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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Oxygenator der hohlen
Fasermembranart zum Beseitigen von im Blut enthaltenem Kohlendioxid
und zum Hinzufügen
von Sauerstoff in einen extrakorporalen Blutkreislauf.
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In
den letzten Jahren ist ein Oxygenator (zum Beispiel die japanische
Offenlegungsschrift Nr. 7-509171) vorgeschlagenen worden, der ein
Bündel
hohler Fasermembranen nutzt, das von sich windenden hohlen Fasermembranen
auf einem hohlen zylindrischen Kernstück spiralförmig hervorgerufen wird. Das
hohle Bündel
von Fasermembranen dieser Art verfügt über Kreuzabschnitte, auf denen
die gewundenen hohlen Fasermembranen sich kreuzen. Kreuzabschnitte
der gewundenen hohlen Fasermembranen und die ringförmigen Abschnitte,
die von den aufeinander geschichteten Kreuzabschnitten geformt werden,
werden durch das Steuern einer Drehvorrichtung zum Drehen des hohlen
zylindrischen Kernstücks
und eines Winders zum Winden der hohlen Fasermembranen unter vorherbestimmten
Bedingungen geformt. Ein Blutkurzschluss kann sich aufgrund der
durch die Schichtung der Kreuzabschnitte aufeinander geformten ringförmigen Abschnitte bilden,
was die Senkung der Gastauschleistung hervorruft.
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Daher
wird durch die Bereitstellung eines Oxygenators der hohlen Fasermembranart,
der ein Bündel hohler
Fasermembranen nutzt, das von sich windenden hohlen Fasermembranen
auf einem hohlen zylindrischen Kernstück spiralförmig hervorgerufen wird und über ringförmige Abschnitte
verfügt,
die durch die aufeinander geschichteten Kreuzabschnitte der hohlen
Fasermembranen geformt werden, ein Oxygenator beabsichtigt, der
kaum einen durch eine von Kreuzabschnitten geformten Kurzschlussbahn
des Blutes erzeugt und über einen
hohen Grad an Gastauschleistung verfügt.
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US-A-5
462 619 erläutert
einen Oxygenator der hohlen Fasermembranart, der ein zylindrisches
Kernstück
umfasst; sowie ein zylindrisches Bündel hohler Fasermembranen,
das aus einer Vielzahl von hohlen Gastauschfasermembranen besteht,
die auf der äußeren Oberfläche des
besagten zylindrischen Kernstücks gewunden
sind; eine Behausung, die das besagte zylindrische Bündel hohler
Fasermembranen unterbringt; ein Gaseinlassabschnitt und ein Gasauslassabschnitt,
die beide mit dem Inneren der besagten hohlen Fasermembranen verbunden
sind; und ein Bluteinlassabschnitt und ein Blutauslassabschnitt,
die beide mit dem Äußeren der
besagten hohlen Fasermembranen und dem Inneren der besagten Behausung
verbunden sind, worin besagte hohle Fasermembranen des besagten
zylindrischen Bündels
hohler Fasermembranen auf der äußeren Oberfläche des
besagten zylindrischen Kernstücks
mehrschichtig ausgelegt sind; jede hohle Fasermembranschicht über Kreuzabschnitte
der hohlen Fasermembranen verfügt
und die Positionen der besagten Kreuzabschnitte jedes benachbarten
der besagten jeweiligen hohlen Fasermembranschichten sich voneinander
unterscheiden, um Berührungen
zwischen besagten Kreuzabschnitten der besagten hohlen Fasermembranschichten,
die übereinander
gewunden sind, oder um Berührungen
zwischen besagten Kreuzabschnitten einer anderen hohlen Fasermembranschicht
und den Kreuzabschnitten zweier besagter hohlen Fasermembranschichten,
die übereinander
laminiert sind, zu verhindern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Oxygenator laut der Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Vorteilhafte
Ausführungsformen
des Oxygenators laut der Erfindung werden in den davon abhängenden
Ansprüchen
definiert.
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Laut
der Erfindung wird folgendes bereitgestellt: ein Oxygenator der
hohlen Fasermembranart, der ein zylindrisches Kernstück umfasst;
sowie ein zylindrisches Bündel
hohler Fasermembranen, das aus einer Vielzahl von hohlen Gastauschfasermembranen
besteht, die auf der äußeren Oberfläche des
besagten zylindrischen Kernstücks
gewunden sind; eine Behausung, die das besagte zylindrische Bündel hohler
Fasermembranen unterbringt; ein Gaseinlassabschnitt und ein Gasauslassabschnitt,
die beide mit dem Inneren der besagten hohlen Fasermembranen verbunden
sind; und ein Bluteinlassabschnitt und ein Blutauslassabschnitt,
die beide mit dem Äußeren der
besagten hohlen Fasermembranen und dem Inneren der besagten Behausung verbunden
sind. Besagte hohle Fasermembranen des besagten zylindrischen Bündels hohler
Fasermembranen sind auf der äußeren Oberfläche des
besagten zylindrischen Kernstücks
spiralschichtig ausgelegt sind. Besagte hohle Fasermembranschicht
verfügt über Kreuzwindungsabschnitte
der hohlen Fasermembranen, die in der Nachbarschaft des Mittelpunkts
des zylindrischen Kernstücks
in der Längsrichtung
davon angeordnet sind. Besagter Kreuzwindungsabschnitt ist durchgehend
zu einer Spirale in besagtem zylindrischem Bündel hohlen Fasermembranen
angeordnet. Die Positionen der besagten Kreuzwindungsabschnitte
jedes benachbarten der besagten jeweiligen hohlen Fasermembranschichten
unterscheiden sich voneinander, um Berührungen zwischen besagten Kreuzwindungsabschnitten
der besagten hohlen Fasermembranschichten, die übereinander gewunden sind,
oder um Berührungen
zwischen besagten Kreuzwindungsabschnitten einer anderen hohlen
Fasermembranschicht und den Kreuzwindungsabschnitten zweier besagter
hohlen Fasermembranschichten, die übereinander laminiert sind,
zu verhindern.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Vorangehende
und weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus den folgenden detaillierten Beschreibungen der bevorzugten
Ausführungsformen
in Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen die Nummerierungen
verwendet werden, um entsprechende Elemente zu repräsentieren,
ersichtlich sein:
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1 ist
eine Vorderansicht, die einen Oxygenator der hohlen Fasermembranart
laut der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine linke Seitenansicht, die den in 1 gezeigten
Oxygenator der hohlen Fasermembranart zeigt.
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3 ist
eine rechte Seitenansicht, die den in 1 gezeigten
Oxygenator der hohlen Fasermembranart zeigt.
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Teil der Behausung
des in 1 gezeigten Oxygenator der hohlen Fasermembranart
teilweise entfernt ist.
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5 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein Beispiel eines Kreuzabschnitts des Bündels hohler
Fasermembranen zur Verwendung für
den Oxygenator der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kreuzabschnitts des Bündels hohler Fasermembranen
zur Verwendung für
den Oxygenator der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kreuzabschnitts des Bündels hohler Fasermembranen
zur Verwendung für
den Oxygenator der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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8 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein Beispiel eines Bündels hohler Fasermembranen
zeigt, das eine Vorrichtung zur Verwendung für den Oxygenator der hohlen
Fasermembranart der vorliegenden Erfindung formt.
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9 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Bündels hohler Fasermembranen zeigt,
das eine Vorrichtung zur Verwendung Für den Oxygenator der hohlen
Fasermembranart der vorliegenden Erfindung formt.
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10 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 2.
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11 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 2.
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12 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der 1.
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13 ist
eine erläuternde
Ansicht zur Erklärung
des inneren Aufbaus eines oxygenierenden Abschnitts des Oxygenators
der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung.
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14 ist
eine Vorderansicht, die ein zylindrisches Kernstück zur Verwendung für den Oxygenator
der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 ist
eine Planansicht, die das in 14 gezeigte
zylindrische Kernstück
zeigt.
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16 ist
eine Querschnittsansicht, die das in 14 gezeigte
zylindrische Kernstück
zeigt.
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17 ist
eine linke Seitenansicht, die das in 14 gezeigte
zylindrische Kernstück
zeigt.
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18 ist
eine rechte Planansicht, die das in 14 gezeigte
zylindrische Kernstück
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Der
Oxygenator der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung
wird unten in Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein
Oxygenator der hohlen Fasermembranart der vorliegenden Erfindung
beinhaltet ein zylindrisches Kernstück 5; ein zylindrisches
Bündel 3 hohler
Fasermembranen, das aus einer Vielzahl von hohlen Gastauschfasermembranen 3a besteht,
die auf der äußeren Oberfläche des
besagten zylindrischen Kernstücks 5 gewunden
sind; eine Behausung, die das zylindrische Bündel 3 hohler Fasermembranen
unterbringt; ein Gaseinlassabschnitt und ein Gasauslassabschnitt,
die beide mit dem Inneren der besagten hohlen Fasermembran 3a verbunden
sind; und ein Bluteinlassabschnitt und ein Blutauslassabschnitt,
die beide mit dem Äußeren der
hohlen Fasermembran 3a und dem Inneren der Behausung verbunden
sind. Die hohlen Fasermembranen des auf dem zylindrischen Kernstück 5 gewundenen
Bündels
hohler Fasermembranen sind auf der äußeren Oberfläche davon
mehrschichtig ausgelegt, anders formuliert, darauf spiralförmig geschichtet.
Das heißt,
die hohle Fasermembran 3a ist auf dem zylindrischen Kernstück 5 aufgespult.
