JP2003010323A - Artificial lung - Google Patents

Artificial lung

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JP2003010323A
JP2003010323A JP2001198693A JP2001198693A JP2003010323A JP 2003010323 A JP2003010323 A JP 2003010323A JP 2001198693 A JP2001198693 A JP 2001198693A JP 2001198693 A JP2001198693 A JP 2001198693A JP 2003010323 A JP2003010323 A JP 2003010323A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
tubular
artificial lung
blood
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001198693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Ogiwara
光明 荻原
Kazuhiko Takeuchi
和彦 竹内
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an artificial lung in which the movability of carbon dioxide can be controlled in the extracorporeal circulation of blood. SOLUTION: The artificial lung is provided with a gas flow rate adjusting member in the state of being closable at least partially at least at one open end of a bundle of hollow fiber membranes in the artificial lung.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人工肺に関するも
のである。詳しく述べると、体外循環中において、人工
肺の炭酸ガス移動能を制御できる人工肺に関するもので
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an artificial lung. More specifically, the present invention relates to an oxygenator capable of controlling the carbon dioxide gas transfer ability of the oxygenator during extracorporeal circulation.

【0002】[0002]

【従来の技術】体外循環に用いられる人工肺に求められ
るガス交換能力には、酸素添加能とと炭酸ガス除去能が
ある。近年の人工肺は、酸素添加能とともに炭酸ガス除
去能が向上が著しい。これは、血液とガスの流れ方向を
対行もしくは直行させるような設計によるところが大き
い。
2. Description of the Related Art The gas exchange capacity required for an artificial lung used for extracorporeal circulation includes oxygen addition capacity and carbon dioxide gas removal capacity. In recent years, the artificial lung has remarkably improved the ability to remove carbon dioxide as well as the ability to add oxygen. This is largely due to the design such that the blood and gas flow directions are opposite or orthogonal.

【0003】しかしながら、実際の体外循環において
は、高い酸素添加能は望まれるものの、高い炭酸ガス除
去能をも望まれるわけではない。人工肺に吹送するガス
流量に対する炭酸ガスの除去量がシビアに変化してしま
うため、細かいガス流量のコントロールが必要となり、
その結果体外循環技師の負担が大きくなるからである。
However, in actual extracorporeal circulation, although high oxygen addition ability is desired, high carbon dioxide gas removal ability is not required. Since the amount of carbon dioxide removed relative to the flow rate of gas blown to the oxygenator changes severely, it is necessary to control the gas flow rate in detail.
As a result, the burden on the extracorporeal circulation technologist increases.

【0004】これを防止するために、炭酸ガス除去能を
あらかじめ低く抑えた人工肺がある。吹送するガス流量
に対する炭酸ガス除去能の感度は鈍いため、あえてこの
ような人工肺を使用することで炭酸ガス分圧の制御を容
易にする手段である。
In order to prevent this, there is an artificial lung whose carbon dioxide gas removing ability is kept low in advance. Since the sensitivity of the carbon dioxide gas removing ability to the flow rate of the blown gas is low, it is a means for facilitating the control of the carbon dioxide partial pressure by using such an artificial lung.

【0005】しかしながら、このような人工肺では血液
とガスの流れが並行流であることが必須であり、対行流
や直行流の構造を持つ人工肺では実現できない。さら
に、循環停止後からの再開時など患者の炭酸ガス分圧を
急激に下げたい時など人工肺がもつ炭酸ガス除去能を超
える能力を要求された場合には、対応が遅れることとな
る。
However, in such an artificial lung, it is essential that the blood and gas flows be in parallel flow, which cannot be realized in an artificial lung having a convective flow or a direct flow structure. Further, when the ability to exceed the carbon dioxide removing ability of the artificial lung is required, such as when the patient's carbon dioxide partial pressure is to be rapidly reduced, such as when the circulation is restarted, the response will be delayed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、新規な人工肺を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a new artificial lung.

【0007】本発明の他の目的は、体外循環中におい
て、人工肺の炭酸ガス移動能を制御できる人工肺を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide an oxygenator capable of controlling the carbon dioxide gas transfer ability of the oxygenator during extracorporeal circulation.

【0008】本発明のさらに他の目的は、元々炭酸ガス
移動能が充分な人工肺モジュールにおいて、炭酸ガスの
流路の一部にガス流の抵抗となる物質を設けて、酸素添
加能を低下させることなく、炭酸ガス移動能のみを低下
させた人工肺を提供することにある。
Still another object of the present invention is to reduce oxygen addition ability by providing a substance which becomes a gas flow resistance in a part of a carbon dioxide gas flow path in an artificial lung module which originally has sufficient carbon dioxide gas transfer ability. The object is to provide an artificial lung in which only the carbon dioxide gas transfer ability is reduced without causing the above.

【0009】本発明の別の目的は、高い炭酸ガス除去能
を必要とする際には上記抵抗が簡単な操作で除去され、
充分な炭酸ガス除去能を発揮し得る人工肺を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to remove the above-mentioned resistance by a simple operation when a high carbon dioxide gas removing ability is required,
An object of the present invention is to provide an artificial lung capable of exhibiting a sufficient carbon dioxide gas removing ability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記諸目的は、下記
(1)〜(6)により達成される。 (1)人工肺内の中空糸膜束の少なくとも一つの開口端
部に、ガス流量調整部材を少なくとも部分的に閉塞自在
に設けてなる人工肺。 (2)該ガス流量調整部材は、多孔質材料からなる前記
(1)に記載の人工肺。 (3)該多孔質材料は、不織布または発泡樹脂である前
記(2)に記載の人工肺。 (4)該中空糸膜束は、筒状熱交換体層の外周部に設け
られてなる前記(1)ないし(3)のいずれか一つに記
載の人工肺。 (5)筒状コアと、該筒状コアの外表面に巻回された多
数のガス交換用中空糸膜からなる筒状中空糸膜束とから
なる人工肺部と、該筒状コア内に収納された熱交換器部
と、該人工肺部および該熱交換器部を収納するハウジン
グとよりなる人工肺であって、該中空糸膜束の少なくと
も一つの開口端部に、ガス流量調整部材を少なくとも部
分的に閉塞自在に設けてなる人工肺。 (6)該ガス流量調整部材は、多孔質材料からなる前記
(5)に記載の人工肺。
The above various objects are achieved by the following items (1) to (6). (1) An oxygenator in which a gas flow rate adjusting member is at least partially occluded at least at one open end of a hollow fiber membrane bundle in the oxygenator. (2) The oxygenator according to (1), wherein the gas flow rate adjusting member is made of a porous material. (3) The artificial lung according to (2) above, wherein the porous material is a non-woven fabric or a foamed resin. (4) The artificial lung according to any one of (1) to (3) above, wherein the hollow fiber membrane bundle is provided on the outer peripheral portion of the tubular heat exchange layer. (5) An artificial lung part composed of a tubular core, a tubular hollow fiber membrane bundle consisting of a large number of hollow fiber membranes for gas exchange wound around the outer surface of the tubular core, and inside the tubular core. An artificial lung comprising a heat exchanger part housed therein and a housing for housing the oxygenator part and the heat exchanger part, wherein a gas flow rate adjusting member is provided at at least one open end of the hollow fiber membrane bundle. An artificial lung that is occluded at least partially. (6) The oxygenator according to (5), wherein the gas flow rate adjusting member is made of a porous material.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら、本
発明による人工肺について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an artificial lung according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】図1は、本発明による人工肺の一例を示す
縦断面図であり、図2は、図1のB−B線に沿う断面図
である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of an artificial lung according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line BB in FIG.

【0013】図1および図2に示すように、本発明によ
る人工肺1は、筒状コア5と、筒状コア5の外表面に巻
回された多数のガス交換用中空糸膜からなる筒状中空糸
膜束3とからなる人工肺部と、筒状コア5内に収納され
た熱交換器部と、人工肺部および熱交換器部を収納する
ハウジング2とを備える。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the artificial lung 1 according to the present invention comprises a tubular core 5 and a tubular core 5 having a large number of hollow fiber membranes for gas exchange wound around the outer surface thereof. An artificial lung part composed of the hollow fiber bundles 3, a heat exchanger part accommodated in the tubular core 5, and a housing 2 accommodating the artificial lung part and the heat exchanger part.

