工肺の構造としては、中空糸膜型人工肺が広く用いられている。 In cardiac surgery, an extracorporeal cardiopulmonary circuit for extracorporeal blood circulation is used to stop the patient's heart and act as a substitute for breathing and blood circulation during that time. The artificial lung constituting the main part of the artificial heart-lung circuit provides a gas exchange function for blood (a function of supplying oxygen to blood and discharging carbon dioxide) in place of a patient's lung. As a structure of the oxygenator, a hollow fiber membrane oxygenator is widely used.
中空糸膜型人工肺は、酸素を含むガスと血液を多孔質中空糸膜を介在させて流動させ、血液とガスとの間でガス交換が行われるように構成される。すなわち、多数本の中空糸膜を積層した中空糸膜積層体をハウジング内に収納し、中空糸膜積層体を横切って通過する血液流路を形成する。中空糸膜中に酸素含有ガスを流し、血液流路を流れる血液が各中空糸膜の間の隙間を通過するときに、中空糸膜を通してガス交換、すなわち酸素加、脱炭酸ガスが行われる。 The hollow fiber membrane oxygenator is configured such that a gas containing oxygen and blood are flowed through a porous hollow fiber membrane, and gas exchange is performed between the blood and the gas. That is, a hollow fiber membrane laminate in which a large number of hollow fiber membranes are laminated is housed in a housing, and a blood flow path that passes across the hollow fiber membrane laminate is formed. When oxygen-containing gas is allowed to flow through the hollow fiber membrane and the blood flowing through the blood flow passage passes through the gaps between the hollow fiber membranes, gas exchange, that is, oxygenation and decarboxylation gas is performed through the hollow fiber membranes.
一方、人工肺を使用する場合は、予め、血液回路から気泡や異物を除去し、また、ガス交換部の中空糸膜を液体と馴染ませるために、生理食塩水等のプライミング液によるプライミングを行った後に血液循環に供される。プライミングの際に発生した気泡や混入した異物を除去するために、血液フィルタ装置が用いられる。また、プライミングを行った後も、血液循環中の血液に異物や血栓が混入することがあるため、人工心肺回路には、血液フィルタ装置が組み込まれる場合が多い。 On the other hand, when using an artificial lung, priming with a priming solution such as physiological saline is performed in advance to remove bubbles and foreign substances from the blood circuit, and to make the hollow fiber membrane of the gas exchange unit compatible with the liquid. After that, it is used for blood circulation. A blood filter device is used to remove bubbles generated during priming and mixed foreign substances. In addition, even after priming, foreign substances and blood clots may be mixed into the circulating blood, so that a blood filter device is often incorporated in the cardiopulmonary circuit.
血液フィルタ装置は、一般的には、シート状濾材を折り畳み、あるいは巻回して構成されたフィルタをハウジング内に内蔵し、そのハウジング内を血液の流路として、血液が濾材を通過する際に血栓等の異物や気泡を捕捉し排出するように構成される。一方、血液フィルタ装置を独立して設けずに、人工肺に内蔵し一体化して人工心肺回路を簡素化し、また接続チューブの短縮等による血液充填量を低減する構成も知られている。 In general, a blood filter device incorporates a filter formed by folding or winding a sheet-shaped filter medium in a housing, and using the blood flow path in the housing as a blood flow path, when blood passes through the filter medium, It is configured to capture and discharge foreign objects such as bubbles and bubbles. On the other hand, a configuration is also known in which an artificial heart-lung circuit is simplified by being built in and integrated with an oxygenator without providing a blood filter device independently, and a blood filling amount is reduced by shortening a connection tube or the like.
中空糸膜型人工肺に血液フィルタの機能を一体的に設けた構成の一例が、例えば、特許文献1に開示されている。図13は、特許文献1の第1実施形態の人工肺を示す断面図である。この人工肺は、ハウジング101内に構成されたガス交換部100Aと、熱交換器ハウジング102内に構成された熱交換部100Bとを備えている。流入する血液は、先ず熱交換器100Bに流入し、次にガス交換部100Aを通過して流出する。
An example of a configuration in which the function of a blood filter is integrally provided in a hollow fiber membrane oxygenator is disclosed in Patent Document 1, for example. FIG. 13 is a cross-sectional view showing the oxygenator according to the first embodiment of Patent Document 1. As shown in FIG. The artificial lung includes a
熱交換部100Bのハウジング102の下端には、冷温水ポート103(他方の冷温水ポートは隠れている)が形成されている。また、ハウジング102の左側の下部には、血液導入ポート104が形成されている。ハウジング102の内部には、筒状を成す熱交換体105と、熱交換体105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)106とが設置されている。冷温水ポート103より流入した熱媒体は、熱交換体105の蛇腹の多数の凹部に入り、熱交換体105の外周側を流れる血液との間で熱交換が行われる。
A cold / hot water port 103 (the other cold / hot water port is hidden) is formed at the lower end of the
ハウジング101には、血液流出側の側面下部に血液導出ポート107が形成され、上部にガスポート108が形成され、下部には、ガスポート109及び排気ポート110が形成されている。ハウジング101の内部には、中空糸膜層111と、気泡除去手段(フィルタ部材112および排気用中空糸膜層113からなる)が収納されている。中空糸膜層111の中空糸膜の上下端部は、それぞれ、ポッティング材からなる隔壁114、115により固定されている。これにより、隔壁114と隔壁115との間における中空糸膜層111、排気用中空糸膜層113及びフィルタ部材112を通過する血液流路が形成されている。隔壁114の上部及び隔壁115の下部の空間は、仕切部116、117により区分されている。
In the
排気用中空糸膜層113は中空糸膜を多数本集積して構成され、フィルタ部材112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。フィルタ部材112は、ほぼ長方形をなす平坦なシート状の部材で構成され、排気用中空糸膜層113の下流側の面に接して設けられ、当該面のほぼ全面を覆っている。フィルタ部材112により、血液流路を流れる血液中の気泡を捕捉して、血液導出ポート107から流出することを防止する。フィルタ部材112により捕捉された気泡は、排気用中空糸膜層113、及び排気ポート110を通して血液流路から排出される。
The exhaust hollow
特許文献1に開示された人工肺では、大量のエアが混入した場合、排気用中空糸膜層113からの排出が間に合わず、フィルタ部材112を通過して血液導出ポート107へ流れてしまう惧れがある。また、フィルタ部材112の有効面積全体が排気用中空糸膜層113と接している必要があるため、フィルタ形状に制約があり、十分なフィルタ面積を確保しにくい(実質的に不可能)問題がある。
In the artificial lung disclosed in Patent Document 1, when a large amount of air is mixed, the exhaust from the exhaust hollow
すなわち、特許文献1の記載では、人工肺のフィルタ部材112はシート状のものを2枚以上重ねて用いてもよいとされているが、血液流路に対して順次配列され、血液は2枚以上重ねられた各シートを順次通過するように構成される。従って、特許文献1のフィルタ部材112は、排気用中空糸膜層113の下流側の面のほぼ全面を覆っているとは言え、血液流に対するフィルタ部材112の最大膜面積は、血液流路の断面積を上限とする。このため、フィルタ膜面積を十分に大きく取ることが困難である。
That is, in the description of Patent Document 1, it is said that two or more sheets of the artificial
フィルタ部材の膜面積を大きくすることは、気泡を捕捉する能力を十分に発揮するために有利である。すなわち、十分な膜面積があることは、流路の横断面積が大きいことに相当し、膜面に対する血液の流速を実質的に低下させ、気液分離が容易になる。また、十分な膜面積があれば、一部に目詰まりが生じたとしても、全体として、血液の流れに対する影響を軽減できる。但し、人工肺への血液充填量を低く抑制するために、血液流路の断面積を増大させないことが必要である。 Increasing the membrane area of the filter member is advantageous in order to sufficiently exhibit the ability to trap bubbles. That is, having a sufficient membrane area corresponds to a large cross-sectional area of the flow path, substantially lowering the blood flow rate with respect to the membrane surface, and facilitates gas-liquid separation. In addition, if there is a sufficient membrane area, even if some clogging occurs, the influence on the blood flow as a whole can be reduced. However, it is necessary not to increase the cross-sectional area of the blood flow path in order to suppress the blood filling amount to the artificial lung low.
