CN114632423A - 膜组件系统、气体交换与脱除系统及血液氧合器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膜组件系统、气体交换与脱除系统及血液氧合器，气体交换与脱除系统包括壳体以及设置于壳体内的膜组件系统，膜组件系统包括第一膜组件，第一膜组件包括若干中空纤维膜层和若干隔板，中空纤维膜层与隔板成对设置，隔板为多孔结构，并设置在相邻两个中空纤维膜层之间，中空纤维膜层为单层结构，每层包括多个依次并排的中空纤维管，在膜组件系统的入口端和出口端，第一膜组件分别设置有固定组件，固定组件将所有相邻中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有中空纤维管的内腔与外界连通；如此配置，可以增大膜组件的接触面积，有效提升膜组件的气体交换与脱除效率，并降低中空纤维膜管的定型难度。
Description
技术领域
本发明涉及气体交换、脱除技术领域，特别涉及一种膜组件系统、气体交换与脱除系统及例如体外生命支持设备的血液氧合器。
背景技术
在医疗器械领域，体外膜肺氧合技术是临床上医生用于救治危重症病人的关键技术，是目前针对严重心肺功能衰竭最核心的支持手段。体外膜肺氧合是将患者体内的血液通过泵输入到膜肺组件中进行碳氧交换，然后再回流到患者体内，以此达到借助设备完成血液中二氧化碳和氧气的交换，辅助危重症病人心肺复苏。其中，完成血液氧合的关键部件就是膜肺组件或者称为膜组件系统，膜肺组件中主要装填有温度传递的变温膜和氧气补充的氧合膜，完成血液中二氧化碳和氧气交换的关键部件就是氧合膜，如何在一定空间内最大化血液与膜肺组件的接触面积，以此提高膜肺组件的氧合能力是目前提高产品竞争力的关键。
目前，膜肺组件中氧合膜的装填形式主要有两种：一种是将膜垫进行斜角变形后相互交叉成双层垫，另一种是将膜垫进行90°旋转后交叉叠加，通过两层垫的交叉角来提高氧合膜与氧合膜的接触面积。但斜角变形工艺具有一定的难度，因膜上的微孔尺寸对温度敏感，因此难以定型，同时对膜的损伤较大。将膜垫进行90°旋转后交叉叠加，在装填过程中需要对四周膜丝进行浇注，树脂的使用量较两端浇注大，同时浇注工艺复杂。然而除了膜肺组件外，其他领域中的气体与脱除设备也存在类似的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种膜组件系统、气体交换与脱除系统及血液氧合器，能够增大血液与膜组件的接触面积，有效提升膜组件的气体交换与脱除效率，并降低中空纤维膜管的定型难度。
为实现上述目的，本发明提供一种膜组件系统，包括相对设置的入口端和出口端，还包括第一膜组件，所述第一膜组件包括若干中空纤维膜层和若干隔板；所述中空纤维膜层与所述隔板成对设置；所述隔板为多孔结构，并设置在相邻两个所述中空纤维膜层之间；所述中空纤维膜层为单层结构，每层包括多个依次并排的中空纤维管；
在所述入口端和出口端，所述第一膜组件分别设置有固定组件，所述固定组件将所有相邻所述中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
可选地，所述固定组件由环氧树脂或聚氨酯浇注而成，所述固定组件的厚度大于所述隔板的厚度。
可选地，所述膜组件系统还包括第二膜组件，所述第二膜组件设置在所述第一膜组件的一侧；所述第一膜组件和所述第二膜组件均为螺旋状结构或者平板形结构，并且所述第一膜组件和所述第二膜组件的高度相同；
所述第二膜组件包括若干中空纤维膜层和若干隔板；在所述第二膜组件中，所述中空纤维膜层和所述隔板成对设置，所述隔板为多孔结构，并设置在相邻两个所述中空纤维膜层之间，所述中空纤维膜层为单层结构，每层包括多个依次并排的中空纤维管；
在所述入口端和出口端，所述第二膜组件分别设置有固定组件，所述第二膜组件上的所述固定组件将所有相邻所述中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
可选地，当所述第一膜组件与所述第二膜组件均为螺旋状结构时，所述第一膜组件包绕在所述第二膜组件的外部。
可选地，所述第一膜组件与所述第二膜组件的制备方法为：将多根所述中空纤维管并排设置后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片，或者一根中空纤维管多次弯折后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片；所述中空纤维膜片与所述隔板一起根据所需内径进行螺旋绕制，并保持幅宽不变。
可选地，所述第一膜组件的外缘至内缘的距离为所述膜组件系统的中心轴线至所述第一膜组件的外缘的距离的1/2-4/7；所述第二膜组件的外缘至所述第二膜组件的内缘的距离为所述中心轴线至所述第一膜组件的外缘的距离的1/4-2/7。
可选地，当所述第一膜组件与所述第二膜组件均为平板形结构时，所述第二膜组件叠放在所述第一膜组件上。
可选地，所述第一膜组件与所述第二膜组件的制备方法为：将多根中空纤维管并排设置后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片，或者一根中空纤维管多次弯折后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片；将一个所述隔板多次折叠形成多层所述隔板，在相邻两层所述隔板之间放置一层所述中空纤维膜片，或者所述中空纤维膜片与所述隔板交错叠放，并保持幅宽不变。
可选地，所述第一膜组件的厚度为整个膜组件系统的厚度的4/7-2/3；所述第二膜组件的厚度为整个膜组件系统的厚度的1/3-3/7。
可选地，所述隔板具有以下特征中的一种或多种：
所述隔板的厚度为所述中空纤维管直径的0.1～1.0倍；
相邻两个所述隔板的间距为所述中空纤维管直径的1.05～1.2倍；
所述隔板具有多边形的网孔，所述网孔的中心线长度为1mm～30mm；
所述隔板的表面具有抗凝涂层。
可选地，所述膜组件系统还包括设置在所述第二膜组件远离所述第一膜组件一侧的支撑件，所述支撑件具有网孔，所述支撑件的高度与所述第二膜组件的高度相同，所述支撑件的厚度大于所述隔板的厚度。
可选地，当所述第一膜组件和所述第二膜组件为螺旋状结构时，所述支撑件为环形结构，内部形成空腔；并且，所述支撑件设置在所述第二膜组件的内部，被所述第二膜组件包绕。