【0014】筒状コア5は、筒状コア5の外表面と筒状
中空糸膜束3の内面間に血液流路を形成する溝51と、
筒状コア5と熱交換器部間に形成された第1の血液室1
1と溝51とを連通する血液流通用開口52を有する。
人工肺1は、筒状コア5と熱交換器部間に形成された第
1の血液室11と連通する血液流入ポート24と、筒状
中空糸膜外面とハウジング2内面間に形成された第2の
血液室12と連通する血液流出ポート25を備えてい
る。
The tubular core 5 has a groove 51 which forms a blood flow path between the outer surface of the tubular core 5 and the inner surface of the tubular hollow fiber membrane bundle 3,
First blood chamber 1 formed between the tubular core 5 and the heat exchanger section
There is an opening 52 for blood circulation that connects 1 and the groove 51.
The artificial lung 1 has a blood inflow port 24 communicating with the first blood chamber 11 formed between the tubular core 5 and the heat exchanger portion, and a first inflow port formed between the outer surface of the tubular hollow fiber membrane and the inner surface of the housing 2. A blood outflow port 25 that communicates with the second blood chamber 12 is provided.

【0015】この実施態様の中空糸膜型人工肺1では、
図1および図2に示すように、外側から、筒状ハウジン
グ本体21、第2の血液室12、中空糸膜束3、溝51
を備える筒状コア5、第1の血液室11、筒状熱交換体
31、筒状熱交換体変形規制部34,35、筒状熱媒体
室形成部材32の順でほぼ同心的に配置もしくは形成さ
れている。
In the hollow fiber membrane oxygenator 1 of this embodiment,
As shown in FIGS. 1 and 2, from the outside, the tubular housing body 21, the second blood chamber 12, the hollow fiber membrane bundle 3, and the groove 51 are arranged.
Or the first blood chamber 11, the tubular heat exchange body 31, the tubular heat exchange body deformation restricting portions 34 and 35, and the tubular heat medium chamber forming member 32 are arranged substantially concentrically in this order, or Has been formed.

【0016】ハウジング2は、血液流出ポート25を備
える筒状ハウジング本体21、ガス流入ポート26、熱
媒体流入ポート28および熱媒体流出ポート29を備え
る第1のヘッダー22、ガス流出ポート27および筒状
コア5に設けられる血液流入ポート24の挿通口を備え
る第2のヘッダー23を備えている。第1のヘッダー2
2の内面には、筒状に突出する熱媒体室形成部材接続部
22aとこの筒状接続部22aの内部を2分する仕切部
22bが設けられている。また、第2のヘッダー23の
内面には、筒状に突出する熱媒体室形成部材接続部23
aが設けられている。このため、後述する筒状熱媒体室
形成部材32は、図1に示すように、開口端側が第1の
ヘッダー22に保持され、閉塞端側が第2のヘッダー2
3に保持されている。
The housing 2 has a tubular housing body 21 having a blood outflow port 25, a first header 22 having a gas inflow port 26, a heat medium inflow port 28 and a heat medium outflow port 29, a gas outflow port 27 and a tubular shape. The core 5 is provided with a second header 23 having an insertion port for a blood inflow port 24. First header 2
The inner surface of 2 is provided with a heating medium chamber forming member connecting portion 22a that projects in a tubular shape and a partitioning portion 22b that divides the inside of the tubular connecting portion 22a into two parts. Further, on the inner surface of the second header 23, the heat medium chamber forming member connecting portion 23 protruding in a cylindrical shape is formed.
a is provided. Therefore, as shown in FIG. 1, the tubular heat medium chamber forming member 32, which will be described later, is held at the open end side by the first header 22 and at the closed end side by the second header 2.
It is held at 3.

【0017】最初に、人工肺部について説明する。First, the artificial lung section will be described.

【0018】図3は、本発明による人工肺の一実施態様
の人工肺部の内部構造を説明するための説明図である。
図4は、本発明の中空糸膜型人工肺の一実施例に使用さ
れる筒状コアの左側面図、図5は、図4に示した筒状コ
アの右側面図である。
FIG. 3 is an explanatory view for explaining the internal structure of the artificial lung part of one embodiment of the artificial lung according to the present invention.
FIG. 4 is a left side view of a tubular core used in an embodiment of the hollow fiber membrane oxygenator of the present invention, and FIG. 5 is a right side view of the tubular core shown in FIG.

【0019】人工肺部は、筒状コア5と、この筒状コア
5の外面に巻き付けられた多数の中空糸膜からなる筒状
中空糸膜束3を備える。
The artificial lung part comprises a tubular core 5 and a tubular hollow fiber membrane bundle 3 consisting of a large number of hollow fiber membranes wound around the outer surface of the tubular core 5.

【0020】筒状コア5は、図6、図1ないし図5に示
すように、筒状体であり一端には、所定幅にて内側に延
びるドーナツ板状突出部55が形成されており、このド
ーナツ板状突出部55の平面部の外面に血液流入ポート
24が筒状コア5の中心軸と平行にかつ外方に突出する
ように形成されている。筒状コア5の外面には、筒状コ
ア5の外表面と筒状中空糸膜束3の内面間に血液流路を
形成する多数の溝51が形成されている。さらに、筒状
コア5は、この溝51と筒状コア5と筒状熱交換器部間
に形成された第1の血液室11とを連通する血液流通用
開口52を有している。筒状コア5としては、外径が2
0〜100mm程度が好適であり、有効長(全長のうち
隔壁に埋もれていない部分の長さ)は、10〜730m
m程度が好適である。
As shown in FIGS. 6 and 1 to 5, the tubular core 5 is a tubular body, and a donut plate-like protrusion 55 extending inward with a predetermined width is formed at one end thereof. The blood inflow port 24 is formed on the outer surface of the flat surface of the donut plate-shaped protruding portion 55 so as to project outward in parallel to the central axis of the tubular core 5. On the outer surface of the tubular core 5, a large number of grooves 51 that form a blood flow path are formed between the outer surface of the tubular core 5 and the inner surface of the tubular hollow fiber membrane bundle 3. Further, the tubular core 5 has a blood circulation opening 52 that connects the groove 51, the tubular core 5, and the first blood chamber 11 formed between the tubular heat exchanger portion. The tubular core 5 has an outer diameter of 2
About 0 to 100 mm is suitable, and the effective length (the length of the portion not buried in the partition wall in the total length) is 10 to 730 m.
About m is preferable.

【0021】具体的には、筒状コア5は、その両端部分
を除き、平行にかつ連続しない複数の溝51を有してお
り、溝51間は、環状リブ53となっている。筒状コア
5の溝は、中空糸膜束のガス交換に寄与する部分(有効
長、隔壁に埋もれない部分)のほぼ全域に渡るように形
成されている。ここで使用する筒状コア5は、血液流入
ポート24のほぼ延長線上であり、かつ筒状コア5の溝
51形成部分のほぼ全体に延びる平坦面状の溝非形成部
54を備えている。このため、筒状コア5の溝51およ
びリブ53は、始端および終端を有する環状溝51(円
弧状溝51)ならびに環状リブ53(円弧状リブ)とな
っている。
Specifically, the tubular core 5 has a plurality of grooves 51 which are parallel to each other and are not continuous except for both end portions thereof, and an annular rib 53 is provided between the grooves 51. The groove of the tubular core 5 is formed so as to extend over almost the entire portion of the hollow fiber membrane bundle that contributes to gas exchange (effective length, portion not buried in partition wall). The tubular core 5 used here is provided with a flat surface-shaped groove-unformed portion 54 that is substantially on the extension line of the blood inflow port 24 and extends over almost the entire groove 51-formed portion of the tubular core 5. Therefore, the groove 51 and the rib 53 of the tubular core 5 are an annular groove 51 (arc-shaped groove 51) having a start end and an end, and an annular rib 53 (arc-shaped rib).

