JPH03262522A - Fluid treatment apparatus and manufacture thereof and potting material - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、膜ないしは隔壁を介して物質ないしはエネル
ギーの供受を行なう流体処理装置およびその製造方法な
らびにこの流体処理装置の製造に用いられる注封利料に
関するものである。さらに詳しく述べると本発明は、処
理する流体が血液であって異物との接触によって過敏に
反応するものであるために接触表面に抗血栓性を付与す
る必要があるというように、装置内表面に何らかの機能
性の付与処理を必要とする流体処理装置、およびその製
造方法ならびにこの流体処理装置の製造に用いられる注
封材料に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a fluid treatment device that receives and receives substances or energy through a membrane or partition wall, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the fluid treatment device. This concerns royalties. More specifically, since the fluid to be treated is blood, which reacts hypersensitively when it comes into contact with foreign substances, it is necessary to impart antithrombotic properties to the contact surfaces. The present invention relates to a fluid treatment device that requires some kind of functionality imparting treatment, a method for manufacturing the same, and a potting material used in manufacturing the fluid treatment device.
(従来の技術)
近年、各種の膜の透過性を生かして濾過、ガス交換、イ
オン交換などの流体処理、あるいは隔壁を介しての熱交
換などの流体処理が広く行なわれている。そして医療分
野においても、体外循環において血液などの体液を処理
する各種人T、19器が実用化されている。例えば、中
空糸状あるいは平膜状のガス透過膜を用いた人工肺、同
様の形状の透析膜を用いた人工腎臓、あるいはステンレ
ス鋼管等の管体を用いた熱交換器などがある。(Prior Art) In recent years, fluid treatments such as filtration, gas exchange, ion exchange, and heat exchange through partition walls have been widely carried out by taking advantage of the permeability of various membranes. In the medical field as well, various devices for treating body fluids such as blood in extracorporeal circulation have been put into practical use. For example, there are artificial lungs using hollow fiber or flat gas permeable membranes, artificial kidneys using dialysis membranes of similar shape, and heat exchangers using tubular bodies such as stainless steel pipes.
ところで上記した人工臓器におけるように被処理流体が
異物との接触によって過敏に反応しがちなものである場
合などにおいては、流体処理装置の被処理流体との接触
面には、何らかの処理加工が施され機能性を付与するこ
とがある。なお、このような処理加工を必要とする面は
、前記膜ないし隔壁表面のみならず、流体処理装置内の
被処理流体との接触面全体である場合が多い。By the way, in cases where the fluid to be treated tends to react hypersensitively when it comes into contact with foreign substances, such as in the case of the artificial organs mentioned above, some kind of processing is applied to the surface of the fluid treatment device that comes in contact with the fluid to be treated. It may be used to add functionality. Note that the surfaces that require such processing are often not only the surfaces of the membranes or partition walls, but also the entire surfaces that come into contact with the fluid to be treated within the fluid treatment device.
例えば、血液を処理する人工臓器においては、血液との
接触面に抗血栓性を付与するためにヘパリンなどを固定
化する試みがなされている。ヘパリンを固定化する方法
としては、イオン結合を利用するものあるいは共有結合
を利用するものとして各種の方法が提唱されているか、
ヘパリンの固定化に先立ち、人工臓器表面に予め親水性
樹脂をコーチインクする場合がある。For example, in artificial organs that process blood, attempts have been made to immobilize heparin or the like in order to impart antithrombotic properties to surfaces that come into contact with blood. Various methods have been proposed for immobilizing heparin, including those using ionic bonds and those using covalent bonds.
Prior to immobilization of heparin, a hydrophilic resin may be coated on the surface of the artificial organ in advance.
ところが、従来の流体処理装置においては、流体処理装
置内の被処理流体との接触面全体にこの親水性樹脂が均
一にコーティングされず、結果として前記のごとき流体
処理装置内面への均一な機能性付与がなされず問題とな
っていた。すなわち、これらの流体処理装置においては
、物質ないしはエネルギーの供受を行なう膜ないしは隔
壁をハウジング内に支持固定すると同時に被処理流体の
流通部とその反対側の部位とを区画するための支持体が
形成されているが、この支持体がウレタン系樹脂などの
疎水性材料により形成されている場合が多く、これらの
部位には親水性樹脂が均一に付着しないためであった。However, in conventional fluid treatment devices, this hydrophilic resin is not uniformly coated over the entire surface of the fluid treatment device that comes into contact with the fluid to be treated, and as a result, the functionality of the inner surface of the fluid treatment device is not uniform. This was a problem as it was not granted. In other words, in these fluid treatment devices, a support body is used to support and fix the membrane or partition that receives and receives substances or energy within the housing, and at the same time to partition the flow area of the fluid to be treated from the area on the opposite side. However, this support is often made of a hydrophobic material such as urethane resin, and the hydrophilic resin does not adhere uniformly to these parts.