一方、大きなフィルタ膜面積を機能させて十分な気泡捕捉能力を持たせた上で、捕捉した気泡を外部に効果的に排出できることが、血液から気泡を除去する能力を十分に発揮させるために必要である。 On the other hand, the function of a large filter membrane area to provide sufficient bubble trapping capability, and the ability to effectively discharge trapped bubbles to the outside is necessary to fully demonstrate the ability to remove bubbles from blood. It is.
従って本発明は、血液充填量を低く抑制しながら、実質的に十分大きなフィルタ膜面積を機能させ、更に、捕捉した気泡を効果的に外部に排出可能としたフィルタ内蔵型人工肺及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a filter-embedded artificial lung that allows a substantially sufficiently large filter membrane area to function while suppressing the blood filling amount to be low, and that can effectively discharge trapped bubbles to the outside, and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.
本発明のフィルタ内蔵型人工肺は、互いに隣接するガス交換部およびフィルタ空間を形成するハウジングと、前記ガス交換部に装填された複数本の中空糸膜の束と、前記フィルタ空間に装填されたフィルタと、前記中空糸膜の束および前記フィルタを順次横断して通過するように設けられた血液流路と、前記中空糸膜の内腔を通して酸素を含むガスを流通させるように前記ハウジングに設けられたガスポートと、前記血液流路の両端の前記ハウジングの外壁に設けられた血液導入ポートおよび血液導出ポートと、前記フィルタ空間を外部空間と連通させる排気ポートとを備えている。 A filter built-in type artificial lung according to the present invention includes a housing forming a gas exchange part and a filter space adjacent to each other, a bundle of a plurality of hollow fiber membranes loaded in the gas exchange part, and a filter space. A filter, a bundle of hollow fiber membranes, a blood flow path provided so as to pass through the filter sequentially, and a gas containing oxygen through the lumen of the hollow fiber membrane are provided in the housing. A gas introduction port, a blood introduction port and a blood outlet port provided on the outer wall of the housing at both ends of the blood flow path, and an exhaust port for communicating the filter space with the external space.
本発明のフィルタ内蔵型人工肺は、上記課題を解決するために、前記フィルタが、複数本の平行なプリーツを設けたシート状濾材により構成され、前記プリーツの方向が前記血液流路の上下方向に配向されており、前記フィルタ空間は、前記シート状濾材により前記血液導入ポート側の一次側空間と前記血液導出ポート側の二次側空間に分離され、前記排気ポートは、前記血液流路の上端部に配置され、前記一次側空間及び前記二次側空間からの排気を互いに分離して導出する排気路を有し、前記フィルタの近傍における前記血液流路の内周壁面には、前記フィルタに近接する側の流路断面が離間した側よりも小さくなる向きに段差部が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the filter-embedded artificial lung of the present invention is configured such that the filter is formed of a sheet-like filter medium provided with a plurality of parallel pleats, and the direction of the pleats is the vertical direction of the blood channel. The filter space is separated by the sheet-like filter medium into a primary space on the blood introduction port side and a secondary space on the blood outlet port side, and the exhaust port is connected to the blood flow path. is disposed at an upper end portion, the have a discharge path for deriving separated from each other the exhaust from the primary space and the secondary space, the inner peripheral wall surface of said blood flow passage in the vicinity of the filter, the filter A stepped portion is provided in a direction in which the cross section of the channel on the side close to the side is smaller than the side on which the channel is separated .
本発明のフィルタ内蔵型人工肺の製造方法は、上記構成の人工肺を製造する方法であって、前記フィルタの外周縁部をシール材により封止して前記血液流路の一部を形成したフィルタモジュールを作製し、前記フィルタ空間に前記フィルタモジュールを装填して前記中空糸膜の束とともに前記フィルタモジュールの外周縁部を封止して前記血液流路を形成する工程を含む。 A method for producing an oxygenator with a built-in filter according to the present invention is a method for producing an oxygenator having the above-described configuration, wherein the outer peripheral edge of the filter is sealed with a sealing material to form a part of the blood channel. The method includes the steps of producing a filter module, loading the filter module into the filter space, and sealing the outer peripheral edge of the filter module together with the bundle of hollow fiber membranes to form the blood channel.
前記フィルタモジュールを作製する工程は、前記フィルタを間に挟み込んで、その外周縁部に前記シール材による封止部を成形するための成形型を形成する一次側及び二次側マスキングブロックを用意する工程と、前記フィルタの両面側に、前記一次側及び二次側マスキングブロックを装着して組み立てる工程と、前記一次側及び二次側マスキングブロックにより前記フィルタの外周縁部に形成された成形型に前記シール材を充填し硬化させる工程と、前記シール材の硬化後、前記マスキングブロックを取り外す工程とを備える。 The step of producing the filter module includes preparing a primary side and secondary side masking block that sandwiches the filter and forms a molding die for molding a sealing portion by the sealing material on an outer peripheral edge thereof. A step of attaching and assembling the primary side and secondary side masking blocks on both sides of the filter, and a mold formed on the outer peripheral edge of the filter by the primary side and secondary side masking blocks; Filling and curing the sealing material, and removing the masking block after the sealing material is cured.