【0022】また、血液流入ポート24は、筒状コア5
の一方の端部側に設けられており、血液流通用開口52
は、血液流入ポート24の中心線を延長した領域と向か
い合う領域に形成されている。このようにすることによ
り、筒状コアと熱交換器部間に形成された第1の血液室
11内における血液流通形態が均等なものとなりやす
く、熱交換効率も高いものとなる。
Further, the blood inflow port 24 is formed by the tubular core 5
The blood circulation opening 52 is provided on one end side of the
Are formed in a region facing a region where the center line of the blood inflow port 24 is extended. By doing so, the blood circulation form in the first blood chamber 11 formed between the tubular core and the heat exchanger portion is likely to be uniform, and the heat exchange efficiency is also high.

【0023】そして、上述した筒状コア5の外面に中空
糸膜束3が巻き付けられている。中空糸膜束3を形成す
る中空糸膜3aは、図6に示すように、筒状コア5に順
次巻回されることにより、筒状コア5の外周面に広がる
中空糸膜層が、多層に重なった、言い換えれば、渦巻き
状に重なった、もしくは、筒状コアを芯としてリール状
に巻き取られた状態となっている。さらに、中空糸膜層
は、筒状コア5の長手方向中央付近に中空糸膜3aが交
差する交差部3bを備えるとともに、交差部(クロスワ
インド部)3bは、中空糸膜層の部位により位置が異な
っている。このように、交差部の位置を変化させること
により、図6に示すように、重なり合う層における交差
部が重ならず、交差部の重なりによる血液の短絡を防止
できる。交差部は、例えば、ほぼ平行に巻き付けられた
2〜6本の中空糸膜が、交互に交差することにより連続
して形成されている。
The hollow fiber membrane bundle 3 is wound around the outer surface of the cylindrical core 5 described above. As shown in FIG. 6, the hollow fiber membranes 3a forming the hollow fiber membrane bundle 3 are wound around the tubular core 5 in sequence, so that the hollow fiber membrane layers spreading on the outer peripheral surface of the tubular core 5 have a multi-layer structure. In other words, it is in a state of being overlapped with each other, in other words, being overlapped in a spiral shape, or being wound in a reel shape with a tubular core as a core. Further, the hollow fiber membrane layer is provided with an intersecting portion 3b where the hollow fiber membranes 3a intersect in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the tubular core 5, and the intersecting portion (crosswind portion) 3b is positioned depending on the portion of the hollow fiber membrane layer. Are different. By changing the positions of the intersecting portions in this way, as shown in FIG. 6, the intersecting portions in the overlapping layers do not overlap each other, and a blood short circuit due to the overlapping of the intersecting portions can be prevented. The intersecting portion is formed continuously by alternately intersecting, for example, 2 to 6 hollow fiber membranes that are wound substantially in parallel.

【0024】この実施態様では、交差部3bは、交差部
の上に他の交差部が直接重なり合わないように、中空糸
膜層の部位により位置が異なっている。言い換えれば、
直接交差部が重ならなければ、重ならない交差部(言い
換えれば、中空糸膜層)を介して、間接的に交差部の位
置が重なっていてもよい。具体的には、中空糸膜束(中
空糸膜層)を展開した状態を説明する図7に示すよう
に、中空糸膜束の長手方向の中心を中央として、交差部
3bの位置は連続して変化している。図6に示す各層
は、中空糸膜束におけるコアを一周する中空糸膜層を示
しており、N層の上にN+1層といった順に積層され
る。そして、この例では、N層からN+7層の全8層に
より1セットとなるように交差部3bの位置は連続して
変化し、その後は、その繰り返しとなる。セット数は、
人工肺の膜面積によって相違するが、3〜40セット程
度が一般的であり、層数としては、3〜40程度が一般
的である。
In this embodiment, the position of the intersecting portion 3b is different depending on the location of the hollow fiber membrane layer so that another intersecting portion does not directly overlap the intersecting portion. In other words,
If the direct intersecting portions do not overlap, the positions of the intersecting portions may indirectly overlap with each other through the non-overlapping intersecting portions (in other words, the hollow fiber membrane layers). Specifically, as shown in FIG. 7 that illustrates a state in which the hollow fiber membrane bundle (hollow fiber membrane layer) is expanded, the position of the intersection 3b is continuous with the center in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle as the center. Are changing. Each layer shown in FIG. 6 is a hollow fiber membrane layer that goes around the core of the hollow fiber membrane bundle, and is laminated in the order of N + 1 layer on N layer. Then, in this example, the position of the intersecting portion 3b continuously changes so that a total of eight layers from the N layer to the N + 7 layer forms one set, and thereafter, the position is repeated. The number of sets is
Although it depends on the membrane area of the artificial lung, about 3 to 40 sets are general, and the number of layers is about 3 to 40 in general.

【0025】この例では、N層当初においてほぼ中空糸
膜束の長手方向中央に位置していた交差部3bは、徐々
に中空糸膜束の一端側(右側)に移行し、N+1層の終
わり(言い換えれば、N+2層の当初)には、最も一端
側(右側)に移行した状態となる。そして再び、交差部
は、中空糸膜束の長手方向中央に移行し、N+3層の終
わり(言い換えれば、N+4層の当初)には、N層当初
と同じ位置である中空糸膜束の長手方向中央に位置す
る。N層当初の交差部とN+4層当初の交差部は、N+
1層、N+2層およびN+3層を介して重なっている
が、直接は重なっていない。続いて、交差部は、中空糸
膜束の長手方向他端側(左側)に移行し、N+5層の終
わり(言い換えれば、N+6層の当初)には、最も他端
側(左側)に移行した状態となる。そして再び、交差部
は、中空糸膜束の長手方向中央方向に移行し、N+7層
の終わりには、N層当初と同じ位置である中空糸膜束の
長手方向中央に位置する。N+4層当初の交差部とN+
7層終わり(次にN層の当初)交差部は、N+5層、N
+6層およびN+7層を介して重なっているが、直接は
重なっていない。
In this example, the intersecting portion 3b, which was located approximately at the center in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle at the beginning of the N layer, gradually moved to one end side (right side) of the hollow fiber membrane bundle, and the end of the N + 1 layer. (In other words, at the beginning of the N + 2 layer), the state is the one that has moved to the most end side (right side). Then, again, the intersecting portion moves to the center of the hollow fiber membrane bundle in the longitudinal direction, and at the end of the N + 3 layer (in other words, the beginning of the N + 4 layer), it is in the same position as the initial position of the N layer in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle. Located in the center. The intersection at the beginning of the Nth layer and the intersection at the beginning of the N + 4th layer are N +
Overlapping through layers 1, N + 2 and N + 3, but not directly. Subsequently, the intersecting portion moved to the other end side (left side) in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle, and moved to the other end side (left side) at the end of the N + 5 layer (in other words, the beginning of the N + 6 layer). It becomes a state. Then, again, the intersecting portion shifts to the central direction in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle, and at the end of the N + 7 layer, it is located in the central position in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle, which is the same position as the initial position of the N layer. Intersection and N + at the beginning of N + 4 layer
At the end of the 7th layer (then the beginning of the Nth layer), the intersection is N + 5th layer, Nth layer.
Overlapping via +6 and N + 7 layers, but not directly.

【0026】そして、中空糸膜束は、中空糸膜が、1本
あるいは複数本同時に、かつすべての中空糸膜がほぼ一
定の間隔となるように前記筒状コアに巻き付けられるこ
とにより形成されている。また、中空糸膜と実質的に平
行となっている隣り合う中空糸膜との距離は、中空糸膜
の外径の1/10〜1/1となっていることが好まし
い。
The hollow fiber membrane bundle is formed by winding one or a plurality of hollow fiber membranes at the same time and winding the hollow fiber membranes around the tubular core so that all the hollow fiber membranes have substantially constant intervals. There is. The distance between the hollow fiber membranes and the adjacent hollow fiber membranes that are substantially parallel to each other is preferably 1/10 to 1/1 of the outer diameter of the hollow fiber membranes.