可选地，所述支撑件的1/4～1/2高度处设置与所述支撑件的环形截面平行的挡板，所述挡板将所述支撑件分隔为第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部为具有网孔的管材，所述挡板为实心板材，所述第一支撑部的开孔率小于所述隔板的开孔率。
可选地，所述支撑件位于所述膜组件系统的中心轴线至所述第一膜组件的外缘的距离的1/4～2/7处。
可选地，当所述第一膜组件与所述第二膜组件为平板形结构时，所述支撑件叠放在所述第二膜组件上，所述第二膜组件叠放在所述第一膜组件上。
可选地，还包括设置在所述第二膜组件和所述第一膜组件之间的隔离件，所述隔离件为网孔结构，所述隔离件的厚度大于所述隔板的厚度，并用以将所述第一膜组件与所述第二膜组件进行隔离。
可选地，所述隔离件的数量为一个，所述隔离件的高度或幅宽与所述第一膜组件及所述第二膜组件的高度或幅宽相同，用以将所述第二膜组件与所述第一膜组件完全隔离；
或者，所述隔离件的数量为多个，分别设置在所述第二膜组件的相对两端和/或设置在所述第二膜组件的中部，用以将所述第二膜组件与所述第一膜组件局部隔离，或者，所述隔离件为格栅结构。
为实现上述目的，本发明还提供一种气体交换与脱除系统，其包括壳体以及设置于所述壳体内的任一项所述的膜组件系统；所述气体交换与脱除系统还包括第一输入管道与第一输出管道，分别与所述第一膜组件的入口端和出口端连通。
可选地，所述气体交换与脱除系统还包括第二输入管道和第二输出管道，分别与所述第二膜组件的入口端和出口端连通。
可选地，所述气体交换与脱除系统还包括第三输入管道和第三输出管道，所述第三输入管道与所述支撑件的入口端连通，所述第三输出管道与所述壳体连通。
可选地，当所述第一膜组件和所述第二膜组件均为平板形结构时，所述支撑件与所述第二膜组件接触的一侧设置有多个孔洞，所述孔洞从靠近所述第三输入管道的位置向远离所述第三输入管道的方向孔径依次增大。
可选地，还包括加热设备，设置在所述壳体的内部或外部。
可选地，在所述入口端和出口端，还包括与所述固定组件和/或所述壳体相连接的封盖，所述封盖设置有输入接口和输出接口，使得所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
为实现上述目的，本发明还提供一种血液氧合器，包括任一项所述的膜组件系统，或者包括任一项所述的气体交换与脱除系统。
综上所述，本发明提供的膜组件系统、气体交换与脱除系统及血液氧合器，包括：壳体以及设置于所述壳体内的膜组件系统，所述膜组件系统包括相对设置的入口端和出口端以及第一膜组件，第一膜组件包括若干中空纤维膜层和若干隔板，所述中空纤维膜层与隔板成对设置，所述隔板为多孔结构，并设置在相邻两个所述中空纤维膜层之间，所述中空纤维膜层为单层结构，每层结构包括多个依次并排的中空纤维管；在所述入口端和出口端，所述第一膜组件分别设置有固定组件，所述固定组件将所有相邻所述中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
如此配置，可通过隔板对中空纤维膜层进行支撑并隔离，从而最大限度地降低相邻两个中空纤维层的接触面，进而可降低因中空纤维层相互接触而无法与介质进行交换的无效面积，也即，隔板能够隔离相邻中空纤维层的相互接触，使中空纤维膜层外表面与待处理介质进行最大限度的接触，接触面积例如可达中空纤维膜片外表面积的85％～99％，从而增大中空纤维膜垫的内外接触面积，有效提升膜组件的气体交换与脱除效率，并降低中空纤维管的定型难度，同时对中空纤维管的损伤小。另外在对中空纤维膜层进行浇注密封时，仅需要对膜组件系统的入口端和出口端进行浇注，浇注材料的使用量小，浇注工艺也得到了简化。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。附图中：
图1是本发明优选实施例一中的膜组件系统的横向剖面示意图；
图2是本发明优选实施例一中的气体交换与脱除系统的纵向剖面示意图；
图3是本发明优选实施例一中的隔板的结构示意图；
图4是本发明优选实施例一中的隔板网孔的结构示意图；
图5是本发明优选实施例一中的固定组件与封盖卡扣连接的结构示意图；
图6是本发明优选实施例一中的封盖与壳体卡勾连接的结构示意图；
图7是本发明优选实施例一中的气体交换与脱除系统的工作原理图；
图8是本发明优选实施例二中的膜组件系统的横向剖面示意图；
图9是本发明优选实施例四中的气体交换与脱除系统的工作原理图；
图10是本发明优选实施例六中的膜组件系统的纵向剖面示意图；
图11是本发明优选实施例六中的另一膜组件系统的纵向剖面示意图；
图12是本发明优选实施例六中的气体交换与脱除系统的工作原理图；
图13是本发明优选实施例七中的膜组件系统的纵向剖面示意图；
图14是本发明优选实施例八中的气体交换与脱除系统的工作原理图。
【附图标记说明如下】：
100、300-气体交换与脱除系统；
110、310-壳体；301-空腔；111、311-第一输入管道；112、312-第一输出管道；113、313-第二输入管道；114、314-第二输出管道；115、315-第三输入管道；116、316-第三输出管道；117-第二卡钩；
130、330-膜组件系统；131、331-第一膜组件；a-入口端；131a、331a-第一入口固定件；131b、331b-第一出口固定件；b-出口端；132、332-第二膜组件；132a、332a-第二入口固定件；132b、332b-第二出口固定件；133、333-支撑件；3331-孔洞；1332-挡板；1334-第一支撑部；1336-第二支撑部；134、334-隔离件；
11、21-中空纤维膜层；101、201-中空纤维管；12、22-隔板；102-网孔；
150、350-固定组件；151-卡槽；171-卡扣；172-第一卡钩；190、390-加热设备；191、391-加热套；192、392-保温套；
H-幅宽；L-六边形网孔的中心线长度；R-壳体的半径。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图本发明做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本申请。在本申请中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。应当理解，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，但这些示意图仅为了便于详述本发明实例，不应对此作为本发明的限定。在本发明的描述中，术语“径向”或“横向”是指垂直于膜组件系统轴线的方向；“轴向”是指平行于膜组件系统轴线的方向。在本发明的描述中，“半径”是指膜组件系统的中心轴线到外围表面的距离。