前記一次側マスキングブロックは、前記一次側空間に面する前記プリーツの谷部に対応する形状の線状突起の群が基板上に設けられた構造を有し、前記線状突起の群の外周縁部の形状は、前記シール材が形成する血液流路の内壁部のうち、前記一次側空間に属する部分に対応し、前記二次側マスキングブロックは、前記二次側空間に面する前記プリーツの谷部に対応する形状の線状突起の群が基板上に設けられた構造を有し、前記線状突起の群の外周縁部の形状は、前記シール材が形成する血液流路の内壁部のうち、前記二次側空間に属する部分に対応し、前記マスキングブロックを装着する工程では、前記線状突起の各々を前記プリーツの谷部に嵌合させる。 The primary side masking block has a structure in which a group of linear protrusions having a shape corresponding to a valley portion of the pleat facing the primary side space is provided on a substrate, and an outer peripheral edge of the group of linear protrusions The shape of the portion corresponds to the portion belonging to the primary space in the inner wall portion of the blood flow path formed by the sealing material, and the secondary masking block is formed of the pleat facing the secondary space. A group of linear protrusions having a shape corresponding to the valley is provided on the substrate, and the shape of the outer peripheral edge of the group of linear protrusions is the inner wall of the blood flow path formed by the sealing material Among these, in the step of attaching the masking block corresponding to the portion belonging to the secondary side space, each of the linear protrusions is fitted into the valley portion of the pleat.
上記構成の人工肺によれば、複数本のプリーツを設けたことにより、血液流路の断面積による制限を受けることなく、フィルタ膜面積を十分に大きく設定可能で、しかも、プリーツを有することによる血液充填量の増大は僅かである。また、フィルタの複数本のプリーツは上下方向に配向されているので、フィルタの近傍において気泡はプリーツに沿って上昇し、容易に排気ポートに導かれて効果的に外部に排出される。さらに、排気ポートでは、一次側及び二次側空間からの気泡は互いに分離して排出されるので、高い排気能が得られる。 According to the artificial lung having the above-described configuration, by providing a plurality of pleats, the filter membrane area can be set sufficiently large without being restricted by the cross-sectional area of the blood flow path, and by having the pleats There is a slight increase in blood filling. Further, since the plurality of pleats of the filter are oriented in the vertical direction, the bubbles rise along the pleats in the vicinity of the filter, are easily guided to the exhaust port, and are effectively discharged to the outside. Further, in the exhaust port, the bubbles from the primary side and secondary side spaces are separated and discharged, so that high exhaust ability can be obtained.
また、上記構成の製造方法によれば、一次側及び二次側マスキングブロックを用いることにより、プリーツを有するフィルタの外周縁部を封止してフィルタモジュールを作製する工程を、容易に安定して行うことができる。 Moreover, according to the manufacturing method of the said structure, the process which seals the outer periphery part of the filter which has a pleat by using a primary side and a secondary side masking block, and produces a filter module easily is stabilized. It can be carried out.
本発明のフィルタ内蔵型人工肺は、上記構成を基本として以下のような態様をとることができる。 The filter-embedded artificial lung of the present invention can take the following aspects based on the above configuration.
すなわち、前記排気ポートは、中空流路部材であり、前記中空流路部材の断面内を区画して互いに分離させて形成された第1及び第2排気路を含みうる。前記第1排気路は、前記一次側空間と連通し、前記第2排気路は、前記二次側空間と連通している構成とすることができる。それにより、簡単な構成で、一次側空間及び二次側空間からの排気を互いに分離して導出する排気路を設けることができる。 That is, the exhaust port is a hollow flow path member, and may include first and second exhaust paths formed by dividing the cross section of the hollow flow path member and separating them from each other. The first exhaust path may be in communication with the primary side space, and the second exhaust path may be in communication with the secondary side space. Thereby, it is possible to provide an exhaust path that separates and exhausts exhaust from the primary side space and the secondary side space with a simple configuration.
また、前記フィルタの近傍における前記血液流路の内周壁面には、前記フィルタに近接する側の流路断面が離間した側よりも小さくなる向きに段差部を設けることができる。この段差部により、気泡を収集する隙間が形成され、血液流路の全周に亘って気泡が上部に収集され易くなる。 Further, a stepped portion can be provided on the inner peripheral wall surface of the blood flow channel in the vicinity of the filter in a direction in which the flow channel cross section on the side close to the filter is smaller than the separated side. A gap for collecting bubbles is formed by the stepped portion, and the bubbles are easily collected in the upper part over the entire circumference of the blood flow path.
また、前記フィルタ空間における前記血液流路は、前記フィルタの外周縁部を封止したシール材によって形成されうる。前記プリーツの上端部における前記シール材の内周壁面には、前記プリーツの谷部の各々に対応する傾斜面を形成しうる。その傾斜面の傾斜の向きは、下方へ向かうに従い当該谷部の浅部から深部に向かうように設定されうる。これにより、プリーツの谷部に沿って下方から上昇してきた気泡は、傾斜面に沿って上昇しながらフィルタから離れて、排気ポートに導入され易くなる。 Further, the blood flow path in the filter space may be formed by a sealing material that seals an outer peripheral edge of the filter. An inclined surface corresponding to each of the valley portions of the pleat may be formed on the inner peripheral wall surface of the sealing material at the upper end portion of the pleat. The direction of inclination of the inclined surface can be set so as to go from the shallow part to the deep part of the valley as it goes downward. As a result, the bubbles rising from below along the valley of the pleats are easily introduced into the exhaust port away from the filter while rising along the inclined surface.
また、前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、5°〜80°の範囲内に設定することができる。この範囲であれば、気泡が抜け易く、かつ有効なフィルタ膜面積に与える影響が小さい。より好ましくは、前記傾斜角度は、20°〜60°の範囲内に設定する。 In addition, the inclination angle of the inclined surface with respect to the horizontal direction can be set within a range of 5 ° to 80 °. If it is this range, it will be easy to remove | bubble and the influence which has on an effective filter membrane area is small. More preferably, the inclination angle is set within a range of 20 ° to 60 °.
また、前記血液流路の断面形状は、断面外周縁の最上位点である頂点を有しうる。前記頂点の両側において、前記断面外周縁の接線の方向が前記頂点から見て下方に向かって傾斜しうる。それにより、血液流路の内壁面の最上部(頂部)に設けられた排気ポートは、フィルタ空間の頂点に位置するので、上昇した気泡が集まり易く、空気排出の効果が大きい。前記血液流路の断面形状は、円形、または、一つの角を頂点として配置された菱形とすることができる。 Further, the cross-sectional shape of the blood channel may have a vertex that is the highest point of the outer peripheral edge of the cross-section. On both sides of the apex, the direction of the tangent to the outer peripheral edge of the cross section may be inclined downward as viewed from the apex. As a result, the exhaust port provided at the uppermost part (top) of the inner wall surface of the blood channel is located at the apex of the filter space, so that the raised bubbles are likely to collect and the effect of air discharge is great. The cross-sectional shape of the blood channel may be a circle or a rhombus arranged with one corner as a vertex.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施の形態>
[フィルタ内蔵型人工肺の構成]
本発明の一実施の形態におけるフィルタ内蔵型人工肺の斜視図を、図1に示す。この人工肺の側面から見た断面図を図2に、上面から見た断面図を図3に示す。図4は、この人工肺に含まれるフィルタの形状を示す斜視図である。<Embodiment>
[Configuration of oxygenator with built-in filter]
FIG. 1 shows a perspective view of a filter built-in oxygenator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the oxygenator as seen from the side, and FIG. 3 shows a cross-sectional view as seen from the top. FIG. 4 is a perspective view showing the shape of a filter included in the oxygenator.