Die hohlen Fasermembranen bilden eine hohle Fasermembranschicht,
die auf dem zylindrischen Kernstück
aufgespult ist. Jede hohle Fasermembranschicht verfügt über Kreuzabschnitte 3b der
hohlen Fasermembranen 3a in der Nachbarschaft des Mittelpunkts
des zylindrischen Kernstücks 5 in
der Längsrichtung
davon. Die Positionen der besagten Kreuzabschnitte 3b jeder
der jeweiligen hohlen Fasermembranschichten unterscheiden sich voneinander,
um Berührungen
zwischen Kreuzabschnitten 3b der übereinander laminierten hohlen
Fasermembranschichten zu verhindern. Auch die Positionen der Kreuzabschnitte
jeder der jeweiligen hohlen Fasermembranschichten können sich
voneinander unterscheiden, um Berührungen zwischen den Kreuzabschnitten
einer oder mehrerer der aufeinander laminierten hohlen Fasermembranschichten
und der Kreuzabschnitte der hohlen Fasermembranschicht zu verhindern.
Auch die Positionen der Kreuzabschnitte jeder der jeweiligen hohlen Fasermembranschichten
können
sich voneinander unterscheiden, um Berührungen zwischen besagtem Kreuzabschnitt einen
anderen hohlen Fasermembranschicht und den Kreuzabschnitten zweier
aufeinander laminierter Schichten hohler Fasermembranen zu verhindern.
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Der
Oxygenator 1 der hohlen Fasermembranart der Ausführungsform
verfügt über eine
Behausung 2, über
einen oxygenierenden Abschnitt, der in der Behausung 2 untergebracht
ist, und über
ein zylindrisches Wärmetauschteil,
das in dem oxygenierenden Abschnitt untergebracht ist. Der Oxygenator
ist von der hohlen Fasermembranart, die eine Wärmetauschfunktion beinhaltet.
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Der
Oxygenator 1 der hohlen Fasermembranart beinhaltet einen
oxygenierenden Abschnitt, der aus dem zylindrischen Kernstück 5 und
dem zylindrischen Bündel 3 hohler
Fasermembranen besteht, das aus einer Vielzahl von hohlen Gastauschfasermembranen 3a besteht,
die auf der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks
gewunden sind, beinhaltet auch das zylindrische Wärmetauschteil,
das in dem oxygenierenden Abschnitt untergebracht ist, und die Behausung 2,
die den oxygenierenden Abschnitt und das zylindrische Wärmetauschteil
unterbringt.
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Das
zylindrische Kernstück 5 beinhaltet
eine Rille 51, die einen Blutgang zwischen der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 und
einer inneren Oberfläche
des zylindrischen Bündels 3 hohler
Fasermembranen formt, und eine Blut zirkulierende Öffnung 52,
die eine Verbindung zwischen der Rille 51 und einer ersten
zwischen dem zylindrischen Kernstück 5 und dem zylindrischen
Wärmetauschteil
geformten Blutkammer 11 ermöglicht. Der Oxygenator 1 beinhaltet
eine Blutauslassabschnittöffnung 24,
die mit der ersten zwischen dem zylindrischen Kernstück 5 und
dem zylindrischen Wärmetauschteil
geformten Blutkammer 11 verbunden ist, und eine Blutauslassabschnittöffnung 25,
die mit einer zweiten Blutkammer 12, die zwischen der äußeren Oberfläche des
Bündels 3 hohler
Fasermembranen und der inneren Oberfläche der Behausung 2 geformt
ist, verbunden ist.
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Wie
in 10 und 12 gezeigt,
gibt es in dem Oxygenator 1 der hohlen Fasermembranart
der Ausführungsform
an der Außenseite
konzentrisch angeordnet oder geformt in der Anordnung eines zylindrischen Körpers 21 der
Behausung 2 wie folgt: die zweite Blutkammer 12,
das Bündel 3 hohler
Fasermembranen, das zylindrisches Kernstück 5, das über die
Rille 51 verfügt,
die erste Blutkammer 11, den zylindrischen Wärmetauscher 31,
die zylindrischen Präventionsabschnitte 34 und 35 zur
Vorbeugung einer Verformung des zylindrischen Wärmetauschteils und das zylindrische
die Wärmungsmediumskammer
formende Element 32.
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Wie
in 1 bis 4 und in 10 bis 12 gezeigt,
beinhaltet die Behausung 2 einen zylindrischen Körper 21,
der über
die Blutaunlassöffnung 25 verfügt, einen
ersten Binder 22, der über
eine Gaseinlassöffnung 26 verfügt, eine
Wärmungsmediumseinlassöffnung 28 und
eine Wärmungsmediumsauslassöffnung 29;
und einen zweiten Binder 23, der über eine Gasauslassöffnung 27 und
ein Einführungsloch
der Bluteinlassöffnung 24 verfügt, die
auf dem zylindrisches Kernstück
geformt ist. And der inneren Oberfläche des ersten Binders 22 sind
ein zylindrisch überstehendes
die Wärmungsmediumskammer
formendes Verbindungsteilelement 22a und ein Trennabschnitt 22b,
der das die Wärmungsmediumskammer
formende Verbindungsteilelement 22a in zwei Teile trennt,
geformt. Ein zylindrisch überstehendes
die Wärmungsmediumskammer
formendes Verbindungsteilelement 23a ist an der inneren
Oberfläche
des zweiten Binders 23 geformt. Wie also in 11 gezeigt,
wird das zylindrische die Wärmungsmediumskammer
formende Element 32, das später beschrieben wird, von dem
ersten Binder 22 an dem einen offenen Ende gehalten und
von dem zweiten Binder 23 auf der anderen geschlossenen
Seite gehalten.
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Vorerst
wird unten der oxygenierende Abschnitt beschrieben.
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13 ist
eine erläuternde
Ansicht zur Erklärung
des inneren Aufbaus eines oxygenierenden Abschnitts des Oxygenators
der hohlen Fasermembranart für
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 14 ist
eine Vorderansicht, die ein zylindrisches Kernstück zur Verwendung für den Oxygenator
der hohlen Fasermembranart für
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 15 ist
eine Planansicht, die das in 14 gezeigte
zylindrische Kernstück
zeigt. 16 ist eine Querschnittsansicht,
die das in 14 gezeigte zylindrische Kernstück zeigt. 17 ist
eine linke Seitenansicht, die das in 14 gezeigte
zylindrische Kernstück
zeigt. 18 ist eine rechte Planansicht,
die das in 14 gezeigte zylindrische Kernstück zeigt.
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Der
oxygenierende Abschnitt verfügt über das
zylindrische Kernstück 5 und über das
zylindrische Bündel 3 hohler
Fasermembranen, das aus einer Vielzahl von hohlen Fasermembranen 3a besteht,
die auf der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 gewunden
sind.
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Wie
in 4 und 10 bis 18 gezeigt,
verfügt
das zylindrische Kernstück 5 an
einem Ende des zylindrischen Kernstücks 5 über einen
krapfenförmigen Überstand 55,
der über
eine vorherbestimmte Breite verfügt
und sich nach innen erstreckt. Die Bluteinlassöffnung 24 ist auf
der äußeren Oberfläche eines
flachen krapfenförmigen
Abschnitts des Überstands 55 geformt,
so dass die Bluteinlassöffnung 24 nach
außen
parallel zu der Achse des zylindrischen Kernstücks 5 übersteht.
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Auf
der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstückes 5 ist
eine Vielzahl von Rillen 51 geformt, die den Blutgang zwischen
der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 und
der inneren Oberfläche
des zylindrischen Bündels 3 hohler
Fasermembranen formt. Das zylindrische Kernstück 5 verfügt über die Blut
zirkulierende Öffnung 52,
die die Verbindung zwischen der Rille 51 und der zwischen
dem zylindrischen Kernstück 5 und
dem zylindrischen Wärmetauschteil
geformten ersten Blutkammer 11 (anders formuliert ist die erste
Blutkammer 11 innerhalb des zylindrischen Kernstücks 5 geformt)
ermöglicht.
Es wird vorgezogen, dass der äußere Radius
des zylindrischen Kernstücks
innerhalb der Bandbreite von 20–100
mm liegt und dass die tatsächliche
Länge davon
(die Länge
davon, die nicht in der Trennwand gelagert ist) innerhalb der Bandbreite von
100–730
mm liegt.
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Der
Oxygenator 1 verfügt über eine
erste Blutkammer, die in dem zylindrischen Kernstück geformt
ist und mit dem Bluteinlassabschnitt verbunden ist, und über eine
zweite Blutkammer, die zwischen besagter Behausung und einer äußeren Oberfläche des
Bündels
hohler Fasermembranen geformt ist und mit dem Blutauslassabschnitt
verbunden ist. Das zylindrische Kernstück besteht aus einer Vielzahl
von Rillen, die einen Blutgang zwischen einer äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks
und einer inneren Oberfläche
des zylindrischen Bündels
hohler Fasermembranen formen, und aus Blut zirkulierenden Öffnungen,
die die Rillen mit der besagten ersten Blutkammer verbinden.
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Genauer
verfügt
das zylindrische Kernstück 5,
außer
an den beiden Enden davon, über
eine Vielzahl von miteinander parallelen ununterbrochenen Rillen 51 und
ringförmigen
Rippen 53 zwischen den benachbarten Rillen 51.
Die Rillen 51 des zylindrischen Kernstücks 5 sind fast auf
dem ganzen Abschnitt (tatsächliche Länge, Abschnitt
ist nicht in der Trennwand gelagert) geformt, was zum Gastausch
in dem Bündel
hohler Fasermembranen beiträgt.