また、このような機能性付与のための処理のみならず、
例えば上記したような人工臓器などにおいては、膜ない
しは隔壁の端面となる支持体の部分が撥水性であると、
プライミング時に端面に微小気泡が付着し、プライミン
グ時の脱泡操作が煩雑であるという問題も生じるもので
あった。In addition to processing for adding functionality,
For example, in the above-mentioned artificial organs, if the part of the support that becomes the end face of the membrane or partition is water repellent,
There was also the problem that microbubbles adhered to the end face during priming, making the defoaming operation during priming complicated.
(発明が解決しようとする課題)
従って、本発明は改良された流体処理装置およびその製
造方法ならひにこの流体処理装置の製造に用いられる注
封材料を提供することを目的とするものである。本発明
は、また流体流路全体に均一に機能性を付与することの
できる流体処理装置およびその製造方法ならびにこの流
体処理装置の製造に用いられる注封利料を提供すること
を目的とするものである。本発明はさらに流体流路全体
が親水性となる流体処理装置およびその製造方法ならび
にこの流体処理装置の製造に用いられる注封材料を提供
することを目的とするものである。(Problems to be Solved by the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide an improved fluid treatment device and a method for manufacturing the same. . Another object of the present invention is to provide a fluid treatment device that can uniformly impart functionality to the entire fluid flow path, a method for manufacturing the same, and a potting compound used in manufacturing the fluid treatment device. It is. A further object of the present invention is to provide a fluid treatment device in which the entire fluid flow path is hydrophilic, a method for manufacturing the same, and a potting material used in manufacturing the fluid treatment device.
(課題を解決するための手段)
上記諸目的は、膜ないしは隔壁を介して物質ないしはエ
ネルギーの供受を行なう流体処理装置において、前記膜
ないしは隔壁を支持すると同時に、ハウジング内の被処
理流体の流通部とその反対側の部位とを区画する支持体
が、マトリックス中に微粒子を分散させた材料により構
成されていることを特徴とする流体処理装置により達成
される。(Means for Solving the Problems) The above objectives are to support the membrane or partition wall and at the same time allow the flow of the fluid to be processed in the housing in a fluid treatment device that receives and receives substances or energy through a membrane or partition wall. This is achieved by a fluid treatment device characterized in that the support that partitions the part and the part on the opposite side is made of a material in which fine particles are dispersed in a matrix.
本発明はまた、前記支持体を構成する材料のマトリック
スが疎水性のものであり、一方該マトリックス中に分散
させられる微粒子が親水性のものである流体処理装置を
示すものである。本発明はさらに、微粒子の直径か0.
005〜5μmである流体処理装置を示すものである。The invention also provides a fluid treatment device in which the matrix of material constituting the support is hydrophobic, while the microparticles dispersed in the matrix are hydrophilic. The present invention further provides that the diameter of the fine particles is 0.
005-5 μm.
本発明はさらに、また被処理流体の流通部には、親水性
の機能付与剤によるコーティング処理がなされるもので
ある流体処理装置を示すものである。本発明はまた、膜
ないしは隔をが複数本の中空糸状ないしは中空管体状の
ものからなるものである流体処理装置を示すものである
。The present invention further provides a fluid treatment device in which a fluid flow portion to be treated is coated with a hydrophilic functional agent. The present invention also provides a fluid treatment device in which the membrane or the partition is composed of a plurality of hollow fibers or hollow tubes.
上記諸l的はまた、膜ないしは隔壁を介して物質ないし
はエネルギーの供受を行なう流体処理装置の製造り法に
おいて、マトリックス中に微粒子を分散させてなる材料
により、ノ\ウジング内に膜ないしは隔壁を支持固定す
ると同時に被処理流体の流通部とその反対側の部位とを
区画する支持体を形成することを特徴とする流体処理装
置の製造方法により達成される。In addition, in the manufacturing method of a fluid processing device in which substances or energy are transferred through a membrane or a partition wall, the membrane or partition wall is formed in the nosing using a material made by dispersing fine particles in a matrix. This is achieved by a method of manufacturing a fluid treatment device, which is characterized by forming a support body that supports and fixes the flow of the fluid to be treated and at the same time partitions the flow area of the fluid to be treated and the area on the opposite side thereof.
本発明はまた、膜ないしは隔壁を介して物質ないしはエ
ネルギーの供受を行なう流体処理装置の製造方法におい
て、複数本の中空糸状ないしは中空管体状の膜ないし隔
壁の端部近傍において、/’%ウジング内部空間に、マ
トリックス中に微粒子を分散させてなる材料を充填し硬
化させて、ハウジング内に膜ないし隔壁を支持固定し、
さらにこの硬化物の端面を切断することにより荊記伺料
により閉塞された中空糸状ないしは中空管体状の膜ない
し隔壁の端部を開口し、被処理流体の流通部とその反対
側の部位とを区画する支持体を形成することを特徴とす
る流体処理装置の製造り法を示すものである。The present invention also provides a method for manufacturing a fluid treatment device in which a substance or energy is transferred through a membrane or a partition wall, in which a plurality of hollow fiber-like or hollow tube-like membranes or partition walls are provided with /' The inner space of the housing is filled with a material made by dispersing fine particles in a matrix and hardened to support and fix the membrane or partition wall within the housing.