この人工肺では、図2に明瞭に示されるように、ハウジング1内に熱交換部2及びガス交換部3の空間領域が形成され、それぞれ、熱交換及びガス交換のための要素が収納されている。熱交換部2及びガス交換部3が形成する内腔を水平方向に貫通して、断面が円形の血液流路4(図2及び図3にのみ図示)が形成されている。血液流路4の両端に対応するハウジング1の外殻壁には各々、血液導入ポート5(図2、3参照)、および血液導出ポート6(図1〜3参照)が設けられている。血液導入ポート5及び血液導出ポート6は、血液流路4の円形断面の中央部に開口するように配置されている。
In this oxygenator, as clearly shown in FIG. 2, a space region of the
熱交換部2の左右端部のハウジング1の外殻壁には各々、下方に向けて、冷水または温水(冷温水)を流入、流出させるための冷温水ポート7、8が設けられている。ガス交換部3の上下端部のハウジング1の外殻壁には各々、酸素含有ガスを流入、流出させるためのガスポート9、10が設けられている。
Cold and hot water ports 7 and 8 are provided in the outer shell walls of the housing 1 at the left and right end portions of the
図2、3に示すように、熱交換部2の内部空間には、熱交換のための熱媒体(冷温水)を流通させる伝熱細管として、ステンレスパイプ11の束が管軸を水平方向に向けて装填されている。冷温水ポート7、8を介して、ステンレスパイプ11中を冷温水が流通する。ガス交換部3の内部空間には、複数本の中空糸膜12を積層して形成された中空糸膜の束が、中空糸膜12の管軸を垂直方向に向けて装填されている。ガスポート9、10を介して、酸素を含むガスが中空糸膜12の内腔を流通する。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the internal space of the
図2〜図3に示すように、ハウジング1内の熱交換部2及びガス交換部3の外周縁領域は、ポリウレタン樹脂あるいはエポキシ樹脂等からなるシール材を用いて形成されたシール部材13によって封止される。このシール部材13の内部空間が血液流路4を形成している。血液流路4は、水平方向にステンレスパイプ11及び中空糸膜12の束を横断して延在している。それにより、ステンレスパイプ11及び中空糸膜12の外表面に接するように血液を流通させることができる。
As shown in FIGS. 2 to 3, the outer peripheral area of the
ガス交換部3の下流、すなわち、中空糸膜12の束の血液導出ポート6に面した側とハウジング1の内壁面の間には、フィルタ空間14が形成されている。フィルタ空間14には、血液流路4の横断面全体を覆ってフィルタ15が挿入されている。シール部材13は、フィルタ空間14の外周縁領域にも亘って設けられており、フィルタ15の周縁部の一部は、シール部材13中に埋設されている。
A
ハウジング1の上部には、血液流路の上端部に位置するように、排気ポート16が設けられている。排気ポート16は、図1に示すように、ハウジング1の外表面から横方向に延びた管状の部材により構成され、フィルタ空間14に位置する血液流路4の内周壁面の最上部に開口している。これにより、排気ポート16は、フィルタ空間14を外部空間と連通させて、フィルタ15が捕捉した気泡を排出するための排気路の機能を有する。以上のように配置されたフィルタ15と排気ポート16により、血液中の気泡を捕捉しハウジング1の外部へ排出するための気泡除去機能が得られる。なお、排気ポート16は管状の部材に限らず、中空流路を形成する部材であれば、どのような部材を用いていも良い。
An
フィルタ15は、血液流路4を流動する血液中の異物を捕捉する機能、及び気泡を捕捉し排出する機能を有する。フィルタ15は、図4に示すように、例えばポリエチレンテレフタレートからなるメッシュ状のシート状濾材17により構成され、複数本のプリーツ18を形成するように折り返されている。このプリーツ18は、図示したように山形に湾曲した稜線形状を有する。但し、このような湾曲した稜線形状に限らず、折り目の入った形状であっても良く、本実施の形態におけるプリーツは、いずれの場合も含む意味で用いる。
The
図2、3に示されるように、複数本のプリーツ18は、血液流路4に直交する面内に配列され、プリーツ18の方向は、縦方向(上下方向)に配向されている。但し、複数本のプリーツ18は、必ずしも、血液流路4に直交する面内に配列される必要はなく、血液流路4に「交差」する面内に配列されていればよい。シート状濾材17により、フィルタ空間14が、血液導入ポート5側の一次側空間14aと血液導出ポート6側の二次側空間14bに分離されている。複数本のプリーツ18が形成する山部と谷部の繰り返しによって、一次側空間14aに接するシート状濾材17の膜面の面積は、平坦な形状のシート状濾材と比べて格段に広くなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of
すなわち、プリーツ18を設けることにより、血液流路4の断面積による制限を解消して、フィルタ膜面積を十分に大きく設定可能となる。従って、実質的に流路の横断面積が大きいことと類似の効果が得られ、プライミング液/血液の膜面に対する流速を低下させて気液分離を容易にし、気泡を捕捉する能力を十分に発揮することができる。しかも、プリーツ18を設けたことによるフィルタ15の血液流路4方向における厚みの増大は僅かであり、血液充填量を十分に抑制することが可能である。
That is, by providing the
フィルタ15の外周縁部は、図5に示すように、シール材19によって封止されて、フィルタモジュール20が形成されている。なお、図5は、図2、3における一次側空間14aに面する側から見た図である。シール材19の内周壁面は円筒面であって、フィルタ15の領域における血液流路4を形成している。また、シール材19の血液流路4の上端領域に隣接した箇所には、排気ポート16の端部が配置されており、血液流路4の上端に開口している。
As shown in FIG. 5, the outer peripheral edge of the
フィルタ15は、このようなフィルタモジュール20の形態でフィルタ空間14に装填され、ステンレスパイプ11及び中空糸膜12とともにシール部材13によって封止される。フィルタモジュール20の構造の詳細、およびその機能について、図6〜図8を参照して説明する。図6は、本実施の形態の人工肺の上部を概念的に示した断面図である。図7は、人工肺のフィルタ空間14の領域を断面で示した斜視図、図8は、図7の一部を拡大して断面で示した斜視図である。但し、図6〜図8は図示の都合上、図1、2とは逆の向き、すなわち、血液導入ポート5が左側、血液導出ポート6が右側になるように人工肺を載置した状態で描かれている。
The
図6に示すように、排気ポート16は、互いに分離された第1及び第2排気路21a、21bを含む。図示された構造では、第1、第2排気路21a、21bは、1本の管状の排気ポート16内を区画して形成されているが、これに限らず、各々別の管路により構成してもよい。第1排気路21aは、その内端部が一次側空間14aに開口し、第2排気路21bは、その内端部が二次側空間14bに開口している。第1、第2排気路21a、21bの外端部は、人工肺の外部に開口している。従って、第1及び第2排気路21a、21bにより、一次側空間14a及び二次側空間14bからの排気を互いに分離して導出することができる。