本发明的核心在于公开一种气体交换与脱除系统及其膜组件系统，可以应用于医疗领域来实现血液氧合，或用于脱除血液中过量的二氧化碳，当然还可应用其他领域来实现气体的脱除、交换等。
以下结合附图以及优选实施例对本发明作进一步的说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。为了简明起见，在以下描述中假设气体交换与脱除系统为血液氧合器，本领域技术人员应当能够修改以下描述，在细节上作适当修改后将所述描述用于不是血液氧合器的情况。
<实施例一>
如图1和图2所示，本发明实施例一提供一种气体交换与脱除系统100，其包括壳体110；在所述壳体110的内部设置有膜组件系统130；从所述壳体110到膜组件系统130的中心轴线，所述膜组件系统130包括依次设置的第一膜组件131、第二膜组件132及支撑件133；所述支撑件133为环形结构，内部形成空腔。从垂直于所述膜组件系统130的中心轴线的剖面来看(如图1)，所述第一膜组件131和所述第二膜组件132均为平面螺旋状结构。所述第二膜组件132包绕在所述支撑件133的外部，所述第一膜组件131包绕在所述第二膜组件132的外部。第一膜组件131和第二膜组件132的高度相同，高度对应于膜组件系统130的幅宽H。
在一个具体示例中，所述支撑件133形成的空腔用于血液流入；所述第一膜组件131为氧合膜组件，用于血液氧合；所述第二膜组件132为变温膜组件，用于在进行血液氧合之前对血液进行变温处理，使血液达到人体所需温度。
所述第一膜组件131和所述第二膜组件132分别包括若干个中空纤维膜层11与若干个隔板12，中空纤维膜层11和隔板12成对设置。所有中空纤维膜层11沿膜组件系统130的径向依次排布，所述隔板12设置在相邻中空纤维膜层11之间。所述径向即中心轴线与所述壳体11之间的方向。所述中空纤维膜层11为单层结构，每层包括多个依次并排的中空纤维管101。在本实施例中，所述隔板12的厚度为中空纤维管101直径的0.1-1.0倍，例如为1-5mm。相邻两个所述隔板12的间距为中空纤维管101直径的1.05-1.2倍。
制作时，先将多根短的中空纤维管101并排设置，或者一根长的中空纤维管101(也叫膜丝)多次弯折，并且用编织线编织成单层的中空纤维膜片，再将所述中空纤维膜片与所述隔板12一起根据所需内径进行螺旋绕制，保持幅宽不变，由此形成所述第一膜组件131和所述第二膜组件132。例如，一种实现方式是围绕所述支撑件133先螺旋绕制好所述第二膜组件132；再取另一组中空纤维膜片与所述隔板12，围绕所述第二膜组件132螺旋绕制好所述第一膜组件131。另一种实现方式是先用一组中空纤维膜片与隔板12根据所述支撑件133的外径螺旋绕制好第二膜组件132，再装入所述支撑件133的外表面；然后用另一组中空纤维膜片与所述隔板12在所述第二膜组件132外表面绕制所述第一膜组件112。在绕制时，所述中空纤维膜层11的高度等于所述中空纤维膜片的幅宽H。
请结合图3及图4，所述隔板12为多孔结构，具有多边形的网孔102。采用具有网孔102的隔板12，开孔率大，可以减小隔板12对氧合性能的不利影响。进一步地，所述网孔102形状除了六边形，还可以是四边形(如菱形)、五边形、八边形等。优选地，如图4所示，所述网孔102的中心线长度L为1mm-30mm，更优选10-20mm。例如，在本实施例中，所述隔板12的网孔102为六边形网孔，其中六边形网孔的中心线长度L为20mm。所述隔板12的材质为聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯等。进一步地，所述隔板12的表面经过抗凝处理，具有抗凝涂层，防止氧合膜组件凝固，以确保氧合性能。
如图1所示，所述支撑件133为环状结构，如图2所示，所述支撑件133的高度与所述第二膜组件132的高度相同，支撑件133的厚度大于隔板12的厚度。在所述支撑件133的1/4～1/2高度处设置与所述支撑件133的环形截面平行的挡板1332，所述挡板1332将所述支撑件133分隔为第一支撑部1334和第二支撑部1336。所述第一支撑部1334为具有网孔的管材，所述挡板1332为实心板材，所述第二支撑部1336优选为实心管材(即没有网孔)。在本实施例中，所述第一支撑部1334设置在血液流入一侧。优选地，所述第一支撑部1334的厚度大于所述隔板12的厚度，开孔率小于所述隔板12的开孔率。进一步地，第二支撑部1336的底部在出口端b进行浇注而与下面的固定组件150连接。
优选地，所述支撑件133为圆环或椭圆环，具有中心。例如，如图1所示，所述支撑件133为圆环结构，直径为1-30mm。所述支撑件133的网孔是任意形状的孔，如圆形孔、多边形孔、椭圆形孔等，多边形孔可以是三角形孔、菱形孔、五边形孔、六边形孔、八边形孔等。
所述支撑件133的横截面方向的尺寸和位置可以根据临床氧合需求进行选择。在一个实施例中，所述支撑件133位于中心轴线至壳体110(或者所述第一膜组件131的外缘)的距离的1/4～2/7处。例如，当所述壳体110为圆柱形时，所述支撑件133为圆环，此时，所述支撑件133位于所述壳体110半径R的1/3处。例如，所述支撑件133的直径为15～30mm。再如，当所述壳体110为椭圆形时，所述支撑件133为椭圆环。此时，构成所述支撑件133的每个点均位于中心至壳体110的距离的1/4～2/7处。例如，在长轴方向上，所述支撑件133位于壳体110长轴半径的1/3处；在短轴方向上，所述支撑件133位于壳体110短轴半径的2/7处。
如图1所示，所述第一膜组件131的体积占整个膜组件系统130的1/2～4/7，亦即，所述壳体110(或者所述第一膜组件131的外缘)至所述第一膜组件131内缘的距离为中心轴线至所述壳体110(或者所述第一膜组件131的外缘)的距离的1/2～4/7。所述第二膜组件132的体积占整个膜组件系统130的1/4～2/7，亦即，所述第二膜组件132外缘至所述支撑件133(或者所述第二膜组件132的内缘)的距离为中心轴线至所述壳体110(或者所述第一膜组件131的外缘)的距离的1/4～2/7。所述内缘是指靠近中心轴线的一侧，所述外缘是指远离中心轴线的一侧。
所述壳体110的形状可为圆形、椭圆形等。所述壳体110的材料优选为医用级高分子材料，如高分子聚合物，包括但不限于聚碳酸酯(PC)。