Das zylindrische Kernstück 5,
das in der Ausführungsform
verwendet wird, verfügt über einen
nicht mit Rillen versehenen Abschnitt (nicht durch Rillen geformten
Abschnitt) 54, der sich auf einer Position auf ungefähr der Verlängerung
der Bluteinlassöffnung 24 befindet
und über
eine flache Oberfläche verfügt und sich
auf fast dem ganzen die Rillen 51 bildenden Abschnitt auf
dem zylindrischen Kernstück 5 erstreckt.
Daher sind die Rillen 51 des zylindrischen Kernstücks 5 ringförmige Rillen
(kreisförmige
bogenförmige Rillen),
die über
einen Anfangsabschnitt und einen Endabschnitt verfügen, und
daher sind die Rippen 53 des zylindrischen Kernstücks 5 ringförmige Rippen,
die über
einen Anfangsabschnitt und einen Endabschnitt verfügen. Da
das zylindrisches Kernstück 5 über den
nicht mit Rillen versehenen Abschnitt 54, der über eine
flache Oberfläche
verfügt
und sich auf fast dem ganzen die Rillen 51 bildenden Abschnitt
auf dem zylindrischen Kernstück 5 erstreckt, verfügt, kann
die Stabilität
des Aufbaus des an der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 geformten
zylindrischen Bündels 3 hohler
Fasermembranen verbessert werden. Allerdings ist der nicht mit Rillen
versehene Abschnitt 54 nicht notwendigerweise ausgebildet.
Die Rillen 51 und die Rippen 53 des zylindrischen
Kernstücks 5 können ohne
Ende, nämlich
vollständig
ringförmig
sein. Die Tiefe der Rillen 51 bewegt sich vorteilhaft in
einer Bandbreite von 0.5–10.00
mm und sogar noch vorteilhafter in einer Bandbreite von 2.0–4.00 mm.
Die Neigung der Rillen 51 bewegt sich vorteilhaft in einer
Bandbreite von 1.0–10.00
mm und sogar noch vorteilhafter in einer Bandbreite von 0.5–10.00 mm.
Die Breite (Breite des größten Abschnitts)
bewegt sich vorteilhaft in einer Bandbreite von 1.0–10.00 mm
und noch vorteilhafter in einer Bandbreite von 2.0–4.00 mm.
Da das zylindrische Kernstück 5 über eine
Vielzahl von Rillen 51 verfügt, die fast auf der ganzen
tatsächlichen
Länge (Abschnitt
ist nicht in der Trennwand gelagert) Bündels hohler Fasermembranen
geformt sind, ist es möglich,
Blut im fast dem ganzen Bündel 3 hohler
Fasermembranen zu verteilen und das gesamte Bündel 3 hohler Fasermembranen
effektiv zu nutzen. Also verfügt
das zylindrische Kernstück 5 über einen
hohen Gastauschleistungsgrad.
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Es
wird bevorzugt, dass der Scheitelpunkt des Abschnitthügels (Rippe 53)
zwischen den benachbarten Rillen 51 des zylindrischen Kernstücks 5 als
eine flache Oberfläche
geformt ist. Die Breite der flachen Oberfläche der Rippe 53 bewegt
sich vorteilhaft zwischen 1.0–5.00
mm und noch vorteilhafter zwischen 0.8–1.2 mm. Da der Scheitelpunkt
der Rippe 53 als eine flache Oberfläche geformt ist, kann die Stabilität des Aufbaus des
auf der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 geformten
Bündels 3 hohler
Fasermembranen verbessert werden. In dem Teil ist die Rille 51 (zum
Beispiel in dem Teil trapezförmig)
zum Scheitelpunkt der Rippe 53 hin breiter. Da die Rille 51 zu
der inneren Oberfläche
des Bündels
hohler Fasermembranen hin breiter wird, ermöglicht es die Rille 51,
dem Blut reibungslos in das Bündel
hohler Fasermembranen eingeleitet zu werden.
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Die
Bluteinlassöffnung 24 ist
auf einer Endseite des zylindrischen Kernstücks 5 geformt. Die
Blut zirkulierende Öffnung 52 ist
einem Bereich geformt, der einem Bereich gegenüber liegt, der entlang einer
erweiterten Linie der Achsenlinie der Bluteinlassöffnung 24 gebildet
ist. Diese Struktur erlaubt gleichmäßige Blutzirkulation in der
ersten Blutkammer 11, die zwischen dem zylindrischen Kernstück 5 und
dem zylindrischen Wärmetauschteil
geformt ist, und hohe Wärmetauschleistungseffizienz.
Genauer verfügt
das zylindrische Kernstück 5,
wie in 12 und 18 gezeigt, über einen
nicht mit Rillen versehenen Abschnitt, der entlang einer erweiterten
Linie der Bluteinlassöffnung 24 auf
fast dem ganzen die Rillen 51 bildenden Abschnitt geformt
ist. Da der nicht mit Rillen versehenen Abschnitt 54 dünn ist,
ist es möglich,
einen Blutleitabschnitt 56 innerhalb des zylindrischen
Kernstücks 5 zu
bilden, wobei der Blutleitabschnitt 56 dabei auf der erweiterten
Linie der Bluteinlassöffnung 24 angeordnet
ist. Der innere Durchmesser des Blutleitabschnitts 56 ist
größer als
die der anderen Abschnitte des mit Rillen versehenen Teils. Der
Blutleitabschnitt 56 ermöglicht es dem Blut entlang
der Achse durch die ganze erste Blutkammer 11 zu fließen, die
zwischen dem zylindrischen Kernstück 5 und dem zylindrischen
Wärmetauschteil
geformt ist.
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Die
Blut zirkulierende Öffnung 52 ist
in einem Bereich (an einer Position) geformt, der einem nicht mit Rillen
versehenen Abschnitt 54 (Blutleitabschnitt 56)
gegenüber
liegt. In dem zylindrischen Kernstück 5 besteht die Blut
zirkulierende Öffnung 52 aus
einer Vielzahl von Öffnungen,
die mit den ringförmigen
Rillen 51 verbunden sind. Das heißt, die Blut zirkulierende Öffnung 52 ist
durch Vertiefung der Rillen 51 auf dem zylindrischen Kernstück 5 an
einer Position davon, die dem nicht mit Rillen versehenen Abschnitt
gegenüber
liegt (Blutleitabschnitt), geformt. Also wird die Rippe 53 zwischen
den benachbarten Blut zirkulierenden Öffnungen 52 gebildet.
In dem zylindrischen Kernstück 5 ist
die Dicke der Rippe 53 auf einem Abschnitt davon, der in
einem öffnungsgeformten
Abschnitt 52a liegt, gering. Wie in 18 gezeigt,
ist der innere Durchmesser des öffnungsgeformten
Abschnitt 52a größer als
die inneren Durchmesser der anderen Abschnitte auf dem mit Rillen versehenen
Abschnitt, um einen zweiten Blutleitabschnitt 57 darin
zu formen, ähnlich
wie bei dem nicht mit Rillen versehenen Abschnitt 54 (Blutleitabschnitt).
Wie oben beschrieben ist es, aufgrund der Bildung der Erhebung,
die aus der in dem öffnungsgeformten
Abschnitt 52a gebildeten Rippe 53 besteht, möglich, die
Leistungsverschlechterung des zylindrischen Kernstücks 5 zu
verhindern. Ferner ist es aufgrund der Berührung zwischen der Rippe 53 und
hohlen Fasermembran 3a möglich, dem Bündel hohler
Fasermembranen zu ermöglichen,
seine ursprüngliche
Gestalt zu behalten. Ferner ist der öffnungsgeformte Abschnitt 52a als
der dünne
Abschnitt dadurch geformt, dass der innere Durchmesser davon größer gestaltet
wird als die der anderen Abschnitte auf dem mit Rillen geformten
Abschnitt. So ist es möglich,
Blut, das durch die erste Blutkammer 11 geflossen ist,
sicher zum öffnungsgeformten
Abschnitt 52a zu leiten.
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Zusätzlich zu
dem oben beschriebenen Aufbau kann der Oxygenator der hohlen Fasermembranart über den
folgenden Aufbau verfügen.
Zum Beispiel kann der öffnungsgeformte
Abschnitt 52a anstatt einer aus den Rippen 53 bestehenden
Erhebung über
eine Blut zirkulierende Öffnung
verfügen,
die mit allen ringförmigen
Rillen 51 verbunden ist oder über eine Vielzahl von Blut
zirkulierenden Öffnungen
verfügen,
die mit einer Vielzahl von ringförmigen
Rillen 51 verbunden sind.
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Das
Bündel 3 hohler
Fasermembranen ist auf die Außenoberfläche des
besagten zylindrischen Kernstücks 5 gewunden.
Wie in 4 gezeigt, werden durch aufeinander folgendes
Winden der hohlen Fasermembranen 3a, die das Bündel 3 hohler
Fasermembranen auf dem zylindrischen Kernstück 5 bilden, die hohler
Fasermembranen 3a mehrschichtig, und anders formuliert,
spiralschichtig auf der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 ausgelegt.
Das heißt
die hohlen Fasermembranen 3a werden auf dem zylindrischen Kernstück 5 aufgespult.
In der Nachbarschaft des Mittelpunkts des zylindrischen Kernstücks 5 verfügt die hohle
Fasermembranschicht in seiner Längsrichtung über Kreuzabschnitte 3b (Kreuzwindungsabschnitte,
hiernach als Kreuzabschnitte 3b bezeichnet) der hohlen
Fasermembranen 3a. Die Positionen der besagten Kreuzabschnitte 3b unterscheiden
sich in Abhängigkeit
zu einem Abschnitt jeder hohlen Fasermembranschicht voneinander.
