JP4874088B2 - 人工肺 - Google Patents
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Description
(1) ハウジングと、
前記ハウジング内に収納され、ガス交換機能を有する中空糸膜が多数本集積された中空糸膜束と、
前記各中空糸膜の内腔をガス流路として、当該ガス流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられたガス流入部およびガス流出部と、
前記各中空糸膜の外側を血液流路として、当該血液流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられた血液流入部および血液流出部と、
前記中空糸膜束の前記血液流出部側に設置され、血液中の気泡を捕捉する機能を有するフィルタ部材を備えた気泡除去手段とを有する人工肺であって、
前記血液流出部は、前記ハウジングの内面と前記フィルタ部材との間に形成される血液流出側開口部と、前記ハウジングから突出する管状の血液流出口とを有するとともに、前記血液流出口の前記ハウジング側端部の近傍に、流路の横断面積が増大する流路拡大部を有し、前記血液流出側開口部と前記血液流出口とが前記流路拡大部を介して連通しており、
前記フィルタ部材を通過した血液は、前記流路拡大部でその流速を減速して前記血液流出口に至るよう構成されていることを特徴とする人工肺。
前記ハウジングは、円筒状をなす胴部を有し、前記流路拡大部は、前記胴部の内周面の周方向の一部に形成されているのが好ましい。
前記フィルタ部材は、1枚または2枚以上のシート状のもので構成されているのが好ましい。
前記気泡除去手段は、さらに、気泡を構成する気体を前記ハウジング外へ排気する排気口を備える構成のものが好ましい。
<第1実施形態>
図1は、本発明の人工肺の第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1中のA−A線断面図(断面側面図)、図3は、図1に示す人工肺における人工肺部の横断面図(断面上面図)、図4は、図2中の右側下部(中空糸膜束、フィルタ部材および排気用中空糸膜層の固定部)の拡大断面図である。なお、図1および図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、左側を「血液流入側」または「上流側」、右側を「血液流出側」または「下流側」として説明する。
図5は、本発明の人工肺の第2実施形態を示す縦断面図(断面側面図)である。
図5に示す人工肺1’は、角筒状ハウジング本体21(ハウジング2)の下流側の壁部211が、角筒状ハウジング本体21の中心軸に対して傾斜している。すなわち、人工肺1’は、角筒状ハウジング本体21の横断面積が図5中の下方(流路拡大部281)に向って漸増している。このため、角筒状ハウジング本体21の内面(壁部211)とフィルタ部材41との間に形成された間隙の間隙距離、すなわち、血液流出側開口部25の間隙距離tが流路拡大部281に向かって(下流側に向かって)漸増(増大)するものとなる。
なお、この間隙距離tは、下流側(下方)に向かって段階的に増加してもよい。
このような血液流出側開口部25の間隙距離tが増大した部分(下方側の部分)は、血液流出側開口部25Aの流路横断面積が拡大しているものであるため、後述する第7実施形態における第1拡大部282Aと同様の機能を発揮する。
図6は、本発明の人工肺の第3実施形態を示す平面図、図7は、図6に示す人工肺を矢印B側から見た図(左側面図)、図8は、図7中のC−C線断面図、図9は、図7中のD−D線断面図、図10は、図6中のE−E線断面図、図11は、図9中の右側上部(中空糸膜束、フィルタ部材および排気用中空糸膜層の固定部)の拡大断面図である。なお、図6、図8および図9中の左側を「左」または「左方」、右側を「右」または「右方」という。また、図6〜図8、図10および図11中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」という。また、図6〜図11中、人工肺の内側を「血液流入側」または「上流側」、外側を「血液流出側」または「下流側」として説明する。
以下、これらの図を参照して本発明の人工肺の第3実施形態について説明するが、前述した各実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明および図示を省略する。
図示の実施形態の人工肺10は、全体形状(外形形状)がほぼ円柱状をなしている。この人工肺10は、内側に設けられ、前記第1実施形態の熱交換部1Bとほぼ同様の構成の熱交換部(熱交換器)10Bと、熱交換部10Bの外周側に設けられ、血液に対しガス交換を行う人工肺部10Aと備える熱交換器付き人工肺である。
また、各中空糸膜421の両端部(上端部および下端部)は、それぞれ、各中空糸膜31と同様に、隔壁8および9により円筒状ハウジング本体21Aの内面に対し固定されている(図8および図9参照)。
図12は、本発明の人工肺の第4実施形態を示す横断面図である。
図13は、本発明の人工肺の第5実施形態を示す縦断面図(断面側面図)である。
以下、この図を参照して本発明の人工肺の第5実施形態について説明するが、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明および図示を省略する。
図14は、本発明の人工肺の第6実施形態を示す縦断面図(断面側面図)である。
以下、この図を参照して本発明の人工肺の第6実施形態について説明するが、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明および図示を省略する。
図15は、本発明の人工肺の第7実施形態を示す縦断面図(断面側面図)、図16は、第7実施形態の人工肺における円筒状ハウジング本体の斜視図である。