请参考图2，为所述气体交换与脱除系统100的纵向剖面示意图。所述膜组件系统130的上下两端包括相对设置的入口端a和出口端b，以及分别设置在所述入口端a和所述出口端b的固定组件150，所述固定组件150与所述膜组件系统130一体成型，所述固定组件150将所有相邻中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有中空纤维管的内腔与外界连通。
具体来说，在本实施例中，所述固定组件150包括相对设置的第一入口固定件131a与第一出口固定件131b，以及相对设置的第二入口固定件132a与第二出口固定件132b。更具体来说，在所述入口端a，所述第一膜组件131设置有第一入口固定件131a；在所述出口端b，所述第一膜组件131设置有第一出口固定件131b。与此类似，在所述入口端a，所述第二膜组件132设置有第二入口固定件132a；在所述出口端b，所述第二膜组件132设置有第二出口固定件132b。
在所述入口端a，所述第一入口固定件131a与所述第二入口固定件132a可以一体成型，也可以分别独立成型。在所述出口端b，所述第一出口固定件131b与所述第二出口固定件132b可以一体成型，也可以分别独立成型。
所述固定组件150的厚度(包括所述第一入口固定件131a、所述第二入口固定件132a、所述第一出口固定件131b、所述第二出口固定件132b)均大于所述隔板12的厚度，用来进一步支撑所述隔板12，防止所述隔板12变形导致所述膜组件系统130塌陷，以此确保所述隔板12隔离所述中空纤维膜层11的效果，避免血流受影响。可选地，所述固定组件150的厚度大于5mm，优选7-15mm。
进一步地，从水平高度来看，在所述入口端a，在一种实施方式中，所述第一入口固定件131a与所述第二入口固定件132a设置为同一水平高度(如图2所示，即厚度相等)，在另一种实施方式中，所述第一入口固定件131a与所述第二入口固定件132a的水平高度不同，只需要两者在高度上有部分重合即可(例如，所述第二入口固定件132a的厚度比所述第一入口固定件131a厚度大1/5-2/3)。在本实施例中，优选采用所述第一入口固定件131a与所述第二入口固定件132a处于同一水平高度的方案，以确保有足够多的氧合工作区。在所述出口端b，所述第二出口固定件131b与所述第二出口固定件132b的水平高度设置同上，在此不再赘述。
所述固定组件150的材质为环氧树脂或聚氨酯等材料，其通过在所述入口端a和/或所述出口端b处分别浇注环氧树脂或聚氨酯材料而形成。在浇注过程中，将所述入口端a和/或所述出口端b处的所有相邻中空纤维管101之间的间隙进行封堵，由此固定住所述第一膜组件131、第二膜组件132中的每个所述中空纤维管101和每个所述隔板12；同时每根中空纤维管101的内腔均在所述入口端a和所述出口端b处与外界连通。在入口端a，所述支撑件133的开口保留，不被浇注密封，而在出口端b，所述支撑件133的开口可以被浇注密封或不被浇注密封。
如图2所示，所述气体交换与脱除系统100还包括第一输入管道111与第一输出管道112，两者分别与所述第一膜组件131的两端(包括入口端a和出口端b)连通，用于空氧混合气体的输送。具体来说，由于在所述入口端a和出口端b，构成第一膜组件131的每根中空纤维管101的内腔与外界连通，空氧混合气体从第一输入管道111输入，通过每根中空纤维管101内腔，最后从所述第一输出管道112输出。
所述气体交换与脱除系统100还包括第二输入管道113和第二输出管道114，两者分别与所述第二膜组件132的两端(包括入口端a和出口端b)连通，用于变温液体的输送。具体来说，由于在所述入口端a和出口端b，构成第二膜组件132的每根中空纤维管101的内腔与外界连通，变温液体从第二输入管道113输入，通过每根中空纤维管101内腔，最后从所述第二输出管道114输出。
所述气体交换与脱除系统100还包括第三输入管道115和第三输出管道116，所述第三输入管道115与支撑件133的入口端a连通，用于血液的输入，，例如与第一支撑部1334连通；所述第三输出管道116与所述壳体110连通，用于将血液输送至壳体110外。
可选地，为了进一步增强所述第一膜组件131和所述第二膜组件132的结构强度，所述气体交换与脱除系统100还设置有封盖(图未示)，所述封盖设置在膜组件系统130的入口端a和/或出口端b，并与所述固定组件150(含第一入口固定件131a、第一出口固定件131b、第二入口固定件132a、第二出口固定件132b)固定连接。可选地，为了进一步增强结构强度，所述封盖还分别与壳体110的内壁固定连接。
在所述入口端a，所述第一入口固定件131a和第二入口固定件132a可以在同一个水平高度，或者在不同的水平高度。在一个实施例中，在所述第一入口固定件131a、所述第二入口固定件132a的外侧分别设置封盖。在另一个实施例中，仅在其中之一的外侧设置封盖。如果所述第一入口固定件131a和第二入口固定件132a同时设置有所述封盖，此时，可以仅设置一个大的封盖来同时覆盖所述第一入口固定件131a和第二入口固定件132a，当然也存在两个独立的封盖来分别覆盖第一入口固定件131a和第二入口固定件132a的情况。在所述出口端b，封盖的设置与所述入口端a相同，不再赘述。所述外侧是指远离膜组件系统130的一侧。
所述固定组件150、所述壳体110与封盖之间的连接方式，除了卡扣连接外，还可以是其他机械连接方式，对此不限定。这样设置，可通过封盖和固定组件150一起来支撑隔板12，结构强度更好，可以更进一步防止中空纤维膜层间的接触，提升氧合效率。
例如，在图5所示的示例性实施例中，所述固定组件150和封盖之间通过按压的方式卡扣连接。其中固定组件150上设置有卡槽151，所述封盖上设置有卡扣171，只要向下按压卡扣171，即可将卡扣171与卡槽151锁定，操作十分简单方便。而卡槽151和卡扣171的结构不限于图5所示。优选，卡扣171上设置有弹性件，用于分别抵接封盖和固定组件150，所述弹性件驱动所述卡扣171向靠近所述卡槽151的方向运动，使锁紧更为牢固。
再如，在图6所示的示例性实施例中，所述封盖和壳体110之间优选通过卡扣连接。其中下方的封盖上设置第一卡钩172，所述壳体110的内壁上设置第二卡钩117，第二卡钩117与第一卡钩172相互扣接。
所述封盖上设置有输入接口和输出接口，输入接口和输出接口分别使所有中空纤维管101的内腔均在所述入口端a和所述出口端b处与外界连通。还需理解，所述封盖除了进一步支撑隔板12外，还可更好的将氧合区域和变温区域隔离开，避免气体和液体之间相互流窜的问题。