Wie in 4 gezeigt, ist es durch Änderung der Positionen der
Kreuzabschnitte möglich,
zu verhindern, dass der Kreuzabschnitte zweier Schichten, die aufeinander
laminiert sind, sich berühren.
So ist es möglich,
die Entstehung von Kurzschlussbahnen des Blutes zu verhindern. Die
Kreuzabschnitte werden durchgehend durch Winden von zwei bis sechs
hohlen Fasermembranen auf das zylindrische Kernstück 5 geformt,
so dass die benachbarten Windungen der hohlen Fasermembranen sich
einander kreuzen.
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In
dem in 4 gezeigten Beispiel unterscheiden sich die Positionen
der besagten Kreuzabschnitte 3b in Abhängigkeit zu Abschnitten jeder
hohlen Fasermembranschicht voneinander, um zu verhindern, dass die
Kreuzabschnitte 3b zweier Schichten, die aufeinander laminiert
sind, sich berühren.
Anders formuliert kann der Kreuzabschnitt einer ersten Schicht mit
einer zweiten nicht zu der ersten Schicht benachbarten Schicht in der
Längsrichtung
des Bündels
hohler Fasermembranen durch den Kreuzabschnitt (oder anders durch
die hohle Fasermembranschicht) einer dritten Schicht, dessen Kreuzabschnitt
nicht die der ersten oder dritten Schicht berührt, zusammentreffen. Insbesondere
wird, wie in 5 gezeigt, die einen entwickelten
Zustand des Bündels
hohler Fasermembranen (Schicht der hohlen Fasermembran) zeigt, die
Position des Kreuzabschnitts 3b durchgehend in Bezug zu
dem Mittelpunkt des Bündels
hohler Fasermembranen in der Längsrichtung
gewechselt. Jede der in 5 gezeigten Schichten weisen
eine hohle Fasermembranschicht des um das zylindrische Kernstück 5 gewundenen
Bündels
hohler Fasermembranen auf. Die hohlen Fasermembranschichten sind
aufeinander laminiert, so dass eine (N + 1)te Schicht auf der Nten
Schicht und so weiter laminiert ist. In dem in 5 gezeigten
Beispiel wird die Position des Kreuzabschnitts 3b durchgehend
so gewechselt, dass acht Schichten, die aus der Nten Schicht bis
zu einer (N + 7)ten Schicht bestehen, einen Satz bilden. Das gesamte
Bündel
hohler Fasermembranen setzt sich aus einer Vielzahl von jeweils
acht Schichten umfassenden Sätzen
zusammen. Die Anzahl der Sätze
der hohlen Fasermembranschichten ist allgemein 3–40, obwohl es von dem Bereich
des Oxygenatorfilms abhängt.
-
In
dem in 5 gezeigten Beispiel ist der Kreuzabschnitt 3b an
der Startposition der Nten Schicht am Mittelpunkt des Bündels hohler
Fasermembranen in seiner Längsrichtung
angeordnet. Dann verlagert sich der Kreuzabschnitt 3b zu
einem Ende (rechte Seite) des Bündels
hohler Fasermembranen nach und nach in seiner Längsrichtung. An dem Abschluss
(anders formuliert an der Startposition einer (N + 2)ten Schicht)
der (N + 1)ten Schicht ist der Kreuzabschnitt 3b an einem
Ende (rechte Seite) des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung angeordnet. Dann
verlagert sich der Kreuzabschnitt 3b wieder um Mittelpunkt
des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. An dem Abschluss
(anders formuliert an der Startposition einer (N + 4)ten Schicht)
der (N + 3)ten Schicht ist der Kreuzabschnitt 3b am Mittelpunkt
des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung angeordnet, wie
es bei der Anordnung des Kreuzabschnitts 3b an der Startposition
in der Nten Schicht der Fall ist. Der Kreuzabschnitt an der Startposition
der Nten Schicht und der Kreuzabschnitt am Start der (N + 4)ten
Schicht treffen miteinander in der Längsrichtung des Bündels hohler
Fasermembranen über
die (N + 1)te Schicht, die (N + 2)te Schicht und die (N + 3)te Schicht
zusammen, aber berühren
sich nicht. Dann verlagert sich der Kreuzabschnitt auf die andere
Seite (linke Seite) des Bündels hohler
Fasermembranen. An dem Abschluss (anders formuliert an der Startposition
einer (N + 6)ten Schicht) einer (N + 5)ten Schicht ist der Kreuzabschnitt 3b an
dem anderen Ende (linke Seite) des Bündels hohler Fasermembranen
in seiner Längsrichtung
angeordnet. Dann verlagert sich der Kreuzabschnitt 3b zum Mittelpunkt
des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. An dem Abschluss
einer (N + 7)ten Schicht ist der Kreuzabschnitt 3 am Mittelpunkt
des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung angeordnet, wie
es bei der Anordnung des Kreuzabschnitts 3b an der Startposition
in der Nten Schicht der Fall ist. Der Kreuzabschnitt am Start der
(N + 4)ten Schicht und der Kreuzabschnitt an dem Abschluss (anders
formuliert an der Startposition einer Nten Schicht) der (N + 7)ten
Schicht treffen miteinander in der Längsrichtung des Bündels hohler
Fasermembranen über
die (N + 5)te Schicht, die (N + 6)te Schicht und die (N + 7)te Schicht zusammen,
aber berühren
sich nicht.
-
Wie
in 6 gezeigt, kann die Position des Kreuzabschnitts 3b des
Bündels 3 hohler
Fasermembranen stufenweise wechseln. Insbesondere wechselt, wie 6 gezeigt,
die über
einen entwickelten Zustand des Bündels
hohler Fasermembranen unterrichtet, die Position des Kreuzabschnitts 3b stufenweise
in Bezug zu dem Mittelpunkt des Bündels hohler Fasermembranen
in seiner Längsrichtung.
Jede Schicht, die in 6 gezeigt wird, weist eine hohle
Fasermembranschicht des um das zylindrische Kernstück 5 gewundenen
Bündels
hohler Fasermembranen auf. Die (n + 1)te Schicht der hohlen Fasermembran
ist auf der nten laminiert und so weiter. In dem in 6 gezeigten
Beispiel sind die hohlen Fasermembrane so aufeinander laminiert, dass
die (N + 1)te Schicht auf der Nten laminiert ist und so weiter.
In dem in 6 gezeigten Beispiel wird die Position
des Kreuzabschnitts 3b durchgehend so gewechselt, dass
vier Schichten, die aus der Nten Schicht bis zu einer (N + 3)ten
Schicht besteht, einen Satz bilden. Das gesamte Bündel hohler
Fasermembranen setzt sich aus einer Vielzahl von Sätzen zusammen,
die jeweils vier aus Schichten bestehen. Die Anzahl der Sätze der
hohlen Fasermembranschichten ist allgemein 3–40, obwohl es von dem Bereich
des Oxygenatorfilms abhängt.
-
In
dem in 6 gezeigten Beispiel ist der Kreuzabschnitt 3b in
der Nten Schicht am Mittelpunkt des Bündels hohler Fasermembranen
in seiner Längsrichtung
angeordnet. In der (N + 1)ten Schicht verlagert sich der Kreuzabschnitt 3b zu
einem Ende (rechte Seite) des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. In der (N + 2)ten
Schicht ist der Kreuzabschnitt 3 am Mittelpunkt des Bündels hohler
Fasermembranen in seiner Längsrichtung
angeordnet. Dann verlagert sich in der (N + 3)ten Schicht der Kreuzabschnitt 3b zu dem
anderen Ende (linke Seite) des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. In der Nten Schicht
verlagert sich der Kreuzabschnitt 3 wieder zum Mittelpunkt
des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. Der Kreuzabschnitt
der nten Schicht und der Kreuzabschnitt der (N + 2)ten Schicht treffen
in der Längsrichtung
des Bündels
hohler Fasermembranen durch die (N + 1)te dazwischen eingefügte Schicht
miteinander zusammen, aber berühren
sich nicht.
-
In
dem oben beschriebenen Beispiel berühren sich die Kreuzabschnitte
nie. Es wird bevorzugt, dass die Kreuzabschnitte auf diese Weise
geformt werden. Allerdings können
die Kreuzabschnitte so geformt werden, dass in Abhängigkeit
eines Abschnitts der hohlen Fasermembranschicht die Positionen der
Kreuzabschnitte sich voneinander unterscheiden, um Berührungen
zwischen Kreuzabschnitten einer anderen Schicht und den Kreuzabschnitten
zweier hohlen Schichten, die übereinander
laminiert sind, zu verhindern.
-
Insbesondere
berührt,
wie in 7 gezeigt, der Kreuzabschnitt der zweiten Schicht
(obere Schicht) die der ersten Schicht (untere Schicht), welche
die zweite Schicht berührt
(obere Schicht). Allerdings können die
Positionen der Kreuzabschnitte 3b sich in Abhängigkeit
eines Abschnitts jeder hohlen Fasermembranschicht voneinander unterscheiden,
um zu verhindern, dass der Kreuzabschnitt einer dritten Schicht,
die auf der zweiten Schicht laminiert ist, den Kreuzabschnitt der
zweiten Schicht berührt.