【0027】そして、上記のように交差部の位置が移動
する中空糸膜束は、中空糸膜が1本あるいは複数本同時
に、かつ隣り合うすべての中空糸膜がほぼ一定の間隔と
なるように筒状コアに螺旋状に巻き付けられることによ
り形成されたものであり、かつ、中空糸膜を筒状コアに
巻き付ける際に、筒状コアを回転させるための筒状コア
回転手段61と中空糸膜を編み込むためのワインダー装
置62とが、下記演算式1
In the hollow fiber membrane bundle in which the position of the intersecting portion moves as described above, one or a plurality of hollow fiber membranes at the same time and all the adjacent hollow fiber membranes have substantially constant intervals. It is formed by spirally winding the tubular core, and a tubular core rotating means 61 and a hollow fiber membrane for rotating the tubular core when the hollow fiber membrane is wound around the tubular core. The winder device 62 for weaving the

【0028】[0028]

【数1】 [Equation 1]

【0029】で動き、かつ、筒状コア回転手段61とワ
インダー装置62が筒状コアの軸方向に対して、コアの
長手方向の中心を0と考えたとき、−40〜+40mm
以内、好ましくは、−30〜+30mm以内、特に好ま
しくは、−15〜+15mm以内にて継続的相対移動す
ることによって筒状コアに巻き付けられることにより形
成することができる。
When the center of the longitudinal direction of the cylindrical core rotating means 61 and the winder device 62 is 0 with respect to the axial direction of the cylindrical core, it moves from -40 to +40 mm.
It can be formed by being wound around the tubular core by continuous relative movement within a range of, preferably within a range of −30 to +30 mm, particularly preferably within a range of −15 to +15 mm.

【0030】筒状コア回転手段とワインダー装置の筒状
コアの軸方向に対する相対移動は、筒状コア回転手段が
固定されワインダー装置のみが移動するもの、ワインダ
ー装置が固定され筒状コア回転手段のみが移動するも
の、両者が移動するもののいずれでもよい。
The relative movement of the tubular core rotating means and the tubular core of the winder device relative to the axial direction is such that the tubular core rotating device is fixed and only the winder device is moved, or the winder device is fixed and only the tubular core rotating device. May be either moving or both moving.

【0031】なお、巻取り用回転体の回転数とワインダ
ー往復数の関係であるnは、1〜5であるべきで、好ま
しくは1である。このように上記式1のnとして整数を
選択することにより、中空糸膜交差部(クロスワインド
部)が中空糸膜束の長手方向中央付近に1つ形成され
る。この実施例の人工肺1では、N=2により行うもの
であり、この場合には、筒状コア5の外面に巻き付けら
れた状態の中空糸膜束3(両端切断前)の中央付近に交
差部3bが形成される。
Note that n, which is the relationship between the number of revolutions of the winding rotor and the number of winder reciprocations, should be 1 to 5, and is preferably 1. In this way, by selecting an integer as n in the above formula 1, one hollow fiber membrane intersecting portion (crosswind portion) is formed near the center in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane bundle. In the artificial lung 1 of this example, N = 2 is used, and in this case, the hollow fiber membrane bundle 3 wound around the outer surface of the tubular core 5 (before cutting both ends) intersects near the center. The part 3b is formed.

【0032】中空糸膜としては、多孔質ガス交換膜が使
用される。多孔質中空糸膜としては、内径100〜10
00μm、肉厚は5〜200μm、好ましくは10〜1
00μm、空孔率は20〜80%、好ましくは30〜6
0%、また細孔径は0.01〜5μm、好ましくは0.
01〜1μmのものが好ましく使用できる。また、多孔
質膜に使用される材質としては、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリ
テトラフルオロエチレン、セルロースアセテート等の疎
水性高分子材料が用いられる。好ましくは、ポリオレフ
ィン系樹脂であり、特に好ましくは、ポリプロピレンで
あり、延伸法または固液相分離法により壁に微細孔が形
成されたものがより好ましい。中空糸膜束3の外径は、
30〜162mmが好適であり、中空糸膜束3の厚さ
は、3mm〜28mmであることが好ましい。さらに、
筒状コア5の外面に形成された筒状中空糸膜束3は、筒
状中空糸膜束3の外側面と内側面間により形成される筒
状空間に対する中空糸膜の充填率が、50%〜75%で
あることが好ましい。より好ましくは、53%〜73%
である。
A porous gas exchange membrane is used as the hollow fiber membrane. The porous hollow fiber membrane has an inner diameter of 100 to 10
00 μm, wall thickness 5-200 μm, preferably 10-1
00 μm, porosity 20 to 80%, preferably 30 to 6
0%, and the pore size is 0.01 to 5 μm, preferably 0.1.
Those having a size of 01 to 1 μm can be preferably used. As the material used for the porous membrane, a hydrophobic polymer material such as polypropylene, polyethylene, polysulfone, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene, or cellulose acetate is used. Polyolefin resins are preferable, and polypropylene is particularly preferable, and those in which fine pores are formed in the wall by a stretching method or a solid-liquid phase separation method are more preferable. The outer diameter of the hollow fiber membrane bundle 3 is
30 to 162 mm is suitable, and the thickness of the hollow fiber membrane bundle 3 is preferably 3 mm to 28 mm. further,
The tubular hollow fiber membrane bundle 3 formed on the outer surface of the tubular core 5 has a filling rate of the hollow fiber membrane in the tubular space formed between the outer surface and the inner surface of the tubular hollow fiber membrane bundle 3 of 50. % To 75% is preferable. More preferably, 53% to 73%
Is.

【0033】そして、中空糸膜束3は、筒状コア5に中
空糸膜を巻き付けた後、両端を隔壁8,9により筒状ハ
ウジング本体21に固定し、そして、中空糸膜束3の両
端が切断される。なお、上述したような中空糸膜束形成
装置により作製される中空糸膜束は、トラバース位置が
層により異なるため、両端部が揃っていない。このた
め、形成された中空糸膜束の両端部は、すべての層が重
なり合っている部分において切断することが必要であ
る。すべての層が重なり合っている部分において切断し
ないと端部が開口しない中空糸膜が存在するものとな
る。
After the hollow fiber membrane bundle 3 is wound around the tubular core 5, both ends are fixed to the tubular housing body 21 by the partition walls 8 and 9, and both ends of the hollow fiber membrane bundle 3 are fixed. Is disconnected. The hollow fiber membrane bundle produced by the hollow fiber membrane bundle forming device as described above has different traverse positions depending on the layers, and therefore both end portions are not aligned. For this reason, it is necessary to cut both ends of the formed hollow fiber membrane bundle at the portions where all the layers overlap. There is a hollow fiber membrane whose ends do not open unless it is cut at the portion where all layers overlap.

【0034】中空糸膜束3が外面に巻き付けられた筒状
コア5の両端は、隔壁8,9により、筒状ハウジング本
体21の両端部に液密に固定され、筒状中空糸膜外面と
筒状ハウジング本体21内面間に環状空間(筒状空間)
である第2の血液室12が形成される。筒状ハウジング
本体21の側面に形成された血液流出ポート25は、第
2の血液室12と連通する。隔壁8,9は、ポリウレタ
ン、シリコーンゴムなどのポッティング材で形成され
る。
Both ends of the tubular core 5 around which the hollow fiber membrane bundle 3 is wound around the outer surface are liquid-tightly fixed to both ends of the tubular housing main body 21 by the partition walls 8 and 9 to form an outer surface of the tubular hollow fiber membrane. An annular space (cylindrical space) between the inner surfaces of the cylindrical housing body 21.
A second blood chamber 12 is formed. The blood outflow port 25 formed on the side surface of the cylindrical housing body 21 communicates with the second blood chamber 12. The partition walls 8 and 9 are formed of a potting material such as polyurethane or silicone rubber.

【0035】そして、図3に示すように、上述のように
形成された人工肺部の筒状コア5内部に、後述する熱交
換器部が収納される。そして、筒状コアと筒状熱交換器
部間に環状の第1の血液室11が形成され、血液流入ポ
ート24はこの血液室11と連通する。
Then, as shown in FIG. 3, a heat exchanger section, which will be described later, is housed inside the tubular core 5 of the artificial lung section formed as described above. An annular first blood chamber 11 is formed between the tubular core and the tubular heat exchanger portion, and the blood inflow port 24 communicates with this blood chamber 11.

