JP2002515775A - 血液への酸素付加器の漏れ止め - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 血液への酸素付加器で、熱交換器ファイバの位置決め体と熱交換器容器のリムとの間にぴったりとしたシールを形成する。このシールは、位置決め体をリム上に及び下方に延ばすことによって形成される。その結果、位置決め材料が硬化中に収縮するとき、位置決め材料が、外方に面した容器の壁に対してシール方向で予応力を加える。本発明は、更に、リムと同一の拡がりを持ち且つ前記リムから離間されたリングを有する。位置決め体は、リング内に延びる。これは、リムとリングとの間に空隙を形成し、位置決め体はこの空隙を通って延びることができる。その結果、血液と熱交換媒体との間に漏洩路が形成されない。何等かの漏れが起こっても容器の外側雰囲気に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】 血液への酸素付加器の漏れ止め発明の分野 本発明は、血液への酸素付加器(blood oxygenators)に関し、更に詳細には、 水又は血液が熱交換器の注封体の周囲に漏れないようにする、酸素付加器熱交換 器構造に関する。発明の背景 血液酸素付加器は、代表的には、二つの主要構成要素、即ち、熱交換水によっ て洗われる中空ファイバ又はチューブを通って血液が搬送される熱交換器区分、 及び血液中に導入されるべき酸素及び他のガスで充填された微孔質中空ファイバ の周囲を冷却された血液が洗う酸素付加器区分からなる。 熱交換器を構成するファイバ束は、平行なファイバからなるロールアップマッ トから形成できる。マットを熱交換器容器内に配置した後、容器内で両端を位置 決めし、流入マニホールドから流出マニホールドまで延びる多数の個々のファイ バ流路を提供するように切断する。この従来の技術は、代表的には、ポリカーボ ネート製容器内で熱交換器ファイバをポリウレタンで位置決めする工程を含む。 熱交換器の注封は、切断したファイバ端に対して支持を与える他に、水が酸素 付加器の血液流路に入らないようにする障壁を提供する。残念なことに、ポリウ レタン位置決め体及びポリカーボネート容器は、ポリウレタン位置決め材料が硬 化中に収縮するとき、位置決め材料に引っ張り応力を加え、位置決め体を容器壁 から遠ざかる方向に引き離す性質を備えている。 酸素付加器ファイバは、従来の通りに中空の酸素付加器コアに巻付けてあり、 酸素付加器の組み立てでは、コアを熱交換器容器上に嵌着する。酸素付加器コア と熱交換器容器との間の環状空間は、コア−コア結合が損なわれた場合に追加の 安全装置をなす、雰囲気への水漏洩路として役立つ。熱交換器の組み立てでは、 酸素付加器コアの頂部は、熱交換器容器のリムと係合する内方に延びるフランジ によって熱交換器容器のリムで支持されている。酸素付加器区分と雰囲気との間 の水漏れをなくすため、コア−容器界面はポリカーボネートーポリカーボネート 界面であり、紫外線硬化性接着剤を使用して強固なぴったりとしたシールを形成 することが重要である。 従って、熱交換器位置決め体が密シールを提供し、硬化中又は硬化後に容器壁 から引き離すことができないようにすると同時に、熱交換器容器と酸素付加器コ アとの間のポリカーボネート−ポリカーボネート結合を保存し、雰囲気へ の漏洩路を提供するのに効果的に熱交換器位置決め体が容器に係止された構成が 必要とされている。発明の概要 本発明は、過剰挿入（over potting）を行うことによって、即ち熱交換器容器 のリップ即ちリムの周囲に位置決め体を進め、容器の外側並びに内側に当てるこ とによって、上述の必要を満たすものである。この方法では、内部位置決め体− 容器界面に加わる応力が解放されるばかりでなく、位置決め体を容器内面から引 き離す収縮により、位置決め体の外部分が容器外面に対して更にぴったりと引っ 張られる。かくして、位置決め体の収縮応力に拘わらず、ぴったりとしたシール が得られる。 本発明の別の特徴では、熱交換器容器の上方に位置決めされており且つこれか ら間隔が隔てられた別体のリングで酸素付加器コアを支持することによって、位 置決め材料を容器のリップの周囲に流すことができる隙間を形成する。これによ って、熱交換器容器と酸素付加器コアとの間に、上述の過剰挿入ばかりでなく、 ポリカーボネート−ポリカーボネート界面が可能になる。この種の界面は、過剰 挿入を必要とするウレタン−ポリカーボネート界面よりも優れている。これは、 優れたシール結合を提供する紫外線硬化性接着剤を使用できるためである。 