JP2008246141A

JP2008246141A - Heat exchanger and heart-lung machine

Info

Publication number: JP2008246141A
Application number: JP2007094772A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Niitsuma; 友和新妻; Minoru Tanaka; 稔田中
Original assignee: JMS Co Ltd
Current assignee: JMS Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP5088537B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger and a heart-lung machine capable of surely removing air during priming while suppressing the decline of a heat exchange rate. <P>SOLUTION: A hollow fiber membrane 3 formed of a plurality of hydrophobic and air-permeable hollow fibers 4 is provided in the heat exchanger comprising a plurality of tubular bodies 2 in which cold and warm water for temperature adjustment is made to flow, a housing 5 for housing the tubular bodies 2 and a sealing member 6 for isolating a fluid flowing while being in contact with the surface of the tubular bodies 2 from the cold and warm water and forming the flow path of the fluid inside the housing 5. The hollow fiber membrane 3 is arranged so that the fluid flows into the flow path 3 after passing through the hollow fiber membrane 3 on the entrance side of the flow path 7 inside the housing 5. The housing 5 is provided with an opening 10 for exposing the opening ends of the respective hollow fibers 4 forming the hollow fiber membrane 3 to the outside. A gap between the inner side of the opening 10 and the hollow fibers 4 is sealed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、医療用の熱交換器、及びそれを用いた人工心肺装置に関する。 The present invention relates to a medical heat exchanger and an oxygenator using the same.

従来から、心臓手術等においては、人工心肺装置が、手術中の患者の呼吸機能及び循環機能を代行するために利用されている。また、手術中は患者の酸素消費量を減少させるため、患者の体温を低下させて、それを維持する必要がある。このため、人工心肺装置は、熱交換部を備え、これによって患者から取り出した血液の温度調整を行っている。 Conventionally, in heart surgery or the like, an artificial heart-lung machine is used to substitute for the respiratory function and circulatory function of a patient during surgery. Moreover, in order to reduce a patient's oxygen consumption during an operation, it is necessary to reduce and maintain a patient's body temperature. For this reason, the heart-lung machine includes a heat exchanging unit that adjusts the temperature of blood taken from the patient.

ここで、図１１を用いて、従来からの人工心肺装置の構成を説明する。図１１は、従来からの人工心肺装置の概略構成を示す断面図である。図１１に示すように、人工心肺装置は、血液の温度調整を行う熱交換部（熱交換器）１３０と、ガス交換部（人工肺）１３１とを備えている。 Here, the configuration of a conventional heart-lung machine will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional heart-lung machine. As shown in FIG. 11, the heart-lung machine includes a heat exchange unit (heat exchanger) 130 that adjusts the temperature of blood and a gas exchange unit (artificial lung) 131.

熱交換部１３０とガス交換部１３１とは、ハウジング１２２に収容されている。ハウジング１２２の熱交換部１３０に対応する部分には、熱交換用の冷温水を導入するための冷温水供給ポート１２３と、冷温水を排出するための冷温水排出ポート１２４とが設けられている。ハウジング１２２のガス交換部１３１に対応する部分には、酸素ガスを導入するためガス供給ポート１２５と、血液中の二酸化炭素等を排出するためのガス排出ポート１２６とが設けられている。 The heat exchange unit 130 and the gas exchange unit 131 are accommodated in the housing 122. A portion of the housing 122 corresponding to the heat exchanging unit 130 is provided with a cold / hot water supply port 123 for introducing cold / hot water for heat exchange and a cold / hot water discharge port 124 for discharging the cold / hot water. . A portion of the housing 122 corresponding to the gas exchange part 131 is provided with a gas supply port 125 for introducing oxygen gas and a gas discharge port 126 for discharging carbon dioxide and the like in blood.

熱交換部１３０は、ハウジング１０２の内部に、互いに並列に配置された複数本の金属製の管体１０１を備えている。各管体１０１は、冷温水供給ポート１２３と冷温水排出ポート１２４とに連通し、その内部には冷温水が流される。また、ハウジング１０２の上面には、患者から脱血した血液を導入するための導入口１０６が設けられておいる。熱交換部１３０によって熱交換された血液は、ガス交換部１３１へと流れる。 The heat exchange unit 130 includes a plurality of metal tube bodies 101 arranged in parallel with each other inside the housing 102. Each tube body 101 communicates with a cold / hot water supply port 123 and a cold / hot water discharge port 124, and cold / hot water flows through the tube body 101. Further, an inlet 106 for introducing blood removed from the patient is provided on the upper surface of the housing 102. The blood heat exchanged by the heat exchange unit 130 flows to the gas exchange unit 131.

また、熱交換部１３０の内部には、シール部材１０３が設けられている。シール部材１０３は、熱交換部１３０内部を管体１０１の表面と接触しながら流れる血液をシールすると共に、導入口１０６から導入された血液の血液流路１０８を形成する。シール部材１０３の形成は、複数本の管体１０１の両側の開口端が塞がれないように、管体間に樹脂材料を充填することによって行われている。 A seal member 103 is provided inside the heat exchange unit 130. The seal member 103 seals the blood flowing while contacting the inside of the heat exchanger 130 with the surface of the tube body 101 and forms a blood flow path 108 for blood introduced from the inlet 106. The seal member 103 is formed by filling a resin material between the tube bodies so that the open ends on both sides of the plurality of tube bodies 101 are not blocked.

ガス交換部１３１は、中空糸シート１０５を複数枚積層することに形成されている。中空糸シート１０５は、複数本の中空糸を横糸等によってスダレ状に束ねて形成されている。ガス交換部１３１の内部にもシール部材１０４が形成されている。シール部材１０４は、ガス交換部１３１の内部を、中空糸シート１０５を構成する中空糸の表面と接触しながら流れる血液をシールすると共に、ガス交換部１３１の内部に血液流路１１３を形成する。 The gas exchange part 131 is formed by laminating a plurality of hollow fiber sheets 105. The hollow fiber sheet 105 is formed by bundling a plurality of hollow fibers with a weft thread or the like. A seal member 104 is also formed inside the gas exchange unit 131. The seal member 104 seals blood flowing while contacting the inside of the gas exchange part 131 with the surface of the hollow fiber constituting the hollow fiber sheet 105, and forms a blood flow path 113 inside the gas exchange part 131.

シール部材１０４の形成は、中空糸シート１０５を構成する中空糸の両側の開口端が塞がれないように、中空糸間に樹脂材料を充填することによって行われている。ガス供給ポート１２５とガス排出ポート１２６とは、中空糸シート１０５を構成する中空糸によって連通している。なお、図１１において、シール部材１０４は形成された領域にハッチングを施すことによって図示している。 The sealing member 104 is formed by filling a resin material between the hollow fibers so that the open ends on both sides of the hollow fibers constituting the hollow fiber sheet 105 are not blocked. The gas supply port 125 and the gas discharge port 126 are communicated with each other by a hollow fiber constituting the hollow fiber sheet 105. In FIG. 11, the seal member 104 is illustrated by hatching the formed region.

