JPH1147268A

JPH1147268A - 中空糸膜型人工肺

Info

Publication number: JPH1147268A
Application number: JP9225875A
Authority: JP
Inventors: Masanari Naraoka; 巨業奈良岡; Kazuhiko Takeuchi; 和彦竹内
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-23
Also published as: EP0895786A1

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力損失、ガス交換効率、血液の偏流の改善
のいずれをも満足することができる中空糸膜型人工肺を
提供するものである。【解決手段】中空糸膜型人工肺１は、筒状中空糸膜束
２と、この膜束２を収納するハウジング３と、膜束２の
両端部をハウジング３に固定する隔壁５，６と、ハウジ
ング内に形成された血液室７と連通する血液流入口８お
よび血液流出口９ａ，９ｂと、ガス流入口１１およびガ
ス流出口１２とを有する。そして、筒状中空糸膜束２
は、筒状中空糸膜束２の外側面と内側面間により形成さ
れる筒状空間に対する中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、
筒状中空糸膜束２の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）を満たすものとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体外血液循環にお
いて、血液中の二酸化炭素を除去し、血液中に酸素を添
加するための中空糸膜型人工肺に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工肺としては、膜型人工肺が一般的と
なってきた。膜型人工肺は主に中空糸膜を用い、その中
空糸膜を介して血液のガス交換を行うものである。人工
肺への血液の流入方式として、中空糸膜の内側に血液を
流し、中空糸膜の外側にガスを流す内部還流方式と、逆
に血液を中空糸膜外側へ流し、ガスを中空糸膜の内側へ
流す外部還流方式とがある。前者は血液を循環する際の
圧力損失が大きい事が知られている。これに対し後者は
圧力損失で前者より有利である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年遠心式のポンプや
拍動流ポンプが普及してきており、これらのポンプにて
体外循環が行えるためには、人工肺の圧力損失は小さい
事が望ましい。しかし、外部還流方式の人工肺では、血
液が流れる流路が自由に取れるため、血液の偏流が生じ
易く、中空糸膜の充填率を高くし、ガス交換効率や血液
の偏流の改善を図ろうとすると、圧力損失が増加する。
そこで、本発明の目的は、血液外部還流型の人工肺にお
いて、圧力損失、ガス交換効率、血液の偏流の改善のい
ずれをも満足することができる中空糸膜型人工肺を提供
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するもの
は、多数のガス交換用中空糸膜からなる筒状中空糸膜束
と、該筒状中空糸膜束を収納するハウジングと、前記中
空糸膜の両端を開口した状態で、前記筒状中空糸膜束の
両端部を前記ハウジングに固定する隔壁と、前記ハウジ
ング内に形成された血液室と連通する血液流入口および
血液流出口と、前記中空糸膜内部と連通するガス流入口
およびガス流出口とを有する中空糸膜型人工肺であっ
て、前記筒状中空糸膜束は、実質的に均一な厚さ（ｘ）
を有し、かつ、該筒状中空糸膜束の外側面と内側面間に
より形成される筒状空間に対する中空糸膜の充填率
（ｙ：％）と、前記筒状中空糸膜束の厚さ（ｘ：ｍｍ）
との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）を満たすものとなっている中空糸膜型人工肺である。

【０００５】さらに、前記筒状中空糸膜束は、該筒状中
空糸膜束の外側面と内側面間により形成される筒状空間
に対する中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、前記筒状中空
糸膜束の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、下記式５０≦ｙ≦７５（式４）を満たすものであることが好ましい。

【０００６】さらに、前記筒状中空糸膜束は、該筒状中
空糸膜束の外側面と内側面間により形成される筒状空間
に対する中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、前記筒状中空
糸膜束の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８２（式５）ｙ≧−０．８５ｘ＋７４（式６）５≦ｘ≦３１（式３）５０≦ｙ≦７５（式４）を満たすものであることが好ましい。