Furthermore, by cutting the end face of this cured product, the end of the hollow fiber-like or hollow-tube-like membrane or partition wall that was blocked by the material is opened, and the part where the fluid to be treated flows and the part on the opposite side thereof are opened. 1 shows a method for manufacturing a fluid treatment device characterized by forming a support that partitions a fluid treatment device;
上記諸目的はさらに、疎水性樹脂材料よりなるマトリッ
クス中に、親水性微粒子を分散させてなることを特徴と
する注封材料によっても達成される。The above objects are further achieved by a potting material characterized in that hydrophilic fine particles are dispersed in a matrix made of a hydrophobic resin material.
(作用)
このように本発明によれば、物質ないしはエネルギーの
供受を行なう膜ないしは隔壁を支持すると同時に、ハウ
ジング内の被処理流体の流通部とその反対側の部位とを
区画する支持体か、マトリックス中に微粒子を分散させ
た材料により構成されるものである。従って、例えば、
該微粒子を親水性の物質により構成していれは、支持体
を構成するマトリックス桐材が疎水性のものであったと
しても、表面に露出する微粒子により支持体表面の襦れ
性が改良され、支持体表面を親水化することができる。(Function) According to the present invention, the support member supports the membrane or partition wall that receives and receives substances or energy, and at the same time partitions the flow part of the fluid to be treated and the part on the opposite side in the housing. , which is made of a material in which fine particles are dispersed in a matrix. Therefore, for example,
When the fine particles are made of a hydrophilic substance, even if the matrix paulownia wood constituting the support is hydrophobic, the fine particles exposed on the surface improve the wicking properties of the support surface. The surface of the support can be made hydrophilic.
これによって、被処理流体の流通部の一部となる支持体
表面にも、親水性の機能付す剤によるコーティング処理
が容易に行なわれるようになる。このようにマトリック
ス中に微粒子を分散させた材料により前記支持体部を構
成することで、流体処理装置の内表面の性状を改善する
ことができ機能性の向上が図れるものである。As a result, coating treatment with a hydrophilic functional agent can be easily performed on the surface of the support, which becomes a part of the flow area of the fluid to be treated. By constructing the support section from a material in which fine particles are dispersed in a matrix in this manner, the properties of the inner surface of the fluid treatment device can be improved and functionality can be improved.
以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on embodiments.
第1図は本発明の流体処理装置の一実施態扛である人工
肺の構造を示すものである。すなわち、この人工■市1
は、ハウジング2を具偏してなり、このハウジング2は
筒状本体3の両端部に環状の雄ネジ付き取付はカバー4
.5を設けることにより構成されている。このハウジン
グ2の内部には、ガス交換膜として、全体にひろがって
多数の、例えば10000〜60000本の多孔質中空
糸膜6がハウジング2の長手方向に沿って並列的に相互
に離間配置されている。そして、この多孔質中空糸膜6
の両端部は、取付はカバー4.5内においてそれぞれの
開口が閉塞されない状態で支持体7.8によりl夜密に
支持されている。また上記支持体7.8は、多孔質中空
糸膜6外周面と上記ノ1ウジング2の内面とともにガス
室9を構成し、これを閉塞し、かつ上記多孔質中空糸膜
6の内部に形成される血液流通空間(図示しない)とガ
ス室9を隔離するものである。また一方の取付はカバ−
4には酸素3打カスを供給する酸素3打ガス導入口10
が設けられており、他方の取付はカバー5には酸素含有
ガスを排出する酸素含有ガス導出口11が設けられてい
る。FIG. 1 shows the structure of an artificial lung, which is an embodiment of the fluid treatment device of the present invention. In other words, this artificial ■city 1
The housing 2 has annular male threads on both ends of the cylindrical body 3.The housing 2 is attached to a cover 4 with annular male threads on both ends of the cylindrical body 3.
.. 5. Inside this housing 2, a large number of porous hollow fiber membranes 6, for example, 10,000 to 60,000, are arranged in parallel and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the housing 2 as gas exchange membranes. There is. Then, this porous hollow fiber membrane 6
Both ends are tightly supported by supports 7.8 within the cover 4.5 with their respective openings not being closed. The support 7.8 constitutes and closes a gas chamber 9 together with the outer peripheral surface of the porous hollow fiber membrane 6 and the inner surface of the housing 2, and is formed inside the porous hollow fiber membrane 6. This isolates the gas chamber 9 from a blood circulation space (not shown). Also, one side is installed with a cover.