在一个实施例中，所述气体交换与脱除系统100为血液氧合装置，其中所述第二膜组件132为变温膜组件，所述第一膜组件131为氧合膜组件。以下结合图7，对气体交换与脱除系统100的工作原理作进一步的说明。所述第二输入管道113用于输入变温液至所述第二膜组件132，所述第一输入管道111用于输入空氧混合气体至所述第一膜组件131，所述第三输入管道115用于输入血液至支撑件133的空腔内。
由于所述第二膜组件132的上下两端被固定组件150(具体为第二入口固定件132a和第二出口固定件132b)封堵，从所述第二输入管道113流入的变温液只能流入所述第二膜组件132的中空纤维管101内，不会到达中空纤维管101外，最终从所述第二输出管道114流出。同样地，由于所述第一膜组件131的上下两端被固定组件150(具体为第一入口固定件131a和第一出口固定件131b)封堵，从所述第一输入管道111流入的空氧混合气体只能流入所述第一膜组件111的中空纤维管101内，最后从所述第一输出管道112流出。
从所述第三输入管道115输入的血液进入支撑件133内，由于所述支撑件133在中段位置设置有挡板1332，并且在所述挡板1332以上的第一支撑部1334设置有网孔结构，血液从第一支撑部1334的网孔流入所述第二膜组件132。在所述第二膜组件132内，变温液在中空纤维管101的内腔流动，而血液在中空纤维管101的外部流动；中空纤维管101内部的变温液与外部的血液之间进行热交换，将血液加热至所需的人体温度。随后，变温后的血液流入所述第一膜组件131。在所述第一膜组件131内，空氧混合气体在中空纤维管101的内腔流动，变温后的血液在中空纤维管101的外部流动，两者在该处进行碳氧交换、血氧氧合。最终，富含氧气的血液从第三输出管道116流出所述壳体110。
<实施例二>
以下描述中，仅针对与实施例一不同之处进行说明，而对于相同之处请参考实施例一。
请参考图8，与实施例一不同之处在于，为了进一步增强结构强度，在所述第一膜组件131与第二膜组件132之间还设置有隔离件134。所述隔离件134的材料和结构与所述支撑件133基本相同，与所述支撑件133的结构不同之处在于，所述隔离件134不设置中部位置的挡板，而是整体均设置为多孔结构。隔离件134用以将第一膜组件131与第二膜组件132进行隔离，以提供更强的支撑。
所述隔离件134的尺寸或位置可以根据临床氧合需求进行选择。在一个实施例中，所述隔离件134位于膜组件系统130的中心轴线至壳体110的距离的1/2～4/7处。例如，当所述壳体110为圆柱形时，所述气体交换与脱除系统100为如图1所示的圆形螺旋结构。此时，所述隔离件134位于壳体110半径R的1/2～4/7处。再如，当所述壳体110为椭圆形时，所述膜组件系统130为椭圆形的螺旋结构。此时，所述隔离件134的每个点均位于膜组件系统130的中心至壳体110的距离的1/2～4/7处。例如，在长轴方向上，所述隔离件134位于壳体110长轴半径的1/2处。在短轴方向上，所述隔离件134位于壳体110短轴半径的1/2处。
在本实施例中，所述隔离件134为一个，其高度(即幅宽)与所述第二膜组件132的高度(即幅宽)相同，也就是说，所述隔离件134将所述第一膜组件131与所述第二膜组件132完全隔离，从而提供更强的支撑。但是，由于所述隔离件134是网孔结构，具有多个开口，因此，并不影响血液从所述第二膜组件132流向所述第一膜组件131。
通常，该实施例适于所述第二膜组件132的高度大于100mm的情形。
<实施例三>
以下描述中，仅针对与实施例二不同之处进行说明，而对于相同之处请参考实施例一和实施例二。
与实施例二不同之处在于，所述隔离件134为多个，分别设置在所述第二膜组件132的相对两端，以及可选地，还可以设置在所述第二膜组件132的中部。由此，所述隔离件134将所述第二膜组件132与所述第一膜组件131局部隔离，提供局部支撑。换句话说，在此实施例中，所述隔离件134为多个短的隔离件的组合。但是多个所述隔离件134可以有多种局部隔离方式，不限于为相对两端延伸以及中部的隔离。
通常，该实施例适于所述第二膜组件132的高度较小的情形。例如，所述第二膜组件132的高度小于100mm，每个所述隔离件134的高度为10-15mm。
<实施例四>
以下描述中，仅针对与上述任一实施例不同之处进行说明，而对于相同之处请参考上述任一个实施例即可。
请参考图9，与上述实施例不同之处在于，本实施例中膜组件系统130仅包括氧合膜组件。在一具体示例中，所述氧合膜组件为第一膜组件131，从而仅实现血液的氧合。
进一步地，与上述实施例不同之处还在于，本实施例的气体交换与脱除系统100还可包括加热设备190，可设置在壳体110内或壳体110外，并用于在进行血液氧合之前对血液进行变温处理，使血液达到人体所需温度。通常，所述加热设备190设置在壳体110外，如图9所示。本发明对加热设备190的种类不作限制，例如可以是电磁加热、红外加热、电阻加热、水浴加热等。
参考图9，在一具体实施例中，所述加热设备190设置在壳体110外，并包括加热套191和保温套192；所述加热套191套设在所述第三输入管道115上，以将第三输入管道115内的血液加热至人体血液温度(一般37℃)；所述保温套192设置在靠近所述壳体110的位置，与所述加热套191连接，并且套设在第三输入管道1151上，以对加热过的血液进行保温处理。
<实施例五>
实施例五与实施例一的不同之处在于，所述膜组件系统130不含所述支撑件133，换句话说，在实施例五中，所述气体交换与脱除系统100包括壳体110和位于所述壳体110内的所述膜组件系统130，从所述壳体110往中心轴线方向，所述膜组件系统130依次包括所述第一膜组件131和所述第二膜组件132，此时，第二膜组件132的内部形成所述空腔以输入血液。
<实施例六>
如图10至图12所示，在本发明实施例六中，提供一种气体交换与脱除系统300，其包括壳体310；在所述壳体310内设置有膜组件系统330，所述膜组件系统330包括从上到下依次设置的第二膜组件332和第一膜组件331。其中壳体310的形状可为长方体、正方体等。从剖面来看(参见图10和图11)，所述第二膜组件332和第一膜组件331均为平板形结构，优选为多层平板结构(类似于抽屉式)。所述第二膜组件332叠放在第一膜组件331上。
在一具体实施例中，所述第一膜组件331为氧合膜组件，用于血液进行血液氧合，所述第二膜组件332为变温膜组件，用于在进行血液氧合之前对血液进行变温处理，使血液达到人体所需温度。