【０００７】さらに、前記筒状中空糸膜束は、該筒状中
空糸膜束の外側面と内側面間により形成される筒状空間
に対する中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、前記筒状中空
糸膜束の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８２（式５）ｙ≧−０．８５ｘ＋７４（式６）５≦ｘ≦３１（式３）５３≦ｙ≦７３（式７）を満たすものであることが好ましい。

【０００８】また、前記ハウジングは、例えば、側面に
血液流通用開口を有する内側筒状部材と、該内側筒状部
材を収納する外側筒状部材とを備え、前記筒状中空糸膜
束は前記内側筒状部材と前記外側筒状部材間に収納され
ており、さらに、前記ハウジングは、前記内側筒状部材
内と連通する血液流入口または血液流出口の一方と、前
記外側筒状部材内部と連通する血液流入口または血液流
出口の他方とを備えているものである。そして、前記筒
状中空糸膜束は、前記側面に血液流通用開口を有する内
側筒状部材の外面に巻き付けられていることが好まし
い。さらに、前記中空糸膜束と前記外側筒状部材との間
には筒状空間が形成されていることが好ましい。さら
に、前記中空糸膜束は、前記中空糸膜が、１本あるいは
複数本同時に、且つすべての中空糸膜が実質的に一定の
間隔となるように前記内側筒状部材に巻きつけられるこ
とにより形成されたものであることが好ましい。そし
て、前記中空糸膜と該中空糸膜と実質的に平行となって
いる隣り合う中空糸膜との距離は、中空糸膜の外径の１
／１０〜１／１となっていることが好ましい。

【０００９】さらに、前記中空糸膜束は、前記中空糸膜
が、１本あるいは複数本同時に、且つすべての中空糸膜
が実質的に一定の間隔となるように前記内側筒状部材に
巻きつけられることにより形成されたものであるととも
に、該中空糸膜を前記内側筒状部材上に巻き付ける際
に、該内側筒状部材を回転させるための回転体と該中空
糸膜を編み込むためのワインダーとが、下記式８トラバース［ｍｍ／ｌｏｔ］・ｎ（整数）＝トラバース振り幅・２±（ファイバー外径＋間隔）・巻き着け本数（式８）で動くことによって前記内側筒状部材に巻きつけられる
ことにより形成されたものであることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】そこで、本発明の中空糸膜型人工
肺について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の
中空糸膜型人工肺の一実施例を示す断面図であり、図２
は、図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の中空糸膜型
人工肺１は、多数のガス交換用中空糸膜からなる筒状中
空糸膜束２と、筒状中空糸膜束２を収納するハウジング
３と、中空糸膜の両端を開口した状態で、筒状中空糸膜
束２の両端部をハウジング３に固定する隔壁５，６と、
ハウジング３内に形成された血液室７と連通する血液流
入口８および血液流出口９ａ，９ｂと、中空糸膜内部と
連通するガス流入口１１およびガス流出口１２とを有す
る。そして、筒状中空糸膜束２は、実質的に均一な厚さ
（ｘ：ｍｍ）を有し、かつ、筒状中空糸膜束２の外側面
（筒状外側面）と内側面（筒状内側面）間により形成さ
れる筒状空間（ｚ）に対する中空糸膜の充填率（ｙ：
％）と、筒状中空糸膜束２の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係
が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）を満たすものとなっている。

【００１１】図１および図２に示す実施例の中空糸膜型
人工肺１では、ハウジング３は、側面に多数の血液流通
用開口３２を有する内側筒状部材３１と、この内側筒状
部材３１を収納する外側筒状部材３３とを備え、筒状中
空糸膜束２は内側筒状部材３１と外側筒状部材３３間に
収納されており、さらに、ハウジング３は、内側筒状部
材内と連通する血液流入口または血液流出口の一方と、
外側筒状部材内部と連通する血液流入口または血液流出
口の他方とを備えている。

【００１２】具体的には、この実施例の人工肺１では、
ハウジング３は、外側筒状部材３３、内側筒状部材３
１、さらにこの内側筒状部材内に収納され、先端が内側
筒状部材内で開口する内筒体３５を備える。内筒体３５
の一端（下端）には、血液流入口８が形成されており、
外側筒状部材の側面には、外方に延びる２つの血液流出
口９ａ，９ｂが形成されている。なお、血液流出口は、
一つであってもよい。