間隔が隔てられた別体のリングの別の利点は、リングと容器リップとの間の空 隙が、注封体−容器界面で漏れが起こった場合でも、水−血液漏れを阻止するこ とである。これは、何等かの漏洩路がリップの周囲に形成され、下方に容器の外 側の雰囲気に排出されるが、隙間を充填する位置決め材料によって血液流路に到 達しないようにブロックされるためである。図面の簡単な説明 第１図は、本発明による酸素付加器の軸線方向断面図であり、 第２図は、従来技術の容器構造の詳細部分断面図であり、 第３図は、本発明の構造を示す第２図と同様の詳細部分断面図であり、 第４図は、本発明の追加の特徴を示す第３図と同様の詳細部分断面図であり、 第５図は、第４図の５−５線の高さでの熱交換器の断面図であり、 第６Ａ図乃至第６Ｆ図は、本発明の様々な実施例を示す第３図と同様の詳細部 分断面図である。好ましい実施例の説明 第１図は、本発明を使用する血液への酸素付加器１０を示す。酸素付加器１０ の主要構成要素は、容器１４内に収容された熱交換器１２、酸素付加器コア２０ に巻き付けた中空ファイバ１８からなる酸素付加区分１６である。中空の熱交換 器ファイバ２２の上端及び下端は、２４及び２６のところで、夫々、位 置決めされており(potted)、血液を熱交換器ファイバ２２を通して血液マニホー ルド２８から血液マニホールド３０まで流すことができる多数の開口部を露出さ せるため、容器１４と同じ高さで切断してある。 熱交換器ファイバ２２は、熱交換器容器１４内に形成した環状空間３２を通っ て熱交換器１２に３４のところで流入する水によって洗われる。使用済の水は、 熱交換器１２から３６のところで流出する。 第２図は、熱交換器１２及び酸素付加器コア２０の従来技術の組み立て方法を 詳細に示す。酸素付加器コア２０のフック状フランジ３８が熱交換器容器１４の リムのチャンネル４０と係合する。このチャンネルでは、フランジ３８は、好ま しくは紫外線硬化性接着剤によって容器１４に結合されている。この接着剤は、 ポリカーボネート製のコア２０をポリカーボネート製の容器１４にしっかりと結 合する。これにより、熱交換器１２と血液マニホールド３０との間に強固な密封 シールが形成される。 第２図の構造に関する問題点は、熱交換器ファイバ２２のウレタン位置決め部 (urethane potting)２６が硬化中に収縮すること、及び位置決め部がポリカーボ ネート製容器１４に付着しているけれども、収縮により位置決め部(potting)２ ６が容器１４の内壁から遠ざかる方向に引っ張られるということである。かくし て、位置決め部２６と容器１４との間に破損に至る応力が加わる。 本発明によれば、第３図に示すように、位置決め部２６は、熱交換器１４のリ ム４２上で上方及び外方に延びる。ウレタン位置決め部が硬化中に収縮するとき 、位置決め部−容器界面領域４４に分離に向かう方向に予応力が加わるが、容器 １４の外側の領域４６は更にぴったりとしたシールが形成される方向に向かって 予応力が加わる。従って、たとえ領域４４で亀裂が生じても、熱交換器ファイバ 領域２２内の水は、位置決め部−容器界面領域４６によって漏れないように収容 されたままである。 過剰注封を行うことにより、酸素付加器コア２０を容器１４に装着するときに 酸素付加器コア２０と容器１４との間で第２図のポリカーボネート−ポリカーボ ネート結合を使用しないようにするということが第３図で理解されよう。本発明 の別の特徴によれば、この問題点は、別体のコアサスペンションリング５０をリ ム４２の上方に配置した第４図の構造によって解決される。リング５０は、幾つ かの小さな脚部５２によってリム４２に取り付けられており且つこのリムから間 隔が隔てられた状態に保持されている。このように、位置決め部２６は、容器１ ４の外面の領域４６に対してしっかりと保持されており、水マニホールド３２及 び血液マニホールド３０は、第２図の場合のようなぴったりとしたポリカーボネ ート−ポリカーボネート接着剤シールによって互いからシ ールされている。 リング５０は、別の更に大きな機能を有する。第２図の構造では、位置決め部 −容器界面６０の接着欠陥がマニホールド３０内の血液と容器１４内の熱交換水 との間に漏洩路を形成する。リング５０と容器１４のリップとの間の空隙６２（ 第４図参照）を位置決め部２６で充填することによって、位置決め部２６と容器 １４との間で生じた漏れを容器１４のリップを越えて容器１４の外面４６に沿っ て下方に及び環状空間３２内の雰囲気に逸らす。同様に、リング５０の内シール ６５での欠陥シールで生じることがある血液の滲出は、界面６６及び６８に沿っ て流し、これを空間３２内の雰囲気に排出しなければならない。