所述第一膜组件331和所述第二膜组件332分别包括若干个中空纤维膜层21与若干个隔板22，两者成对设置。所有所述中空纤维膜层21上下依次排布，所述隔板22设置在相邻中空纤维膜层21之间。所述中空纤维膜层21为单层结构，每层包括多个水平方向并排的中空纤维管201。在本实施例中，所述隔板22的厚度为中空纤维管201直径的0.1-1.0倍，例如为1-5mm。相邻所述隔板22的间距为中空纤维管201直径的1.05-1.2倍。
制作时，先将多根短的中空纤维管201并排设置，或者一根长的中空纤维管201(也叫膜丝)多次弯折，并且用编织线编织成单层的中空纤维膜片，再将隔板22多次折叠形成多层隔板22，在相邻两层隔板22之间放置一层中空纤维膜片，或者将中空纤维膜片与隔板22交错叠放，并保持幅宽不变，由此形成所述第一膜组件331和所述第二膜组件332。
在一示范例中，如图10所示，制作时，可以将中空纤维膜片与所述隔板22交错放置，即采用一层中空纤维膜层21、一层隔板22交替放置，最终形成第一膜组件331和所述第二膜组件332。在另一示范例中，如图11所示，制作时，可以将多张中空纤维膜片用一整张隔板22多次折叠绕制而成，形成一层中空纤维膜层21、一层隔板22交替放置的状态，最终形成第一膜组件331和所述第二膜组件332。
本实施例中隔板22与实施例一中的隔板12的结构基本类似，此处不再赘述。
进一步地，如图10所示，所述第二膜组件332与所述壳体310之间设置有支撑件333，所述支撑件333叠放在所述第二膜组件332上，由此在所述壳体310与支撑件333之间形成空腔301；所述壳体310与支撑件333之间的所述空腔301用于血液流入。所述支撑件333为具有网孔的平板结构。所述支撑件333的幅宽与第二膜组件332的幅宽相同，这里的幅宽是沿水平方向的并对应于膜组件系统330的幅宽H。所述支撑件333的网孔是任意形状的孔，如圆形孔、多边形孔、椭圆形孔等，多边形孔可以是三角形孔、菱形孔、五边形孔、六边形孔、八边形孔等。所述支撑件333的大小和位置可以根据临床氧合需求进行选择。
所述支撑件333位于第二膜组件332的顶部。所述第一膜组件331的体积占整个膜组件系统310的4/7～2/3，亦即，所述第一膜组件331的厚度为整个膜组件系统310厚度的4/7～2/3。所谓厚度，是指如图10所示的垂直于幅宽方向的总层高。所述第二膜组件332的体积占整个膜组件系统310的1/3～3/7，亦即，所述第二膜组件332的厚度为整个膜组件系统310厚度的1/3-3/7，或者，所述支撑件333至第二膜组件332的底部的距离为整个膜组件系统310的水平高度的1/3～3/7。
所述壳体310的材料优选为医用级高分子材料，如高分子聚合物，包括但不限于聚碳酸酯(PC)。
请参考图12，为所述气体交换与脱除系统300的纵向剖面示意图和工作原理图。所述膜组件系统330包括相对设置的入口端a和出口端b。在所述入口端a，所述第一膜组件331设置有第一入口固定件331a；在所述出口端b，所述第一膜组件331设置有第一出口固定件331b。与此类似，在所述入口端a，所述第二膜组件332设置有第二入口固定件332a；在所述出口端b，所述第二膜组件132设置有第二出口固定件332b。
在所述入口端a，所述第一入口固定件331a与所述第二入口固定件332a可以一体成型，也可以分别独立成型。在所述出口端b，所述第一出口固定件331b与所述第二出口固定件332b可以一体成型，也可以分别独立成型。
可以理解，位于所述入口端a的所述第一入口固定件331a和位于所述出口端b的第一出口固定件331b分别包括多根构成所述第一膜组件331的中空纤维管以及隔板22，所述中空纤维管均在入口端a和/或出口端b形成开口。同样的，位于所述入口端a的所述第二入口固定件332a和位于所述出口端b的第二出口固定件332b分别包括多根构成所述第二膜组件332的中空纤维管以及隔板22，所述中空纤维管均在入口端a和/或出口端b形成开口。
所述第一入口固定件331a、第一出口固定件331b、第二入口固定件332a、第二出口固定件332b统称为固定组件350，所述固定组件350为浇注而成，其制作方法、材质、结构、厚度等特征均与实施例一的固定组件150相同，此处不再赘述。
以下结合图12，对气体交换与脱除系统300的结构及工作原理作进一步的说明。
进一步地，所述气体交换与脱除系统300还包括第一输入管道311与第一输出管道312，两者与所述第一膜组件331的两端连通，用于空氧混合气体的流通。在本实施例中，所述第一输入管道311位于所述入口端a，所述第一输出管道312位于所述出口端b。本领域技术人员可以理解，所述第一输入管道311、所述第一输出管道312的左右位置可以调整。所述气体交换与脱除系统300还包括第二输入管道313和第二输出管道314，两者分别与所述第二膜组件332的两端连通，用于输送变温液体。在本实施例中，所述第二输入管道313位于所述入口端a，所述第二输出管道314位于所述出口端b。本领域技术人员可以理解，所述第二输入管道313与所述第二输出管道314的左右位置可以调整。
所述气体交换与脱除系统300还包括第三输入管道315和第三输出管道316，所述第三输入管道315与支撑件333和壳体310之间的空腔301相连通，所述第三输出管道316与所述第二膜组件332在所述壳体310的开口连通。
为了避免血液仅在一侧流动，在一些实施例中，所述第三输入管道315的一端可伸入空腔301内并设置联排孔以释放血液，避免血液直接往下流而无法向周边扩散的问题。在另一些实施例中，所述第三输入管道315与开设在壳体310顶部的多个孔连通，所述壳体顶部上的多个孔同时全面向下释放血液，亦可解决血液直接往下流而无法向周边扩散的问题。在其他实施例中，可将整个气体交换与脱除系统倾斜放置，如倾斜45°放置，使第三输入管道315和第三输出管道316在一条垂直向下的线上，同样可避免血液直接往下流而无法向周边扩散的问题。通常，第三输入管道315和第三输出管道316不能在壳体310的同一侧，如第三输入管道315在壳体310的前面，则第三输出管道316设置在壳体310的背面等。在其他实施例中，如图12所示，所述支撑件333与第二膜组件132接触(靠近)的一侧设置有多个孔洞3331(又叫网孔)，所述孔洞3331从靠近第三输入管道315的位置向远离第三输入管道315的方向孔径依次增大，使得血液流入空腔301后能够向四周扩散并流入第二膜组件332。
可选地，为了进一步增强所述第一膜组件331和所述第二膜组件332的结构强度，所述气体交换与脱除系统300还设置有封盖(图未示)，所述封盖的特征与实施例一类似，此处不再赘述。