【００１３】そして、筒状中空糸膜束２は、内側筒状部
材３１の外面に巻き付けられている。つまり、内側筒状
部材３１が筒状中空糸膜束２のコアとなっている。内側
筒状部材３１の内部に収納された内筒体３５は、先端部
が第１の隔壁５付近にて開口している。また、内側筒状
部材３１より、突出する下端部に血液流入口８が形成さ
れている。

【００１４】そして、内筒体３５、中空糸膜束２が外面
に巻き付けられた内側筒状部材３１、さらに、外側筒状
部材３３は、それぞれがほぼ同心的に配置されている。
そして、中空糸膜束２が外面に巻き付けられた内側筒状
部材３１の一端（上端）および外側筒状部材３３の一端
（上端）は、第１の隔壁５により、両者の同心的位置関
係が維持されるとともに、内側筒状部材内部および外側
筒状部材３３と中空糸膜の外面との間により形成される
空間が外部と連通しない液密状態となっている。

【００１５】また、内筒体３５の血液流入口８より若干
上方となる部分、中空糸膜束２が外面に巻き付けられた
内側筒状部材３１の他端（下端）および外側筒状部材３
３の他端（下端）は、第２の隔壁６により、両者の同心
的位置関係が維持されるとともに、内筒体３５と内側筒
状部材内部間に形成される空間および外側筒状部材３３
と中空糸膜の外面との間により形成される空間が外部と
連通しない液密状態となっている。また、隔壁５，６
は、ポリウレタン、シリコーンゴムなどのポッティング
剤で形成される。

【００１６】よって、この実施例の人工肺１では、内筒
体３５の内部により形成される血液流入部７ａ、内筒体
３５と内側筒状部材間に形成される実質的に筒状空間と
なっている第１の血液室７ｂ、中空糸膜束２と外側筒状
部材３３との間に形成される実質的に筒状空間となって
いる第２の血液室７ｃを備え、これらにより血液室７が
形成されている。

【００１７】そして、血液流入口８から流入した血液
は、血液流入部７ａ内に流入し、内筒体３５（血液流入
部７ａ）内を上昇し、内筒体３５の上端３５ａ（開口
端）より流出し、第１の血液室７ｂ内に流入し、内側筒
状部材３１に形成された開口３２を通過して、中空糸膜
に接触し、ガス交換がなされた後、第２の血液室７ｃに
流入し、血液流出口９ａ，９ｂより流出する。

【００１８】また、外側筒状部材３３の一端には、ガス
流入口１１を備えるガス流入用部材４１が固定されてお
り、同様に、外側筒状部材３３の他端には、ガス流出口
１２を有するガス流出部材４２が固定されている。な
お、内筒体３５の血液流入口８は、このガス流出部材４
２を貫通して外部に突出している。外側筒状部材３３と
しては、円筒体、多角筒、断面が楕円状のものなどが使
用できる。好ましくは円筒体である。また、外側筒状部
材の内径は、３２〜１６４ｍｍ程度が好適であり、有効
長（全長のうち隔壁に埋もれていない部分の長さ）は、
１０〜７３０ｍｍ程度が好適である。

【００１９】また、内側筒状部材３１としては、円筒
体、多角筒、断面が楕円状のものなどが使用できる。好
ましくは円筒体である。また、内側筒状部材の外径は、
２０〜１００ｍｍ程度が好適であり、有効長（全長のう
ち隔壁に埋もれていない部分の長さ）は、１０〜７３０
ｍｍ程度が好適である。そして、内側筒状部材３１は、
側面に多数の血液流通用開口３２を備えている。開口３
２は、筒状部材の必要強度を保持する限り、総面積が大
きいことが好ましい。このような条件を満足するものと
しては、例えば、正面図である図３、図３の縦断面図で
ある図４さらに図３のＢ−Ｂ線断面図である図５に示す
ように、開口３２を筒状部材の外周面に等角度間隔で複
数（例えば、４〜２４個、この実施例では、８個）設け
た環状配置開口を、筒状部材の軸方向に等間隔で複数
（この実施例では、８組）組設けたものが好適である。
さらに、開口形状は、丸、多角形、楕円形などでもよい
が、図３に示すような、長円形状のものが好適である。