Allerdings kann der Kreuzabschnitt jeder ersten und zweiten Schicht
mit der einer dritten Schicht in der Längsrichtung des Bündels hohler
Fasermembranen durch den Kreuzabschnitt einer vierten zwischen der
zweiten und der dritten eingefügten Schicht
zusammentreffen. Insbesondere wechselt, wie 7, die einen
entwickelten Zustand des Bündels hohler
Fasermembranen zeigt, dargestellt, die Position des Kreuzabschnitts 3b stufenweise
in Bezug zum Mittelpunkt des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. Jede der in 7 gezeigten
Schichten weisen eine hohle Fasermembranschicht des um das zylindrische
Kernstück 5 gewundenen
Bündels
hohler Fasermembranen auf. Die (N + 1)te Schicht der hohlen Fasermembranschicht
ist auf der Nten gewunden und so weiter. In dem in 7 gezeigten
Beispiel sind die hohlen Fasermembrane so aufeinander laminiert,
dass die (N + 1)te Schicht auf der Nten laminiert ist und so weiter.
In dem in 7 gezeigten Beispiel wird die
Position des Kreuzabschnitts 3b durchgehend so gewechselt,
dass acht Schichten, die aus der Nten Schicht bis zu einer (N +
7)ten Schicht besteht, einen Satz bilden. Das gesamte Bündel hohler
Fasermembranen setzt sich aus einer Vielzahl von jeweils acht Schichten
umfassenden Sätzen
zusammen. Die Anzahl der Sätze
der hohlen Fasermembranschichten ist allgemein 3–40, obwohl es von dem Bereich
des Oxygenatorfilms abhängt.
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In
dem in 7 gezeigten Beispiel ist der Kreuzabschnitt 3 in
der Nten und in der (N + 1)ten Schicht am Mittelpunkt des Bündels hohler
Fasermembranen in seiner Längsrichtung
angeordnet. Also berühren
sich der der Kreuzabschnitt der nten Schicht und die der auf der
nten Schicht laminierten (N + 1)ten Schicht. In der (N + 2)ten und
in der (N + 3)ten verlagert sich der Kreuzabschnitt 3b zu
einem Ende (rechte Seite) des Bündels hohler
Fasermembranen nach und nach in seiner Längsrichtung. In der (N + 4)ten
Schicht und in der (N + 5)ten Schicht verlagern sich die Kreuzabschnitte 3b zum
Mittelpunkt des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. In der (N + 6)ten
Schicht und in der (N + 7)ten Schicht wechselt der Kreuzabschnitt
zu dem anderen Ende (linke Seite) des Bündels hohler Fasermembranen
in seiner Längsrichtung.
In der Nten verlagert sich der Kreuzabschnitt 3b wieder
zum Mittelpunkt des Bündels
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung. Das heißt, die
Kreuzabschnitte der zwei sich in Berührung befindenden Schichten
berühren
sich einander. Allerdings berührt
der Kreuzabschnitt, der eine der zwei Schichten berührt, nicht
die Kreuzabschnitte der zwei Schichten. Der Kreuzabschnitt der nten
und die der (N + 1)ten Schicht treffen mit der der (N + 4)ten Schicht
und (N + 5)ten Schicht in der Längsrichtung
des Bündels
hohler Fasermembranen durch die (N + 2)te Schicht und der (N + 3)ten
Schicht zusammen, aber berühren
sich nicht.
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In
den in 5 bis 7 gezeigten Beispielen, sind
alle Kreuzabschnitte wünschenswert
innerhalb einer Breite von 80 mm (X i 5, Y in 6 und
Z in 7) und noch wünschenswerter
innerhalb einer Breite von 60 mm in Bezug zum Mittelpunkt des Bündels hohler
Fasermembranen in seiner Längsrichtung.
Anders formuliert ist der größte Abstand
zwischen zwei Kreuzabschnitten des zylindrischen Kernstücks in seiner Längsrichtung
wünschenswert
innerhalb einer Bandbreite von 3 mm–80 mm und wünschenswerter
innerhalb einer Bandbreite von 4 mm–60 mm. Die Breite (X i 5,
Y in 6 und Z in 7), nämlich der
größte Abstand
zwischen zwei Kreuzabschnitten, liegt innerhalb einer Bandbreite
von 3–50%
der Länge
des Bündel
hohler Fasermembranen in seiner Längsrichtung.
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Das
Bündel
hohler Fasermembranen wird von einer hohlen Fasermembran oder von
einer Vielzahl von hohlen Fasermembranen gebildet, die bei regelmäßigen Abständen gleichzeitig
auf das zylindrische Kernstück 5 gewunden
werden. Es wird vorgezogen, dass der Abstand zwischen benachbarten
hohlen Fasermembranen sich innerhalb einer Bandbreite von 1/10–1/1 des äußeren Durchmessers
davon befindet.
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Wie
oben beschrieben, wird das Bündel
hohler Fasermembranen, in der die Position der Kreuzabschnitte wechselt,
durch gleichzeitiges und spirales Winden von einer hohlen Fasermembran
oder von einer Vielzahl von hohlen Fasermembranen gebildet, wobei
benachbarte hohle Fasermembranen in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen angeordnet
sind. Beim Winden der hohlen Fasermembrane auf das zylindrische
Kernstück 5,
werden ein zylindrisches Kernstückdrehmittel 61 und
ein Winder 62 zum Weben der hohlen Fasermembranen betrieben,
basieren auf einer unten gezeigten Computergleichung (1) und stellen
eine jeweilige Bewegung innerhalb der Bandbreite von wünschenswert –40 mm +
40 mm, wünschenswerter
von –30
mm + 30 mm und am wünschenswertesten
von –15
+ 15 in der Achsenrichtung des zylindrischen Kernstücks unter Annahme,
dass der Mittelpunkt des zylindrischen Kernstücks in seiner Längsrichtung
O ist, dar: Durchlauf
[mm/Parzelle] × n
(Ganzzahl und 2 oder mehr) = Durchlaufbreite × 2 ± (Außendurchmesser der Faser +
Abstand zwischen den Fasern) × Anzahl
der zu windenden Fasern Computergleichung
(1)
-
Für die relative
Bewegung des zylindrischen Kernstückdrehmittels 61 und
des Winders 62 in Achsenrichtung des zylindrischen Kernstücks, kann
jede der folgenden drei Muster ausgewählt werden:
- (1)
Der Winder bewegt sich mit dem festgelegten zylindrischen Kernstückdrehmittel.
- (2) Das zylindrische Kernstückdrehmittel
bewegt sich mit dem festgelegten Winder.
- (3) Sowohl das zylindrische Kernstückdrehmittel als auch der Winder
bewegen sich.
-
Das
n in der Gleichung 1, die die Beziehung zwischen der Anzahl der
Drehungen des windenden Drehelements und die Anzahl der Pendelschritte
des Winders ausdrückt,
sollte innerhalb der Bandbreite von 2–5 liegen. Es wird vorgezogen,
dass n 2 ist. Für
den Fall, in dem eine Ganzzahl als n der Gleichung (1) gewählt wird,
wird ein einziger Kreuzabschnitt (Kreuzwindungsabschnitt) der hohlen
Fasermembrane in der Nachbarschaft des Mittelpunkts des Bündels hohler
Fasermembranen in seiner Längsrichtung
geformt. In dem Oxygenator 1 der Ausführungsform wird 2 als n für die Gleichung
(1) gewählt.
In diesem Fall wird der Kreuzabschnitt 3b in der Nachbarschaft
des Mittelpunkts des Bündels 3 hohler
Fasermembranen (bevor beide Enden geschnitten werden) in seiner
Längsrichtung
geformt, wobei das Bündel 3 hohler
Fasermembranen um die äußere Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 gewundenen
wird.
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Eine
in 8 gezeigte Vorrichtung zur Ausformung des Bündels hohler
Fasermembranen 60 wird unten beschrieben. Die Vorrichtung
zur Ausformung des Bündels
hohler Fasermembranen 60 ist so konstruiert, dass ein zylindrisches
Kernstückdrehmittel 61 standörtlich ist
und nur ein Winder 62 sich bewegt, um dem zylindrischen
Kernstückdrehmittel 61 und
dem Winders 62 relative Bewegung in Achsenrichtung des
Kernstücks zu
ermöglichen.
-
Die
Vorrichtung zur Ausformung des Bündels
hohler Fasermembranen 60 verfügt über das zylindrisches Kernstückdrehmittel 61 und
den Winder 62. Das zylindrische Kernstückdrehmittel 61 verfügt über einen Motor 63,
eine Motorachse 64 und ein an die Motorachse 64 angebrachtes
Kernstückinstallierungselement 64. Das
zylindrische Kernstück 5 wird
auf dem Kernstückinstallierungselement 65 installiert
und durch den Motor gedreht.
-
Der
Winder 62 verfügt über ein
Gehäuse 66,
das über
einen Unterbringungsabschnitt für
die hohle Fasermembran darin verfügt, und über einen sich in Achsenrichtung
(parallel zu der Achse des zylindrischen Kernstücks, nämlich in die von dem Pfeil
gezeigten Richtung in 8) des Gehäuses 66 sich bewegenden Austrittsabschnitt 75 zum
Abgeben der hohlen Fasermembran. Das Gehäuse 66 ist an einem
linearen Tisch 68, der sich entlang eines linearen Geländers 67 bewegt,
und an ein Kugelmutterelement 74 angebracht. Ein Motor 73 treibt
eine Kugelschraubenachse 69 zur Drehung an. Als Folge davon
bewegt sich das Kugelmutterelement 74 in die mit dem Pfeil
angezeigte Richtung, um es dem Gehäuse 66 zu ermöglichen,
sich in die von dem Pfeil angezeigte Richtung zu bewegen. Der Motor 73 ist
nach vorne und nach hinten drehbar. Die Drehrichtung des Motors 73 wird
von einem nicht in 8 gezeigten Steuergerät eingestellt.