このような構成により、熱交換部１３０の血液流路１０８を通って熱交換された血液は、ガス交換部１３１の血液流路１１３へと流れ込み、そこで、中空糸に接触する。このとき、血液には、中空糸を流れる酸素ガスが取り込まれる。また、酸素ガスが取り込まれた血液は、ハウジング１２２に設けられた血液排出口１０７から、外部に排出され、患者に返血される。一方、血液中の二酸化炭素は、中空糸膜１０５に取り込まれ、その後、ガス排出ポート１２６から人工心肺装置の外部に排出される。 With such a configuration, the blood heat-exchanged through the blood channel 108 of the heat exchange unit 130 flows into the blood channel 113 of the gas exchange unit 131 and contacts the hollow fiber there. At this time, oxygen gas flowing through the hollow fiber is taken into the blood. Further, the blood in which the oxygen gas has been taken in is discharged to the outside from the blood discharge port 107 provided in the housing 122 and returned to the patient. On the other hand, carbon dioxide in the blood is taken into the hollow fiber membrane 105 and then discharged from the gas discharge port 126 to the outside of the oxygenator.

また、人工心肺装置を使用する場合は、予め、運転中に血液に空気が混入されるのを防ぐため、装置内部を血液や、生理食塩水等のプライミング液で充填するプライミングが行われる。但し、熱交換部１３０においては、管体間の隙間の大きさが、熱交換率を向上すべく出来る限り小さく設定されるため、プライミングの際、内部の空気が抜け難く、内部に貯留してしまうという問題がある。このため、人工心肺装置においては、熱交換部１３０内の空気や血液に混入している気泡を簡単に除去できる構成を備えることが求められており、従来から、種々の構成の人工心肺装置が提案されている（特許文献１〜特許文献３参照。）。 In addition, when using an oxygenator, priming is performed in advance to fill the inside of the device with priming liquid such as blood or physiological saline in order to prevent air from being mixed into the blood during operation. However, in the heat exchanging unit 130, the size of the gap between the tubes is set as small as possible to improve the heat exchange rate. There is a problem of end. For this reason, an oxygenator is required to have a configuration that can easily remove air bubbles mixed in air or blood in the heat exchange unit 130. Conventionally, oxygenators of various configurations have been proposed. It has been proposed (see Patent Documents 1 to 3).

上記の問題を解消するため、例えば、特許文献１に開示の人工心肺装置では、熱交換部の管体として、中空糸が用いられている。中空糸の側壁は、多孔質膜と、その外側を覆う薄いシリコンゴムの膜とで形成されており、気体に対してのみ透過性を有している。また、この人工心肺装置では、中空糸の内側を流れる冷温水の圧力が中空糸の外側を流れる血液の圧力よりも低く設定される。よって、血液中の空気は、中空糸の側壁から中空糸の内部に取り込まれ、血液から分離される。 In order to solve the above problem, for example, in the artificial heart-lung machine disclosed in Patent Document 1, a hollow fiber is used as a tube body of the heat exchange unit. The side wall of the hollow fiber is formed of a porous membrane and a thin silicon rubber membrane covering the outside thereof, and is permeable only to gas. Further, in this oxygenator, the pressure of cold / warm water flowing inside the hollow fiber is set lower than the pressure of blood flowing outside the hollow fiber. Therefore, the air in the blood is taken into the hollow fiber from the side wall of the hollow fiber and separated from the blood.

また、特許文献２及び３の人工心肺装置では、熱交換部は複数本の金属製の管体を有しているが、図１１の例と異なり、血液が管体内部を流れ、冷温水が管体の表面を流れるように構成されている。また、熱交換部は、管体の入口側に、血液を一時的に貯留させる空間と、血液を旋回させながら空間内に流入させる流入口とを備えている。 In addition, in the oxygenators of Patent Documents 2 and 3, the heat exchanging unit has a plurality of metal tubes, but unlike the example of FIG. 11, blood flows inside the tubes and cold and hot water flows. It is comprised so that it may flow on the surface of a tubular body. Moreover, the heat exchange part is provided with a space for temporarily storing blood and an inflow port for allowing blood to flow into the space while swirling, on the inlet side of the tube body.

特許文献２及び３の人工心肺装置の熱交換部においては、血液の旋回によって生じた遠心力により、血液と空気とが分離され、空気が除去された血液のみが熱交換部の管体へと送られる。更に、特許文献３においては、熱交換部は、管体の出口側にも血液を一時的に貯留させる空間を備え、この空間の壁面には外部と連通できる弁が設けられている。特許文献３の熱交換部によれば、空気の除去がより確実に行われる。
特開平８−２４３３３号公報特開平１１−４７２６９号公報特公平６−１４９６５号公報 In the heat exchange part of the oxygenators of Patent Documents 2 and 3, the blood and air are separated by the centrifugal force generated by the blood swirling, and only the blood from which the air has been removed is transferred to the tube of the heat exchange part. Sent. Furthermore, in Patent Document 3, the heat exchanging part is provided with a space for temporarily storing blood on the outlet side of the tube body, and a valve capable of communicating with the outside is provided on the wall surface of this space. According to the heat exchange part of patent document 3, the removal of air is performed more reliably.
JP-A-8-24333 JP 11-47269 A Japanese Examined Patent Publication No. 6-14965

しかしながら、特許文献１の人工心肺装置においては、熱交換部を構成する管体に、熱交換と空気除去との両方を行わせる必要がある。このため、空気除去性能と、熱交換性能との両方を同時に向上させることが難しく、空気除去性能を重視した場合は、熱交換性能が低下してしまう。また、反対に、熱交換性能を重視した場合は、空気除去性能が低下してしまう。 However, in the oxygenator of Patent Document 1, it is necessary to cause the tube constituting the heat exchange unit to perform both heat exchange and air removal. For this reason, it is difficult to improve both the air removal performance and the heat exchange performance at the same time. When the air removal performance is emphasized, the heat exchange performance is lowered. On the other hand, when the heat exchange performance is emphasized, the air removal performance is deteriorated.

また、特許文献２及び３の人工心肺装置においては、血液を細い管体の内部に流す必要がある。このため、管体内部で、血栓が生成され易く、それによって熱交換部における熱交換率も低下してしまうという問題がある。また、特許文献２及び３の人工心肺装置では、構造が複雑となるため、製造コストが高いという問題もある。 Moreover, in the artificial heart-lung machine of patent document 2 and 3, it is necessary to flow the blood inside a thin tubular body. For this reason, there is a problem that a thrombus is easily generated inside the tube body, thereby reducing the heat exchange rate in the heat exchange section. In addition, the artificial heart-lung machine disclosed in Patent Documents 2 and 3 has a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost is high.

本発明の目的は、上記問題を解消し、熱交換率の低下を抑制しつつ、プライミング時における空気除去を確実に行い得る熱交換器及び人工心肺装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat exchanger and a heart-lung machine capable of solving the above-mentioned problems and reliably removing air during priming while suppressing a decrease in heat exchange rate.