【００２０】また、内筒体３５としては、円筒体、多角
筒、断面が楕円状のものなどが使用できる。好ましくは
円筒体である。また、内筒体３５の先端開口と第１の隔
壁５との距離は、２０〜５０ｍｍ程度が好適である。ま
た、内筒体３５の内径は、１０〜３０ｍｍ程度が好適で
ある。

【００２１】そして、内側筒状部材３１の外面には、筒
状中空糸膜束２が巻き付けられている。筒状中空糸膜束
２は、筒状中空糸膜束２の外側面と内側面間により形成
される筒状空間（ｚ）に対する中空糸膜の充填率（ｙ：
％）と、筒状中空糸膜束２の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係
が、下記式を満たすものとなっている。ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）筒状空間（ｚ）は、筒状中空糸膜束２の外側面（筒状外
側面）と内側面（筒状内側面）と隔壁に埋没していない
部分の筒状中空糸膜束の上端と下端間により形成される
空間であり、言換えれば、筒状中空糸膜束のガス交換機
能部分が形成する筒状体の体積を示すものである。

【００２２】そして、中空糸膜束２が、上記条件を満た
すことにより、本発明の人工肺１は、圧力損失、ガス交
換効率、血液の偏流の改善のいずれをも満足するものと
なっている。酸素透過量（ガス交換効率の一つの指標で
ある）が３６０ｍｌ／ｍｉｎ以上で、圧力損失が、８０
ｍｍＨｇ以下、特に、７５ｍｍＨｇ以下であるという条
件を満たすものについて、検討したところ、上記式１な
いし式３の条件を同時に満たすことにより、上記の酸素
透過量ならびに圧力損失の両条件を満たす優れた人工肺
を得ることができた。なお、上記の式１、式２、式３を
満たす範囲は、図６に示すグラフの斜線部分である。

【００２３】さらに、中空糸膜束２が、下記条件を満た
すことが好ましい。５０≦ｙ≦７５（式４）なお、上記の式１、式２、式３および式４を満たす範囲
は、図７に示すグラフの斜線部分である。

【００２４】さらに、中空糸膜束２が、下記条件を満た
すことが好ましい。ｙ≦−０．７５ｘ＋８２（式５）ｙ≧−０．８５ｘ＋７４（式６）５≦ｘ≦３１（式３）５０≦ｙ≦７５（式４）これにより、圧力損失の点において、より優れたものと
なる。なお、上記の式５、式６、式３および式４を満た
す範囲は、図８に示すグラフの斜線部分である。

【００２５】さらに、中空糸膜束２が、下記条件を満た
すことがより好ましい。ｙ≦−０．７５ｘ＋８２（式５）ｙ≧−０．８５ｘ＋７４（式６）５≦ｘ≦３１（式３）５３≦ｙ≦７３（式７）これにより、圧力損失の点において、より優れたものと
なる。なお、上記の式５、式６、式３および式７を満た
す範囲は、図９に示すグラフの斜線部分である。なお、
中空糸膜束２の外径は、３０〜１６２ｍｍが好適であ
る。

【００２６】ガス交換膜としては、多孔質膜が使用され
る。多孔質中空糸膜としては、内径１００〜１０００μ
ｍ、肉厚は５〜２００μｍ、好ましくは１０〜１００μ
ｍ、空孔率は２０〜８０％、好ましくは３０〜６０％、
また細孔径は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０１〜
１μｍのものが好ましく使用できる。また、多孔質膜に
使用される材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラ
フルオロエチレン、セルロースアセテート等の疎水性高
分子材料が用いられる。好ましくは、ポリオレフィン系
樹脂であり、特に好ましくは、ポリプロピレンであり、
延伸法または固液相分離法により壁に微細孔が形成され
たものがより好ましい。なお、中空糸膜束２の厚さは、
１０ｍｍ〜２８ｍｍ（１０≦ｘ≦２８ｍｍ）であること
が好ましい。