As shown in FIG. 6, the
第1、第2排気路21a、21bの外端部では、1本の排気ポート16に設けた1箇所の開閉栓を開閉させる操作だけで、一次側、二次側空間14a、14bから、同時に排気するように構成してもよい。開閉栓の操作は、必要に応じて、プライミングが終了して体外血液循環を開始する際に、フィルタ空間14とハウジング1の外部との連通を遮断するために行われる。これにより、体外血液循環中に排気ポート16から血液が漏洩することを防止することができる。
At the outer end portions of the first and
上述のとおり、フィルタ15の複数本のプリーツ18の方向は、縦方向(上下方向)に配向されている。従って、プライミング液あるいは血液中の気泡は、一次側空間14aでフィルタ15に捕捉されると、プリーツ18に沿って上昇する。そして、第1排気路21aに進入して外部に排出される。同様に、二次側空間14bでも、気泡はプリーツ18に沿って上昇し、第2排気路21bに進入して外部に排出される。
As described above, the direction of the plurality of
すなわち、プリーツ18が縦方向に配向されていることにより、フィルタ15の近傍において、気泡が排気ポート16まで導かれ易くなる効果が得られる。そのため、人工肺を傾ける操作を必要とせずに、フィルタ空間14の気泡を排気ポート16に収集することが可能となる。また、一次側及び二次側空間14a、14bの気泡が、第1及び第2排気路21a、21bを通して互いに分離して排出されることにより、高い排気能が得られる。なお、排気を互いに分離することで、一次側空間14aの血液が濾過後の二次側空間14bの血液に混入する惧れを回避することが可能である。
That is, since the
図7、図8に示すように、フィルタ15の近傍における血液流路4の内周壁面には、円形断面の全周に亘って段差部22が設けられている。なお、図では、一次側空間14aに面する段差部22が示されているが、二次側空間14bに面する側にも、同様に段差部22が設けられている。段差部22は、フィルタ15に近接する側の流路断面が離間した側よりも小さくなる向きに形成されている。段差部22が設けられることにより、気泡を収集する隙間が形成され、円形の血液流路4の全周に亘って気泡が上部に収集され易くなる。
As shown in FIGS. 7 and 8, a
また、シール材19は、血液流路4を形成する領域、すなわちプリーツ18の上端部において、傾斜面23a、23bを形成している。傾斜面23a、23bはプリーツ18の谷部の各々に対応し、傾斜面23aは一次側空間14a(図8の手前側)に面した谷部18aに形成されたもの、傾斜面23bは二次側空間14bに面した谷部18bに形成されたものである。傾斜面23a、23bの傾斜の向きは、下方へ向かうに従い当該谷部の浅部から深部に向かうように設定されている。これにより、矢印で示したように、プリーツ18の谷部18aに沿って下方から上昇してきた気泡は、傾斜面23aに沿って上昇しながらフィルタ15から離れて、第1排気路21aに導入される。傾斜面23bの作用も同様である。その際、周辺部のプリーツ18に沿って上昇した気泡は、段差部22によって中央部に導かれて、第1及び第2排気路21a、21bの開口端に達する。
Further, the sealing
傾斜面23a、23bの水平方向に対する傾斜角度は、気泡が抜け易い範囲があり、実験結果によれば、5°〜80°の範囲内に設定されていれば有効に機能する。傾斜角度が5°より小さい場合は気泡が上昇し難く、80°より大きい場合は、フィルタ膜面積として十分な有効面積を確保することが困難になる。また、20°〜60°の範囲内に設定されていれば、現実的な設計範囲としてより好ましい。
The inclination angle of the
上記構成の人工肺を使用する際には、プライミング液または血液を、血液導入ポート5から導入し、熱交換部2からガス交換部3に亘る血液流路4を通過させ、更に、フィルタ空間14を経由させて血液導出ポート6から導出する。冷温水入口ポート8から流入する熱交換液である冷水または温水は、各ステンレスパイプ11中を通過する間に、熱交換部2内の血液との間で熱交換を行う。一方、ガス入口ポート9から流入する酸素含有ガスは、各中空糸膜12中を通過する間に、ガス交換部3内の血液との間でガス交換を行う。ガス交換を終えた血液は、フィルタ空間14に達し、プライミング液/血液中に混入、発生した異物や血栓がフィルタ15によりトラップされて、気泡や異物を除去されたプライミング液/血液が、血液導出ポート6からハウジング1外に導出される。
When using the oxygenator having the above-described configuration, a priming solution or blood is introduced from the
プライミング液/血液がフィルタ空間14を通過するとき、気泡はフィルタ15により捕捉され、シート状濾材17に沿って上昇してフィルタ空間14における血液流路4の上部領域に達する。この領域には排気ポート16が開口しているので、気泡は排気ポート16を通って外部に排気される。
As the priming fluid / blood passes through the
上記構成においては、血液流路4の流路断面が円形であることにより、排気ポート16からの空気排出の効果が大きい。何故ならば、フィルタ空間14に面する血液流路4の内壁面の最上部(頂部)に設けられた排気ポート16は、フィルタ空間14の頂点に位置するので、上昇した気泡が集まるからである。但し、血液流路4の流路断面は円形に限定されず、頂点に集約する断面外周縁形状であればよい。頂点に集約する断面外周縁形状とは、血液流路の断面外周縁の最上位点である頂点を有し、頂点の両側において、断面外周縁の接線の方向が頂点から見て下方に向かって傾斜している形状として定義される。例えば、断面外周縁形状が菱形であって、その一つの角を頂点として配置されている場合が含まれる。
In the above configuration, the effect of discharging air from the
[フィルタ内蔵型人工肺の製造方法]
上記構成のフィルタ内蔵型人工肺の製造方法は、図5に示したようなフィルタモジュール20を作製し、フィルタ空間14にフィルタモジュール20を装填し、中空糸膜12の束とともにフィルタモジュール20の外周縁部を封止して血液流路4を形成する工程を含むことを特徴とする。他の工程は、周知の技術を用いて行われる。[Manufacturing method of built-in filter type artificial lung]
The filter built-in artificial lung having the above-described configuration is manufactured by manufacturing the