【0036】筒状熱交換器部は、図1および図2に示す
ように、筒状熱交換体31と、この熱交換体31内に収
納される筒状熱媒体室形成部材32と、筒状熱交換体3
1と筒状熱媒体室形成部材32間に挿入される2つの筒
状熱交換体変形規制部34,35を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the tubular heat exchanger portion includes a tubular heat exchange body 31, a tubular heat medium chamber forming member 32 housed in the heat exchange body 31, and a tubular body. Heat exchanger 3
It is provided with two cylindrical heat exchanger deformation restricting portions 34 and 35 which are inserted between 1 and the cylindrical heat medium chamber forming member 32.

【0037】筒状熱交換体31としては、いわゆるベロ
ーズ型熱交換体が使用される。ベローズ型熱交換体31
(蛇腹管)は、図1に示すように、中央側面にほぼ平行
に形成された多数の中空環状突起を備える蛇腹形成部
と、その両端に形成され、蛇腹形成部の内径とほぼ等し
い円筒部31cを備えている。熱交換体31の円筒部の
一方は、中空筒状コア5の血液流入ポート24側端部内
面と第2のヘッダー23間により挟持され、熱交換体3
1の円筒部の他方は、中空筒状コア5の一端内に挿入さ
れたリング状熱交換体固定用部材48とこのリング状熱
交換体固定用部材48と第1のヘッダー22間に挿入さ
れた筒状熱交換体固定用部材49と第1のヘッダー22
間により挟持されている。
As the cylindrical heat exchange element 31, a so-called bellows type heat exchange element is used. Bellows type heat exchanger 31
As shown in FIG. 1, the (bellows tube) is a bellows forming portion including a large number of hollow annular projections formed substantially parallel to a central side surface, and a cylindrical portion formed at both ends thereof and having an inner diameter substantially equal to that of the bellows forming portion. 31c is provided. One of the cylindrical portions of the heat exchange body 31 is sandwiched between the inner surface of the end portion of the hollow tubular core 5 on the blood inflow port 24 side and the second header 23, and the heat exchange body 3
The other one of the cylindrical portions of 1 is inserted between the ring-shaped heat exchange element fixing member 48 inserted in one end of the hollow cylindrical core 5 and the ring-shaped heat exchange element fixing member 48 and the first header 22. Tubular heat exchanger fixing member 49 and first header 22
It is sandwiched between the spaces.

【0038】ベローズ型熱交換体31は、ステンレス、
アルミ等の金属もしくはポリエチレン、ポリカーボネー
ト等の樹脂材料によりいわゆる細かな蛇腹状に形成され
ている。強度、熱交換効率の面からステンレス、アルミ
等の金属が好ましい。特に、筒状熱交換体31の軸方向
(中心軸)に対してほぼ直交する凹凸が多数繰り返され
た波状となっているベローズ管からなり、その谷部と山
部の高さは5.0〜15.0mm程度が最も効率がよ
く、好ましくは9.0〜12.0mmが好ましい。ま
た、熱交換器部の軸方向の長さは、使用される患者によ
って異なるが、10〜730mmの範囲のものが用いら
れる。
The bellows type heat exchange element 31 is made of stainless steel,
It is formed into a so-called fine bellows shape from a metal such as aluminum or a resin material such as polyethylene or polycarbonate. Metals such as stainless steel and aluminum are preferable in terms of strength and heat exchange efficiency. In particular, it is composed of a corrugated bellows tube in which a large number of irregularities substantially orthogonal to the axial direction (center axis) of the tubular heat exchange element 31 are repeated, and the heights of the valleys and peaks are 5.0. Approximately 15.0 mm is the most efficient, and preferably 9.0 to 12.0 mm. The axial length of the heat exchanger portion varies depending on the patient to be used, but a length in the range of 10 to 730 mm is used.

【0039】筒状熱媒体室形成部材32は、図1および
図2に示すように、一端(第1のヘッダー22側)が開
口した筒状体であり、内部を流入側熱媒体室41と流出
側熱媒体室42に区分する区画壁32aと、流入側熱媒
体室41と連通し軸方向に延びる第1の開口33aと、
流入側熱媒体室42と連通し軸方向に延びる第2の開口
33bと、向かい合いかつ、第1の開口33aおよび第
2の開口33bと約90度ずれた位置の側面に形成され
外方に突出する軸方向に延びる突起36a、36bを備
えている。突起36aは、熱交換体変形規制部34の内
面中央に形成された軸方向に延びる溝内に浸入すること
により変形規制部34の移動を規制する。同様に、突起
36bは、熱交換体変形規制部35の内面中央に形成さ
れた軸方向に延びる溝内に浸入することにより変形規制
部35の移動を規制する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the tubular heat medium chamber forming member 32 is a tubular body having an opening at one end (on the side of the first header 22), and the inside thereof serves as the inflow side heat medium chamber 41. A partition wall 32a which is divided into the outflow-side heat medium chamber 42, a first opening 33a which communicates with the inflow-side heat medium chamber 41 and extends in the axial direction,
The second opening 33b communicates with the inflow side heat medium chamber 42 and extends in the axial direction. The second opening 33b faces the second opening 33b and is formed on a side surface at a position deviated by about 90 degrees from the first opening 33a and the second opening 33b, and protrudes outward. And projections 36a and 36b extending in the axial direction. The protrusion 36a penetrates into an axially extending groove formed in the center of the inner surface of the heat exchange body deformation restricting portion 34 to restrict the movement of the deformation restricting portion 34. Similarly, the protrusion 36b restricts the movement of the deformation restricting portion 35 by penetrating into the axially extending groove formed in the center of the inner surface of the heat exchanger deformation restricting portion 35.

【0040】筒状熱媒体室形成部材32は、開口端側を
第1のヘッダー22の熱媒体室形成部材接続部22aに
嵌合させたとき、図1に示すように、筒状熱媒体室形成
部材32の区画壁32aの先端部の一方の面(この実施
例では下面)に、筒状接続部22aの内部を2分する仕
切部22bが密接する。これにより、筒状熱媒体室形成
部材32内の流入側熱媒体室41は、熱媒体流入ポート
28と連通し、流出側熱媒体室42は熱媒体流出ポート
29と連通する。
When the open end side of the tubular heat medium chamber forming member 32 is fitted into the heat medium chamber forming member connecting portion 22a of the first header 22, as shown in FIG. The partition portion 22b that divides the inside of the tubular connection portion 22a into two halves is in close contact with one surface (the lower surface in this embodiment) of the tip portion of the partition wall 32a of the forming member 32. As a result, the inflow-side heat medium chamber 41 inside the tubular heat-medium chamber forming member 32 communicates with the heat medium inflow port 28, and the outflow side heat medium chamber 42 communicates with the heat medium outflow port 29.

【0041】また、2つの熱交換体変形規制部34,3
5は、付き合わされるそれぞれの端部部分に軸方向に延
びる切り欠き部を備えており、2つの規制部34,35
が付き合わされることにより、図2に示すように、媒体
流入側通路37および媒体流出側通路38が形成されて
いる。2つの熱交換体変形規制部34,35は、一体に
形成してもよい。
Further, the two heat exchanger deformation restricting portions 34, 3
5 is provided with a notch portion extending in the axial direction at each end portion to be associated with each other, and two restriction portions 34 and 35 are provided.
As shown in FIG. 2, the medium inflow side passage 37 and the medium outflow side passage 38 are formed by abutting each other. The two heat exchanger deformation restricting portions 34 and 35 may be integrally formed.