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In Übereinstimmung
mit der Vorrichtung zur Ausformung des Bündels hohler Fasermembranen 60 ist die
Durchlaufbreite durch die Bewegungsbreite des Austrittsabschnitts 75 festgelegt,
aber die Durchlaufbreite kann durch Bewegen des Gehäuse 66 und
des Versorgungsabschnitts 75 geändert werden. Dadurch kann
die Position des Kreuzabschnitts der hohlen Fasermembranen geändert werden.
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Eine
in 9 gezeigte Vorrichtung zur Ausformung des Bündels hohler
Fasermembranen 70 wird unten beschrieben. Die Vorrichtung
zur Ausformung des Bündels
hohler Fasermembranen 70 ist so konstruiert, dass Winder 72 standörtlich ist
und ein Kernstückdrehmittel 71 sich
bewegt, um dem zylindrischen Kernstückdrehmittel 71 relative
Bewegung des zylindrischen Kernstückdrehmittels 71 und
des Winders 72 in Achsenrichtung des Kernstücks zu ermöglichen.
-
Die
Vorrichtung zur Ausformung des Bündels
hohler Fasermembranen 70 verfügt über das zylindrisches Kernstückdrehmittel 71 und
den Winder 72. Das zylindrische Kernstückdrehmittel 71 verfügt über einen Motor 63,
eine Motorachse 64 und ein an die Motorachse 64 angebrachtes
Kernstückinstallierungselement 65. Das
zylindrische Kernstück 5 wird
auf dem Kernstückinstallierungselement 65 installiert
und durch den Motor 63 gedreht. Der Motor 63 ist
an einem lineareren Tisch 78, der sich entlang eines linearen
Geländers 77 bewegt,
und an ein Kugelmutterelement 81 angebracht ist. Ein Motor 80 treibt
eine Kugelschraubenachse 79 zur Drehung an. Als Folge davon
bewegt sich das Kugelmutterelement 81 in die mit dem Pfeil
angezeigte Richtung, um es dem zylindrischen Kernstückdrehmittels 71 zu
ermöglichen,
sich in die von dem Pfeil angezeigte Richtung zu bewegen. Der Motor 80 ist
nach vorne und nach hinten drehbar. Die Drehrichtung des Motors 80 wird
von einem nicht in 8 gezeigten Steuergerät eingestellt.
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Der
Winder 72 verfügt über ein
Gehäuse 66,
das über
einen Unterbringungsabschnitt für
die hohle Fasermembran darin verfügt, und über einen sich in Achsenrichtung
(parallel zu der Achse des zylindrischen Kernstücks, nämlich in die von dem Pfeil
gezeigten Richtung in 9) des Gehäuses 66 sich bewegenden Austrittsabschnitt 75 zum
Abgeben der hohlen Fasermembran. In Übereinstimmung mit der Vorrichtung
zur Ausformung des Bündels
hohler Fasermembranen 60 ist die Durchlaufbreite durch
die Bewegungsbreite des Austrittsabschnitts 75 festgelegt,
aber die Durchlaufbreite kann durch Bewegen des zylindrischen Kernstückdrehmittels 71 und
des Austrittsabschnitts 75 geändert werden. Dadurch kann
die Position des Kreuzabschnitts der hohlen Fasermembran geändert werden.
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Es
wird vorgezogen, dass eine hohle Fasermembran oder eine Vielzahl
von hohlen Fasermembranen auf dem zylindrische Kernstück 5 gewunden
sind, wobei die hohlen Fasermembranen im Wesentlichen zueinander
parallel angeordnet sind und die benachbarten hohlen Fasermembranen
in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen angeordnet
sind. So ist es möglich,
ungleichmäßigen Blutfluss
zu vermeiden. Es wird vorgezogen, dass der Abstand zwischen benachbarten
hohlen Fasermembranen sich innerhalb einer Bandbreite von 1/10–1/1 des äußeren Durchmessers
davon befindet. Das heißt,
der Abstand zwischen den hohlen Fasermembranen liegt wünschenswert
innerhalb einer Bandbreite von 30_m–200_m und wünschenswerter
innerhalb einer Bandbreite von 50_m–180_m liegt.
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Vorzugsweise
ist die hohle Fasermembran auf die äußere Oberfläche des zylindrischen Kernstücks 5 so
gewunden, dass die hohle Fasermembran nicht auf der Rille 51 des
zylindrischen Kernstücks 5 angeordnet ist.
Anders formuliert ist die hohle Fasermembran spiralförmig entlang
des Scheitelpunktrandes der Rippen 53 so gewunden, dass
die hohle Fasermembran die Scheitelpunkte der Rippen 53 miteinander
verbindet. In dem Fall ist es vorzuziehen, dass die hohle Fasermembran
in einem zur Rille 51 (Rippe 53) relativen Winkel
gewunden werden, um zu verhindern, dass die hohle Fasermembran über die
Rille 51 des zylindrischen Kernstücks 5 fällt. Ganz
besonders ist es vorzuziehen, dass die hohle Fasermembran in einem
Winkel von 10–50
Grad relativ zur Rille 51 (Rippe 53) gewunden
ist und mehr vorzuziehen ist, dass sie bei einem Winkel von 20–40 Grad
relativ dazu gewunden ist. Durch das Winden der hohlen Fasermembran
auf die Rille 51 (Rippe 53) des zylindrischen
Kernstücks 5 in
dem vorherbestimmten Winkel relativ zur Rille 51 kann Schaum,
der den Raum zwischen dem zylindrischen Kernstück 5 und der hohlen
Fasermembran unterbricht, in der Grundierungsphase vorzugsweise
beseitigt werden. Also ist es möglich,
die Grundierungsleistung, Gastauschleistung zu verbessern und Abweichungen
in der Leistung des zylindrischen Kernstücks 5 zu reduzieren,
weil die hohle Fasermembran kaum von dem zylindrischen Kernstück 5 herunterfällt.
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Was
die hohle Fasermembran betrifft, wird ein poröser Gastauschfilm verwendet.
Der innere Durchmesser der porösen
hohlen Fasermembran liegt vorzugsweise innerhalb einer Bandbreite
von 100_m–1000_m.
Die Dicke davon liegt wünschenswert
innerhalb einer Bandbreite von 5_m–100_m und wünschenswerter
innerhalb einer Bandbreite von 10_m–100_m. Die Porosität davon
liegt wünschenswert
innerhalb einer Bandbreite von 20–80% und wünschenswerter innerhalb einer
Bandbreite von 30–60%.
Der Durchmesser einer Pore liegt wünschenswert innerhalb einer
Bandbreite von 0.01_m–5_m
und wünschenswerter
innerhalb einer Bandbreite von 0.01–1_m liegt. Was das Material
des porösen
Films betrifft, können
die folgenden makromolekulare Materiale verwendet werden: Polypropylen,
Polyethylen, Polysulfon, Polyacrylnitril, Polytetrafluorethylen,
Zelluloseazetate und ähnliches.
Harze der Polyolefinfamilie werden bevorzugt. Von allen Harzen der
Polyolefinfamilie kann Polypropylen der am meisten bevorzugte Harz
sein. Es wird vorgezogen, dass die Poren auf der Wand der hohlen
Fasermembran durch das Malverfahren oder das Festphase-Flüssigphase-Trennverfahren
geformt werden. Der äußere Durchmesser
des Bündels 3 hohler
Fasermembranen liegt vorzugsweise innerhalb einer Bandbreite von
30 mm–162
mm. Die Dicke des Bündels 3 hohler
Fasermembranen liegt wünschenswert
innerhalb einer Bandbreite von 3 mm–28 mm. Es wird vorgezogen,
dass der Füllmengenprozentsatz
der hohlen Fasermembran des auf dem zylindrischen Kernstück 5 geformten
zylindrischen Bündels 3 hohler
Fasermembranen im Verhältnis
zu dem zylindrischen Raum, der zwischen der äußeren und der inneren Oberfläche des
zylindrischen Bündel
hohler Fasermembranen geformt ist, innerhalb einer Bandbreite von
50–75%
liegt und mehr vorgezogen, dass er innerhalb einer Bandbreite von
53–75%
liegt.
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Nach
der Windung des Bündels
hohler Fasermembranen auf das zylindrische Kernstück 5,
werden beide Enden geschnitten, wobei das Bündel 3 hohler Fasermembranen
an den zylindrischen Körper 21 der Behausung
durch die Trennwände 8 und 9 angebracht
wird. In dem durch die oben beschriebene Vorrichtung zur Ausformung
des Bündels
hohler Fasermembranen geformten Bündel hohler Fasermembranen
treffen, da die Durchlaufpositionen in Abhängigkeit zu den Schichten voneinander
verschieden sind, die beiden Enden des Bündels 3 hohler Fasermembranen
nicht zusammen. Es ist daher notwendig, das geformte Bündel hohler Fasermembranen
an einer Position zu schneiden, an der all Schichten der hohlen
Fasermembrane aufeinander laminiert sind. Solange nicht beide Enden
des geformten Bündels
hohler Fasermembranen an einer Position geschnitten sind, an der
all Schichten der hohlen Fasermembrane aufeinander laminiert sind,
sind die hohlen Fasermembranen nicht offen.
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Beide
Enden des zylindrischen Kernstücks 5,
auf dem das Bündel 3 hohler
Fasermembranen gewunden worden ist, werden an beide Enden des zylindrischen
Körpers 21 flüssig-fest
durch die Trennwände 8 und 9 angebracht,
um den zweiten Blutgang 12 als einen ringförmigen Raum
(zylindrischen Raum) zwischen der äußeren Oberfläche der
zylindrischen hohlen Fasermembran und der inneren Oberfläche des
zylindrischen Körpers 21 zu
bilden. Die Blutauslassöffnung 25,
die an der seitlichen Oberfläche
des zylindrischen Körpers 21 der
Behausung 2 geformt ist, ist mit der zweiten Blutkammer 12 verbunden.