この製造方法によって作製されるフィルタモジュール20の具体的な構造の一例を、図9A〜図9Dに示す。図9Aは、フィルタモジュール20の一次側空間14aに面する側から見た正面図、図9Bは下面図である。図9Cは、図9AのA−A線に沿った断面図である。図9Dの(a)は、図9Aのフィルタモジュール20の右側面図、図9Dの(b)は図9AのB−B線に沿った断面図である。図5〜図8に示したフィルタモジュール20の各部と同一の要素については、同一の参照番号を付して、説明を省略する。
An example of a specific structure of the
以下に、このフィルタモジュール20を作製するための工程について、図10A〜図12Cを参照して説明する。
Below, the process for producing this
図10A〜図10Cは、一次側マスキングブロック24a、図11A〜図11Cは、二次側マスキングブロック24bを示す。一次側及び二次側マスキングブロック24a、24bは、フィルタモジュール20をインサート成形により作製するために用いられる。すなわち、フィルタ15を間に挟み込んで、一次側及び二次側マスキングブロック24a、24bを合体させることにより、その外周縁部に、シール材19による封止部を成形するための成形型が形成される。
10A to 10C show the primary
図10Aは、一次側マスキングブロック24aの正面図、図10Bは下面図、図10Cは右側面図である。一次側マスキングブロック24aは、基板25上に線状突起26の群が設けられた構造を有する。線状突起26は、一次側空間14aに面するプリーツ18の谷部18aに対応する形状を有する。また、線状突起26の群の外周縁部の形状は、シール材19が形成する血液流路4の内壁部のうち、一次側空間14aに属する部分に対応する。
10A is a front view of the primary
線状突起26の上端部には、図8に示した、一次側空間14aに面する谷部18aの傾斜面23aを形成するための傾斜面成形部27が設けられている。また、線状突起26の群の周縁部の外側に、図8に示した段差部22を形成するための段差成形部28が設けられている。さらに、線状突起26の群の上部に、排気ポート16を装着する装着孔を形成するための突起部29が設けられている。突起部29には、係合孔29a(図10C参照)が設けられている。
An inclined
図11Aは、二次側マスキングブロック24bの正面図、図11Bは下面図、図11Cは右側面図である。二次側マスキングブロック24bは、一次側マスキングブロック24aと略同様、基板30上に線状突起31の群が設けられた構造を有する。線状突起31は、二次側空間14bに面するプリーツ18の谷部18bに対応する形状を有する。また、線状突起31の群の外周縁部の形状は、シール材19が形成する血液流路4の内壁部のうち、二次側空間14bに属する部分に対応する。
11A is a front view of the secondary
線状突起31の上端部には、図8に示した、二次側空間14bに面する谷部18bの傾斜面23bを形成するための傾斜面成形部32が設けられている。また、線状突起31の群の周縁部の外側に、図8に示した段差部22を形成するための段差成形部33が設けられている。さらに、線状突起31の群の上部に、排気ポート16を装着する装着孔を形成するための突起部34が設けられている。
At the upper end of the
図12A〜図12Cに、一次側及び二次側マスキングブロック24a、24bを合体させて、成形型を組立てた状態を示す。但し、実際に成形する際には、両マスキングブロック24a、24bは、フィルタ15を間に挟みこんで組み立てられる。図12Aは、成形型を組立てた状態の下面図、図12Cの(a)は図12Aの右側面図、図12Cの(b)は図12AのC−C線に沿った断面図である。
FIG. 12A to FIG. 12C show a state where the primary and
一次側マスキングブロック24aの線状突起26は各々、二次側マスキングブロック24bの隣接する線状突起31の間に挿入され、言い換えれば、線状突起31は各々、隣接する線状突起26の間に挿入されている。フィルタ15を間に挟みこんだ状態では、線状突起26、31は各々、プリーツ18の谷部18a、18bに嵌合する。また、一次側マスキングブロック24aの突起部29の係合孔29aに、二次側マスキングブロック24bの突起部34が嵌合している。
Each of the
フィルタモジュール20を作製する工程では、フィルタ15を挟んで、一次側及び二次側マスキングブロック24a、24bを上述のように組立てる。次に、フィルタの外周縁部に両基板25、30間に形成された空間に、ポリウレタンなどの熱硬化型樹脂からなるシール材を充填し硬化させる。シール材の硬化後、マスキングブロック24a、24bを取り外し、シール材により形成されたフィルタモジュール20を取り出す。
In the process of manufacturing the
但し、この時点では、一次側マスキングブロック24aの突起部29、及び二次側マスキングブロック24bの突起部34に対応する箇所には、装着孔が形成されているだけである。すなわち、別途作製した排気ポート16を、図9A、9B、9Dに示したよう装着孔に装着することにより、図9Aから9Dに示したようなフィルタモジュール20が完成する。
However, at this time, only mounting holes are formed at locations corresponding to the
以上のようなフィルタ15を間に挟みこんだ組立て、およびシール材による封着後の解体を容易にするために、マスキングブロック24a、24bの一方には硬質樹脂を用い、他方には軟質樹脂を用いることが望ましい。但し、それに限定されることはなく、例えば、いづれのマスキングブロック24a、24bも、軟質樹脂を用いて作製することもできる。
In order to facilitate assembly with the
なお、以上の説明では、ハウジング1により熱交換部2及びガス交換部3が形成された構成を有する人工肺を例として示したが、本発明の適用はこれに限られない。すなわち、熱交換部2の無いガス交換部3のみの構成を有する中空糸膜型人工肺であっても、上述のフィルタ15による気泡除去部の構成を適用して、上述と同様の効果を得ることができる。
In the above description, an artificial lung having a configuration in which the
本発明のフィルタ内蔵型人工肺は、血液充填量を抑制しながら、実質的に十分大きなフィルタ膜面積を機能させ、更に、捕捉した気泡を効果的に外部に排出可能としたフィルタ装置を内蔵しているので、体外血液循環のための人工心肺装置として有用である。 The built-in filter type artificial lung of the present invention has a built-in filter device that allows a substantially sufficiently large filter membrane area to function while suppressing the amount of blood filling, and that can effectively discharge trapped bubbles to the outside. Therefore, it is useful as a heart-lung machine for extracorporeal blood circulation.