上記目的を達成するため、本発明における熱交換器は、内部に温度調整用の冷温水が流される複数本の管体と、前記複数本の管体を収容するハウジングと、前記複数本の管体の表面に接触しながら流れる流体を前記冷温水から隔離すると共に、前記ハウジングの内部に前記流体の流路を形成するシール部材とを備えた熱交換器であって、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸によって形成された中空糸膜を備え、前記中空糸膜は、前記ハウジング内における前記流路の入口側に、前記流体が前記中空糸膜を通過した後に前記流路に流入するように配置され、前記ハウジングは、前記中空糸膜を形成する各中空糸の開口端を外部に露出させる開口部を備え、前記開口部の内側と前記中空糸との間の隙間はシールされていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a heat exchanger according to the present invention includes a plurality of tubes in which cold / hot water for temperature adjustment flows, a housing for housing the plurality of tubes, and the plurality of tubes. A heat exchanger comprising a sealing member that isolates a fluid flowing while contacting the surface of the body from the cold / hot water and forms a flow path of the fluid inside the housing, and has hydrophobicity and air permeability. A hollow fiber membrane formed by a plurality of hollow fibers, and the hollow fiber membrane flows into the flow channel after passing through the hollow fiber membrane on the inlet side of the flow channel in the housing. The housing includes an opening that exposes an open end of each hollow fiber forming the hollow fiber membrane to the outside, and a gap between the inside of the opening and the hollow fiber is sealed. It is characterized by

また、上記目的を達成するため、本発明における人工心肺装置は、内部に導入された流体の温度調整を行う熱交換部と、前記流体のガス交換を行うガス交換部とを備え、前記熱交換部は、内部に温度調整用の冷温水が流される複数本の管体と、前記複数本の管体を収容するハウジングと、前記複数本の管体の表面に接触しながら流れる前記流体を前記冷温水から隔離すると共に、前記ハウジングの内部に前記流体の第１の流路を形成する第１のシール部材とを備え、前記ガス交換部は、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸によって形成された第１の中空糸膜と、前記流体が前記中空糸膜に接触しながら前記ガス交換部内を流れるように前記流体の第２の流路を形成する第２のシール部材とを備え、前記第１の流路と前記第２の流路とが連通している人工心肺装置であって、前記熱交換部が、更に、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸によって形成された第２の中空糸膜を備え、前記第２の中空糸膜は、前記ハウジング内における前記第１の流路の入口側に、前記流体が前記第２の中空糸膜を通過した後に前記第１の流路に流入するように配置され、前記ハウジングは、前記第２の中空糸膜を形成する各中空糸の開口端を外部に露出させる開口部を備え、前記開口部の内側と前記中空糸との間の隙間はシールされていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an oxygenator according to the present invention includes a heat exchange unit that adjusts the temperature of a fluid introduced therein, and a gas exchange unit that exchanges gas of the fluid. The section includes a plurality of pipe bodies in which cold / hot water for temperature adjustment flows, a housing that houses the plurality of pipe bodies, and the fluid that flows while contacting the surfaces of the plurality of pipe bodies. A plurality of hollow fibers that are isolated from cold / hot water and have a first seal member that forms a first flow path for the fluid inside the housing, wherein the gas exchange part has hydrophobicity and air permeability And a second seal member that forms a second flow path for the fluid so that the fluid flows in the gas exchange section while contacting the hollow fiber membrane. The first flow path and the second flow path are An artificial cardiopulmonary apparatus through which the heat exchanging unit further includes a second hollow fiber membrane formed by a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability, and the second hollow fiber membrane Is arranged on the inlet side of the first flow path in the housing so that the fluid flows into the first flow path after passing through the second hollow fiber membrane, An opening that exposes the open end of each hollow fiber forming the second hollow fiber membrane to the outside is provided, and a gap between the inside of the opening and the hollow fiber is sealed.

以上のように、本発明においては、熱交換器は、流路の入口側に中空糸膜を備えるため、プライミング時においては、事前に熱交換器内部の空気を外部に放出することができる。また、プライミング後においても、流体中の気泡を外部に放出することができる。更に、本発明においては、熱交換用の管体に空気除去機能を付与する必要や、熱交換対象となる流体を旋回させる必要はなく、従来に比べて熱交換率の低下が抑制される。 As described above, in the present invention, since the heat exchanger includes the hollow fiber membrane on the inlet side of the flow path, air inside the heat exchanger can be discharged to the outside in advance during priming. Further, even after priming, bubbles in the fluid can be discharged to the outside. Furthermore, in the present invention, it is not necessary to provide an air removal function to the heat exchanging tube body, and it is not necessary to swirl the fluid to be heat exchanged.

本発明における熱交換器は、内部に温度調整用の冷温水が流される複数本の管体と、前記複数本の管体を収容するハウジングと、前記複数本の管体の表面に接触しながら流れる流体を前記冷温水から隔離すると共に、前記ハウジングの内部に前記流体の流路を形成するシール部材とを備えた熱交換器であって、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸によって形成された中空糸膜を備え、前記中空糸膜は、前記ハウジング内における前記流路の入口側に、前記流体が前記中空糸膜を通過した後に前記流路に流入するように配置され、前記ハウジングは、前記中空糸膜を形成する各中空糸の開口端を外部に露出させる開口部を備え、前記開口部の内側と前記中空糸との間の隙間はシールされていることを特徴とする。 The heat exchanger according to the present invention includes a plurality of pipes through which cold / hot water for temperature adjustment flows, a housing that houses the plurality of pipes, and a surface of the plurality of pipes. A heat exchanger that isolates the flowing fluid from the cold / hot water and includes a sealing member that forms a flow path of the fluid inside the housing, and includes a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability A hollow fiber membrane formed, and the hollow fiber membrane is arranged on the inlet side of the flow channel in the housing so that the fluid flows into the flow channel after passing through the hollow fiber membrane, The housing includes an opening that exposes an opening end of each hollow fiber forming the hollow fiber membrane to the outside, and a gap between the inside of the opening and the hollow fiber is sealed. .

上記本発明における熱交換器は、前記中空糸膜が、前記ハウジング内の前記流路の入口側に加え、出口側にも配置され、前記流路から流出した前記流体が、前記出口側に配置された中空糸膜を通過する態様とするのが好ましい。この態様によれば、入口側の中空糸膜で除去できなかった空気も除去でき、空気除去率を更に高いものとできる。 In the heat exchanger according to the present invention, the hollow fiber membrane is disposed not only on the inlet side of the flow path in the housing but also on the outlet side, and the fluid flowing out of the flow path is disposed on the outlet side. It is preferable that the hollow fiber membrane is passed through. According to this aspect, air that could not be removed by the hollow fiber membrane on the inlet side can be removed, and the air removal rate can be further increased.