4 is an oxygen 3-stroke gas inlet 10 that supplies oxygen 3-stroke waste.
On the other side, the cover 5 is provided with an oxygen-containing gas outlet 11 for discharging the oxygen-containing gas.
さらに上記支持体7.8の外面は、環状凸部を有する流
路形成部材12.13でそれぞれ覆われている。この流
路形成部材12.13はそれぞれ液分配部材14.15
およびネジリング16.17よりなり、この液分配部材
14.15の周縁部付近に設けられた環状凸部としての
突条18.19の端面を前記支持体7.8にそれぞれ当
接させ、ネジリング16.17を取付はカバー4.5に
それぞれ螺合することにより固定して血液の流入室20
.21がそれぞれ形成されている。この流路形成部材1
2.13にはそれぞれ血液導入口22および血液導出口
23が形成されている。Furthermore, the outer surfaces of the supports 7.8 are each covered with channel-forming elements 12.13 having annular projections. These flow path forming members 12.13 are respectively liquid distribution members 14.15.
and a threaded ring 16.17, the end surfaces of protrusions 18.19 as annular protrusions provided near the peripheral edge of this liquid distribution member 14.15 are brought into contact with the support body 7.8, and the threaded ring 16. .17 are fixed by screwing them onto the covers 4 and 5, respectively, and the blood inflow chamber 20 is fixed.
.. 21 are formed respectively. This flow path forming member 1
A blood inlet port 22 and a blood outlet port 23 are formed in 2.13, respectively.
この支持体7.8と流路形成部材12.13とにより形
成される支持体7.8の周縁部の空隙部には、該空隙部
に連通ずる少なくとも2個の孔24.25および26.
27の一方より前記支持体7.8と接触するようにシー
ル剤を充填することでシールされている。あるいはまた
、Oリングなどを介してシールされることも可能である
。At least two holes 24.25 and 26.2 communicate with the gap in the peripheral edge of the support 7.8 formed by the support 7.8 and the channel forming member 12.13.
27 is sealed by filling a sealant so that one side of the support body 7.8 comes into contact with the support body 7.8. Alternatively, it can also be sealed via an O-ring or the like.
しかして本発明の流体処理装置の一実施態様に係わるこ
の人工肺において、前記支持体7.8は、マトリックス
中に微粒子を分散させた注封材料(ポツティング材料)
により構成されている。この支持体を構成する注封材料
のマトリックスとしては、従来、注封剤として用いられ
ている例えばポリウレタン、シリコーン、エポキシ樹脂
等の高分子材料が用いられる。一方、このマトリックス
中に分散される微粒子は、この実施態様においては該微
粒子により支持体表面を親水化することを目的とするた
めに、親水性の材料により構成する。In this artificial lung according to an embodiment of the fluid treatment device of the present invention, the support 7.8 is a potting material in which fine particles are dispersed in a matrix.
It is made up of. As the matrix of the potting material constituting the support, polymeric materials conventionally used as potting agents, such as polyurethane, silicone, and epoxy resin, are used. On the other hand, in this embodiment, the fine particles dispersed in the matrix are made of a hydrophilic material for the purpose of making the support surface hydrophilic with the fine particles.
例えば、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、硫酸バリ
ウム、炭酸カルシウムなどの無機質微粒子、特にシリカ
が好ましく用いられる。このような微粒子の粒径は0.
005〜5μm、特に0゜01〜1μm程度であること
が望ましい。すなわち、微粒子の粒径が0.005μm
未満であると、該微粒子を配合した注封材料により支持
体7.8を形成した際に、該支持体7.8表面に露出す
る微粒子による表面の改質効果が十分とならない虞れが
高く、一方、微粒子の粒径が5μmを越えると支持体7
.8の物理的強度等が低下する虞れが高いためである。For example, inorganic fine particles such as silica, alumina, clay, talc, barium sulfate, and calcium carbonate, particularly silica, are preferably used. The particle size of such fine particles is 0.
It is desirable that the thickness be about 0.005 to 5 μm, particularly about 0.01 to 1 μm. That is, the particle size of the fine particles is 0.005 μm.
If it is less than that, when the support 7.8 is formed with a potting material containing the fine particles, there is a high possibility that the surface modification effect of the fine particles exposed on the surface of the support 7.8 will not be sufficient. On the other hand, if the particle size of the fine particles exceeds 5 μm, the support 7
.. This is because there is a high possibility that the physical strength etc. of No. 8 will decrease.