1、101、102 ハウジング
2、100B 熱交換部
3、100A ガス交換部
4 血液流路
5、104 血液導入ポート
6、107 血液導出ポート
7、8、103 冷温水ポート
9、10、108、109 ガスポート
11 ステンレスパイプ
12 中空糸膜
13 シール部材
14 フィルタ空間
14a 一次側空間
14b 二次側空間
15 フィルタ
16 排気ポート
17 シート状濾材
18 プリーツ
18a、18b 谷部
19 シール材(封止部)
20 フィルタモジュール
21a 第1排気路
21b 第2排気路
22 段差部
23a、23b 傾斜面
24a 一次側マスキングブロック
24b 二次側マスキングブロック
25、30 基板
26、31 線状突起
27、32 傾斜面成形部
28、33 段差成形部
29、34 突起部
29a 係合孔
105 熱交換体
110 排気ポート
111 中空糸膜層
112 フィルタ部材
113 排気用中空糸膜層
114、115 隔壁
116、117 仕切部1, 101, 102
20
Claims (9)
前記ガス交換部に装填された複数本の中空糸膜の束と、
前記フィルタ空間に装填されたフィルタと、
前記中空糸膜の束および前記フィルタを順次横断して通過するように設けられた血液流路と、
前記中空糸膜の内腔を通して酸素を含むガスを流通させるように前記ハウジングに設けられたガスポートと、
前記血液流路の両端の前記ハウジングの外壁に設けられた血液導入ポートおよび血液導出ポートと、
前記フィルタ空間を外部空間と連通させる排気ポートとを備えたフィルタ内蔵型人工肺において、
前記フィルタは、複数本の平行なプリーツを設けたシート状濾材により構成され、前記プリーツの方向が前記血液流路の上下方向に配向されており、
前記フィルタ空間は、前記シート状濾材により前記血液導入ポート側の一次側空間と前記血液導出ポート側の二次側空間に分離され、
前記排気ポートは、前記血液流路の上端部に配置され、前記一次側空間及び前記二次側空間からの排気を互いに分離して導出する排気路を有し、
前記フィルタの近傍における前記血液流路の内周壁面には、前記フィルタに近接する側の流路断面が離間した側よりも小さくなる向きに段差部が設けられていることを特徴とするフィルタ内蔵型人工肺。 A housing forming a gas exchange section and a filter space adjacent to each other;
A bundle of a plurality of hollow fiber membranes loaded in the gas exchange unit;
A filter loaded in the filter space;
A blood channel provided to sequentially traverse the bundle of hollow fiber membranes and the filter;
A gas port provided in the housing to circulate a gas containing oxygen through the lumen of the hollow fiber membrane;
A blood inlet port and a blood outlet port provided on the outer wall of the housing at both ends of the blood flow path;
In the filter built-in type artificial lung having an exhaust port for communicating the filter space with an external space,
The filter is composed of a sheet-like filter medium provided with a plurality of parallel pleats, and the direction of the pleat is oriented in the vertical direction of the blood flow path,
The filter space is separated into a primary space on the blood introduction port side and a secondary space on the blood outlet port side by the sheet-like filter medium,
The exhaust port is disposed at an upper end portion of the blood channel, have a discharge path be derived exhaust separated from each other from said primary space and the secondary space,
Built-in filter, characterized in that a stepped portion is provided on the inner peripheral wall surface of the blood flow channel in the vicinity of the filter in a direction in which the flow channel cross section on the side close to the filter is smaller than the spaced side. Type artificial lung.
前記第1排気路は、前記一次側空間と連通し、前記第2排気路は、前記二次側空間と連通している請求項1に記載のフィルタ内蔵型人工肺。 The exhaust port is a hollow flow path member, and includes first and second exhaust paths formed by dividing the cross section of the hollow flow path member and separating them from each other,
2. The filter built-in oxygenator according to claim 1, wherein the first exhaust path communicates with the primary side space, and the second exhaust path communicates with the secondary side space.
前記ガス交換部に装填された複数本の中空糸膜の束と、
前記フィルタ空間に装填されたフィルタと、
前記中空糸膜の束および前記フィルタを順次横断して通過するように設けられた血液流路と、
前記中空糸膜の内腔を通して酸素を含むガスを流通させるように前記ハウジングに設けられたガスポートと、
前記血液流路の両端の前記ハウジングの外壁に設けられた血液導入ポートおよび血液導出ポートと、
前記フィルタ空間を外部空間と連通させる排気ポートとを備えたフィルタ内蔵型人工肺において、
前記フィルタは、複数本の平行なプリーツを設けたシート状濾材により構成され、前記プリーツの方向が前記血液流路の上下方向に配向されており、
前記排気ポートは、前記血液流路の上端部に配置され、
前記フィルタの近傍における前記血液流路の内周壁面には、前記フィルタに近接する側の流路断面が離間した側よりも小さくなる向きに段差部が設けられていることを特徴とするフィルタ内蔵型人工肺。 A housing forming a gas exchange section and a filter space adjacent to each other;
A bundle of a plurality of hollow fiber membranes loaded in the gas exchange unit;
A filter loaded in the filter space;
A blood channel provided to sequentially traverse the bundle of hollow fiber membranes and the filter;
A gas port provided in the housing to circulate a gas containing oxygen through the lumen of the hollow fiber membrane;
A blood inlet port and a blood outlet port provided on the outer wall of the housing at both ends of the blood flow path;
In the filter built-in type artificial lung having an exhaust port for communicating the filter space with an external space,
The filter is composed of a sheet-like filter medium provided with a plurality of parallel pleats, and the direction of the pleat is oriented in the vertical direction of the blood flow path,
The exhaust port is disposed at an upper end of the blood flow path;
Built- in filter , characterized in that a stepped portion is provided on the inner peripheral wall surface of the blood flow channel in the vicinity of the filter in a direction in which the flow channel cross section on the side close to the filter is smaller than the spaced side. Type artificial lung.
前記プリーツの上端部における前記シール材の内周壁面には、前記プリーツの谷部の各々に対応する傾斜面が形成され、その傾斜面の傾斜の向きは、下方へ向かうに従い当該谷部の浅部から深部に向かうように設定されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルタ内蔵型人工肺。 The blood flow path in the filter space is formed by a sealing material that seals the outer peripheral edge of the filter,
An inclined surface corresponding to each of the valley portions of the pleat is formed on the inner peripheral wall surface of the sealing material at the upper end portion of the pleat, and the inclination direction of the inclined surface is shallower in the valley portion as it goes downward. The filter built-in oxygenator according to any one of claims 1 to 3, which is set so as to go from a portion toward a deep portion.