また、上記本発明における熱交換器は、前記ハウジングの前記開口部に取り付けられ、且つ、前記開口部を封止するキャップ部材を更に備えている態様とするのも好ましい。この態様では、プライミング終了後に開口部をキャップ部材で封止すれば、中空糸膜を構成する中空糸内部が開放状態でなくなるため、プライミング終了後に、中空糸膜において血漿漏出が発生するのが抑制される。 Moreover, it is also preferable that the heat exchanger in the present invention further includes a cap member that is attached to the opening of the housing and seals the opening. In this aspect, if the opening is sealed with the cap member after the priming is completed, the hollow fiber constituting the hollow fiber membrane is not in an open state, so that the occurrence of plasma leakage in the hollow fiber membrane is suppressed after the priming is completed. Is done.

また、本発明における人工心肺装置は、内部に導入された流体の温度調整を行う熱交換部と、前記流体のガス交換を行うガス交換部とを備え、前記熱交換部は、内部に温度調整用の冷温水が流される複数本の管体と、前記複数本の管体を収容するハウジングと、前記複数本の管体の表面に接触しながら流れる前記流体を前記冷温水から隔離すると共に、前記ハウジングの内部に前記流体の第１の流路を形成する第１のシール部材とを備え、前記ガス交換部は、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸によって形成された第１の中空糸膜と、前記流体が前記中空糸膜に接触しながら前記ガス交換部内を流れるように前記流体の第２の流路を形成する第２のシール部材とを備え、前記第１の流路と前記第２の流路とが連通している人工心肺装置であって、前記熱交換部が、更に、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸によって形成された第２の中空糸膜を備え、前記第２の中空糸膜は、前記ハウジング内における前記第１の流路の入口側に、前記流体が前記第２の中空糸膜を通過した後に前記第１の流路に流入するように配置され、前記ハウジングは、前記第２の中空糸膜を形成する各中空糸の開口端を外部に露出させる開口部を備え、前記開口部の内側と前記中空糸との間の隙間はシールされていることを特徴とする。 The heart-lung machine according to the present invention includes a heat exchanging unit that adjusts the temperature of the fluid introduced therein, and a gas exchanging unit that exchanges gas of the fluid, and the heat exchanging unit adjusts the temperature inside. A plurality of tubes through which the cold / hot water for use flows, a housing for housing the plurality of tubes, and the fluid flowing while contacting the surfaces of the plurality of tubes are isolated from the cold / hot water, A first seal member that forms a first flow path for the fluid in the housing, and the gas exchange part is formed by a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability. A hollow fiber membrane; and a second seal member that forms a second flow path for the fluid so that the fluid flows in the gas exchange section while being in contact with the hollow fiber membrane. And a heart-lung machine in which the second flow path communicates The heat exchange part further includes a second hollow fiber membrane formed by a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability, and the second hollow fiber membrane is formed in the housing in the housing. The fluid is disposed on the inlet side of the first flow path so that the fluid flows into the first flow path after passing through the second hollow fiber membrane, and the housing has the second hollow fiber membrane An opening for exposing the open end of each hollow fiber to be formed to the outside is provided, and a gap between the inside of the opening and the hollow fiber is sealed.

上記本発明における人工心肺装置は、前記第２の中空糸膜が、前記ハウジング内の前記第１の流路の入口側に加え、出口側にも配置され、前記第１の流路から流出した前記流体が、前記出口側に配置された第２の中空糸膜を通過した後に、前記ガス交換部の前記第２の流路に流入する態様とするのが好ましい。この態様によれば、流体中の空気の除去を更に確実なものとできる。 In the oxygenator of the present invention, the second hollow fiber membrane is disposed not only on the inlet side of the first flow path in the housing but also on the outlet side, and flows out of the first flow path. It is preferable that the fluid flows into the second flow path of the gas exchange section after passing through the second hollow fiber membrane disposed on the outlet side. According to this aspect, the air in the fluid can be removed more reliably.

また、上記本発明における人工心肺装置は、前記ハウジングの前記開口部に取り付けられ、且つ、前記開口部を封止するキャップ部材を更に備えている態様とするのも好ましい。この態様では、プライミング終了後に開口部をキャップ部材で封止すれば、、中空糸膜を構成する中空糸内部が開放状態でなくなるため、プライミング終了後に、中空糸膜において血漿漏出が発生するのが抑制される。 Moreover, it is preferable that the oxygenator according to the present invention further includes a cap member that is attached to the opening of the housing and seals the opening. In this aspect, if the opening is sealed with the cap member after the priming is completed, the hollow fiber constituting the hollow fiber membrane is not in an open state, and thus plasma leakage occurs in the hollow fiber membrane after the priming is completed. It is suppressed.

上記本発明における熱交換器及び人工心肺装置においては、前記中空糸膜として、複数本の中空糸をスダレ状に束ねて形成した中空糸シートを複数枚積み重ねて形成したものを用いることができる。また、この場合、前記中空糸が、ポリプロピレンの多孔質体によって形成され、前記中空糸膜が、３枚〜５枚の前記中空糸シートを積み重ねて形成されているのが良い。 In the heat exchanger and the heart-lung machine according to the present invention, the hollow fiber membrane may be formed by stacking a plurality of hollow fiber sheets formed by bundling a plurality of hollow fibers in a slender shape. In this case, it is preferable that the hollow fiber is formed of a polypropylene porous body, and the hollow fiber membrane is formed by stacking 3 to 5 hollow fiber sheets.

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における熱交換器及び人工心肺装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態１における熱交換器及び人工心肺装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における熱交換器の概略構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１における熱交換器及び人工心肺装置の概略構成を示す断面図である。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the heat exchanger and the heart-lung machine according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the heat exchanger and the heart-lung machine in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the heat exchanger and the heart-lung machine in Embodiment 1 of the present invention.

図１においては、熱交換器１の一部は、断面によって示されている。図１に示す本実施の形態１における熱交換器１は、患者から脱血した血液の温度調整に用いられ、図２に示す本実施の形態１における人工心肺装置の熱交換部として機能する。 In FIG. 1, a part of the heat exchanger 1 is shown by a cross section. A heat exchanger 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is used for temperature adjustment of blood removed from a patient, and functions as a heat exchanging unit of the heart-lung machine according to the first embodiment shown in FIG.

図１及び図２に示すように、熱交換器１は、図１１に示した従来の医療用の熱交換器と同様に、複数本の管体２と、管体２を収容するハウジング５と、シール部材６とを備えている。複数本の管体２は、ステンレス等の金属によって形成されており、その内部には、温度調整用の冷温水が流される。シール部材６は、複数本の管体２の外表面に接触しながら流れる流体を冷温水から隔離すると共に、ハウジング５の内部に血液の流路７を形成する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchanger 1 includes a plurality of tubes 2 and a housing 5 that houses the tubes 2, similarly to the conventional medical heat exchanger shown in FIG. 11. The sealing member 6 is provided. The plurality of pipe bodies 2 are formed of a metal such as stainless steel, and cold / hot water for temperature adjustment is flowed through the inside thereof. The seal member 6 isolates the fluid flowing while contacting the outer surface of the plurality of tube bodies 2 from the cold / hot water, and forms a blood flow path 7 inside the housing 5.

