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JPH1147268A - 中空糸膜型人工肺 - Google Patents

中空糸膜型人工肺

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Publication number
JPH1147268A
JPH1147268A JP9225875A JP22587597A JPH1147268A JP H1147268 A JPH1147268 A JP H1147268A JP 9225875 A JP9225875 A JP 9225875A JP 22587597 A JP22587597 A JP 22587597A JP H1147268 A JPH1147268 A JP H1147268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
equation
membrane bundle
cylindrical
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.)
Pending
Application number
JP9225875A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanari Naraoka
巨業 奈良岡
Kazuhiko Takeuchi
和彦 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Terumo Corp filed Critical Terumo Corp
Priority to JP9225875A priority Critical patent/JPH1147268A/ja
Priority to EP98402005A priority patent/EP0895786A1/en
Publication of JPH1147268A publication Critical patent/JPH1147268A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES 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
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1698Blood oxygenators with or without heat-exchangers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES 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
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
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    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621Constructional aspects thereof
    • A61M1/1623Disposition or location of membranes relative to fluids
    • A61M1/1625Dialyser of the outside perfusion type, i.e. blood flow outside hollow membrane fibres or tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
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    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
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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
tion for the Advance of M
edical instrumentation)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 (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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。
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