Die Trennwände 8 und 9 werden
von einem Vergussmittel wie Polyurethan, Silikongummi oder ähnliches
gebildet.
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Wie
in 13 gezeigt, ist das zylindrische Wärmetauschteil,
das später
beschrieben wird, innerhalb des zylindrischen Kernstücks 5 des
wie oben beschrieben geformten oxygenierenden Abschnitts untergebracht.
Die ringförmige
erste Blutkammer 11 ist zwischen dem zylindrischen Kernstück 5 und
dem zylindrischen Wärmetauschteil
geformt. Die Bluteinlassöffnung 24 ist
mit der ersten Blutkammer 11 verbunden.
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Wie
in 10 bis 12 gezeigt,
beinhaltet das zylindrische Wärmetauschteil
einen zylindrischen Wärmetauscher 31,
ein zylindrisches die Wärmungsmediumskammer
formendes Element 32, das in dem zylindrischen Wärmetauscher 31 untergebracht
ist und Präventionsabschnitte 34 und 35 zur
Vorbeugung einer Verformung des zylindrischen Wärmetauschers, zwischen dem
zylindrischen Wärmetauscher 31 und
dem zylindrischen die Wärmungsmediumskammer
formenden Element 32 eingesetzt.
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Der
zylindrische Wärmetauscher 31 der
Balgart wird in dieser Ausführungsform
verwendet. Wie auch in 13 gezeigt, beinhaltet der zylindrische
Wärmetauscher 31 der
Balgart einen zylindrischen Balgformierungsabschnitt, der über eine
Vielzahl von hohlen ringförmigen Überständen verfügt, die
im Wesentlichen parallel zu einer anderen auf der zentralen Seitenoberfläche davon
gebildet sind und über
einen zylindrischen Abschnitt 31c verfügt, der an den Enden des zylindrischen
Balgformierungsabschnitt geformt ist und über einen inneren Durchmesser
verfügt,
der im Wesentlichen der dem des Balgformierungsabschnitt gleicht.
Eine der zwei zylindrischen Abschnitte 31c des zylindrischen
Wärmetauschers
wird zwischen der inneren Oberfläche
des Endes des zylindrischen Kernstücks 5 auf der Seite
des Bluteinlassabschnitts 24 und dem zweiten Binders 23 gehalten,
wohingegen der andere zylindrische Abschnitt 31c des zylindrischen
Wärmetauschers 31 zwischen
dem ersten Binder 22 und dem zylindrischen Wärmetauschteilfestlegungselement 49 gehalten wird
und zwischen einem wie ein Ring geformten Wännetauschteilfestlegungselement 48 und
dem ersten Binder 22 eingesetzt ist.
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Der
zylindrische Wärmetauscher 31 der
Balgart besteht aus Metallen wie rostfreiem Stahl, Aluminium oder ähnliches
oder aus einem Harzmaterial wie Polyethylen, Polykarbonat oder ähnliches.
Der zylindrische Wärmetauscher 31 verfügt über die
Gestalt eines Balgs, der eine geringe Neigung zwischen Wölbungen
und Einhöhlungen
verfügt.
Berücksichtigt
man die Stärke
und Wärmetauschleistung
ist rostfreier Stahl oder Aluminium mehr vorzuziehen als ein Harzmaterial.
Der zylindrische Wärmetauscher 31 besteht
aus einem Balgrohr, das über
viele Wölbungen
und Einhöhlungen,
im Wesentlichen rechtwinkelig zur Achsenrichtung davon, verfügt. Die
Abstandsdifferenz zwischen Vertiefung und Erhebung liegt vorteilhaft
innerhalb einer Bandbreite von 5.0 mm–20.0 mm und vorteilhafter
innerhalb einer Bandbreite von 9.0–15 mm. Die Achsenlänge des
zylindrischen Wärmetauschteils 31 liegt
wünschenswert
innerhalb einer Bandbreite von 100 mm–730 mm, obwohl es unterschiedlich
ist, da es vom Patienten abhängt.
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Wie
in 10 bis 12 gezeigt,
ist das zylindrische die Wärmungsmediumskammer
formende Element 32 an einem seiner Enden (auf der Seite
des ersten Binders 22) offen. Das zylindrische die Wärmungsmediumskammer
formende Element 32 beinhaltet eine Trennwand 32a,
die das Innere davon in eine Seiteneinlasswärmungsmediumskammer 41 und
eine Seitenauslasswärmungsmediumskammer 42 teilt,
eine erste Öffnung 33a,
die mit der Seiteneinlasswärmungsmediumskammer 41 verbunden
ist und sich axial erstreckt, eine zweite Öffnung 33b, die mit
der Seitenauslasswärmungsmediumskammer 42 verbunden
ist und sich axial erstreckt; und Überstände 36a und 36b,
die an einer Seitenoberflächenposition
davon geformt sind, die um die 90 Grad in Bezug zu der ersten Öffnung 33a und
der zweiten Öffnung 33b bilden.
Die Überstände 36a und 36b liegen
einander gegenüber
und stehen nach außen über. Der Überstand 36a dringt
in eine am Mittelpunkt der inneren Oberfläche des Präventionsabschnitts 34 zur
Vorbeugung der Verformung des Wärmetauschers
gebildeten Rille ein und verhindert so die Bewegung des Präventionsabschnitts 34. Ähnlich dringt
der Überstand 36b in
eine am Mittelpunkt der inneren Oberfläche des Präventionsabschnitts 35 und
verhindert so die Bewegung des Präventionsabschnitt 35.
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In
Bezugnahme auf 11 berührt ein Trennabschnitt 22b,
der das Innere des zylindrischen Verbindungsabschnitts 22a trennt,
eine Oberfläche
(niedrigere Oberfläche
in der Ausführungsform)
des Vorderabschnitts einer Trennwand 32a des zylindrischen
die Wärmungsmediumskammer
formenden Elements 32, wenn das offene Ende des zylindrischen
die Wärmungsmediumskammer
formenden Elements 32 an einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 22a des
ersten Binders 22 anmoniert ist. Dabei ist die Seiteneinlasswärmungsmediumskammer 41 in
dem zylindrischen die Wärmungsmediumskammer
formende Element 32 mit der Wärmungsmediumseinlassöffnung 28 verbunden
und die Seitenauslasswärmungsmediumskammer 42 ist
mit der Wärmungsmediumsauslassöffnung 29 verbunden.
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Jeder
der Präventionsabschnitte 34 und 35 zur
Vorbeugung der Verformung des Wärmetauschers
verfügt über eine
Kerbe, die sich axial an einem Ende davon erstreckt. Wie in 12 gezeigt,
sind eine Mediumseinlassseitengangspassage 37 und eine
Mediumsauslassseitengangspassage 38 durch das Sich Berühren der
Präventionsabschnitte 34 und 35 geformt.
Die Präventionsabschnitte 34 und 35 können im
Ganzen gebildet werden.
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In
Bezugnahme auf 10 bis 12, wird
der Fluss des Wärmungsmediums
in dem Wärmetauscher
des Oxygenators 1 der Ausführungsform unten beschrieben.
Das Heizmedium, das durch den Oxygenator aus der Wärmungsmediumseinlassöffnung 28 geflossen
ist, fließt
in die Seiteneinlasswärmungsmediumskammer 41 durch
das Innere des Binders 22. Dann fließt das Heizmedium durch die
Mediumseinlassseitengangspassage 37, die durch Seiteneinlassöffnung 33a des
zylindrischen die Wärmungsmediumskammer formenden
Elements 32 und die Verbindungsabschnitte der Präventionsabschnitte 34 und 35 definiert
ist, zwischen den zylindrischen Wärmetauscher 31 und
die Präventionsabschnitte 34 und 35.
In der Zwischenzeit wärmt
oder kühlt
das Heizmedium den Wärmetauscher 31.
Dann läuft
das Heizmedium durch die Mediumseinlassseitengangspassage 38,
die durch die Verbindungsabschnitte der Präventionsabschnitte 34 und 35 und Seiteneinlassöffnung 33b des
zylindrischen die Wärmungsmediumskammer
formenden Elements 32 definiert ist, fließt so in
die Seitenauslasswärmungsmediumskammer 42 im
zylindrischen die Wärmungsmediumskammer
formende Element 32. Dann läuft das Heizmedium durch das
Innere des ersten Binders und fließt aus der Wärmungsmediumsauslassöffnung 29 heraus.
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In
dem Oxygenator 1 fließt
Blut, das durch die Bluteinlassöffnung 24 da
herein geflossen ist, in einen Blutleitabschnitt 56, der
einen Teil der ersten Blutkammer 11, die zwischen dem zylindrischen
Kernstück 5 und dem
zylindrischen Wärmetauschteil
angeordnet ist; darstellt. Nachdem das Blut zwischen das zylindrische Kernstück 5 und
das zylindrischen Wärmetauschteil
geflossen ist, läuft
es durch die Blut zirkulierende Öffnung 52,
die an der Position gegenüber
dem Blutleitabschnitt 56 gebildet ist, und fließt aus dem
zylindrischen Kernstück 5.
Dann fließt
das Blut in die Rillen 51, die zwischen der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks 5 und
der inneren Oberfläche
des Bündels 3 hohler
Fasermembranen geformt sind, und fließt in die hohlen Fasermembranen.