本実施の形態１において、熱交換器１の流路７には、主に血液が流されるが、その他、プライミング液や薬剤が流される場合もある。また、本実施の形態１では、ハウジング５は、流路７に対応する位置に、血液をハウジング５内に導入するための導入口８と、熱交換後の血液を排出するための排出口９とを備えている。更に、ハウジング５は、管体２の開口端に対向する位置に二つの開口部５ａ及び５ｂを備えている。シール部材６は、開口部５ａ及び５ｂ付近において、管体２の端部間の隙間に樹脂材料を充填することによって形成されている。 In the first embodiment, blood is mainly flowed through the flow path 7 of the heat exchanger 1, but in addition, a priming solution or a drug may be flowed. In the first embodiment, the housing 5 has an inlet 8 for introducing blood into the housing 5 at a position corresponding to the flow path 7 and an outlet 9 for discharging blood after heat exchange. And. Further, the housing 5 includes two openings 5 a and 5 b at positions facing the opening ends of the tube body 2. The seal member 6 is formed by filling a gap between the end portions of the tube body 2 with a resin material in the vicinity of the openings 5a and 5b.

管体２の一方の開口端が露出している開口部５ａは、冷温水を導入するための冷温水供給口１３が設けられたカバー１２によって塞がれている。管体２の他方の開口端が露出している他方の開口部５ｂ（図２参照）は、冷温水を排出するための冷温水排出口１５が設けられたカバー１４によって塞がれている。 The opening 5a where one open end of the tube body 2 is exposed is closed by a cover 12 provided with a cold / hot water supply port 13 for introducing cold / hot water. The other opening 5b (see FIG. 2) where the other opening end of the tube body 2 is exposed is closed by a cover 14 provided with a cold / hot water discharge port 15 for discharging cold / hot water.

また、図２に示すように、本実施の形態１における人工心肺装置は、図１に示した熱交換器１と、ガス交換部２０とを備えている。流路７から流出した血液は、排出口９から排出され、その後、ガス交換部２０（図２参照）に流入する。ガス交換部２０は、図１１に示した従来の人工心肺装置のガス交換部と同様に構成されており、中空糸層２１を備えている。中空糸層２１は、複数本の中空糸２２をスダレ状に束ねて形成した中空糸シートを、複数枚重ね合わせて構成されており、ハウジング２５の内部に収容されている。 As shown in FIG. 2, the oxygenator according to the first embodiment includes the heat exchanger 1 and the gas exchange unit 20 shown in FIG. 1. The blood flowing out from the flow path 7 is discharged from the discharge port 9 and then flows into the gas exchange unit 20 (see FIG. 2). The gas exchange unit 20 is configured in the same manner as the gas exchange unit of the conventional heart-lung machine shown in FIG. 11 and includes a hollow fiber layer 21. The hollow fiber layer 21 is configured by stacking a plurality of hollow fiber sheets formed by bundling a plurality of hollow fibers 22 in a slender shape, and is accommodated in a housing 25.

また、ガス交換部２０のハウジング２５の内部にも、シール部材２４が形成されている。シール部材２４の形成は、各中空糸２２の両側の開口端が塞がれないように、中空糸２２間に樹脂材料を充填することによって行われている。シール部材２４によって、ガス交換部２０の内部にも、血液の流路２３が形成される。この流路２３は、熱交換器１の流路７と連通している。 A seal member 24 is also formed inside the housing 25 of the gas exchange unit 20. The sealing member 24 is formed by filling a resin material between the hollow fibers 22 so that the open ends on both sides of each hollow fiber 22 are not blocked. A blood flow path 23 is also formed inside the gas exchange unit 20 by the seal member 24. This flow path 23 communicates with the flow path 7 of the heat exchanger 1.

更に、ハウジング２５の各中空糸２２の両側の開口端に対向する部分には、一対の開口部が設けられている。また、このうち、一方の開口部は、ガス供給口２９が設けられたカバー２８によって塞がれており、他方の開口部は、ガス排出口３１が設けられたカバー３０によって塞がられている。 Furthermore, a pair of openings is provided in the portion of the housing 25 facing the open ends on both sides of each hollow fiber 22. Of these, one opening is closed by a cover 28 provided with a gas supply port 29, and the other opening is closed by a cover 30 provided with a gas discharge port 31. .

ところで、図１及び図２に示すように、本実施の形態１における熱交換器１及び人工心肺装置は、このような従来からの熱交換器と同様の構成を備えている。但し、本実施の形態１においては、熱交換器１は、ハウジング５内の流路７の入口側に、疎水性及び通気性を有する複数本の中空糸４によって形成された中空糸膜３を備えており、この点で、従来からの熱交換器と異なっている。導入口８からハウジング５内に導入された血液は、入口側の中空糸膜３を通過した後に流路７に流入する。 By the way, as shown in FIG.1 and FIG.2, the heat exchanger 1 and the heart-lung machine in this Embodiment 1 are equipped with the structure similar to such a conventional heat exchanger. However, in the first embodiment, the heat exchanger 1 has a hollow fiber membrane 3 formed by a plurality of hollow fibers 4 having hydrophobicity and air permeability on the inlet side of the flow path 7 in the housing 5. This is different from conventional heat exchangers. The blood introduced into the housing 5 from the introduction port 8 flows into the flow path 7 after passing through the hollow fiber membrane 3 on the inlet side.

更に、熱交換器１において、ハウジング５は、中空糸膜３を形成する各中空糸４の開口端を外部に露出させるための開口部１０も備えており、この点でも、熱交換器１は従来の熱交換器と異なっている（図１参照）。開口部１０は、図示されていない中空糸４の開口端も外部に露出させるため、図示されているものの反対側にも設けられている。また、各中空糸４の両方の端部の外面と、開口部１０の内面との間にできる隙間には、樹脂材料が充填されており、血液が開口部１０から漏洩しないようになっている。 Further, in the heat exchanger 1, the housing 5 is also provided with an opening 10 for exposing the open end of each hollow fiber 4 forming the hollow fiber membrane 3 to the outside. It is different from the conventional heat exchanger (see FIG. 1). The opening 10 is also provided on the opposite side of the opening 10 so as to expose the opening end of the hollow fiber 4 (not shown) to the outside. In addition, a gap formed between the outer surface of both ends of each hollow fiber 4 and the inner surface of the opening 10 is filled with a resin material so that blood does not leak from the opening 10. .