【0042】そして、この実施例の人工肺1の熱交換器
部における熱媒体の流れを図1および図2を用いて説明
する。熱媒体流入ポート28より人工肺内部に流入した
熱媒体は、第1のヘッダー22内部を通り流入側熱媒体
室41内に流入する。そして、筒状熱媒体室形成部材3
2の流入室側開口33aおよびの熱交換体変形規制部3
4,35の当接部により形成された媒体流入側通路37
を通過して、熱交換体31と熱交換体変形規制部34,
35間を流れる。この際に、熱媒体により熱交換体31
は加温もしくは冷却される。そして、熱媒体は、熱交換
体変形規制部34,35の当接部により形成された媒体
流出側通路38および筒状熱媒体室形成部材32の流出
室側開口33bを通過することにより、筒状熱媒体室形
成部材32内の流出側熱媒体室42内に流出する。そし
て、第1のヘッダー22内部を通過して熱媒体流出ポー
ト29より流出する。
The flow of the heat medium in the heat exchanger section of the artificial lung 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The heat medium that has flowed into the artificial lung from the heat medium inflow port 28 passes through the inside of the first header 22 and flows into the inflow side heat medium chamber 41. Then, the tubular heat medium chamber forming member 3
2 inflow chamber side opening 33a and heat exchange body deformation restricting portion 3
Medium inflow side passage 37 formed by abutting portions of 4, 35
Through the heat exchange body 31 and the heat exchange body deformation restricting portion 34,
It flows through 35. At this time, the heat exchanger 31 is heated by the heat medium.
Is heated or cooled. Then, the heat medium passes through the medium outflow side passage 38 formed by the contact portions of the heat exchange body deformation restricting portions 34 and 35 and the outflow chamber side opening 33b of the tubular heat medium chamber forming member 32, thereby The heat medium chamber forming member 32 flows out into the outflow side heat medium chamber 42. Then, it passes through the inside of the first header 22 and flows out from the heat medium outflow port 29.

【0043】この人工肺1では、血液流入ポート24か
ら流入した血液は、筒状コア5と筒状熱交換器部間であ
る血液室11の一部を構成する血液誘導部56内に流入
し、筒状コア5と筒状熱交換体間を流れた後、第1の血
液誘導部56と向かい合う位置に形成された開口52を
通り筒状コア5より流出する。筒状コア5より流出した
血液は、中空糸膜束3内面と筒状コア5間に位置する筒
状コア5の外面に形成された複数の溝51内に流入した
後、中空糸膜束3間に流入する。この実施例の人工肺で
は、中空糸膜束3のガス交換に寄与する部分(有効長,
隔壁に埋もれない部分)のほぼ全域に渡るように多数の
溝51が形成されているため、血液を中空糸膜束3の全
体に分散させることができ、中空糸膜束全体を有効に利
用でき、ガス交換能も高いものとなる。そして、中空糸
膜に接触し、ガス交換がなされた後、筒状ハウジング本
体21と中空糸膜外面(中空糸膜束3外面)間により形
成された第2の血液室12に流入し、血液流出ポート2
5より流出する。また、ガス流入ポート26より流入し
た酸素含有ガスは、第1のヘッダー22内を通り隔壁端
面より中空糸膜内に流入し、第2のヘッダー23内を通
過してガス流出27より流出する。
In this artificial lung 1, the blood flowing in from the blood inflow port 24 flows into the blood guiding portion 56 which constitutes a part of the blood chamber 11 between the tubular core 5 and the tubular heat exchanger portion. After flowing between the tubular core 5 and the tubular heat exchange body, it flows out of the tubular core 5 through the opening 52 formed at a position facing the first blood guiding portion 56. The blood flowing out from the tubular core 5 flows into the plurality of grooves 51 formed on the outer surface of the tubular core 5 located between the inner surface of the hollow fiber membrane bundle 3 and the tubular core 5, and then the hollow fiber membrane bundle 3 Flows in between. In the artificial lung of this example, the portion of the hollow fiber membrane bundle 3 that contributes to gas exchange (effective length,
Since a large number of grooves 51 are formed so as to extend over almost the entire area (part not buried in the partition wall), blood can be dispersed throughout the hollow fiber membrane bundle 3 and the entire hollow fiber membrane bundle can be effectively used. , The gas exchange capacity is also high. Then, after coming into contact with the hollow fiber membrane and undergoing gas exchange, it flows into the second blood chamber 12 formed between the tubular housing body 21 and the outer surface of the hollow fiber membrane (outer surface of the hollow fiber membrane bundle 3), Outflow port 2
Outflow from 5. The oxygen-containing gas that has flowed in through the gas inflow port 26 flows through the first header 22 into the hollow fiber membrane from the partition wall end surface, passes through the second header 23, and flows out through the gas outflow 27.

【0044】また、筒状ハウジング本体21、筒状コア
5、第1および第2のヘッダー22,23などの熱交換
体31を除く部材の形成材料としては、ポリオレフィン
(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、エステル
系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート)、スチ
レン系樹脂(例えば、ポリスチレン、MS樹脂、MBS
樹脂)、ポリカーボネートなどが使用できる。
As the material for forming the tubular housing body 21, the tubular core 5, the first and second headers 22 and 23, and the other heat exchanging elements 31, polyolefin (eg, polyethylene, polypropylene), Ester resin (eg polyethylene terephthalate), styrene resin (eg polystyrene, MS resin, MBS)
Resin), polycarbonate, etc. can be used.

【0045】さらに、人工肺1の血液接触面は、抗血栓
性表面となっていることが好ましい。抗血栓性表面は、
抗血栓性材料を表面に被覆、さらには固定することによ
り形成できる。抗血栓性材料としては、へパリン、ウロ
キナーゼ、ヒドロキシエチルメタクリレート−スチレン
−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ(ヒドロキシ
エチルメタクリレート)などが使用できる。
Furthermore, the blood contact surface of the artificial lung 1 is preferably an antithrombotic surface. The antithrombogenic surface is
It can be formed by coating the surface with an antithrombotic material and then fixing it. As the antithrombotic material, heparin, urokinase, hydroxyethyl methacrylate-styrene-hydroxyethyl methacrylate, poly (hydroxyethyl methacrylate) and the like can be used.

【0046】しかして、本発明による人工肺の内部(例
えば第1のヘッダー22と中空糸束3の間の空間)に、
該中空糸束3の開口端部に対して少なくとも部分的に閉
塞自在なガス流量調整部材85が設けられている。この
ガス流量調整部材85にはノブ86が取付けられ、該ノ
ブ86を押圧すれば、ガス流量調整部材85が中空糸膜
束3の開口端部と接し、該ノブ86を引くと該ガス流量
調整部材85は離れるのである。
Then, inside the artificial lung according to the present invention (for example, the space between the first header 22 and the hollow fiber bundle 3),
A gas flow rate adjusting member 85 that is at least partially occludable with respect to the open end of the hollow fiber bundle 3 is provided. A knob 86 is attached to the gas flow rate adjusting member 85. When the knob 86 is pressed, the gas flow rate adjusting member 85 contacts the open end of the hollow fiber membrane bundle 3, and when the knob 86 is pulled, the gas flow rate adjusting member 85 is adjusted. The member 85 separates.

【0047】該ガス流量調整部材85は、通常多孔質材
料で作られ、例えば不織布、発泡ポリウレタン等の発泡
樹脂等が作られている。
The gas flow rate adjusting member 85 is usually made of a porous material, for example, non-woven fabric, foamed resin such as polyurethane foam, or the like.

【0048】しかし、該ガス流量調整部材85は、ガス
流入ポート26側の第1のヘッダー22内に設けてもよ
いし、またガス流出ポート27側の第2のヘッダー23
内に設けてもよいし、あるいは両ヘッダー22,23内
の両方に設けてもよい。
However, the gas flow rate adjusting member 85 may be provided in the first header 22 on the gas inflow port 26 side, or the second header 23 on the gas outflow port 27 side.
It may be provided inside or both of the headers 22 and 23.

【0049】つぎに、本発明による人工肺を使用してガ
ス交換を行なう方法について説明する。
Next, a method for gas exchange using the artificial lung according to the present invention will be described.

【0050】図1および図2に示すように、血液流入ポ
ート26より流入した血液は、筒状熱交換体31内を通
過する間に、熱媒体流入ポート28から流入した熱媒体
により熱交換されて所定の温度に調整されたのち、中空
糸膜束3を通過し、ガス流入ポート26により導入され
たガスと、中空糸膜を介して酸素と炭酸ガスとの間のガ
ス交換が行なわれ、ついで、血液流出ポート25より系
外へ排出される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the blood flowing in from the blood inflow port 26 is heat-exchanged by the heat medium flowing in from the heat medium inflow port 28 while passing through the tubular heat exchanger 31. After adjusting the temperature to a predetermined temperature, gas exchange between the gas passing through the hollow fiber membrane bundle 3 and introduced through the gas inflow port 26 and oxygen and carbon dioxide through the hollow fiber membrane is performed, Then, the blood is discharged from the blood outflow port 25 to the outside of the system.