なお、以上のような血液に対するガス交換、その後の血液の流れ、血液中の気泡の除去および排出の作用等については、排気用中空糸膜層を持たない他の実施形態(第5、第6、第8、第9および第10実施形態)についても同様である。
図17は、本発明の人工肺の第8実施形態を示す横断面図である。
以下、この図を参照して本発明の人工肺の第8実施形態について説明するが、前述した第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明および図示を省略する。
図18は、本発明の人工肺の第9実施形態を示す横断面図である。
以下、この図を参照して本発明の人工肺の第9実施形態について説明するが、前述した第4実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明および図示を省略する。
図19は、本発明の人工肺の第10実施形態を示す横断面図である。
以下、この図を参照して本発明の人工肺の第10実施形態について説明するが、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明および図示を省略する。
第1拡大部282Aの幅Wや、t1/t、t1−tなどの好ましい値については、前記実施形態7で述べたのと同様である。
(実施例1)
図15および図16に示す構成の人工肺(第7実施形態)であって、円筒状ハウジング本体(外筒)および中空糸膜束のサイズが異なる3種(品種1,2,3)の人工肺を製造した。人工肺の構造の詳細は、表1に示す。
図19に示す構成の人工肺(第10実施形態)である品種4を製造した。人工肺の構造の詳細は、表1に示す。
比較例の人工肺として、テルモ(株)から市販されているCapiox(「Capiox」は登録商標)RX25(品種5),RX15(品種6),RX05(品種7)を用いた。これらには、排気用中空糸膜層およびフィルタ部材は存在しない。
中空糸膜束の外周面に実施例1で用いたのと同じフィルタ部材を設置した以外は、比較例1の品種5と同様の人工肺(品種8)を製造した。比較例2の人工肺の条件を下記表1に示す。
実施例1、2および比較例1、2の各人工肺(品種1〜8)に対し、次に示す気泡除去性能試験を行った。
気泡数:気泡検出器で測定した気泡を気泡径10μmごとの範囲に分け、それぞれの気泡の数を集計した。
1A、10A 人工肺部
1B、10B 熱交換部(熱交換器)
2、2A ハウジング
21 角筒状ハウジング本体
21A 円筒状ハウジング本体
211 壁部
22、22A 第1のヘッダー
221、221a 第1の部屋
222 仕切部
223 小空間
23、23A 第2のヘッダー
231、231a 第2の部屋
232 仕切部
233 小空間
24、24A 血液流入側開口部
25、25A 血液流出側開口部
26 ガス流入ポート
261 ガス流入室
27 ガス流出ポート
271 ガス流出室
28 血液流出ポート(血液流出口)
281 流路拡大部
280 外側の内面
282 流路拡大部
282A 第1拡大部
282B 第2拡大部
29 排気ポート(排気口)
201 血液流入ポート
202 熱媒体流入ポート
203 熱媒体流出ポート
3、3A 中空糸膜束
31 中空糸膜
32 ガス流路(中空糸膜の内腔)
33 血液流路
4、4A 気泡除去手段
41、41A フィルタ部材
42、42A 排気用中空糸膜層
421 中空糸膜(排気用中空糸膜)
422 ガス流路
5、5A 熱交換器ハウジング
50 血液室
51 血液流入ポート
52 熱媒体流入ポート
53 熱媒体流出ポート
54 熱交換体
55 熱媒体室形成部材
56 区画壁
57 流入側熱媒体室
58 流出側熱媒体室
59a 開口
59b 開口
59c 開口
7 固着部
8、9 隔壁
t 間隙距離
t1 間隙距離
tmin 最小間隙距離
tmax 最大間隙距離
C オフセット
Claims (6)
- ハウジングと、
前記ハウジング内に収納され、ガス交換機能を有する中空糸膜が多数本集積された中空糸膜束と、
前記各中空糸膜の内腔をガス流路として、当該ガス流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられたガス流入部およびガス流出部と、
前記各中空糸膜の外側を血液流路として、当該血液流路の上流側および下流側にそれぞれ設けられた血液流入部および血液流出部と、
前記中空糸膜束の前記血液流出部側に設置され、血液中の気泡を捕捉する機能を有するフィルタ部材を備えた気泡除去手段とを有する人工肺であって、
前記血液流出部は、前記ハウジングの内面と前記フィルタ部材との間に形成される血液流出側開口部と、前記ハウジングから突出する管状の血液流出口とを有するとともに、前記血液流出口の前記ハウジング側端部の近傍に、流路の横断面積が増大する流路拡大部を有し、前記血液流出側開口部と前記血液流出口とが前記流路拡大部を介して連通しており、
前記フィルタ部材を通過した血液は、前記流路拡大部でその流速を減速して前記血液流出口に至るよう構成されていることを特徴とする人工肺。 - 前記フィルタ部材は、メッシュ状をなすものである請求項1に記載の人工肺。
- 前記血液流出側開口部の下流側において、前記ハウジングの内面と前記フィルタ部材との間隙距離が連続的または段階的に増大している部位を有する請求項1または2に記載の人工肺。
- 前記流路拡大部は、上流側の第1拡大部と、これに続く第2拡大部とを有するものである請求項1ないし3のいずれかに記載の人工肺。
- 前記第1拡大部は、前記ハウジングの長手方向のほぼ全長に渡って形成された溝で構成されるものである請求項4に記載の人工肺。
- 前記流路拡大部は、前記ハウジングの長手方向のほぼ全長に渡って形成された溝で構成される第1拡大部を有する請求項1ないし3のいずれかに記載の人工肺。
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