在一个实施例中，所述气体交换与脱除系统300为血液氧合装置，其中所述第二膜组件332为变温膜组件，所述第一膜组件331为氧合膜组件。所述第二输入管道313用于输入变温液至所述第二膜组件332，所述第一输入管道311用于输入空氧混合气体至所述第一膜组件331，所述第三输入管道315用于输入血液至支撑件333和壳体310之间的空腔301内。以下结合图10至图12，对气体交换与脱除系统300的制作过程作进一步的说明。
由于所述第二膜组件332的左右两端被固定组件350封堵，从所述第二输入管道313流入的变温液只能流入所述第二膜组件332的中空纤维管201内，不会到达中空纤维管201外，最终从所述第二输出管道314流出。同样地，由于所述第一膜组件331的左右两端被固定组件350封堵，从所述第一输入管道311流入的空氧混合气体流入所述第一膜组件331的中空纤维管201内，最后从所述第一输出管道312流出。
在本发明实施例中，从所述第三输入管道315输入的血液进入支撑件333和壳体310之间的空腔301内，由于支撑件333上的孔洞3331的孔径大小不同，使得血液能够向周边流动而不会单方面直接因重力往下流，因此，在所述支撑件333是网孔结构的情况下，空腔301内的血液在整个支撑件333的平面上从支撑件333的网孔(孔洞3331)流入所述第二膜组件332。在所述第二膜组件332内，变温液在中空纤维管201的内腔流动，而血液在中空纤维管201的外部流动；中空纤维管201内部的变温液与外部的血液之间进行热交换，将血液加热至所需的人体温度。随后，变温后的血液流入所述第一膜组件331。在所述第一膜组件331内，空氧混合气体在中空纤维管201的内腔流动，变温后的血液在中空纤维管201的外部流动，两者在该处进行碳氧交换、血氧氧合。最终，富含氧气的血液从第三输出管道316流出所述壳体310。
通常，该实施例提供的隔板22适于任何尺寸幅宽的中空纤维膜片。
<实施例七>
以下描述中，仅针对与实施例六不同之处进行说明，而对于相同之处请参考实施例六。
请参考图13，与实施例六不同之处在于，为了进一步增强结构强度，在所述第一膜组件331与第二膜组件332之间设置有隔离件334。所述隔离件334的结构及材料与所述支撑件333相同。所述隔离件334的尺寸或位置可以根据临床氧合需求进行选择。在一个实施例中，所述隔离件444位于膜组件系统330的水平高度的1/2-4/7处。在本实施例中，所述隔离件334为一个，其幅宽与所述第二膜组件332的幅宽相同，也就是说，所述隔离件334将所述第一膜组件331与所述第二膜组件332完全隔离，从而提供更强的支撑。但是，由于所述隔离件334是网孔结构，具有多个开口，因此，并不影响血液从所述第二膜组件332流向所述第一膜组件331。
在其他实施例中，所述隔离件334为多个，分别设置在所述第二膜组件332的入口端和出口端，以及可选地，还可以设置在所述第二膜组件332的中部。由此，所述隔离件334将所述第二膜组件332与所述第一膜组件331局部隔离。在其他的实施例中，所述隔离件331为非板件，如“日”字型支架等或其他格栅结构进行局部隔离。
<实施例八>
以下描述中，仅针对与上述实施例六或实施例七不同之处进行说明，而对于相同之处请参考上述实施例六或实施例七。
请参考图14，与上述实施例不同之处在于，所述膜组件系统310仅包括氧合膜组件。在一具体示例中，所述氧合膜组件为第一膜组件331，从而仅实现血液的氧合。
进一步地，与上述实施例不同之处在于，本实施例中，所述气体交换与脱除系统300还包括加热设备390，可设置在壳体310内或壳体310外，并用于在进行血液氧合之前对血液进行变温处理，使血液达到人体所需温度。通常，所述加热设备390设置在壳体310外。本发明对加热设备390的种类不作限制，例如可以是电磁加热、红外加热、电阻加热、水浴加热等。
本实施例的加热设备390如包括加热套391和保温套392，该加热设备390的结构与以上实施例中的加热设备190的结构基本相同，故不再进行详细的说明。
如上所述，本发明提供的气体交换与脱除系统和膜组件系统可以应用在血液氧合器中。而且以上任意实施例提供的血液氧合器均具有较好的氧合能力，，使中空纤维膜层外表面与血液进行最大限度的接触，接触面积例如可达中空纤维膜外表面积的85％-99％，极大程度上提高了血液与氧合膜表面的碳氧交换效率，同时还可降低目前氧合膜的加工难度和工艺控制难度，以替代现有的双层交叉膜垫。
所应理解，以上所述，仅为本发明的优选实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，而且本发明的创新虽然来源于氧合膜组件氧合，但本领域的技术人员可以理解，本发明也可应用于气体脱除、气体交换等，本发明对此不作限制，而且本发明的创新虽然来源于氧合膜组件氧合，但本领域的技术人员可以理解，本发明的气体交换与脱除系统及膜组件系统也可应用于其他应用场景，本发明对此亦不作限制。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的保护范围。
Claims (24)
1.一种膜组件系统，包括相对设置的入口端和出口端，其特征在于，还包括第一膜组件，所述第一膜组件包括若干中空纤维膜层和若干隔板；所述中空纤维膜层和所述隔板成对设置；所述隔板为多孔结构，并设置在相邻两个所述中空纤维膜层之间；所述中空纤维膜层为单层结构，每层包括多个依次并排的中空纤维管；
在所述入口端和出口端，所述第一膜组件分别设置有固定组件，所述固定组件将所有相邻所述中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
2.根据权利要求1所述的膜组件系统，其特征在于，所述隔板具有以下特征中的一种或多种：
所述隔板的厚度为所述中空纤维管直径的0.1～1.0倍；
相邻两个所述隔板的间距为所述中空纤维管直径的1.05～1.2倍；
所述隔板具有多边形的网孔，所述网孔的中心线长度为1mm～30mm；
所述隔板的表面具有抗凝涂层。
3.根据权利要求1所述的膜组件系统，其特征在于，所述固定组件由环氧树脂或聚氨酯浇注而成，所述固定组件的厚度大于所述隔板的厚度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的膜组件系统，其特征在于，所述膜组件系统还包括第二膜组件，所述第二膜组件设置在所述第一膜组件的一侧；所述第一膜组件和所述第二膜组件均为螺旋状结构或者平板形结构，并且所述第一膜组件和所述第二膜组件的高度相同；