【0051】熱媒体流入ポート28から流入側熱媒体室
41に流入した熱媒体は、熱媒体室形成部材接続部33
aを通過して筒状熱交換体31を通過して熱交換したの
ち、熱媒体室形成部材接続部33bを通過して流出側熱
媒体室42に流入し、ついで熱媒体流出ポート29から
系外に排出される。
The heat medium flowing from the heat medium inflow port 28 into the heat medium chamber 41 on the inflow side is heated by the heat medium chamber forming member connecting portion 33.
After passing through a and passing through the cylindrical heat exchange body 31 to exchange heat, the heat medium chamber forming member connecting portion 33b is passed to flow into the outflow side heat medium chamber 42, and then from the heat medium outflow port 29 to the system. It is discharged outside.

【0052】ガス流入ポート26より第1のヘッダー2
2内に導入されたガスは、中空糸膜束3の開口端部より
中空糸膜内を通過し、その間に血液中の炭酸ガスと、ガ
ス中の酸素との間でガス交換が行なわれる。このとき、
ノブ86の押圧の程度を調整することにより、ガスの供
給量を制御できる。
From the gas inlet port 26 to the first header 2
The gas introduced into 2 passes through the hollow fiber membrane from the open end of the hollow fiber membrane bundle 3, during which gas exchange is carried out between carbon dioxide in blood and oxygen in the gas. At this time,
The amount of gas supplied can be controlled by adjusting the degree of pressing of the knob 86.

【0053】次に、本発明による人工肺の具体的実施例
および比較例について説明する。
Next, specific examples and comparative examples of the artificial lung according to the present invention will be described.

【0054】実施例 筒状ハウジング本体としては、外径144mm、内径1
09mm、長さ114mmのものを用いた。また、第1
のヘッダーおよび第2のヘッダーとしては、図1に示す
ような形状のものを用いた。
Example As the cylindrical housing body, the outer diameter is 144 mm and the inner diameter is 1
The one having a length of 09 mm and a length of 114 mm was used. Also, the first
As the header and the second header, those having a shape as shown in FIG. 1 were used.

【0055】ベローズ型熱交換体としては、外径が75
mm、内径が50mm、長さ114mm、蛇腹形成部の
長さ90mm、山の数40、蛇腹(山)のピッチ2.2
5mmのものを用いた。そして、ベローズ型熱交換体内
に、図1に示すような形状で、筒状部外径40mm、リ
ブ部分の外径が44mm、長さが90mmの一端が閉塞
した筒状熱媒体室形成部材と、この外側に長さ90m
m、最大径部分49.5mmの2つの熱交換体変形規制
部材を組み合わせたものを挿入した。
The bellows type heat exchanger has an outer diameter of 75.
mm, inner diameter 50 mm, length 114 mm, length of bellows forming portion 90 mm, number of peaks 40, pitch of bellows (peaks) 2.2
A 5 mm one was used. Then, a tubular heat medium chamber forming member having a shape as shown in FIG. 1 and having a tubular portion outer diameter of 40 mm, a rib portion outer diameter of 44 mm, and a length of 90 mm is closed in the bellows type heat exchange body. , 90m outside this
m, and the maximum diameter portion of 49.5 mm, a combination of two heat exchange element deformation regulating members was inserted.

【0056】筒状コアとしては、図3〜図6に示すよう
な形状を有し、長さ114mm、外径84mm、内径7
6mm、溝形成部の長さ90mm、溝の深さが高さ2.
5mm、溝間隔4mm、リブ頂点の平坦面の幅1mm、
溝数22を外周に有するものを用いた。そして、この筒
状のコア内に、上記のベローズ型熱交換器を挿入した。
The tubular core has a shape as shown in FIGS. 3 to 6, and has a length of 114 mm, an outer diameter of 84 mm and an inner diameter of 7 mm.
6 mm, groove forming portion length 90 mm, groove depth is height 2.
5 mm, groove spacing 4 mm, rib top flat surface width 1 mm,
The one having 22 grooves on the outer circumference was used. Then, the bellows type heat exchanger was inserted into the tubular core.

【0057】筒状コアの外面に、内径195μm、外径
295μm、空孔率約35%の多孔質ポリプロピレン中
空糸膜束を4本中空糸膜間隔を100μmに保って巻き
直し、次に隣接する中空糸膜との中空糸膜間隔も以前に
巻かれている中空糸膜間隔と同じとなるようにし、隣り
合う中空糸膜間隔が一定となるように中空糸膜を巻回
し、流路規制板を兼ね備えた熱交換器内蔵中空糸膜ボビ
ンを作製した。中空糸膜を筒状コア上に巻き付ける際
に、筒状コアを回転させるための回転体と中空糸膜を編
み込むためのワインダーとが、下記式で動かすととも
に、ワインダーを軸方向に継続的に微量動かし、図7に
示すように、8層により1セットとなるように交差部の
位置幅±2.5mm以内にて変化させ、全12セット、
層数18、充填率68%の中空糸膜束を作製した。
On the outer surface of the cylindrical core, four porous polypropylene hollow fiber membrane bundles having an inner diameter of 195 μm, an outer diameter of 295 μm and a porosity of about 35% were rewound with the hollow fiber membrane spacing kept at 100 μm, and then adjacent to each other. The spacing between the hollow fiber membranes and the hollow fiber membranes is also the same as the previously wound hollow fiber membranes, and the hollow fiber membranes are wound so that the spacing between adjacent hollow fiber membranes is constant, and a flow path regulating plate is provided. A hollow fiber membrane bobbin with a built-in heat exchanger was also manufactured. When the hollow fiber membrane is wound on the tubular core, the rotating body for rotating the tubular core and the winder for weaving the hollow fiber membrane are moved by the following formula, and the winder continuously moves in a small amount in the axial direction. As shown in FIG. 7, all the 12 sets are moved by changing the position width of the intersection within ± 2.5 mm so that one set is composed of 8 layers.
A hollow fiber membrane bundle having 18 layers and a filling rate of 68% was produced.

【0058】[0058]

【数2】 [Equation 2]

【0059】そして、中空糸膜束の両端をポッティング
材により筒状コアとともに筒状ハウジング本体の両端に
固定し、熱交換器部を中心にして回転させながら、熱交
換器部を切断させることなく、固定された中空糸膜ボビ
ンの両端を切断した。さらにガス流入ポートを備えた第
1のヘッダー側の空間内に、図1に示すようにノブ86
に連結した不織布製のガス流量調整部材85を、中空糸
束3の開口端部に接触自在に設けた。そして、筒状ハウ
ジング本体の両端に、上述した第1のヘッダーおよび第
2のヘッダーを取り付けて図1および図2に示すような
構造の膜面積2.5m2、血液充填量250mlの人工
肺を作製した。なお、ガス流量調整部材を52%閉塞状
態としたものを実施例1、25%閉塞状態としたものを
実施例2とした。
Then, both ends of the bundle of hollow fiber membranes are fixed to both ends of the tubular housing body together with the tubular core by potting materials, and are rotated around the heat exchanger portion without cutting the heat exchanger portion. Both ends of the fixed hollow fiber membrane bobbin were cut. Further, as shown in FIG. 1, the knob 86 is provided in the space on the first header side provided with the gas inflow port.
The gas flow rate adjusting member 85 made of a non-woven fabric connected to the above was provided so as to come into contact with the open end of the hollow fiber bundle 3. Then, an artificial lung having a membrane area of 2.5 m 2 and a blood filling amount of 250 ml having a structure as shown in FIGS. 1 and 2 is prepared by attaching the above-mentioned first header and second header to both ends of the tubular housing body. It was made. Note that the gas flow rate adjusting member was set to 52% closed state as Example 1, and the 25% closed state was set to Example 2.