In dem Oxygenator der Ausführungsform
ist es, da eine große
Anzahl der Rillen 51 fast auf dem ganzen Abschnitt (tatsächliche
Länge,
Abschnitt ist nicht in der Trennwand gelagert) geformt ist, was zum
Gastausch in dem Bündel 3 hohler
Fasermembranen beiträgt,
möglich,
Blut fast auf dem ganzen Abschnitt des Bündels 3 hohler Fasermembranen
zu verteilen und das gesamte Bündel 3 hohler
Fasermembranen effektiv zu nutzen. Also verfügt das zylindrische Kernstück 5 über einen
hohen Grad an Gastauschleistung. Nachdem das Blut mit dem hohlen
Fasermembranen in Berührung
gekommen ist und eine Gastausch stattgefunden hat, fließt das Blut
in die zweite Blutkammer 12, die zwischen dem zylindrischen
Körper 21 des
Gehäuses 2 und
der äußeren Oberfläche des
hohlen Fasermembran geformt ist, und fließt dann aus der Blutauslassöffnung heraus.
Ein Sauerstoff enthaltendes Gas, das in den Oxygenator aus einer Gaseinlassöffnung hineingeströmt ist,
läuft durch
den ersten Binder 22 und strömt von einer Endoberfläche der
Trennwand in die hohlen Fasermembranen. Dann läuft das Gas durch den zweiten
Binder 23 und strömt
aus der Gasauslassöffnung 27.
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Was
das Material des zylindrischen Körpers
des Gehäuses 2,
des zylindrischen Kernstücks 5,
des ersten Binders 22, des zweiten Binders 23 und
außer
des Materials des Wärmetauschers 31 andere
Teile, betrifft, können
die folgenden Materiale verwendet werden: Polyolefin (zum Beispiel
Polyethylen und Polypropylen), Esterharze (zum Beispiel Polyethylen
Terephthalat), Styrenharz (zum Beispiel Polytstyren, MS-Harz, MBS-Harz)
und Polykarbonat.
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Es
wird vorgezogen, dass die Blutberührungsoberfläche des
Oxygenators 1 als eine antithrombiotische Oberfläche geformt
wird. Die antithrombiotische Oberfläche kann durch das Auftragen
und Anbringen eines Antithrombins an die Blutberührungsoberfläche gebildet
werden. Heparin, Urokinase, HEMA-St-HEMA-Co-polymer und Poly-HEMA
können
als Antithrombine verwendet werden.
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BEISPIELE
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Beispiele
und Vergleichsbeispiele des Oxygenators der hohlen Fasermembranart
der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben.
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Beispiele
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Der äußere Durchmesser,
der innere Durchmesser und die Länge
des zylindrischen Körpers
der Behausung, die in diesem Beispiel verwendet wurden, waren jeweils
110 mm, 106 mm und 114 mm lang. Der erste und zweite Binder, die
in diesem Beispiel verwendet wurden, hatten eine Gestalt wie in 1 bis 4 gezeigt.
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In
dem in diesem Beispiel verwendeten zylindrischen Wärmetauscher
der Balgart war der äußere Durchmesser,
der innere Durchmesser und die Länge,
die Länge
des Balgformierungsabschnitts, die Anzahl der Erhebungen und die
Neigung der Balgs (Erhebung) jeweils 75 mm, 50 mm, 114 mm, 90.0
mm, 40 und 2.25 mm. Der Zusammenbau eines an einem Ende geschlossenen
zylindrischen die Wärmungsmediumskammer formenden
Elements verfügte über eine
wie in 11 gezeigte Form und verfügte über zwei
Elemente zur Vorbeugung einer Verformung des darauf installierten
Wärmetauschers
der Balgart. In dem zylindrischen die Wärmungsmediumskammer formenden
Element waren der äußere Durchmesser,
der innere Durchmesser des Rippabschnitts und die Länge jeweils
39 mm, 47 mm und 114 mm. In den Elementen zur Vorbeugung einer Verformung
des Wärmetauschers
waren die Länge
und die Länge
des längsten
Durchmesserabschnitts jeweils 92 mm und 52 mm. Die Elemente zur
Vorbeugung einer Verformung des Wärmetauschers verfügten über 40 parallel
zueinander auf der äußeren Oberfläche geformten
Rippen (Höhe:
1.0 mm, Breite: 0.5 mm). Der Zusammenbau des zylindrischen die Wärmungsmediumskammer
formenden Elements und der zwei Elemente zur Vorbeugung einer Verformung
des Wärmetauschers
wurden in den Wärmetauscher
auf so eine Weise eingefügt,
dass die Rippen des Elemente zur Vorbeugung einer Verformung des
Wärmetauschers
in den Zwischenraum an der Innenseite der Vertiefung des Wärmetauschers
der Balgart eindrangen.
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In
dem in dem Beispiel verwendeten zylindrischen Kernstück war der äußere Durchmesser,
der innere Durchmesser, die Länge
des Rillen formenden Abschnitts, die Tiefe der Rillen, die Lücke zwischen
benachbarten Rillen und die Breite der flachen Oberfläche am Scheitelpunkt
der Rippen jeweils 114 mm, 84 mm, 75.0 mm, 90.0 mm, 2.50 mm, 3.0
mm und 1.0 mm. Das zylindrische Kernstück verfügte über 40 Rillen auf der äußeren Oberfläche. Der
Wärmetauscher
der Balgart wurde in das zylindrische Kernstück eingesetzt.
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Vier
aus porösem
Polypropylen hergestellte hohle Fasermembranen wurden auf der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks
zurück
gewunden, wobei die vier hohlen Fasermembranen in regelmäßigen Abständen von
100_m angeordnet wurden. Der innere Durchmesser, der äußere Durchmesser
und die Porosität
jeder hohlen Fasermembran betrugen jeweils 195_m, 295_m und um die
35%. Die nachfolgenden vier hohlen Fasermembranen wurden auf die äußere Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks
gewunden, wobei die vier hohlen Fasermembranen in den gleichen Abständen angeordnet
wurden wie die vorigen. Auf diese Weise wurde eine Spule, die einen
Wärmetauscher
umfasst, der über
einen Gangbeschränkungsplatte
verfügt,
fertig gestellt. Zum Winden der hohlen Fasermembrane auf das zylindrische
Kernstück 5,
wurden ein zylindrisches Kernstückdrehelement
und ein Winder zum Weben der hohlen Fasermembrane betrieben, was
auf einer unten gezeigten Gleichung basierte. In dieser Ausführungsform
wurde 2 als n der Gleichung gewählt.
Der Winder wurde durchgehend in kleinen Stücken bewegt. Das heißt, die
Breite des Kreuzabschnitts änderte
sich innerhalb von ±2.5
mm, um einen Satz von acht Schichten zu bilden. Das Bündel hohler
Fasermembranen, das auf diese Weise erhalten wurde, verfügte über 12 Sätze, 18
Schichten und Füllmenge
von 68. Durchlauf [mm/Parzelle] × n(Ganzzahl
und 2 oder mehr) = Durchlaufbreite × 2 ± (Außendurchmesser der Faser +
Abstand zwischen den Fasern) × Anzahl
der zu windenden Fasern
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Beide
Enden des Bündels
hohler Fasermembranen und des zylindrischen Kernstücks wurden
an beide Enden des zylindrischen Körpers der Behausung durch ein
Vergussmittel angebracht. Dann wurden, während das zylindrische Kernstück um das
Wärmetauschteil
gedreht wurde, beide Enden der hohlen Fasermembranspule geschnitten,
ohne dass der Wärmetauschteil
geschnitten wurde. Der erste Binder und der zweite Binder wurden
auf beiden Seiten des zylindrischen Körpers der Behausung installiert.
Auf diese Weise wurde ein Oxygenator der hohlen Fasermembranart
wie er in den 1 bis 4 und 10 bis 12 gezeigt wird
fertig gestellt. Der Film bereich und die Blutfüllmenge des Oxygenators waren
jeweils 2.5 m2 und 250 ml.
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Vergleichsbeispiel
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Ein
Oxygenator der hohlen Fasermembranart, der über einen Film bereich von
2.5 m2 und eine Blutfüllmenge von 250 ml verfügte, wurde
mit einem ähnlichen
Verfahren wie im Beispiel gezeigt fertig gestellt, nur dass der
Winder nicht bei der Ausformung des Bündels hohler Fasermembranen
auf der äußeren Oberfläche des
zylindrischen Kernstücks
in Achsenrichtung bewegt wurde.
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Experiment
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Unter
Verwendung von Viehblut wurden Experimente an dem Oxygenator des
Beispiels und des auf diese Weise fertig gestellten Vergleichsbeispiels
durchgeführt.
Das in den Experimenten verwendete Viehblut war venöses Standartblut
wie es von der AAMI (Association for the Advance of Medical Instrumentation)
festgelegt wurde. Das hinzugefügte
venöse
antikoagulierende Blut wurde in jedem Oxygenator bei einer Fließgeschwindigkeit
von 7 l/min zirkuliert. Blut aus jedem Oxygenator wurde in der Nähe der Bluteinlassöffnung und der
Blutauslassöffnung
gesammelt, um die Bewegungsmenge des Sauerstoffs und die des Kohlendioxids durch
die Feststellung des Partialdrucks des Sauerstoffgases, des Partialdrucks
des Kohlendioxidgases und des PH-Wertes mit einem Blutgasanalysegeräts festzustellen.
Der Druckabfall wurde auch bei einer Fließgeschwindigkeit von 7 l/min
gemessen. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 1 unten gezeigt.
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In Übereinstimmung
mit dem Oxygenator der vorliegenden Erfindung, ist es selten, dass
eine von den Kreuzabschnitten geformte Kurzschlussbahn des Blutes
in dem Bündel
hohler Fasermembranen erzeugt wird und möglich, einen hohen Grad an
Gastauschfunktion bereitzustellen.