前記フィルタの外周縁部をシール材により封止して前記血液流路の一部を形成したフィルタモジュールを作製し、前記フィルタ空間に前記フィルタモジュールを装填して前記中空糸膜の束とともに前記フィルタモジュールの外周縁部を封止して前記血液流路を形成する工程を含み、
前記フィルタモジュールを作製する工程は、
前記フィルタを間に挟み込んで、その外周縁部に前記シール材による封止部を成形するための成形型を形成する一次側及び二次側マスキングブロックを用意する工程と、
前記フィルタの両面側に、前記一次側及び二次側マスキングブロックを装着して組み立てる工程と、
前記一次側及び二次側マスキングブロックにより前記フィルタの外周縁部に形成された成形型に前記シール材を充填し硬化させる工程と、
前記シール材の硬化後、前記マスキングブロックを取り外す工程とを備え、
前記一次側マスキングブロックは、前記一次側空間に面する前記プリーツの谷部に対応する形状の線状突起の群が基板上に設けられた構造を有し、前記線状突起の群の外周縁部の形状は、前記シール材が形成する血液流路の内壁部のうち、前記一次側空間に属する部分に対応し、
前記二次側マスキングブロックは、前記二次側空間に面する前記プリーツの谷部に対応する形状の線状突起の群が基板上に設けられた構造を有し、前記線状突起の群の外周縁部の形状は、前記シール材が形成する血液流路の内壁部のうち、前記二次側空間に属する部分に対応し、
前記マスキングブロックを装着する工程では、前記線状突起の各々を前記プリーツの谷部に嵌合させることを特徴とするフィルタ内蔵型人工肺の製造方法。 A method for producing a filter built-in oxygenator according to claim 1,
A filter module in which an outer peripheral edge of the filter is sealed with a sealing material to form a part of the blood flow path is manufactured, the filter module is loaded into the filter space, and the filter is bundled with the bundle of hollow fiber membranes. Sealing the outer peripheral edge of the module to form the blood flow path,
The step of producing the filter module includes:
Preparing a primary side and secondary side masking block for forming a molding die for sandwiching the filter in between and forming a sealing portion by the sealing material on the outer peripheral edge thereof;
Attaching and assembling the primary side and secondary side masking blocks on both sides of the filter; and
Filling and curing the sealing material in the mold formed on the outer peripheral edge of the filter by the primary side and secondary side masking blocks;
A step of removing the masking block after the sealing material is cured;
The primary side masking block has a structure in which a group of linear protrusions having a shape corresponding to a valley portion of the pleat facing the primary side space is provided on a substrate, and an outer peripheral edge of the group of linear protrusions The shape of the part corresponds to the part belonging to the primary space among the inner wall part of the blood flow path formed by the sealing material,
The secondary masking block has a structure in which a group of linear protrusions corresponding to the valleys of the pleat facing the secondary space is provided on a substrate, and the group of the linear protrusions The shape of the outer peripheral edge corresponds to the portion belonging to the secondary side space in the inner wall portion of the blood flow path formed by the sealing material,
In the step of attaching the masking block, each of the linear protrusions is fitted into a valley portion of the pleat.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013196551 | 2013-09-24 | ||
JP2013196551 | 2013-09-24 | ||
PCT/JP2014/075242 WO2015046224A1 (en) | 2013-09-24 | 2014-09-24 | Artificial lung with integrated filter and method for producing same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015046224A1 JPWO2015046224A1 (en) | 2017-03-09 |
JP6135769B2 true JP6135769B2 (en) | 2017-05-31 |
Family
ID=52743360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015539247A Active JP6135769B2 (en) | 2013-09-24 | 2014-09-24 | Built-in filter type artificial lung and manufacturing method thereof |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6135769B2 (en) |
CN (1) | CN105555333B (en) |
WO (1) | WO2015046224A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6728726B2 (en) * | 2016-02-03 | 2020-07-22 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Oxygenator with built-in filter |
KR101907539B1 (en) | 2017-04-18 | 2018-10-12 | 한양대학교 산학협력단 | Oxygenation apparatus installed inside of body |
GB2568813B (en) * | 2017-10-16 | 2022-04-13 | Terumo Cardiovascular Sys Corp | Extracorporeal oxygenator with integrated air removal system |
US11707559B2 (en) | 2017-10-16 | 2023-07-25 | Terumo Cardiovascular Systems Corporation | Extracorporeal oxygenator with integrated air removal system |
BR112022005398A2 (en) * | 2019-10-15 | 2022-06-21 | Nipro Corp | artificial lung |
CN113398354B9 (en) | 2021-07-14 | 2022-05-03 | 江苏赛腾医疗科技有限公司 | Integrated membrane oxygenator |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4892518A (en) * | 1987-12-04 | 1990-01-09 | Biocontrol Technology, Inc. | Hemodialysis |
JP3270193B2 (en) * | 1993-04-30 | 2002-04-02 | テルモ株式会社 | Filtration device |
JP2850804B2 (en) * | 1995-09-19 | 1999-01-27 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Heat exchanger with good air bubble removal |
JP4337573B2 (en) * | 2004-02-10 | 2009-09-30 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Heat exchanger, method for producing the same, and heart-lung machine |
JP4168347B2 (en) * | 2005-03-04 | 2008-10-22 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Blood filter device and manufacturing method thereof |
JP5311031B2 (en) * | 2009-03-02 | 2013-10-09 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Oxygenator |
JP5809438B2 (en) * | 2010-04-29 | 2015-11-10 | ソリン・グループ・イタリア・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ | Oxygenator with integrated arterial filter |
US8388566B2 (en) * | 2010-04-29 | 2013-03-05 | Sorin Group Italia, S.r.l. | Oxygenator with integrated arterial filter including filter frame |
JP6171376B2 (en) * | 2013-02-07 | 2017-08-02 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Hollow fiber membrane oxygenator with built-in filter |
JP2014183945A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Jms Co Ltd | Hollow fiber membrane-type artificial lung with built-in filter |
-
2014
- 2014-09-24 WO PCT/JP2014/075242 patent/WO2015046224A1/en active Application Filing
- 2014-09-24 CN CN201480052017.XA patent/CN105555333B/en active Active
- 2014-09-24 JP JP2015539247A patent/JP6135769B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2015046224A1 (en) | 2017-03-09 |
WO2015046224A1 (en) | 2015-04-02 |
CN105555333B (en) | 2018-05-08 |
CN105555333A (en) | 2016-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6135769B2 (en) | Built-in filter type artificial lung and manufacturing method thereof | |
JP5168777B2 (en) | Hollow fiber membrane oxygenator | |
JP4533850B2 (en) | Artificial lung | |
JP5890827B2 (en) | Artificial lung | |
JP4500776B2 (en) | Artificial lung | |
TWI453043B (en) | Intravenous filter | |
WO2017135358A1 (en) | Artificial lung having integrated filter | |
EP3110472B1 (en) | System for providing an integrated arterial filter into an oxygenator, minimizing added priming volume | |
JP4622862B2 (en) | Heat exchanger, method for manufacturing heat exchanger, and method for manufacturing heart-lung machine | |
CA1163929A (en) | Mass transfer apparatus with collapsed semipermeable membrane | |
CN202198923U (en) | Medical filter | |
US4318813A (en) | Membrane plasmapheresis module | |
JP6171376B2 (en) | Hollow fiber membrane oxygenator with built-in filter | |
JP4874088B2 (en) | Artificial lung | |
JP2014183945A (en) | Hollow fiber membrane-type artificial lung with built-in filter | |
US8147753B2 (en) | Heat exchanger for medical use and artificial heart-lung machine | |
US3464562A (en) | Dialyzing apparatus and method of making the same | |
JP2014151115A (en) | Hollow fiber membrane oxygenator with built-in filter | |
JP5347601B2 (en) | Blood processing equipment | |
JP5922360B2 (en) | Blood oxygenator | |
JPH0365189B2 (en) | ||
JP5088537B2 (en) | Medical heat exchanger and heart-lung machine | |
CA1118367A (en) | Semipermeable membrane mass transfer apparatus having slotted support members | |
JP4533851B2 (en) | Artificial lung | |
US4437990A (en) | Semipermeable membrane mass transfer apparatus having slotted support members |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170328 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6135769 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |