JPS6254509B2 - - Google Patents
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- JPS6254509B2 JPS6254509B2 JP55115868A JP11586880A JPS6254509B2 JP S6254509 B2 JPS6254509 B2 JP S6254509B2 JP 55115868 A JP55115868 A JP 55115868A JP 11586880 A JP11586880 A JP 11586880A JP S6254509 B2 JPS6254509 B2 JP S6254509B2
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- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
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Description
【発明の詳細な説明】
Ｉ 発明の背景
技術分野
この発明は熱交換器を内蔵してなる中空糸型人
工肺に関する。
工肺に関する。
先行技術および問題点
一般に、心臓手術等において、患者の血液を体
外に導き、これに酸素加するに当り、体外循環回
路内に人工肺を用いている。また、常温体外循環
のときは血液が冷されるため或いは低体温体外循
環のときは体外循環から離脱するためには血液を
患者の体温とほぼ等しくする必要があり、この目
的のために体外循環回路に熱交換器を用いてい
る。この熱交換器は、低体温法を用いるときは血
液を冷やすためにも利用されている。
外に導き、これに酸素加するに当り、体外循環回
路内に人工肺を用いている。また、常温体外循環
のときは血液が冷されるため或いは低体温体外循
環のときは体外循環から離脱するためには血液を
患者の体温とほぼ等しくする必要があり、この目
的のために体外循環回路に熱交換器を用いてい
る。この熱交換器は、低体温法を用いるときは血
液を冷やすためにも利用されている。
従来、このような体外循環回路には人工肺と熱
交換器とを別体に組み込んでこれら回路チユーブ
で接続していた。したがつて、循環回路の組立て
が煩雑となり、また人工肺と熱交換器との接続誤
りが生じたりすることがあつた。また、上記のよ
うな回路チユーブが必要かつ、独立した血液ポー
ト部（熱交換器と人工肺）を有するためプライミ
ング量が多くなる。さらに、プライミング時の泡
抜きは人工肺と熱交換器を別々におこなう必要が
あり、操作が面倒であつた。
交換器とを別体に組み込んでこれら回路チユーブ
で接続していた。したがつて、循環回路の組立て
が煩雑となり、また人工肺と熱交換器との接続誤
りが生じたりすることがあつた。また、上記のよ
うな回路チユーブが必要かつ、独立した血液ポー
ト部（熱交換器と人工肺）を有するためプライミ
ング量が多くなる。さらに、プライミング時の泡
抜きは人工肺と熱交換器を別々におこなう必要が
あり、操作が面倒であつた。
このような問題点をある程度解決するものとし
て特公昭55−2982号公報に熱交換部を内蔵した積
層式膜型人工肺が開示されている。しかし、この
人工肺部および熱交換部は積層式膜型であり、製
造上煩雑であるばかりでなくこのような膜型人工
肺は使用中に液もれを生ずる可能性があり好まし
くない。
て特公昭55−2982号公報に熱交換部を内蔵した積
層式膜型人工肺が開示されている。しかし、この
人工肺部および熱交換部は積層式膜型であり、製
造上煩雑であるばかりでなくこのような膜型人工
肺は使用中に液もれを生ずる可能性があり好まし
くない。
人工肺としては中空糸型のものが現在のところ
最も良好な機能を果すといわれているが、このよ
うな中空糸型人工肺に熱交換器を内蔵させたもの
はまだ知られていない。
最も良好な機能を果すといわれているが、このよ
うな中空糸型人工肺に熱交換器を内蔵させたもの
はまだ知られていない。
発明の目的
この発明の目的は熱交換器を内蔵してなる中空
糸型人工肺を提供することである。
糸型人工肺を提供することである。
この発明によれば、第１のハウジングと、この
ハウジング内において相互に離間した状態で前記
第１のハウジングの長手方向に沿つて並列配置さ
れた複数本のガス交換用中空糸膜からなる中空糸
膜束と、前記中空糸膜をその開口を閉塞しない状
態でかつ第１図にも示されているように周縁部に
中空糸が存在しない部分を有するように両端部に
おいて液密に支持しかつ前記第１のハウジングの
内壁および前記中空糸膜の外壁面とともに酸素室
を構成する第１および第２の隔壁と、前記酸素室
と連通する酸素導入口および酸素導出口と、前記
第１の隔壁側外部において前記各中空糸膜の内部
空間と連通する血液流通口とからなる中空糸型人
工肺部、および第２のハウジングと、このハウジ
ング内において相互に離間した状態で前記第２の
ハウジングの長手方向に沿つて並列配置された複
数本の管体と、前記管体をその開口を閉塞しない
状態でかつ第１図にも示されているように周縁部
に前記管体が存在しない部分を有するように両端
部において液密に支持し、かつ前記ハウジングの
内壁および前記管体の外壁面とともに熱交換用媒
体室を構成する第３および第４の隔壁と、前記媒
体室と連通する熱交換用媒体導入口および媒体導
出口と、前記第４の隔壁側外部において前記管体
の内部空間と連通する血液流通口とからなる多管
式熱交換器部よりなり、前記第２の隔壁と第３の
隔壁との間で血液室を構成するように前記第２の
隔壁と第３の隔壁を離間して、前記人工肺部と熱
交換器部とを第１および第２のハウジングの軸が
同軸的になるように接続してなることを特徴とす
る熱交換器内蔵中空糸型人工肺が提供される。
ハウジング内において相互に離間した状態で前記
第１のハウジングの長手方向に沿つて並列配置さ
れた複数本のガス交換用中空糸膜からなる中空糸
膜束と、前記中空糸膜をその開口を閉塞しない状
態でかつ第１図にも示されているように周縁部に
中空糸が存在しない部分を有するように両端部に
おいて液密に支持しかつ前記第１のハウジングの
内壁および前記中空糸膜の外壁面とともに酸素室
を構成する第１および第２の隔壁と、前記酸素室
と連通する酸素導入口および酸素導出口と、前記
第１の隔壁側外部において前記各中空糸膜の内部
空間と連通する血液流通口とからなる中空糸型人
工肺部、および第２のハウジングと、このハウジ
ング内において相互に離間した状態で前記第２の
ハウジングの長手方向に沿つて並列配置された複
数本の管体と、前記管体をその開口を閉塞しない
状態でかつ第１図にも示されているように周縁部
に前記管体が存在しない部分を有するように両端
部において液密に支持し、かつ前記ハウジングの
内壁および前記管体の外壁面とともに熱交換用媒
体室を構成する第３および第４の隔壁と、前記媒
体室と連通する熱交換用媒体導入口および媒体導
出口と、前記第４の隔壁側外部において前記管体
の内部空間と連通する血液流通口とからなる多管
式熱交換器部よりなり、前記第２の隔壁と第３の
隔壁との間で血液室を構成するように前記第２の
隔壁と第３の隔壁を離間して、前記人工肺部と熱
交換器部とを第１および第２のハウジングの軸が
同軸的になるように接続してなることを特徴とす
る熱交換器内蔵中空糸型人工肺が提供される。
この発明の好ましい態様において、第１および
第２のハウジングはそれぞれ同一径の接続端部を
有し、この接続端部に互いに逆方向のネジをそれ
ぞれ形成してなり、第１および第２のハウジング
をＯリングを介して前記接続端部の外側において
接続ネジリングによつて接続している。
第２のハウジングはそれぞれ同一径の接続端部を
有し、この接続端部に互いに逆方向のネジをそれ
ぞれ形成してなり、第１および第２のハウジング
をＯリングを介して前記接続端部の外側において
接続ネジリングによつて接続している。
一般に、中空糸膜はポリオレフインで形成され
ており、通常このポリオレフイン中空糸膜は約
200ないし約2000Åの平均孔径を有し、かつ約20
ないし80％の空孔率を有する。なお、中空糸膜の
細孔の平均孔径は次のようにして求められる。先
ず、試料の内外面を標準粒子（例えばダウ・ケミ
カル社製のユニホールラテツクスパーテイクル
（UNIFORM LATEX PARTICLES））とともに
走査型電子顕微鏡（日本電子社製）倍率約10000
倍で細孔を観察し、標準粒子の寸法をもとに細孔
の孔径を測定する。次に、細孔の形状がほぼ円形
の場合得られた孔径を平均した値を平均孔径と
し、細孔の形状が楕円形の場合は長径と短径を測
定し、楕円の面積の計算式Ｓ＝πab／４（Ｓは
面積、ａは長径、ｂは短径）で面積を求め、その
面積を円形面積として細孔の径を算出し、その平
均孔径とする。
ており、通常このポリオレフイン中空糸膜は約
200ないし約2000Åの平均孔径を有し、かつ約20
ないし80％の空孔率を有する。なお、中空糸膜の
細孔の平均孔径は次のようにして求められる。先
ず、試料の内外面を標準粒子（例えばダウ・ケミ
カル社製のユニホールラテツクスパーテイクル
（UNIFORM LATEX PARTICLES））とともに
走査型電子顕微鏡（日本電子社製）倍率約10000
倍で細孔を観察し、標準粒子の寸法をもとに細孔
の孔径を測定する。次に、細孔の形状がほぼ円形
の場合得られた孔径を平均した値を平均孔径と
し、細孔の形状が楕円形の場合は長径と短径を測
定し、楕円の面積の計算式Ｓ＝πab／４（Ｓは
面積、ａは長径、ｂは短径）で面積を求め、その
面積を円形面積として細孔の径を算出し、その平
均孔径とする。
さらに、この発明の好ましい態様において、第
１のハウジングの内壁に中空糸膜束をその長手方
向の中間部において絞る拘束部が設けられてい
る。
１のハウジングの内壁に中空糸膜束をその長手方
向の中間部において絞る拘束部が設けられてい
る。
発明の具体的説明
以下、添付の図面に沿つてこの発明の一具体例
を説明する。
を説明する。
第１図に示すように、この発明に従う熱交換器
内蔵中空糸型人工肺は中空糸型人工肺部Ａと熱交
換器部Ｂとを一体に接続してなるものである。人
工肺部Ａはハウジング１を具備してなり、このハ
ウジング１は、筒状本体２の両端部にそれぞれ環
状の雄ネジ付取付けカバー３，４が取り付けら
れ、ハウジング１内には、全体に広がつて多数
の、たとえば10000〜60000本のガス交換用中空糸
膜５…がハウジング１の長手方向に沿つて並列的
に相互に離間配置されている。そして、このガス
交換用中空糸膜５…の両端部は、取付けカバー
３，４内においてそれぞれ開口が閉塞されない状
態で隔壁６，７により液密に支持されている。ま
た、上記各隔壁６，７は、中空糸膜５…の外周面
と上記ハウジング１の内面とともに酸素室８を構
成しこれを閉塞し、かつ上記ガス交換用中空糸膜
５…の内部に形成される血液流通用空間（図示し
ない）と酸素室８を隔離するものである。
内蔵中空糸型人工肺は中空糸型人工肺部Ａと熱交
換器部Ｂとを一体に接続してなるものである。人
工肺部Ａはハウジング１を具備してなり、このハ
ウジング１は、筒状本体２の両端部にそれぞれ環
状の雄ネジ付取付けカバー３，４が取り付けら
れ、ハウジング１内には、全体に広がつて多数
の、たとえば10000〜60000本のガス交換用中空糸
膜５…がハウジング１の長手方向に沿つて並列的
に相互に離間配置されている。そして、このガス
交換用中空糸膜５…の両端部は、取付けカバー
３，４内においてそれぞれ開口が閉塞されない状
態で隔壁６，７により液密に支持されている。ま
た、上記各隔壁６，７は、中空糸膜５…の外周面
と上記ハウジング１の内面とともに酸素室８を構
成しこれを閉塞し、かつ上記ガス交換用中空糸膜
５…の内部に形成される血液流通用空間（図示し
ない）と酸素室８を隔離するものである。
一方の取付けカバー３には、酸素を供給する導
入口９が設けられている。他方の取付けカバー４
には酸素を排出する導出口１０が設けられてい
る。
入口９が設けられている。他方の取付けカバー４
には酸素を排出する導出口１０が設けられてい
る。
上記隔壁７の外面は、血液ポート１１によつて
覆われており、この血液ポート１１の内面と上記
隔壁７の表面との間で血液の流入室１２を形成し
ている。さらに、血液ポート１１には血液の入口
１３が形成されている。血液ポート１１はネジリ
ング４１で取付けカバー３に固定されている。
覆われており、この血液ポート１１の内面と上記
隔壁７の表面との間で血液の流入室１２を形成し
ている。さらに、血液ポート１１には血液の入口
１３が形成されている。血液ポート１１はネジリ
ング４１で取付けカバー３に固定されている。
上記ハウジング１の筒状本体２の内面には、軸
方向の中央に位置して突出する絞り用拘束部１４
を設けることが好ましい。すなわち、拘束部１４
は上記筒状本体２の内面に筒状本体と一体に形成
されていて、筒状本体２内に挿通される多数の中
空糸膜５…からなる中空糸束１５の外周を締め付
けるようになつている。こうして、上記中空糸束
１５は、第１図で示すように軸方向の中央におい
て絞り込まれ、絞り部１６を形成している。した
がつて、中空糸膜５…の充填率は、軸方向に沿う
各部において異なり、中央部分において最も高く
なつている。なお、後述する理由により望ましい
各部の充填率は次の通りである。まず、中央の絞
り部１６における充填率は、約60〜80％、その他
筒状本体２内では約30〜60％であり、中空糸束１
５の両端、つまり隔壁６，７の外面における充填
率では、約20〜40％である。
方向の中央に位置して突出する絞り用拘束部１４
を設けることが好ましい。すなわち、拘束部１４
は上記筒状本体２の内面に筒状本体と一体に形成
されていて、筒状本体２内に挿通される多数の中
空糸膜５…からなる中空糸束１５の外周を締め付
けるようになつている。こうして、上記中空糸束
１５は、第１図で示すように軸方向の中央におい
て絞り込まれ、絞り部１６を形成している。した
がつて、中空糸膜５…の充填率は、軸方向に沿う
各部において異なり、中央部分において最も高く
なつている。なお、後述する理由により望ましい
各部の充填率は次の通りである。まず、中央の絞
り部１６における充填率は、約60〜80％、その他
筒状本体２内では約30〜60％であり、中空糸束１
５の両端、つまり隔壁６，７の外面における充填
率では、約20〜40％である。
中空糸膜５は多孔性ポリオレフイン系樹脂、た
とえばポリプロピレン、ポリエチレンからなり、
特に、ポリプロピレンが好適である。この中空糸
膜５は壁の内部と外部を連通する細孔が多数存在
するものが得られる。そして、その内径は約100
〜1000μ、肉厚は約10〜50μ、平均孔径は約200
〜2000Å、かつ空孔率は約20〜80％とするもので
ある。このようなポリオレフイン系樹脂よりなる
中空糸膜を用いると気体の移動が体積流としてお
こなわれるため、気体の移動に際して膜抵抗が少
なく、ガス交換性能が著しく高くなる。もつと
も、中空糸膜としてはシリコーンよりなるものも
使用できる。
とえばポリプロピレン、ポリエチレンからなり、
特に、ポリプロピレンが好適である。この中空糸
膜５は壁の内部と外部を連通する細孔が多数存在
するものが得られる。そして、その内径は約100
〜1000μ、肉厚は約10〜50μ、平均孔径は約200
〜2000Å、かつ空孔率は約20〜80％とするもので
ある。このようなポリオレフイン系樹脂よりなる
中空糸膜を用いると気体の移動が体積流としてお
こなわれるため、気体の移動に際して膜抵抗が少
なく、ガス交換性能が著しく高くなる。もつと
も、中空糸膜としてはシリコーンよりなるものも
使用できる。
さらに、中空糸膜５の素材としての多孔性ポリ
プロピレン、ポリエチレンは人工肺にそのまま使
用するのではなく、血液と接触する表面を抗血栓
性材料にてコーテイング処理することが望まし
い。たとえば、ガス透過性に優れたポリアルキル
スルホン、エチルセルロース、ポリジメチルシロ
キサンのような材料を肉厚１〜20μ程度にコーテ
イング処理する。この場合、中空糸膜５のガス透
過能に影響を及ぼさない程度にその膜孔を包うよ
うにすれば、血液中の水蒸気蒸散を防止すること
ができる。また、この人工肺作動中において通常
血液側の圧力のほうが酸素側のそれより高いが、
何かの原因で逆転することがある。このような場
合、マイクロバブル（気泡）が血液中に流入する
おそれがあるが、上述のように膜孔を抗血栓材料
でコーテイング処理されていれば、その危険は生
じない。さらに、言うまでもないが、血液の凝固
（マイクロクロツトの発生）を防ぐことに役立つ
ものである。
プロピレン、ポリエチレンは人工肺にそのまま使
用するのではなく、血液と接触する表面を抗血栓
性材料にてコーテイング処理することが望まし
い。たとえば、ガス透過性に優れたポリアルキル
スルホン、エチルセルロース、ポリジメチルシロ