またこの注封材料における微粒子の配合量としては、微
粒子の粒径等にも左右されるが、マトリックスを構成す
る材料100TrTffi部に対し1.05〜40重量
部、特に1〜20重量部程度であることが望ましい。す
なわち微粒子の配合量が0. 5重量部未満であると、
該微粒子を配合した注封材料により支持体7.8を形成
した際に、該支持体7.8表面に露出する微粒子による
表面の改質効果が十分とならない虞れが高く、一方、微
粒子の配合量が40重量部を越えると支持体7.8の物
理的強度等が低下する虞れが高いためである。 このよ
うにマトリックス中に微粒子を配合してなる注封材料に
より支持体7.8を形成するには、従来の注射材料を用
いて支持体を構成する場合と同様に、ハウジング2の両
端内壁面に遠心注入法を利用して該注封桐材を流し込み
、硬化させることにより形成可能である。さらに詳述す
れば、ます、ハウジング2の長さより長い多数の多孔質
中空糸膜6を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂に
よって目止めをした後、ハウジング2の筒状本体3内に
並べて配置する。この後、取付はカバー4.5の径以上
の大きさの型カバーで、多孔質中空糸膜6の各両端を完
全に田って、ハウジング2の中心軸を中心にそのハウジ
ング2を回転させなから、両端部側から前記微粒子を配
合してなる注封材料を流入する。流入後、マトリックス
となる高分子材料が硬化すれば、上記型カバーを外して
硬化物の外側端面部を鋭利な刃物で切断して多孔質中空
糸膜6の両開口端を表面に露出させる。かくして支持体
7.8は形成されるものである。The amount of fine particles to be blended in this potting material is 1.05 to 40 parts by weight, especially about 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts of TrTffi of the material constituting the matrix, although it depends on the particle size of the fine particles. It is desirable that there be. That is, when the amount of fine particles blended is 0. Less than 5 parts by weight,
When the support 7.8 is formed using a potting material containing the fine particles, there is a high possibility that the surface modification effect of the fine particles exposed on the surface of the support 7.8 will not be sufficient; This is because if the blending amount exceeds 40 parts by weight, there is a high possibility that the physical strength etc. of the support 7.8 will decrease. In order to form the support body 7.8 using a potting material containing fine particles in a matrix, the inner wall surfaces of both ends of the housing 2 are It can be formed by pouring the potted paulownia material into a container using a centrifugal injection method and hardening it. More specifically, first, a large number of porous hollow fiber membranes 6 longer than the length of the housing 2 are prepared, both open ends of which are sealed with a resin of high viscosity, and then inside the cylindrical body 3 of the housing 2. Place them side by side. After that, the mounting is carried out by completely pressing both ends of the porous hollow fiber membrane 6 with a mold cover having a diameter larger than that of the cover 4.5, and rotating the housing 2 around the central axis of the housing 2. Then, the potting material containing the fine particles is introduced from both ends. Once the polymeric material serving as the matrix is cured after flowing in, the mold cover is removed and the outer end surface of the cured material is cut with a sharp knife to expose both open ends of the porous hollow fiber membrane 6 to the surface. The support 7.8 is thus formed.
このようにして形成される支持体7.8の表面において
は、第2図に模式するようにマトリックス28中に分散
させた微粒子29が一部露出したものとなるために、該
微粒子により表面性状が改質され、この実施態様におけ
ることく親水性の微粒子29を用いた場合には支持体7
.8表面が親水化される。On the surface of the support 7.8 formed in this way, the fine particles 29 dispersed in the matrix 28 are partially exposed as schematically shown in FIG. is modified, and when the particularly hydrophilic fine particles 29 in this embodiment are used, the support 7
.. 8 surface is made hydrophilic.
この人工肺1の血液流通面には、例えば抗血栓性付与の
ためにヘパリン化処理がなされ得るが、上記したように
血液流通面の一部となる支持体7.8の表面が親水化さ
れているために、ヘパリン化処理の際に親水性の樹脂を
コーティングした際に、多孔質中空糸膜6内面のみなら
ず、支持体7.8表面部にも該親水性樹脂が均一にコー
ティングされ、人工肺1の血液流通面全体に均一に抗血
栓性を付与することが可能となるものである。The blood circulation surface of this artificial lung 1 may be subjected to heparinization treatment, for example, in order to impart antithrombotic properties, but as described above, the surface of the support 7.8, which becomes a part of the blood circulation surface, may be made hydrophilic. Therefore, when a hydrophilic resin is coated during heparinization treatment, not only the inner surface of the porous hollow fiber membrane 6 but also the surface of the support 7.8 is uniformly coated with the hydrophilic resin. , it becomes possible to uniformly impart antithrombotic properties to the entire blood circulation surface of the artificial lung 1.