【００２７】そして、上記の条件を満たす中空糸膜束２
は、例えば、内側筒状部材３１に中空糸膜を巻き付ける
こと、具体的には、内側筒状部材３１をコアとして、中
空糸膜ボビンを形成させ、形成された中空糸膜ボビンの
両端を、隔壁による固定の後、コアである内側筒状部材
３１とともに中空糸膜ボビンの両端を切断することによ
り、形成することができる。なお、この切断により、中
空糸膜は、隔壁の外面において開口する。特に、中空糸
膜は、１本あるいは複数本同時に、実質的に平行で且つ
隣り合う中空糸膜が実質的に一定の間隔となるように内
側筒状部材３１に巻きつけられることが好ましい。これ
により、血液の偏流がより抑制できる。また、中空糸膜
は、隣り合う中空糸膜との距離が、中空糸膜の外径の１
／１０〜１／１となっていることが好ましい。さらに、
中空糸膜は、隣り合う中空糸膜との距離が、３０μｍ〜
２００μｍが好ましく、特に、好ましくは５０μｍ〜１
８０μｍである。

【００２８】さらに、中空糸膜束２は、中空糸膜が、１
本あるいは複数本（好ましくは、２〜１６本）同時に、
且つ隣り合うすべての中空糸膜が実質的に一定の間隔と
なるように内側筒状部材３１に巻きつけられることによ
り形成されたものであるとともに、中空糸膜を内側筒状
部材上に巻き付ける際に、内側筒状部材３１を回転させ
るための回転体と中空糸膜を編み込むためのワインダー
とが、下記式トラバース［ｍｍ／ｌｏｔ］・ｎ（整数）＝トラバース振り幅・２±（ファイバー外径＋間隔）・巻き着け本数（式８）で動くことによって内側筒状部材３１に巻きつけられる
ことにより形成されたものであることが好ましい。この
ようにすることにより、より血液偏流の形成が少ないも
のとすることができる。この時の巻取り用回転体の回転
数とワインダー往復数の関係であるｎは、１〜５である
べきで、好ましくは２〜４である。

【００２９】なお、上記実施例では、血液が筒状中空糸
膜束２の内側より流入し、中空糸膜束２を通過した血液
が中空糸膜束２の外側に流れた後、人工肺１より流出す
るタイプのものとなっているが、これに限られるもので
はない。これと逆に、血液が筒状中空糸膜束２の外側よ
り流入し、中空糸膜束２を通過した血液が中空糸膜束２
の内側に流れた後、人工肺１より流出するタイプのもの
であってもよい。また、実施例の人工肺１では、筒状中
空糸膜束２の形状を安定させるために、中空糸膜束２を
形成するときにコアとして用いた内側筒状部材３１をそ
のまま利用しているが、内側筒状部材３１は必ずしも設
けなくてもよい。つまり、中空糸膜束形成後に、内側筒
状部材３１を取り外し、筒状中空糸膜束のみとしたもの
を用いてもよい。

【００３０】

【実施例】次に、本発明の中空糸膜型人工肺の具体的実
施例をおよび比較例について説明する。内側筒状部材と
しては、外径が５０ｍｍ、長さが１８８ｍｍのものを用
いた。この内側筒状部材に、内径１９５μｍ、外径２９
５μｍ、空孔率約３５％の多孔質ポリプロピレン中空糸
膜を４本中空糸膜間隔を一定に保って巻き回し、さらに
次に隣接する中空糸膜との中空糸膜間隔も以前に巻かれ
ている中空糸膜間隔と同じとなるようにし、隣り合う中
空糸膜間隔が一定となるように中空糸膜を巻き回し、中
空糸膜ボビンを作成した。そして、外側筒状部材３３内
にこの中空糸膜ボビンを収納し、一端をポッテイング剤
により固定した後切断し、さらに、中空糸膜ボビンの内
部に内筒体３５を挿入した後、他端をポッテイング剤に
より固定し、内筒体を中心にして回転させながら、内筒
体を切断することなく、固定された中空糸膜ボビンの他
端を切断した。そして、ガス流入部材およびガス流出部
材を取付け、図１に示すような形態の筒状中空糸膜束を
備える人工肺を作成した。なお、各条件を変更すること
により、実施例と比較例の人工肺を作成した。条件は、
表に示す通りである。なお、膜面積は、すべて２．５ｍ
²となるようにした。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】

【表５】

【００３６】

【表６】

【００３７】なお、実施例、比較例ともに、また巻き取
り用の回転体と編み込み用のワインダーは、上記式８を
満たすものとした。なお、巻取り用回転体の回転数とワ
インダー往復数の関係ｎは、４とした。

【００３８】（実験）上記のようにして作成した実施例
および比較例の人工肺について、牛血を用いて以下の実
験を行った。なお、牛血は、ＡＭＭＩ（Ａｓｓｏｃｉａ
ｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＡｄｖａｎｃｅｏｆＭ
ｅｄｉｃａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ）で定
めるところの標準静脈血を用い、これに抗凝固剤を添加
したものを各人工肺に流量７Ｌ／ｍｉｎで還流した。そ
して、それぞれの人工肺について、血液流入口付近およ
び血液流出口付近で採血を行い、血液ガス分析装置にて
酸素ガス分圧、二酸化炭素分圧、ｐＨ等を求め、酸素移
動量、二酸化炭素移動量を求めた。また、血液流量７Ｌ
／ｍｉｎにおける圧力損失を測定した。結果は、以下に
示す表の通りであった。

【００３９】

【表７】

【００４０】

【表８】

【００４１】

【表９】

【００４２】

【表１０】

【００４３】

【表１１】

【００４４】

【表１２】

【００４５】

【発明の効果】本発明の中空糸膜型人工肺は、多数のガ
ス交換用中空糸膜からなる筒状中空糸膜束と、該筒状中
空糸膜束を収納するハウジングと、前記中空糸膜の両端
を開口した状態で、前記筒状中空糸膜束の両端部を前記
ハウジングに固定する隔壁と、前記ハウジング内に形成
された血液室と連通する血液流入口および血液流出口
と、前記中空糸膜内部と連通するガス流入口およびガス
流出口とを有する中空糸膜型人工肺であって、前記筒状
中空糸膜束は、実質的に均一な厚さ（ｘ）を有し、か
つ、該筒状中空糸膜束の外側面と内側面間により形成さ
れる筒状空間（ｚ）に対する中空糸膜の充填率（ｙ：
％）と、前記筒状中空糸膜束の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関
係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）を満たすものとなっているので、この人工肺は、圧力損
失、ガス交換効率の点において十分な機能を備え、さら
に、血液の偏流も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の中空糸膜型人工肺の一実施例
を示す断面図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図３は、本発明の中空糸膜型人工肺に使用され
る内側筒状部材の一例を示す正面図である。

【図４】図４は、図３に示した内側筒状部材の縦断面図
である。

【図５】図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図６は、本発明の中空糸膜型人工肺が満たす条
件を説明するためのグラフである。