所述第二膜组件包括若干中空纤维膜层和若干隔板；在所述第二膜组件中，所述中空纤维膜层和所述隔板成对设置，所述隔板为多孔结构，并设置在相邻两个所述中空纤维膜层之间，所述中空纤维膜层为单层结构，每层包括多个依次并排的中空纤维管；
在所述入口端和出口端，所述第二膜组件分别设置有固定组件，所述第二膜组件上的所述固定组件将所有相邻所述中空纤维管之间的间隙封堵，并保留所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
5.根据权利要求4所述的膜组件系统，其特征在于，当所述第一膜组件与所述第二膜组件均为螺旋状结构时，所述第一膜组件包绕在所述第二膜组件的外部。
6.根据权利要求5所述的膜组件系统，其特征在于：所述第一膜组件与所述第二膜组件的制备方法为：将多根中空纤维管并排设置后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片，或者一根中空纤维管多次弯折后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片；所述中空纤维膜片与所述隔板一起根据所需内径进行螺旋绕制，并保持幅宽不变。
7.根据权利要求5所述的膜组件系统，其特征在于：所述第一膜组件的外缘至内缘的距离为所述膜组件系统的中心轴线至所述第一膜组件的外缘的距离的1/2-4/7；所述第二膜组件的外缘至所述第二膜组件的内缘的距离为所述中心轴线至所述第一膜组件的外缘的距离的1/4-2/7。
8.根据权利要求4所述的膜组件系统，其特征在于，当所述第一膜组件与所述第二膜组件均为平板形结构时，所述第二膜组件叠放在所述第一膜组件上。
9.根据权利要求8所述的膜组件系统，其特征在于，所述第一膜组件与所述第二膜组件的制备方法为：将多根中空纤维管并排设置后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片，或者，一根中空纤维管多次弯折后通过编织丝编织成单层的中空纤维膜片；将一个所述隔板多次折叠形成多层所述隔板，在相邻两层所述隔板之间放置一层所述中空纤维膜片，或者所述中空纤维膜片与所述隔板交错叠放，并保持幅宽不变。
10.根据权利要求8所述的膜组件系统，其特征在于，所述第一膜组件的厚度为整个膜组件系统的厚度的4/7-2/3；所述第二膜组件的厚度为整个膜组件系统的厚度的1/3-3/7。
11.根据权利要求4所述的膜组件系统，其特征在于，所述膜组件系统还包括设置在所述第二膜组件远离所述第一膜组件一侧的支撑件，所述支撑件具有网孔，所述支撑件的高度与所述第二膜组件的高度相同，所述支撑件的厚度大于所述隔板的厚度。
12.根据权利要求11所述的膜组件系统，其特征在于，当所述第一膜组件与所述第二膜组件为螺旋状结构时，所述支撑件为环形结构，内部形成空腔；并且，所述支撑件设置在所述第二膜组件的内部，被所述第二膜组件包绕。
13.根据权利要求12所述的膜组件系统，其特征在于，所述支撑件的1/4～1/2高度处设置与所述支撑件的环形截面平行的挡板，所述挡板将所述支撑件分隔为第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部为具有网孔的管材，所述挡板为实心板材；所述第一支撑部的开孔率小于所述隔板的开孔率。
14.根据权利要求12所述的膜组件系统，其特征在于，所述支撑件位于所述膜组件系统的中心轴线至所述第一膜组件的外缘的距离的1/4～2/7处。
15.根据权利要求11所述的膜组件系统，其特征在于，当所述第一膜组件与所述第二膜组件为平板形结构时，所述支撑件叠放在所述第二膜组件上，所述第二膜组件叠放在所述第一膜组件上。
16.根据权利要求4所述的膜组件系统，其特征在于，还包括设置在所述第二膜组件和所述第一膜组件之间的隔离件，所述隔离件为网孔结构，所述隔离件的厚度大于所述隔板的厚度，并用以将所述第一膜组件与所述第二膜组件进行隔离。
17.根据权利要求16所述的膜组件系统，其特征在于，所述隔离件的数量为一个，所述隔离件的高度或幅宽与所述第一膜组件及所述第二膜组件的高度或幅宽相同，用以将所述第二膜组件与所述第一膜组件完全隔离；
或者，所述隔离件的数量为多个，分别设置在所述第二膜组件的相对两端和/或设置在所述第二膜组件的中部，用以将所述第二膜组件与所述第一膜组件局部隔离，或者，所述隔离件为格栅结构。
18.一种气体交换与脱除系统，其特征在于，包括壳体以及设置于所述壳体内的如权利要求1-17中任一项所述的膜组件系统；所述气体交换与脱除系统还包括第一输入管道与第一输出管道，所述第一输入管道与所述第一输出管道分别与所述第一膜组件的入口端和出口端连通。
19.根据权利要求18所述的气体交换与脱除系统，其特征在于，所述膜组件系统还包括第二膜组件，所述第二膜组件设置在所述第一膜组件的一侧；所述第二膜组件的结构与第一膜组件相同，所述第一膜组件和所述第二膜组件均为螺旋状结构或者平板形结构，并且所述第一膜组件和所述第二膜组件的高度相同，所述气体交换与脱除系统还包括第二输入管道和第二输出管道，分别与所述第二膜组件的入口端和出口端连通。
20.根据权利要求19所述的气体交换与脱除系统，其特征在于，所述膜组件系统还包括设置在所述第二膜组件远离所述第一膜组件一侧的支撑件，所述支撑件具有网孔，所述支撑件的高度与所述第二膜组件的高度相同，所述支撑件的厚度大于所述隔板的厚度，所述气体交换与脱除系统还包括第三输入管道和第三输出管道，所述第三输入管道与所述支撑件的入口端连通，所述第三输出管道与所述壳体连通。
21.根据权利要求20所述的膜组件系统，其特征在于，当所述第一膜组件和所述第二膜组件均为平板形结构时，所述支撑件与所述第二膜组件接触的一侧设置有多个孔洞，所述孔洞从靠近所述第三输入管道的位置向远离所述第三输入管道的方向孔径依次增大。
22.根据权利要求18所述的气体交换与脱除系统，其特征在于，还包括加热设备，设置在所述壳体的内部或外部。
23.根据权利要求18所述的气体交换与脱除系统，其特征在于，在所述入口端和出口端，还包括与所述固定组件和/或所述壳体相连接的封盖，所述封盖设置有输入接口和输出接口，使得所有所述中空纤维管的内腔与外界连通。
24.一种血液氧合器，其特征在于，包括权利要求1-17中任一项所述的膜组件系统，或者包括权利要求18-23中任一项所述的气体交换与脱除系统。
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