このような構成により、導入口８から血液等の流体を導入すると、熱交換器１のハウジング５内に存在している空気や、導入された流体に混入している空気（気泡）は、先ず、中空糸膜３に接触し、これを介して外部に排出される。よって、本実施の形態１における熱交換器１によれば、例えば、生理食塩水等のプライミング液を流入させるプライミング時において、中空糸膜３によって、予め熱交換器１の内部から空気を除去することができる。この結果、プライミング操作の簡便化及び迅速化が図られる。また、熱交換器１は、プライミング終了後の血液循環中において、血液に空気が混入している場合にも有効であり、混入している空気を排除することができる。 With such a configuration, when a fluid such as blood is introduced from the inlet 8, the air existing in the housing 5 of the heat exchanger 1 and the air (bubbles) mixed in the introduced fluid are first The hollow fiber membrane 3 is contacted and discharged to the outside through this. Therefore, according to the heat exchanger 1 in Embodiment 1, for example, air is removed from the inside of the heat exchanger 1 in advance by the hollow fiber membrane 3 at the time of priming in which a priming liquid such as physiological saline is introduced. be able to. As a result, the priming operation can be simplified and speeded up. The heat exchanger 1 is also effective when air is mixed in the blood during blood circulation after the completion of priming, and the mixed air can be eliminated.

なお、プライミング操作が終了した後に、熱交換器１内に血液が導入されるが、この場合、血液によって中空糸４の疎水性が失われ、その結果、血漿漏出が生じる場合がある。よって、後述するように、本実施の形態１においては、血漿漏出に対処する手段が講じられるのが好ましい。 Note that blood is introduced into the heat exchanger 1 after the priming operation is completed. In this case, the hydrophobicity of the hollow fiber 4 is lost by the blood, and as a result, plasma leakage may occur. Therefore, as will be described later, in the first embodiment, it is preferable to take measures to deal with plasma leakage.

また、本実施の形態１では、熱交換用の管体２に空気除去機能を付加する必要がなく、管体２として中空糸を用いる必要は無い。管体２としては、熱伝導率の高い金属製のパイプを利用できる。更に、本実施の形態１では、熱交換対象となる血液を旋回させる必要もない。本実施の形態１によれば、従来に比べて熱交換率の低下も抑制できる。 Moreover, in this Embodiment 1, it is not necessary to add an air removal function to the heat exchanger tube 2, and it is not necessary to use a hollow fiber as the tube 2. As the pipe body 2, a metal pipe having a high thermal conductivity can be used. Furthermore, in this Embodiment 1, it is not necessary to rotate the blood used as the heat exchange object. According to this Embodiment 1, the fall of a heat exchange rate can also be suppressed compared with the past.

本実施の形態１においては、中空糸膜３は、複数本の中空糸４をスダレ状に束ねて形成した中空糸シートを複数枚積み重ねて形成されている。中空糸シートの積み重ね枚数は、流入抵抗や空気除去能力を考慮して適宜設定でき、例えば、熱交換器１におけるプライミング量の増加を抑える点からは、３枚〜５枚程度とするのが良い。 In the first embodiment, the hollow fiber membrane 3 is formed by stacking a plurality of hollow fiber sheets formed by bundling a plurality of hollow fibers 4 in a saddle shape. The number of stacked hollow fiber sheets can be appropriately set in consideration of the inflow resistance and air removal capability. For example, from the viewpoint of suppressing an increase in the priming amount in the heat exchanger 1, it is preferable to set the number of sheets to about 3 to 5. .

なお、中空糸膜３は、中空糸シートを積み重ねることによって形成されている点で、ガス交換部２０を構成する中空糸層２１と同様である。本実施の形態１では、中空糸層２１は、１枚〜２０枚、好ましくは３枚〜５枚の中空糸シートを備えている。 The hollow fiber membrane 3 is the same as the hollow fiber layer 21 constituting the gas exchange unit 20 in that it is formed by stacking hollow fiber sheets. In Embodiment 1, the hollow fiber layer 21 includes 1 to 20, preferably 3 to 5 hollow fiber sheets.

更に、中空糸膜３を構成する中空糸４は、通気性及び疎水性を備えたもの、つまり、気体のみを通し、液体を通さない側壁を備えたものであれば良い。例えば、中空糸膜３を構成する中空糸４は、ガス交換部２０を構成する中空糸２２と同様のものであっても良い。具体的には、中空糸４としては、ポリプロピレンの多孔質体、又はポリメチルペンテンの多孔質体によって形成された中空糸が挙げられる。 Furthermore, the hollow fiber 4 constituting the hollow fiber membrane 3 may be one having air permeability and hydrophobicity, that is, one having a side wall through which only gas passes and liquid does not pass. For example, the hollow fiber 4 constituting the hollow fiber membrane 3 may be the same as the hollow fiber 22 constituting the gas exchange unit 20. Specifically, examples of the hollow fiber 4 include a hollow fiber formed of a polypropylene porous body or a polymethylpentene porous body.

上記２種類の中空糸のうち、空気除去能力の点からは、ポリプロピレンの多孔質体によって形成された中空糸が好ましい。一方、血液との長期にわたる接触が予想されるのであれば、ポリメチルペンテンの多孔質体によって形成された中空糸が好ましい。ポリメチルペンテンを用いれば、中空糸４の表面に「スキン層」と呼ばれる孔が緻密な層を形成でき、長期に渡って血液と接触することによって生じる血漿漏出の発生を抑制できる。 Of the two types of hollow fibers, a hollow fiber formed of a polypropylene porous body is preferable from the viewpoint of air removal capability. On the other hand, if long-term contact with blood is expected, a hollow fiber formed by a porous body of polymethylpentene is preferable. If polymethylpentene is used, a dense layer of pores called “skin layers” can be formed on the surface of the hollow fiber 4, and the occurrence of plasma leakage caused by contact with blood over a long period of time can be suppressed.

血漿漏出とは、中空糸の表面の疎水性が、血液中のタンパク質によって失われ、その後、中空糸４の内部に血液が滲み込み、血漿が漏れることをいう。本実施の形態１では、中空糸膜３を構成する中空糸４の内部の圧力は、空気除去の必要性から、流入する血液の圧力よりも低く設定される（大気圧）。よって、中空糸４においては、中空糸層２１を構成する中空糸２１に比べて、血漿漏出が生じやすくなっている。なお、プライミング液のようにタンパク質を含まない液体を流す場合は、中空糸の表面の疎水性が失われることはなく、血漿漏出のような問題が生じることはない。 The plasma leakage means that the hydrophobicity of the surface of the hollow fiber is lost by the protein in the blood, and then blood penetrates into the hollow fiber 4 and the plasma leaks. In the first embodiment, the pressure inside the hollow fiber 4 constituting the hollow fiber membrane 3 is set lower than the pressure of blood flowing in (atmospheric pressure) because of the necessity of air removal. Therefore, in the hollow fiber 4, plasma leakage is likely to occur as compared with the hollow fiber 21 constituting the hollow fiber layer 21. In addition, when flowing a liquid not containing protein such as a priming liquid, the hydrophobicity of the surface of the hollow fiber is not lost, and problems such as plasma leakage do not occur.

このため、本実施の形態１においては、熱交換器１及び人工心肺装置は、以下の図３〜図５に示すキャップ部材を備えているのが好ましい。キャップ部材は、特に、熱交換器１の中空糸膜３が、ポリプロピレンの多孔質体の中空糸によって形成されていて、血漿漏出が発生しやすい場合に有効である。キャップ部材による血漿漏出の抑制について図３〜図５を用いて説明する。 For this reason, in this Embodiment 1, it is preferable that the heat exchanger 1 and the heart-lung machine have the cap member shown in the following FIGS. The cap member is particularly effective when the hollow fiber membrane 3 of the heat exchanger 1 is formed of a hollow fiber of polypropylene porous body and plasma leakage is likely to occur. The suppression of plasma leakage by the cap member will be described with reference to FIGS.

図３は、本発明の実施の形態１における、キャップ部材を備えた人工心肺装置の外観を示す斜視図である。図４は、図３に示すキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。図５は、別のキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the oxygenator having a cap member in the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional perspective view showing a state where the cap member shown in FIG. 3 is attached to the heat exchanger. FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a state in which another cap member is attached to the heat exchanger.

図３及び図４に示すように、キャップ部材１６は、熱交換器１のハウジング５に設けられた開口部１０に、それを塞ぐようにして取り付けられる。本実施の形態１においては、キャップ部材１６の取付は、プライミングが終了した後に行われる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the cap member 16 is attached to the opening 10 provided in the housing 5 of the heat exchanger 1 so as to close it. In the first embodiment, the cap member 16 is attached after the priming is completed.

キャップ部材１６は、開口部１０の形状に合わせて形成された蓋状の本体１７と、本体１７の内側に配置されたシート部材１８とを備えている。シート部材１８は、シリコンゴム等の弾性材料によって形成されている。よって、キャップ部材１６を開口部に取り付けると、中空糸膜３を構成する中空糸４の開口端は、シート部材１８によって密閉状態となり、開口部１０は封止された状態となる。 The cap member 16 includes a lid-like main body 17 formed in accordance with the shape of the opening 10 and a sheet member 18 disposed inside the main body 17. The sheet member 18 is made of an elastic material such as silicon rubber. Therefore, when the cap member 16 is attached to the opening, the opening end of the hollow fiber 4 constituting the hollow fiber membrane 3 is sealed by the sheet member 18 and the opening 10 is sealed.

このため、キャップ部材１６を取り付けると、中空糸４は、開放状態でなくなり、中空糸４における流体の出入りは困難な状態となる。この結果、中空糸４が血液に長期にわたって接触し、その疎水性が失われたとしても、血液は、中空糸４の側壁の孔からその内部に侵入できず、血漿漏出は抑制される。 For this reason, when the cap member 16 is attached, the hollow fiber 4 is not in an open state, and it is difficult for fluid to enter and exit the hollow fiber 4. As a result, even if the hollow fiber 4 comes into contact with blood for a long time and its hydrophobicity is lost, the blood cannot enter the inside of the hole of the side wall of the hollow fiber 4 and plasma leakage is suppressed.

また、本実施の形態１においては、キャップ部材１６は、図５に示す態様のものであっても良い。図５に示す例では、キャップ部材は、シート部材１８（図４参照）の代わりに、チューブ１９を備えている。チューブ１９は、本体１７に設けられた貫通孔１７ｂによって、本体１７の内側の空間１７ａに連通している。 In the first embodiment, the cap member 16 may have the form shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the cap member includes a tube 19 instead of the sheet member 18 (see FIG. 4). The tube 19 communicates with a space 17 a inside the main body 17 through a through hole 17 b provided in the main body 17.

図５に示すキャップ部材１６を単に配置しただけの場合、開口部１０は封止された状態になく、中空糸４は、キャップ部材１６が配置されていない場合と同様に、大気に対して開放状態にある。しかし、図５に示すように、チューブ１９をクランプし、チューブ１９を閉塞させると、開口部１０は封止された状態となり、中空糸４は、開放状態でなくなる。この場合も、中空糸４における流体の出入りは困難な状態となり、血漿漏出は抑制される。図５に示すキャップ部材１６を用いれば、利用者は、開口部１０の封止及び非封止を簡単な操作で行うことができる。 When the cap member 16 shown in FIG. 5 is simply disposed, the opening 10 is not sealed, and the hollow fiber 4 is open to the atmosphere as in the case where the cap member 16 is not disposed. Is in a state. However, as shown in FIG. 5, when the tube 19 is clamped and the tube 19 is closed, the opening 10 is in a sealed state, and the hollow fiber 4 is not in an open state. Also in this case, it becomes difficult for the fluid to enter and exit the hollow fiber 4, and plasma leakage is suppressed. If the cap member 16 shown in FIG. 5 is used, the user can perform sealing and non-sealing of the opening 10 by a simple operation.

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における熱交換器及び人工心肺装置について、図６〜図１０を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態２における熱交換器及び人工心肺装置の構成について図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態１における熱交換器の概略構成を示す斜視図である。図７は、本発明の実施の形態１における熱交換器及び人工心肺装置の概略構成を示す断面図である。なお、図６及び図７において、図１〜図５に示された符号が付された部分は、図１〜図５において当該符号が示すものと同一のものである。 (Embodiment 2)
Next, a heat exchanger and a heart-lung machine in Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. Initially, the structure of the heat exchanger and the heart-lung machine in this Embodiment 2 is demonstrated using FIG.6 and FIG.7. FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the heat exchanger and the heart-lung machine in Embodiment 1 of the present invention. 6 and 7, the parts denoted by the reference numerals shown in FIGS. 1 to 5 are the same as those indicated by the reference numerals in FIGS. 1 to 5.

図６及び図７に示すように、本実施の形態２における熱交換器４０においては、中空糸膜３は、ハウジング４１内における流路７の入口側のみならず、出口側にも配置されている。また、ハウジング４１は、図１に示したハウジング５と異なり、流路７の出口側の中空糸膜３を形成する各中空糸４の開口端を外部に露出させるために、開口部１０加え、開口部１１も備えている。また、開口部１１の内面と、出口側の各中空糸４の両方の端部の外面との間にも、樹脂材料が充填されており、血液が開口部１１から漏洩しないようになっている。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the heat exchanger 40 according to the second embodiment, the hollow fiber membrane 3 is arranged not only on the inlet side of the flow path 7 in the housing 41 but also on the outlet side. Yes. Moreover, the housing 41 is different from the housing 5 shown in FIG. 1 in order to expose the open end of each hollow fiber 4 forming the hollow fiber membrane 3 on the outlet side of the flow path 7 to the outside, in addition to the opening 10, An opening 11 is also provided. Also, the resin material is filled between the inner surface of the opening 11 and the outer surfaces of both ends of the hollow fibers 4 on the outlet side, so that blood does not leak from the opening 11. .