【図７】図７は、本発明の中空糸膜型人工肺における好
適条件を説明するためのグラフである。

【図８】図８は、本発明の中空糸膜型人工肺における好
適条件を説明するためのグラフである。

【図９】図９は、本発明の中空糸膜型人工肺における好
適条件を説明するためのグラフである。

【符号の説明】

１中空糸膜型人工肺２筒状中空糸膜束３ハウジング５，６隔壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のガス交換用中空糸膜からなる筒状
中空糸膜束と、該筒状中空糸膜束を収納するハウジング
と、前記中空糸膜の両端を開口した状態で、前記筒状中
空糸膜束の両端部を前記ハウジングに固定する隔壁と、
前記ハウジング内に形成された血液室と連通する血液流
入口および血液流出口と、前記中空糸膜内部と連通する
ガス流入口およびガス流出口とを有する中空糸膜型人工
肺であって、前記筒状中空糸膜束は、実質的に均一な厚
さ（ｘ）を有し、かつ、該筒状中空糸膜束の外側面と内
側面間により形成される筒状空間に対する中空糸膜の充
填率（ｙ：％）と、前記筒状中空糸膜束の厚さ（ｘ：ｍ
ｍ）との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）を満たすものとなっていることを特徴とする中空糸膜型
人工肺。
【請求項２】前記筒状中空糸膜束は、該筒状中空糸膜
束の外側面と内側面間により形成される筒状空間に対す
る中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、前記筒状中空糸膜束
の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８４（式１）ｙ≧−０．８５ｘ＋７３（式２）５≦ｘ≦３１（式３）５０≦ｙ≦７５（式４）を満たすものである請求項１に記載の中空糸膜型人工
肺。
【請求項３】前記筒状中空糸膜束は、該筒状中空糸膜
束の外側面と内側面間により形成される筒状空間に対す
る中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、前記筒状中空糸膜束
の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８２（式５）ｙ≧−０．８５ｘ＋７４（式６）５≦ｘ≦３１（式３）５０≦ｙ≦７５（式４）を満たすものである請求項１に記載の中空糸膜型人工
肺。
【請求項４】前記筒状中空糸膜束は、該筒状中空糸膜
束の外側面と内側面間により形成される筒状空間に対す
る中空糸膜の充填率（ｙ：％）と、前記筒状中空糸膜束
の厚さ（ｘ：ｍｍ）との関係が、下記式ｙ≦−０．７５ｘ＋８２（式５）ｙ≧−０．８５ｘ＋７４（式６）５≦ｘ≦３１（式３）５３≦ｙ≦７３（式７）を満たすものである請求項１に記載の中空糸膜型人工
肺。
【請求項５】前記ハウジングは、側面に血液流通用開
口を有する内側筒状部材と、該内側筒状部材を収納する
外側筒状部材とを備え、前記筒状中空糸膜束は前記内側
筒状部材と前記外側筒状部材間に収納されており、さら
に、前記ハウジングは、前記内側筒状部材内と連通する
血液流入口または血液流出口の一方と、前記外側筒状部
材内部と連通する血液流入口または血液流出口の他方と
を備えている請求項１ないし４のいずれかに記載の中空
糸膜型人工肺。
【請求項６】前記筒状中空糸膜束は、前記側面に血液
流通用開口を有する内側筒状部材の外面に巻き付けられ
ている請求項１ないし５のいずれかに記載の中空糸膜型
人工肺。
【請求項７】前記中空糸膜束は、前記中空糸膜が、１
本あるいは複数本同時に、且つすべての中空糸膜が実質
的に一定の間隔となるように前記内側筒状部材に巻きつ
けられることにより形成されたものである請求項１ない
し６のいずれかに記載の中空糸膜型人工肺。
【請求項８】前記中空糸膜と該中空糸膜と実質的に平
行となっている隣り合う中空糸膜との距離は、中空糸膜
の外径の１／１０〜１／１となっている請求項１ないし
７のいずれかに記載の中空糸膜型人工肺。
【請求項９】前記中空糸膜束は、前記中空糸膜が、１
本あるいは複数本同時に、且つすべての中空糸膜が実質
的に一定の間隔となるように前記内側筒状部材に巻きつ
けられることにより形成されたものであるとともに、該
中空糸膜を前記内側筒状部材上に巻き付ける際に、該内
側筒状部材を回転させるための回転体と該中空糸膜を編
み込むためのワインダーとが、下記式８トラバース［ｍｍ／ｌｏｔ］・ｎ（整数）＝トラバース振り幅・２±（ファイバー外径＋間隔）・巻き着け本数（式８）で動くことによって前記内側筒状部材に巻きつけられる
ことにより形成されたものである請求項１ないし８のい
ずれかに記載の中空糸膜型人工肺。