以上は、中空糸膜型の人工肺を例にとり、本発明の流体
処理装置を説明したが、本発明は何らこのような実施態
様に限定されるものではなく、この実施態様と同様に、
膜ないしは隔壁を介して物質ないしはエネルギーの供受
を行なうものであって、該膜ないし隔壁を支持すると同
時に、ハウジング内の被処理流体の流通部とその反対側
の部位とを区画する支持体を有する流体処理装置であれ
ば、その膜ないし隔壁等の構造、あるいはその用途等に
左右されることなく同様に適用できるものである。Although the fluid processing device of the present invention has been described above using a hollow fiber membrane type oxygenator as an example, the present invention is not limited to such an embodiment, and similarly to this embodiment,
Substances or energy are transferred through a membrane or a partition wall, and a support member is provided that supports the membrane or partition wall and at the same time partitions a flow area of the fluid to be treated and a part on the opposite side in the housing. Any fluid treatment device having the above structure can be similarly applied regardless of the structure of its membranes or partition walls, or its intended use.
(実施例) 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
実施例1
2液硬化型ポリウレタン(TP−0001/TA−00
10、日本ポリウレタン側製)の硬化剤中に超微粒子状
無水シリカ(アエロジル200、日本アエロジル■製、
平均粒径20 OA)を5重量%となるように混入し、
該無水シリカが均一に分散するように攪拌し脱泡した。Example 1 Two-component curing polyurethane (TP-0001/TA-00
10. Ultrafine particulate anhydrous silica (Aerosil 200, manufactured by Nippon Aerosil ■) in the curing agent (manufactured by Nippon Polyurethane)
20 OA) with an average particle size of 5% by weight,
The anhydrous silica was stirred and defoamed so as to be uniformly dispersed.
そしてこのポリウレタンの主剤と無水シリカを配合した
硬化剤とを重量比で1. 55/1. 00の割合に混
合したものを注封材料として用い、内径200μm、外
径250μmのポリプロピレン多孔質中空糸膜1200
0本の両端部を支持し、次にその両端を切断することに
より支持体を形成し、膜面積0.8m2の第1図に示す
ような構造の人工肺を作製した。Then, the weight ratio of this polyurethane main ingredient and a curing agent containing anhydrous silica is 1. 55/1. A polypropylene porous hollow fiber membrane 1200 having an inner diameter of 200 μm and an outer diameter of 250 μm was prepared using a mixture of 0.00 and 0.00 as a potting material.
A support was formed by supporting both ends of the membrane and then cutting both ends to produce an oxygenator having a structure as shown in FIG. 1 and having a membrane area of 0.8 m2.
そして、この人工肺の支持体の端面を次のようにしてヘ
パリン化処理した。Then, the end surface of the support of this oxygenator was subjected to heparinization treatment as follows.
ます、ポリヒドロキシメチルメタクリレートとポリエチ
レンイミンがそれぞれ1.25重量%、1.0−1ff
1%添加されたメタノール/メチルセロソルブ:水(重
量比78二20:2)溶l夜をシャーレにとり、支持体
端面を浸漬した後、該端面に空気を吹送して乾燥させた
。その後、pH4,0の0.1M酢酸緩衝液の0.5重
量%ヘパリン溶l夜を45°Cで4時間、人工肺の血液
流通部に充填し、該液を排出後、さらにpH4,0の0
.01M酢酸緩衝液の2.5重量%グルタルアルデヒド
溶液を37℃で12時間人人工肺血液流通部に充填し、
ヘパリンを固定した。1.25% by weight, 1.0-1ff of polyhydroxymethyl methacrylate and polyethyleneimine, respectively.
A solution of 1% methanol/methyl cellosolve:water (weight ratio 78:20:2) was placed in a petri dish, the end face of the support was immersed, and then air was blown onto the end face to dry it. Thereafter, a solution of 0.5% heparin in 0.1M acetate buffer at pH 4.0 was filled into the blood circulation part of the oxygenator at 45°C for 4 hours, and after draining the solution, the pH was further increased to 4.0. 0 of
.. A 2.5% by weight glutaraldehyde solution in 01M acetate buffer was filled into the human oxygenator blood circulation part at 37°C for 12 hours.
Fixed heparin.
このようにしてヘパリン化処理を行なった人エル11内
部におけるヘパリン固定状態を確認するために、0.0
4モル%トルイジンブルー水溶液を用いて人工肺の血液
流通部を5分間染色した。その結果、人工肺の支持体端
面部は全体が均一にヘパリン化されていることが明らか
となった。In order to confirm the heparin fixation state inside the heparinized human body 11 in this way, 0.0
The blood circulation part of the artificial lung was stained for 5 minutes using a 4 mol% toluidine blue aqueous solution. As a result, it was revealed that the entire end surface of the oxygenator support was uniformly heparinized.