界面６８まで一 体をなして延びる位置決め部中実層は、血液マニホールド３０と熱交換器容器１ ４の内側との間の漏れを完全に阻止する。 第６Ａ図乃至第６Ｆ図は、位置決め部の収縮により位置決め部−容器界面の領 域５４に緩める方向でなく締める方向に予応力を加える位置決め部の形体を得る ための他の方法を例として示す。第６Ａ図乃至第６Ｆ図の実施例のうちの幾つか の実施例では、本発明による過剰挿入(overpotting)は、第６Ｄ図のチャンネル ５４等のチャンネルを充填する工程を含む。このような構造では、チャンネルの 底部に空気が捕捉され、位置決め材料(potting material)でチャンネルを充填で きない危険がある。この問題点は、５６等の排気スロットを設けることによって 、又は第６Ｂ図及び第６Ｃ図におけるようにチャンネル構造を無くすことによっ てなくすことができる。 本明細書中に説明し且つ添付図面に示した酸素付加器における例示の水漏れ阻 止は、本発明の現在の好ましい実施例のの単なる例示であるということは理解さ れよう。確かに、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更及び追 加をこうした実施例に加えることができる。かくして、他の変更及び追加は、当 業者に明らかであり、本発明を様々な異なる用途で使用するように適合するため に実施できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．血液への酸素付加器用熱交換器において、 ａ）リムを持つ容器と、 ｂ）前記容器の長さ方向に配置されたファイバ束と、 ｃ）前記ファイバ束を前記容器の端部に固定するための位置決め体であって、前 記位置決め体は収縮を受け、かつ、前記容器と液密シールを形成するように前記 容器に接着するように構成された、前記位置決め体とを有し、 ｄ）前記位置決め体は、前記位置決め体の一部が、前記位置決め体の収縮時に、 前記容器の壁に向かって予応力が加えられるように前記リム上に延在すること、 を特徴とする、血液への酸素付加器用熱交換器。 ２．血液への酸素付加器において、 ａ）リムを持つ容器を含む熱交換器と、 ｂ）前記容器の周囲が支持する酸素付加器と、 ｃ）前記容器の長さ方向に配置されたファイバ束とを有し、 ｄ）前記容器は、前記リムと同一の拡がりを持つが前記リムの上方に間隔が隔て られたリングを含み、 ｅ）前記ファイバ束を前記容器の端部に固定するための位置決め体であって、前 記位置決め体に収縮が加わり、かつ、前記位置決め体は前記容器に接着されて前 記容器と水密シールを形成するように構成された、前記位置決め体を更に有し、 ｆ）前記位置決め体は、前記リムと前記リングとの間の空間を通って前記容器の 外側壁に沿って延在し、 ｇ）前記コアは前記リングとの間に水密シールを形成するように前記リングに結 合されている、 ことを特徴とする、血液への酸素付加器。 ３．前記位置決め体は、前記リングの外側壁に沿っても延びている、請求項２に 記載の酸素付加器。 ４．リムを持つ容器と、前記リムと隣接して前記容器の壁の内側に結合された耐 収縮性の位置決め材料との間の界面に沿った漏れを阻止するための方法において 、 ａ）前記位置決め材料を前記リムの高さを越えて長さ方向に延長する工程と、 ｂ）前記位置決め材料の一部が前記容器壁の外方に面した部分に当たるように、 前記位置決め材料を前記リムを越えて横方向に延長する工程と、 を有することを特徴とする、前記方法。 ５．血液への酸素付加器用熱交換器において、 ａ）リムを持つ容器と、 ｂ）前記容器に前記容器の長さ方向に配置されたファイバ束と、 ｃ）前記リムと重なり且つ前記リムから離間されて空隙を前記リムとの間に形成 するリングと、 ｄ）前記ファイバ束を前記容器の端部に該端部と密封関係をなして固定するため の位置決め体とを有し、 ｅ）前記位置決め体は、前記位置決め体と前記容器との間の漏洩路を雰囲気に対 して通気するように、前記リムを越えて長さ方向に前記リングと密封関係をなし て延在し且つ前記隙間を通って横方向に延在する、 ことを特徴とする、熱交換器。 ６．前記位置決め体には、硬化時に、前記容器に関して寸法変化が加わり、前記 位置決め体の一部は、前記寸法変化によって、前記容器及びリングとぴったりと 係合する方向に応力が加わるように、前記容器及びリングのうちの少なくとも一 方と係合している、請求項５に記載の熱交換器。 ７．前記寸法変化は収縮であり、前記方向は、前記容器及びリングの外方に面し た少なくとも一つの表面と密に係合する方向である、請求項６に記載の熱交換器 。