キサンのような材料を肉厚１〜20μ程度にコーテ
イング処理する。この場合、中空糸膜５のガス透
過能に影響を及ぼさない程度にその膜孔を包うよ
うにすれば、血液中の水蒸気蒸散を防止すること
ができる。また、この人工肺作動中において通常
血液側の圧力のほうが酸素側のそれより高いが、
何かの原因で逆転することがある。このような場
合、マイクロバブル（気泡）が血液中に流入する
おそれがあるが、上述のように膜孔を抗血栓材料
でコーテイング処理されていれば、その危険は生
じない。さらに、言うまでもないが、血液の凝固
（マイクロクロツトの発生）を防ぐことに役立つ
ものである。
次に、上記隔壁６，７の形成について述べる。
前述したように隔壁６，７は、中空糸膜５の内部
と外部を隔離するという重要な機能を果たすもの
である。通常、この隔壁６，７は、極性の高い高
分子ポツテイング剤、たとえばポリウレタン、シ
リコーン、エポキシ樹脂等をハウジング１の両端
内壁面に遠心注入法を利用して流し込み、硬化さ
せることにより作られる。さらに、詳述すれば、
まず、ハウジング１の長さより長い多数の中空糸
膜５…を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂
によつて目止めをした後、ハウジング１の筒状本
体２内に並べて位置せしめる。この後、取付けカ
バー３，４の径以上の大きさの型カバーで、中空
糸膜５…の各両端を完全に覆つて、ハウジング１
の中心軸を中心にそのハウジング１を回転させな
がら両端部側から高分子ポツテイング剤を流入す
る。流し終つて樹脂が硬化すれば、上記型カバー
を外して樹脂の外端面部を鋭利な刃物で切断して
中空糸膜５…の両開口端を表面に露出させる。か
くして隔壁６，７は形成されることになる。
前述したように隔壁６，７は、中空糸膜５の内部
と外部を隔離するという重要な機能を果たすもの
である。通常、この隔壁６，７は、極性の高い高
分子ポツテイング剤、たとえばポリウレタン、シ
リコーン、エポキシ樹脂等をハウジング１の両端
内壁面に遠心注入法を利用して流し込み、硬化さ
せることにより作られる。さらに、詳述すれば、
まず、ハウジング１の長さより長い多数の中空糸
膜５…を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂
によつて目止めをした後、ハウジング１の筒状本
体２内に並べて位置せしめる。この後、取付けカ
バー３，４の径以上の大きさの型カバーで、中空
糸膜５…の各両端を完全に覆つて、ハウジング１
の中心軸を中心にそのハウジング１を回転させな
がら両端部側から高分子ポツテイング剤を流入す
る。流し終つて樹脂が硬化すれば、上記型カバー
を外して樹脂の外端面部を鋭利な刃物で切断して
中空糸膜５…の両開口端を表面に露出させる。か
くして隔壁６，７は形成されることになる。
上記実施例では、中空糸束１５の中央部分が拘
束部１４によつて絞り込まれ両端において拡げら
れているため、絞り部１６では中空糸膜５…の充
填率が大きくなるとともに、筒状本体２内部では
各中空糸膜５…が均一に分散する。したがつて、
絞り部１６を形成しない場合に比べ、酸素ガスが
均一に分散する安定した流れを形成する結果酸
素、炭酸ガスの交換効率が高まる。また、ハウジ
ング１の内断面積がその中央の絞り部１６におい
て急激に変化するためこの部分での酸素ガス流速
が急激に変化し、その結果酸素ガス流速が増長さ
れ、炭酸ガスの移動速度を増長する作用も生じ
る。
束部１４によつて絞り込まれ両端において拡げら
れているため、絞り部１６では中空糸膜５…の充
填率が大きくなるとともに、筒状本体２内部では
各中空糸膜５…が均一に分散する。したがつて、
絞り部１６を形成しない場合に比べ、酸素ガスが
均一に分散する安定した流れを形成する結果酸
素、炭酸ガスの交換効率が高まる。また、ハウジ
ング１の内断面積がその中央の絞り部１６におい
て急激に変化するためこの部分での酸素ガス流速
が急激に変化し、その結果酸素ガス流速が増長さ
れ、炭酸ガスの移動速度を増長する作用も生じ
る。
なお、絞り部１６での中空糸膜５…の充填率は
約60〜80％とすることが望ましいが、この理由は
次の通りである。すなわち、充填率を約60％以下
とすると、拘束部１４によつて絞り込めない部分
が生じ、中空糸膜５…の分布が不均一になつてチ
ヤンネリングを起し、性能を悪くする。さらに、
中空糸束１５を筒状部の中央に位置させるのが困
難になり、加工上の問題となる。一方、充填率を
約80％以上とすると拘束部１４に接する中空糸膜
５…が強く押されて潰れが起き、血液が流れなく
なり、効率の低下を招くのみならずまた残血の原
因となる。さらに、加工上中空糸束１５を挿入す
る際、きつく作業がしにくくなるからである。
約60〜80％とすることが望ましいが、この理由は
次の通りである。すなわち、充填率を約60％以下
とすると、拘束部１４によつて絞り込めない部分
が生じ、中空糸膜５…の分布が不均一になつてチ
ヤンネリングを起し、性能を悪くする。さらに、
中空糸束１５を筒状部の中央に位置させるのが困
難になり、加工上の問題となる。一方、充填率を
約80％以上とすると拘束部１４に接する中空糸膜
５…が強く押されて潰れが起き、血液が流れなく
なり、効率の低下を招くのみならずまた残血の原
因となる。さらに、加工上中空糸束１５を挿入す
る際、きつく作業がしにくくなるからである。
また、筒状本体２内での充填率を約30〜60％と
したが、この理由は充填率を約30％以下とする
と、中空糸膜５…が筒状本体２内で片寄りその結
果、交換効率の低下を招く。また、加工がやりに
くくなる。一方、充填率を約60％以上にすると、
中空糸膜５…同志の密着が起り、やはり性能に悪
い影響を与えるからである。
したが、この理由は充填率を約30％以下とする
と、中空糸膜５…が筒状本体２内で片寄りその結
果、交換効率の低下を招く。また、加工がやりに
くくなる。一方、充填率を約60％以上にすると、
中空糸膜５…同志の密着が起り、やはり性能に悪
い影響を与えるからである。
また、隔壁６，７の外面における充填率は約20
〜40％としたが、この理由は約20％以下とする
と、中空糸膜５…の開口端の分布が加工上不均一
になりやすく、その結果血流分布の不均一、血栓
等の問題が起る。一方、充填率を40％以上にする
と、中空糸膜５…同志の密着が起り、隔壁６，７
の材料であるポツテイング剤が充填されない部分
が現われ、リークの原因となるからである。
〜40％としたが、この理由は約20％以下とする
と、中空糸膜５…の開口端の分布が加工上不均一
になりやすく、その結果血流分布の不均一、血栓
等の問題が起る。一方、充填率を40％以上にする
と、中空糸膜５…同志の密着が起り、隔壁６，７
の材料であるポツテイング剤が充填されない部分
が現われ、リークの原因となるからである。
なお、上記実施例では拘束部１４部分のみをハ
ウジング１の内面から部分的に突き出すようにし
たが、これに限定されず、別部材としてリング状
のものを設けてもよく、あるいは筒状本体中央部
に環状凹部を設けてもよく、また中央部の内径を
最も小さくし、両端側に大きくなるテーパ状に形
成してもよいものである。
ウジング１の内面から部分的に突き出すようにし
たが、これに限定されず、別部材としてリング状
のものを設けてもよく、あるいは筒状本体中央部
に環状凹部を設けてもよく、また中央部の内径を
最も小さくし、両端側に大きくなるテーパ状に形
成してもよいものである。
一方、熱交換器部Ｂは人工肺部Ａのハウジング
１と同一形状の筒状本体２２、それぞれ熱交換用
の媒体導入出口２９および導出口３０を備えた雄
ネジ付取付けカバー２３，２４および血液流出口
３３を有する血液ポート３１を具備してなるハウ
ジング２１を有している。このハウジング２１内
には取付けカバー２３，２４内において両端が同
様にポツテイング材料で形成された隔壁２６，２
７によつて支持された多数の管体２５が相互に離
間した状態でハウジング２１の長手方向に沿つて
並列的に配置されている。隔壁２６，２７は管体
外壁面およびハウジング２１の内面とともに熱交
換用媒体室２８を規定している。管体２５は第２
図に示すように、細管２５ａとプラスチツクチユ
ーブ２５ｂとからなり、細管２５ａは内径１mm乃
至３mm、肉厚0.05mm乃至0.2mm、長さ150mm乃至
300mmで、材質は耐熱性があり、熱伝導率のよい
肉薄にしても湾曲しなくてしかも安価な材質であ
つて、好ましくはステンレスなどの金属がよい。
細管２５ａの両端部に内径が細管２５ａの外径よ
り若干小さくて、肉厚１mm、長さ20mmないし50
mm、シヨアＡ硬度95〜98のシリコーンあるいはポ
リウレタン等からなる硬化性樹脂のプラスチツク
チユーブ２５ｂを５mm位かぶせている。
１と同一形状の筒状本体２２、それぞれ熱交換用
の媒体導入出口２９および導出口３０を備えた雄
ネジ付取付けカバー２３，２４および血液流出口
３３を有する血液ポート３１を具備してなるハウ
ジング２１を有している。このハウジング２１内
には取付けカバー２３，２４内において両端が同
様にポツテイング材料で形成された隔壁２６，２
７によつて支持された多数の管体２５が相互に離
間した状態でハウジング２１の長手方向に沿つて
並列的に配置されている。隔壁２６，２７は管体
外壁面およびハウジング２１の内面とともに熱交
換用媒体室２８を規定している。管体２５は第２
図に示すように、細管２５ａとプラスチツクチユ
ーブ２５ｂとからなり、細管２５ａは内径１mm乃
至３mm、肉厚0.05mm乃至0.2mm、長さ150mm乃至
300mmで、材質は耐熱性があり、熱伝導率のよい
肉薄にしても湾曲しなくてしかも安価な材質であ
つて、好ましくはステンレスなどの金属がよい。
細管２５ａの両端部に内径が細管２５ａの外径よ
り若干小さくて、肉厚１mm、長さ20mmないし50
mm、シヨアＡ硬度95〜98のシリコーンあるいはポ
リウレタン等からなる硬化性樹脂のプラスチツク
チユーブ２５ｂを５mm位かぶせている。
このプラスチツクチユーブ２５ｂは、好ましく
は、管体２５を固定支持する耐圧隔壁２６と化学
的及び物理的性質が近似したものを選んだ方がよ
い。例えば、耐圧隔壁２６にポリウレタンを使用
する時にはプラスチツクチユーブ２５ｂにポリウ
レタンを使用するのがよい。
は、管体２５を固定支持する耐圧隔壁２６と化学
的及び物理的性質が近似したものを選んだ方がよ
い。例えば、耐圧隔壁２６にポリウレタンを使用
する時にはプラスチツクチユーブ２５ｂにポリウ
レタンを使用するのがよい。
隔壁２６にポリウレタンを使用し、プラスチツ
クチユーブ３にポリエチレンを選んだ場合等のよ
うに相互に相容性のないものの場合には、相容性
を付与するためにプラスチツクチユーブの表面処
理をする必要がある。つまり、プラスチツクチユ
ーブ２５ｂの外壁面を薬品処理あるいは火炎処理
して酸化させたり、コロナ放電、プラズマ放電に
より処理する必要がある。
クチユーブ３にポリエチレンを選んだ場合等のよ
うに相互に相容性のないものの場合には、相容性
を付与するためにプラスチツクチユーブの表面処
理をする必要がある。つまり、プラスチツクチユ
ーブ２５ｂの外壁面を薬品処理あるいは火炎処理
して酸化させたり、コロナ放電、プラズマ放電に
より処理する必要がある。
このような多管式熱交換器部Ｂは次のように製
造する。まず、細管２５ａにプラスチツクチユー
ブ２５ｂを被服固着してなる管体２５を用意す
る。好ましくは細管２５ａの両端開口部を面取り
しておく。次に、同じサイズの管体２５を10本乃
至100本を１単位とし、管体の両端が揃う様にし
て束ねる。そして、管体の両端部分に収縮チユー
ブ、例えば、ゴムバンドを巻き固定する。
造する。まず、細管２５ａにプラスチツクチユー
ブ２５ｂを被服固着してなる管体２５を用意す
る。好ましくは細管２５ａの両端開口部を面取り
しておく。次に、同じサイズの管体２５を10本乃
至100本を１単位とし、管体の両端が揃う様にし
て束ねる。そして、管体の両端部分に収縮チユー
ブ、例えば、ゴムバンドを巻き固定する。
尚、プラスチツクチユーブの肉厚を変えること
により管体と管体の間の間隔を自由に変えられ
る。
により管体と管体の間の間隔を自由に変えられ
る。
その後、管体の両端開口部を目止めする。この
目止め作業は後述する型体キヤツプ４０への嵌め
込み以前なら何時行なつてもよい。ただし、プラ
スチツクチユーブ２５ｂの一方が初めから閉封さ
れていれば目止めの必要はない。
目止め作業は後述する型体キヤツプ４０への嵌め
込み以前なら何時行なつてもよい。ただし、プラ
スチツクチユーブ２５ｂの一方が初めから閉封さ
れていれば目止めの必要はない。
次に、たばねた管体をハウジング２１に挿入す
る。そして、第３図に示す様な型体キヤツプ４０
を用意する。この型体キヤツプは、ある一定の型
に成形できるもので、刃物により容易に切断しう
る材質のものが好ましい。該型体キヤツプの小径
筒体部の内径は、たばねた管体の外径と同一で、
該型体キヤツプの大径筒体部４０ａの内径はハウ
ジング２１の取付けカバー２３，２４の外径と同
一とする。この型体キヤツプ４０の小径筒体部４
０ｂで管体を確実に保持しうる様に押し込み、該
型体キヤツプ４０の大径筒体４０ａ端部を取付け
カバー２３，２４端部に被着せしめる。
る。そして、第３図に示す様な型体キヤツプ４０
を用意する。この型体キヤツプは、ある一定の型
に成形できるもので、刃物により容易に切断しう
る材質のものが好ましい。該型体キヤツプの小径
筒体部の内径は、たばねた管体の外径と同一で、
該型体キヤツプの大径筒体部４０ａの内径はハウ
ジング２１の取付けカバー２３，２４の外径と同
一とする。この型体キヤツプ４０の小径筒体部４
０ｂで管体を確実に保持しうる様に押し込み、該
型体キヤツプ４０の大径筒体４０ａ端部を取付け
カバー２３，２４端部に被着せしめる。
後述する様に遠心注入法により硬化性樹脂を外
筒内に流し込む時、硬化性樹脂が漏れない様に型
体キヤツプを取りつけた外筒の両端部を圧縮する
様にして型体キヤツプの外側の形と同じ形を内側
に有する圧縮キヤツプを嵌め込むことが好まし
い。この後、シリコンあるいはポリウレタン等の
硬化性樹脂を遠心注入法により、ハウジング２１
の中心軸を中心にハウジングを15分乃至20分位回
転させながら、両端部側から外筒内に注入する。
該樹脂は遠心力により外筒の両端部に流される。
そして樹脂が硬化することにより該管体の両端部
を該外筒の両端開口部で固定支持する耐圧隔壁２
６，２７が作られる。
筒内に流し込む時、硬化性樹脂が漏れない様に型
体キヤツプを取りつけた外筒の両端部を圧縮する
様にして型体キヤツプの外側の形と同じ形を内側
に有する圧縮キヤツプを嵌め込むことが好まし
い。この後、シリコンあるいはポリウレタン等の
硬化性樹脂を遠心注入法により、ハウジング２１
の中心軸を中心にハウジングを15分乃至20分位回
転させながら、両端部側から外筒内に注入する。
該樹脂は遠心力により外筒の両端部に流される。
そして樹脂が硬化することにより該管体の両端部
を該外筒の両端開口部で固定支持する耐圧隔壁２
６，２７が作られる。
更に、外筒両端から圧縮キヤツプを外し、管体
を固定支持している耐圧隔壁と型体を外筒の軸方
向に対し垂直に切断し、管体の両端を開口させ
る。
を固定支持している耐圧隔壁と型体を外筒の軸方
向に対し垂直に切断し、管体の両端を開口させ
る。
耐圧隔壁に固定支持されている管体の細管が金
属である場合には、プラスチツクチユーブ部分を
切断すれば、金属は切断されず、したがつてバリ
も生じない。
属である場合には、プラスチツクチユーブ部分を
切断すれば、金属は切断されず、したがつてバリ
も生じない。
次に血液ポート３１をハウジング２１の一端部
の取付カバー２３にネジリング４２で結合する。
の取付カバー２３にネジリング４２で結合する。
尚、型体キヤツプ４０の内面にあらかじめ硬化
性樹脂と非接着性を有する物質をコートしておく
と耐圧隔壁２６，２７から型体キヤツプ４０を容
易に取外すことができるので、あえて型体キヤツ
プを被着したまま切断しなくてすむ。
性樹脂と非接着性を有する物質をコートしておく
と耐圧隔壁２６，２７から型体キヤツプ４０を容
易に取外すことができるので、あえて型体キヤツ
プを被着したまま切断しなくてすむ。
例えば、硬化性樹脂がポリウレタンの場合に
は、型体キヤツプの内面にフツソ系樹脂をコート
しておけばよい。
は、型体キヤツプの内面にフツソ系樹脂をコート
しておけばよい。
以上の構成でなる人工肺部Ａと熱交換器部Ｂと
は、第１図にも示されているように該第２の隔壁
６と該第３の隔壁２６とを離間して向い合せて２
つの隔壁間に、円板状の空間である血液室を形成
させている。より具体的に述べると、第２の隔壁
６の中空糸の存在しない部分および第３の隔壁２
４の管体の存在しない部分に接触する環状支持体
とにより血液室３８が形成されている。そして、
人工肺部Ａと熱交換器部Ｂに設けられている取付
けカバー４，２４には、第１図に示すように、互
いに逆方向のネジが形成されている。そして、こ
れら取付けカバー４，２４は両側にＯリング３
４，３５を載置してなる支持体３７を介してそれ
らの間に血液室３８が形成されるようにその外部
から接続ネジリング３６によつて接続されてい
る。
は、第１図にも示されているように該第２の隔壁
６と該第３の隔壁２６とを離間して向い合せて２
つの隔壁間に、円板状の空間である血液室を形成
させている。より具体的に述べると、第２の隔壁
６の中空糸の存在しない部分および第３の隔壁２
４の管体の存在しない部分に接触する環状支持体
とにより血液室３８が形成されている。そして、
人工肺部Ａと熱交換器部Ｂに設けられている取付
けカバー４，２４には、第１図に示すように、互
いに逆方向のネジが形成されている。そして、こ
れら取付けカバー４，２４は両側にＯリング３
４，３５を載置してなる支持体３７を介してそれ
らの間に血液室３８が形成されるようにその外部
から接続ネジリング３６によつて接続されてい
る。
発明の具体的作用
以上の構成でなるこの発明の熱交換器内蔵中空
糸型人工肺は、血液の体外循環回路中に組み込ま
れ、別個に組み込まれた従来の熱交換器および人
工肺と同じ作用を果す。すなわち、血液は血液ポ
ンプ（図示せず）によつて血液導入口１３から導
入され、血液流入室１２を通つて各中空糸膜５内
を通過し、その間にガス導入口９から酸素室１６
内に導入された酸素が付与され、炭酸ガスが排出
され、血液室３８に至る。酸素室１６内の酸素は
炭酸ガスとともに導出口１０より排出される。
糸型人工肺は、血液の体外循環回路中に組み込ま
れ、別個に組み込まれた従来の熱交換器および人
工肺と同じ作用を果す。すなわち、血液は血液ポ
ンプ（図示せず）によつて血液導入口１３から導
入され、血液流入室１２を通つて各中空糸膜５内
を通過し、その間にガス導入口９から酸素室１６
内に導入された酸素が付与され、炭酸ガスが排出
され、血液室３８に至る。酸素室１６内の酸素は
炭酸ガスとともに導出口１０より排出される。
血液室３８に達した血液はそこから各管体２５
内を通過し、その間に媒体導入口２９から媒体室
２８内に導入された熱交換用媒体例えば温水また
は冷水によつて加温または冷却されて血液流出室
３２に至り、血液導出口３３から血液循環回路を
介して患者の体内へ戻される。媒体室２８内の媒
体は媒体導出口３０より排出される。
内を通過し、その間に媒体導入口２９から媒体室
２８内に導入された熱交換用媒体例えば温水また
は冷水によつて加温または冷却されて血液流出室
３２に至り、血液導出口３３から血液循環回路を
介して患者の体内へ戻される。媒体室２８内の媒
体は媒体導出口３０より排出される。
なお、所望に応じて、血液の流れを逆にするこ
ともできる。その場合、熱交換器Ｂで加熱または
冷却された血液を人工肺Ａで酸素加及び炭酸ガス
排出を行なつた後は患者の体内に戻されることに
なる。
ともできる。その場合、熱交換器Ｂで加熱または
冷却された血液を人工肺Ａで酸素加及び炭酸ガス
排出を行なつた後は患者の体内に戻されることに
なる。
Ｖ 発明の具体的効果
以上述べたように、この発明は熱交換器を中空
糸型人工肺に内蔵させてなるものであり、これら
両者を接続するための回路チユーブが不要となる
のでプライミング量を減少することができる。ま
た、プライミング時の泡抜きも人工肺および熱交
換器を個々に順を追つておこなう必要がなく、１
回の操作で済む。それ故、血液回路の組立てや泡
抜きのための時間が節約できる。しかも、人工肺
と熱交換器の接続誤りも皆無となる。
糸型人工肺に内蔵させてなるものであり、これら
両者を接続するための回路チユーブが不要となる
のでプライミング量を減少することができる。ま
た、プライミング時の泡抜きも人工肺および熱交
換器を個々に順を追つておこなう必要がなく、１
回の操作で済む。それ故、血液回路の組立てや泡
抜きのための時間が節約できる。しかも、人工肺
と熱交換器の接続誤りも皆無となる。
第１図はこの発明に従う熱交換器内蔵中空糸型
人工肺の断面図、第２図は第１図に示す熱交換器
部の端部の断面図、第３図は第１図に示す熱交換
器部の製造に用いられる型体キヤツプの斜視図。 １，２１…ハウジング、４，２４…取付けカバ
ー、５…中空糸膜、６，７，２６，２７…隔壁、
８…酸素室、９…酸素導入口、１０…酸素導出
口、１１，３１…血液ポート、１４…拘束部、１
５…中空糸束、１６…絞り部、２５…管体、２５
ａ…細管、２５ｂ…プラスチツクチユーブ、２８
…媒体室、２９…媒体導入口、３０…媒体導出
口、３４，３５…Ｏリング、３６…接続ネジリン
グ、３８…血液室。
人工肺の断面図、第２図は第１図に示す熱交換器
部の端部の断面図、第３図は第１図に示す熱交換
器部の製造に用いられる型体キヤツプの斜視図。 １，２１…ハウジング、４，２４…取付けカバ
ー、５…中空糸膜、６，７，２６，２７…隔壁、
８…酸素室、９…酸素導入口、１０…酸素導出
口、１１，３１…血液ポート、１４…拘束部、１
５…中空糸束、１６…絞り部、２５…管体、２５
ａ…細管、２５ｂ…プラスチツクチユーブ、２８
…媒体室、２９…媒体導入口、３０…媒体導出
口、３４，３５…Ｏリング、３６…接続ネジリン
グ、３８…血液室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１のハウジングと、このハウジング内にお
いて相互に離間した状態で前記第１のハウジング
の長手方向に沿つて並列配置された複数本のガス
交換用中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記中空
糸膜をその開口を閉塞しない状態でかつ周縁部に
中空糸が存在しない部分を有するように両端部に
おいて液密に支持しかつ前記第１のハウジングの
内壁および前記中空糸膜の外壁面とともに酸素室
を構成する第１および第２の隔壁と、前記酸素室
と連通する酸素導入口および酸素導出口と、前記
第１の隔壁側外部において前記各中空糸膜の内部
空間と連通する第１の血液流通口とからなる中空
糸型人工肺部、および第２のハウジングと、この
ハウジング内において相互に離間した状態で前記
第２のハウジングの長手方向に沿つて並列配置さ
れた複数本の管体と、前記管体をその開口を閉塞
しない状態でかつ周縁部に前記管体が存在しない
部分を有するように両端部において液密に支持し
かつ前記ハウジングの内壁および前記管体の外壁
面とともに熱交換用媒体室を構成する第３および
第４の隔壁と、前記媒体室と連通する熱交換用媒
体導入口および媒体導出口と、前記第４の隔壁側
外部において前記管体の内部空間と連通する第２
の血液流通口とからなる多管式熱交換器部よりな
り、前記第２の隔壁と第３の隔壁との間で血液室
を構成するように前記第２の隔壁と第３の隔壁を
離間して、前記人工肺部と熱交換器部とを前記第
１および第２のハウジングの軸が同軸的になるよ
うに接続してなることを特徴とする熱交換器内蔵
中空糸型人工肺。 ２ 第１および第２のハウジングがそれぞれ同一
径の接続端部を有し、この接続端部に互いに逆方
向のネジを形成してなり、第１および第２のハウ
ジングをＯリングを介して前記接続端部の外側に
おいて接続ネジリングによつて接続してなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱交換
器内蔵中空糸型人工肺。 ３ 中空糸膜がポリオレフインで形成されている
特許請求の範囲第１項または第２項記載の熱交換
器内蔵中空糸型人工肺。 ４ 中空糸膜が約200ないし約2000Åの平均孔径
を有し、かつ約20ないし80％の空孔率を有する特
許請求の範囲第３項記載の熱交換器内蔵中空糸型
人工肺。 ５ 第１ハウジングの内壁に中空糸膜束をその長
手方向の中間部において絞る拘束部を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
のいずれかに記載の熱交換器内蔵中空糸型人工
肺。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55115868A JPS5739854A (en) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | Hollow fiber type artificial lung building in heat exchanger |
| US06/292,941 US4376095A (en) | 1980-08-25 | 1981-08-14 | Hollow fiber-type artificial lung having enclosed heat exchanger |
| CA000384216A CA1158510A (en) | 1980-08-25 | 1981-08-19 | Hollow fiber-type artificial lung having enclosed heat exchanger |
| AU74326/81A AU533962B2 (en) | 1980-08-25 | 1981-08-19 | Hollow fiber-type artificial lung |
| DE8181106521T DE3172992D1 (en) | 1980-08-25 | 1981-08-21 | Hollow fiber-type artificial lung having enclosed heat exchanger |
| EP81106521A EP0046583B1 (en) | 1980-08-25 | 1981-08-21 | Hollow fiber-type artificial lung having enclosed heat exchanger |
| BE0/205763A BE890078A (fr) | 1980-08-25 | 1981-08-25 | Poumon artificiel du type a fibres creuses a echangeur de chaleur incorpore |
| IT23632/81A IT1137645B (it) | 1980-08-25 | 1981-08-25 | Polmone artificiale del tipo a fibre cave,con incorporato scambiatore di calore |
| ES504943A ES504943A0 (es) | 1980-08-25 | 1981-08-25 | Pulmon artificial del tipo de fibras huecas que lleva incor-porado un termointercambiador |
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JPS5739854A (ja) |
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| CA (1) | CA1158510A (ja) |
| DE (1) | DE3172992D1 (ja) |
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