実施例2
実施例1と同じ2液硬化型ポリウレタンを用い、その硬
化剤中にアクリル樹脂超微粉体(MP−1451、綜研
化学■製、平均粒径0.1μm)を4重量%となるよう
に混入し、該アクリル樹脂超微粉体が均一に分散するよ
うに攪拌し脱泡した。Example 2 The same two-component curing polyurethane as in Example 1 was used, and 4% by weight of acrylic resin ultrafine powder (MP-1451, manufactured by Soken Kagaku ■, average particle size 0.1 μm) was added to the curing agent. The acrylic resin ultrafine powder was stirred and defoamed so that the acrylic resin ultrafine powder was uniformly dispersed.
そしてこのポリウレタンの主剤とアクリル樹脂超微粉体
を配合した硬化剤とを重量比で1.56/1.00の割
合に混合したものを注封材料として用い、実施例1と同
様にして膜面積0. 8m2の第1図に示すような構造
の人工肺を作製した。Then, a mixture of this polyurethane main ingredient and a curing agent containing ultrafine acrylic resin powder in a weight ratio of 1.56/1.00 was used as a potting material, and the film was formed in the same manner as in Example 1. Area 0. An 8 m2 artificial lung with the structure shown in Fig. 1 was constructed.
さらに実施例1と同様にしてこの人下肺の支持体の端面
をヘパリン化処理し、トルイジンブルーを用いて実施例
1と同様に染色して、ヘパリン固定状態を確認したとこ
ろ、人T肝の支持体端面部は全体が均一にヘパリン化さ
れていた。Furthermore, the end surface of this human lung support was heparinized in the same manner as in Example 1, and stained with toluidine blue in the same manner as in Example 1 to confirm the heparin fixation state. The entire end surface of the support was uniformly heparinized.
比較例1
実施例1において用いられた2液硬化型ポリウレタンに
何も配合せず、このポリウレタンの主剤と硬化剤とを重
量比で1.63/1.00の割合に混合したものを注封
月料として用い、実施例1と同様にして膜面積0.8m
2の第1図に示すような構造の人工肺を作製した。Comparative Example 1 Nothing was added to the two-component curable polyurethane used in Example 1, and a mixture of the main ingredient of this polyurethane and a curing agent at a weight ratio of 1.63/1.00 was potted. Used as a monthly fee, membrane area 0.8 m in the same manner as in Example 1.
An artificial lung having a structure as shown in FIG. 2 was fabricated.
さらに実施例1と同様にしてこの人工肺の支持体の端面
をヘパリン化処理し、トルイジンブルーを用いて実施例
1と同様に染色して、ヘパリン固定状態を確認したとこ
ろ、人工肺の支持体端面部は部分的にヘパリンが固定化
されておらず、均一なヘパリン化がなされていないこと
が明らかであった。Furthermore, the end surface of the oxygenator support was heparinized in the same manner as in Example 1, and stained with toluidine blue in the same manner as in Example 1 to confirm the state of heparin fixation. Heparin was not immobilized partially on the end face, and it was clear that heparinization was not uniform.
(発明の効果)
以上述べたように本発明は、膜ないしは隔壁を介して物
質ないしはエネルギーの供受を行なう流体処理装置にお
いて、前記膜ないしは隔壁を支持すると同時に、ハウジ
ング内の被処理流体の流通部とその反対側の部位とを区
画する支持体を、マトリックス中に微粒子を分散させた
相持により構成したことを特徴とするものであるから、
該流体処理装置の内面の一部である支持体表面の特性か
改善され、例えば該流体処理装置の内面に何らかの機能
性付与のためにコーチインク処理を行なう場合において
は、支持体表面部においてもその処理が均一になされる
ものとなり、流体処理装置の機能性が向上することとな
る。。(Effects of the Invention) As described above, the present invention provides a fluid treatment device that receives and receives substances or energy through a membrane or a partition wall, which supports the membrane or partition wall, and at the same time allows the fluid to be processed to flow in the housing. This is characterized in that the support that partitions the part and the part on the opposite side is composed of a matrix in which fine particles are dispersed.
If the characteristics of the surface of the support, which is a part of the inner surface of the fluid treatment device, are improved, for example, when a coach ink treatment is applied to the inner surface of the fluid treatment device to impart some functionality, the surface of the support may also be improved. The processing will be uniform, and the functionality of the fluid processing device will be improved. .
特に本発明の流体処理装置か、例えは体外循環回路にお
いて用いられる人工臓器であって、抗血栓性付与のため
にヘパリン化処理を行なうものである場合におけるよう
に、流体処理装置内面が親水性であることが望ましい態
様においては、支持体を構成する材料中に分散させる微
粒子を親水性のものとすれば、容易に支持体表面の親水
化がなされ、上記のごとき処理効果が高められるちのと
なる。さらに本発明の流体処理装置において、この微粒
子の直径が0.005〜5μmであると、支持体表面の
より良好な改質がなされるものである。In particular, when the fluid treatment device of the present invention is an artificial organ used in an extracorporeal circulation circuit and is subjected to heparinization treatment to impart antithrombotic properties, the inner surface of the fluid treatment device is hydrophilic. In an embodiment in which it is desirable that the fine particles dispersed in the material constituting the support are hydrophilic, the surface of the support can be easily made hydrophilic, and the above-mentioned treatment effects can be enhanced. Become. Furthermore, in the fluid treatment device of the present invention, when the diameter of the fine particles is 0.005 to 5 μm, the surface of the support can be better modified.