【0060】比較例 実施例1と同様の人工肺において、ガス流量調整部材を
設けなった以外は、同様の人工肺を作製した。これを比
較例1とした。また、実施例1と同様の人工肺におい
て、ガス流量調整部材をシリコンゴム製とした以外は、
同様の人工肺を作製した。なお、ガス流量調整部材を5
2%閉塞状態としたものを比較例2、25%閉塞状態と
したものを比較例3とした。 (実験)上記のようにして作製した実施例1および2お
よび比較例1〜3の人工肺について、牛血を用いてガス
流量調整部材の閉塞状態について以下の実験を行なっ
た。なお、牛血は、AAMI(Association
for the Advance of Medic
al Instrumentation)で定めるとこ
ろの標準静脈血を用い、これに抗凝固剤を添加したもの
を各人工肺に流量それぞれ2、4、6および8リットル
/minで灌流した。そして、それぞれの人工肺につい
て、血液流入ポート付近および血液流出ポート付近で採
血を行ない、血液ガス分析装置にて酸素ガス分圧、二酸
化炭素分圧、pH等を求め、血液流量と二酸化炭素移動
量との関係および血液流量と酸素移動量との関係を求め
て、各々図8〜図11に示すグラフを得た。
Comparative Example An artificial lung similar to that of Example 1 was prepared except that a gas flow rate adjusting member was not provided. This was designated as Comparative Example 1. Further, in the same artificial lung as in Example 1, except that the gas flow rate adjusting member was made of silicone rubber,
A similar artificial lung was created. In addition, the gas flow rate adjusting member 5
A 2% closed state was set as Comparative Example 2, and a 25% closed state was set as Comparative Example 3. (Experiment) With respect to the artificial lungs of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 produced as described above, the following experiment was performed using bovine blood for the closed state of the gas flow rate adjusting member. In addition, cow blood is AAMI (Association)
for the Advance of Medic
Standard venous blood as defined by Al Instrumentation) was used, and the artificial lungs were perfused with standard venous blood at flow rates of 2, 4, 6 and 8 liters / min, respectively. Then, for each artificial lung, blood is collected near the blood inflow port and the blood outflow port, and the oxygen gas partial pressure, carbon dioxide partial pressure, pH, etc. are obtained by the blood gas analyzer, and the blood flow rate and the carbon dioxide transfer amount are calculated. And the relationship between the blood flow rate and the oxygen transfer amount were obtained, and the graphs shown in FIGS. 8 to 11 were obtained.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上述べたように、本発明による人工肺
は、人工肺内の中空糸膜束の少なくとも一つの開口端部
に、流量調整部材を少なくとも部分的に閉塞自在に設け
てなるものであるから、中空糸膜内部へ流す酸素ガスの
うち、一部のみを可変とすることで、酸素加能を低下さ
せることなく、炭酸ガス除去能のみを制御できるという
利点がある。すなわち、不織布や発泡体等よりなるガス
流量調整部材を中空糸膜束端面近傍に部分的に設置する
と、それにマスクされたファイバー部分にのみガスが流
れにくくなる。炭酸ガス除去量は流れるガス流量に依存
するため、人工肺全体でみた場合の炭酸ガス除去能は抑
えられる。一方、酸素添加能は、ガス流量よりも酸素ガ
ス濃度に依存するため、ほとんど低下することはない。
As described above, in the artificial lung according to the present invention, the flow rate adjusting member is occluded at least partially at the open end of at least one hollow fiber membrane bundle in the artificial lung. Therefore, by partially varying the oxygen gas flowing into the hollow fiber membrane, there is an advantage that only the carbon dioxide gas removing ability can be controlled without lowering the oxygen adding ability. That is, when the gas flow rate adjusting member made of non-woven fabric, foam or the like is partially installed near the end face of the hollow fiber membrane bundle, it becomes difficult for the gas to flow only to the fiber portion masked by it. Since the amount of carbon dioxide removed depends on the flow rate of the flowing gas, the ability to remove carbon dioxide in the whole artificial lung is suppressed. On the other hand, the oxygen addition ability depends on the oxygen gas concentration rather than the gas flow rate, and therefore hardly decreases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による人工肺の一実施例を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an artificial lung according to the present invention.

【図2】 図1のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】 本発明による人工肺の一実施例の人工肺部の
内部構造を説明するための説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the internal structure of the artificial lung part of the embodiment of the artificial lung according to the present invention.

【図4】 本発明による人工肺の一実施例に使用される
筒状コアの左側面図である。
FIG. 4 is a left side view of a tubular core used in an embodiment of the artificial lung according to the present invention.

【図5】 図4に示した筒状コアの右側面図である。5 is a right side view of the tubular core shown in FIG.

【図6】 図1に示した人工肺のハウジングを部分剥離
した状態を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a state where the housing of the artificial lung shown in FIG. 1 is partially peeled off.

【図7】 本発明による人工肺に使用される一例の中空
糸膜束の交差部を説明するための説明図である
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an intersecting portion of an example hollow fiber membrane bundle used in the artificial lung according to the present invention.

【図8】 実施例および比較例の人工肺を用いたときの
血液流量と二酸化炭素移動量との開示を示すグラフであ
る。
FIG. 8 is a graph showing the disclosure of blood flow rate and carbon dioxide transfer rate when using the artificial lungs of Examples and Comparative Examples.

【図9】 実施例および比較例の人工肺を用いたときの
血液流量と酸素移動量との開示を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the disclosure of blood flow rate and oxygen transfer rate when the artificial lungs of Examples and Comparative Examples were used.

【図10】 比較例の人工肺を用いたときの血液流量と
二酸化炭酸移動量との開示を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the disclosure of the blood flow rate and the carbon dioxide transfer amount when the artificial lung of the comparative example is used.

【図11】 比較例の人工肺を用いたときの血液流量と
酸素移動量との開示を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the disclosure of the blood flow rate and the oxygen transfer amount when the artificial lung of the comparative example is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 人工肺 2 ハウジング 3 筒状中空糸膜束 3a 中空糸膜 3b 交差部 5 筒状コア 11 第1の血液室 12 第2の血液室 21 筒状ハウジング本体 22 第1のヘッダー 23 第2のヘッダー 24 血液流入ポート 25 血液流出ポート 26 ガス流入ポート 27 ガス流出ポート 28 熱媒体流入ポート 29 熱媒体流出ポート 31 筒状熱交換体 34,35 筒状熱交換体変形規制部 51 溝 52 血液流通用開口 85 ガス流量調整部材 86 ノブ。 1 artificial lung 2 housing 3 Cylindrical hollow fiber membrane bundle 3a hollow fiber membrane 3b intersection 5 tubular core 11 First blood chamber 12 Second blood chamber 21 Tubular housing body 22 First Header 23 Second Header 24 Blood inflow port 25 Blood outflow port 26 Gas inflow port 27 Gas outflow port 28 Heat medium inflow port 29 Heat medium outflow port 31 Cylindrical heat exchanger 34,35 Cylindrical heat exchanger deformation restriction part 51 groove 52 Blood circulation opening 85 Gas flow rate adjusting member 86 knobs.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C077 AA03 BB06 DD25 HH07 HH15 JJ06 JJ16 KK11 LL05 NN10 PP03 PP08 PP10 PP14 PP15 PP16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 4C077 AA03 BB06 DD25 HH07 HH15                       JJ06 JJ16 KK11 LL05 NN10                       PP03 PP08 PP10 PP14 PP15                       PP16

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 人工肺内の中空糸膜束の少なくとも一つ
の開口端部に、ガス流量調整部材を少なくとも部分的に
閉塞自在に設けてなる人工肺。
1. An oxygenator in which a gas flow rate adjusting member is at least partially occludably provided at at least one open end of a hollow fiber membrane bundle in the oxygenator.
【請求項2】 該ガス流量調整部材は、多孔質材料から
なる請求項1に記載の人工肺。
2. The artificial lung according to claim 1, wherein the gas flow rate adjusting member is made of a porous material.
【請求項3】 該多孔質材料は、不織布または発泡樹脂
である請求項2に記載の人工肺。
3. The artificial lung according to claim 2, wherein the porous material is a non-woven fabric or a foamed resin.
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