第1図は本発明の流体処理装置の一実施態様の構造を示
す半断面図であり、また第2図は本発明の流体処理装置
の支持体表面の性扶を模式的に表わす断面図である。
1・・・人工+1.li、 2・・・ハウジング、
6・・・多孔質中空糸膜、 7.8・・・支持体、2
8・・・マトリックス、29・・・微粒子。FIG. 1 is a half-sectional view showing the structure of an embodiment of the fluid treatment device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the support surface of the fluid treatment device of the present invention. be. 1...artificial +1. li, 2...housing,
6...Porous hollow fiber membrane, 7.8...Support, 2
8... Matrix, 29... Fine particles.
Claims (8)
の供受を行なう流体処理装置において、前記膜ないしは
隔壁を支持すると同時に、ハウジング内の被処理流体の
流通部とその反対側の部位とを区画する支持体が、マト
リックス中に微粒子を分散させた材料により構成されて
いることを特徴とする流体処理装置。(1) In a fluid processing device that receives and receives substances or energy through a membrane or a partition, the membrane or partition is supported, and at the same time, a part of the housing in which the fluid to be treated flows and a part on the opposite side thereof are partitioned. A fluid treatment device characterized in that the support is made of a material in which fine particles are dispersed in a matrix.
性のものであり、一方該マトリックス中に分散させられ
る微粒子が親水性のものである請求項1に記載の流体処
理装置。(2) The fluid treatment device according to claim 1, wherein the matrix of the material constituting the support is hydrophobic, while the fine particles dispersed in the matrix are hydrophilic.
1または2に記載の流体処理装置。(3) The fluid treatment device according to claim 1 or 2, wherein the fine particles have a diameter of 0.005 to 5 μm.
よるコーティング処理がなされるものである請求項2ま
たは3に記載の流体処理装置。(4) The fluid treatment device according to claim 2 or 3, wherein the flow portion of the fluid to be treated is coated with a hydrophilic functional agent.
管体状のものからなるものである請求項1〜4のいずれ
かに記載の流体処理装置。(5) The fluid treatment device according to any one of claims 1 to 4, wherein the membrane or partition wall is composed of a plurality of hollow fibers or hollow tubes.
の供受を行なう流体処理装置の製造方法において、マト
リックス中に微粒子を分散させてなる材料により、ハウ
ジング内に膜ないしは隔壁を支持固定すると同時に被処
理流体の流通部とその反対側の部位とを区画する支持体
を形成することを特徴とする流体処理装置の製造方法。(6) In a method for manufacturing a fluid treatment device that transfers substances or energy through a membrane or partition, a material made of fine particles dispersed in a matrix is used to support and fix the membrane or partition within the housing, and at the same time to A method for manufacturing a fluid treatment device, comprising forming a support that partitions a fluid flow portion and a portion on the opposite side thereof.
の供受を行なう流体処理装置の製造方法において、複数
本の中空糸状ないしは中空管体状の膜ないし隔壁の端部
近傍において、ハウジング内部空間に、マトリックス中
に微粒子を分散させてなる材料を充填し硬化させて、ハ
ウジング内に膜ないし隔壁を支持固定し、さらにこの硬
化物の端面を切断することにより前記材料により閉塞さ
れた中空糸状ないしは中空管体状の膜ないし隔壁の端部
を開口し、被処理流体の流通部とその反対側の部位とを
区画する支持体を形成することを特徴とする請求項第6
項に記載の流体処理装置の製造方法。(7) In a method for manufacturing a fluid treatment device in which a substance or energy is transferred through a membrane or a partition wall, a plurality of hollow fiber-like or hollow tube-like membranes or partition walls are inserted into the inner space of the housing near the ends thereof. , fill a matrix with a material in which fine particles are dispersed and harden it to support and fix the membrane or partition wall within the housing, and then cut the end face of this cured material to form a hollow fiber or medium closed with the material. Claim 6, characterized in that the end of the hollow tubular membrane or partition wall is opened to form a support that partitions the flow area of the fluid to be treated and the area on the opposite side thereof.
A method for manufacturing a fluid treatment device according to paragraph 1.
性微粒子を分散させてなることを特徴とする注封材料。(8) A potting material comprising hydrophilic fine particles dispersed in a matrix made of a hydrophobic resin material.
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---|---|---|---|
JP2061770A JP2501931B2 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Fluid treatment device, manufacturing method thereof, and potting material |
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JPH03262522A true JPH03262522A (en) | 1991-11-22 |
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