本実施の形態２においては、導入口８からハウジング５内に導入された血液は、入口側の中空糸膜３を通過して流路７に流入した後、出口側の中空糸膜３を通過してから、排出口９からガス交換部２０（図２参照）内へと流入する。本実施の形態２は、上記の点のみで実施の形態１と異なっている。 In the second embodiment, blood introduced into the housing 5 from the inlet 8 passes through the hollow fiber membrane 3 on the inlet side and flows into the flow path 7 and then passes through the hollow fiber membrane 3 on the outlet side. Then, it flows into the gas exchange unit 20 (see FIG. 2) from the discharge port 9. The second embodiment is different from the first embodiment only in the above points.

このように、本実施の形態２では、熱交換器４０内の流路７の入口側と出口側との両方で、空気の除去が行われる。本実施の形態２によれば、プライミング時及び血液循環時における空気除去性能の向上を図ることができる。 As described above, in the second embodiment, air is removed on both the inlet side and the outlet side of the flow path 7 in the heat exchanger 40. According to the second embodiment, it is possible to improve air removal performance during priming and blood circulation.

図６及び図７に示すように、本実施の形態２においては、入口側の中空糸膜３と、出口側の中空糸膜３とは、同一の中空糸膜であるが、これに限定されるものではない。本実施の形態２は、中空糸の形成材料や、中空糸シートの枚数等が、入口側と出口側とで異なる態様であっても良い。 As shown in FIGS. 6 and 7, in Embodiment 2, the hollow fiber membrane 3 on the inlet side and the hollow fiber membrane 3 on the outlet side are the same hollow fiber membrane, but the present invention is not limited to this. It is not something. Embodiment 2 may be an embodiment in which the hollow fiber forming material, the number of hollow fiber sheets, and the like are different between the inlet side and the outlet side.

また、本実施の形態２においても、熱交換器４０及び人工心肺装置は、実施の形態１の場合と同様に、キャップ部材を備えているのが好ましい。本実施の形態２において用いられるキャップ部材について図８〜図１０を用いて説明する。 Also in the second embodiment, it is preferable that the heat exchanger 40 and the heart-lung machine be provided with a cap member as in the case of the first embodiment. The cap member used in the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図８は、本発明の実施の形態２における、キャップ部材を備えた人工心肺装置の外観を示す斜視図である。図９は、図８に示すキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。図１０は、別のキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。 FIG. 8 is a perspective view showing an external appearance of an oxygenator having a cap member according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional perspective view showing a state where the cap member shown in FIG. 8 is attached to the heat exchanger. FIG. 10 is a cross-sectional perspective view showing a state in which another cap member is attached to the heat exchanger.

図８及び図９に示すキャップ部材４２は、図３及び図４に示したキャップ部材１６を２つ用意し、これらを連結することによって得られている。具体的には、キャップ部材４２は、開口部１０又は１１のいずれか一方に取り付けられる蓋状の本体４３と、残りの開口部に取り付けられる蓋状の本体４４とを備えている。本体４３と本体４４とは、ブリッジ状の部材（ブリッジ部材）４５によって連結されている。また、本体４３及び４４それぞれの内部には、シート部材４６が配置されている。 The cap member 42 shown in FIGS. 8 and 9 is obtained by preparing two cap members 16 shown in FIGS. 3 and 4 and connecting them. Specifically, the cap member 42 includes a lid-like main body 43 attached to one of the openings 10 or 11 and a lid-like main body 44 attached to the remaining openings. The main body 43 and the main body 44 are connected by a bridge-shaped member (bridge member) 45. A sheet member 46 is disposed inside each of the main bodies 43 and 44.

従って、図９に示すように、ハウジング４１の開口部１０及び１１に整合するようにキャップ部材４６を取り付けると、両方の中空糸膜３において各中空糸は開放状態でなくなる。よって、本実施の形態２においても、両方の中空糸膜３の各中空糸４が血液に長期にわたって接触し、その疎水性が失われたとしても、血液は、中空糸４の側壁の孔からその内部に侵入できず、血漿漏出は抑制される。 Therefore, as shown in FIG. 9, when the cap member 46 is attached so as to align with the openings 10 and 11 of the housing 41, the hollow fibers are not in the open state in both the hollow fiber membranes 3. Therefore, also in this Embodiment 2, even if each hollow fiber 4 of both hollow fiber membranes 3 is in contact with blood for a long time and its hydrophobicity is lost, the blood is removed from the hole in the side wall of the hollow fiber 4. It cannot enter the interior, and plasma leakage is suppressed.

また、本実施の形態２においては、キャップ部材４２は、図１０に示す態様のものであっても良い。図１０に示すキャップ部材４２は、図５に示したキャップ部材１６と同様に、シート部材４６を備えておらず、代わりに、チューブ４７を備えている。チューブ４７は、本体４３の内側の空間４３ａと本体４４の内側の空間４４ａとつなぐ連結チューブ４７ａと、連結チューブ４７ａから分岐した分岐チューブ４７ｂとを備えている。分岐チューブ４７ｂの開口端は開放状態となっている。 In the second embodiment, the cap member 42 may have the form shown in FIG. The cap member 42 shown in FIG. 10 does not include the sheet member 46 as in the cap member 16 illustrated in FIG. 5, and includes a tube 47 instead. The tube 47 includes a space 43a inside the main body 43, a connection tube 47a connecting the space 44a inside the main body 44, and a branch tube 47b branched from the connection tube 47a. The open end of the branch tube 47b is in an open state.

従って、図１０に示す態様においても、図５に示した態様と同様に、分岐チューブ４７ｂをクランプし、分岐チューブ４７ｂを閉塞させると、開口部１０は封止された状態となり、中空糸４は、開放状態でなくなる。この場合も、中空糸４における流体の出入りは困難な状態となり、血漿漏出は抑制される。図１０に示すキャップ部材４６を用いれば、図５に示したキャップ部材１６の場合と同様に、利用者は、開口部１０及び１１の封止及び非封止を簡単な操作で行うことができる。 Therefore, in the embodiment shown in FIG. 10, similarly to the embodiment shown in FIG. 5, when the branch tube 47 b is clamped and the branch tube 47 b is closed, the opening 10 is sealed, and the hollow fiber 4 is , Not in the open state. Also in this case, it becomes difficult for the fluid to enter and exit the hollow fiber 4, and plasma leakage is suppressed. If the cap member 46 shown in FIG. 10 is used, as in the case of the cap member 16 shown in FIG. 5, the user can seal and unseal the openings 10 and 11 with a simple operation. .

以上のように、本発明によれば、人工心肺装置において、熱交換率を低下させることなく、プライミング時の空気除去を確実に行うことができる。本発明における熱交換器及び人工心肺装置は、産業上の利用可能性を有するものである。 As described above, according to the present invention, air removal during priming can be reliably performed in the oxygenator, without reducing the heat exchange rate. The heat exchanger and the heart-lung machine in the present invention have industrial applicability.

図１は、本発明の実施の形態１における熱交換器の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態１における熱交換器及び人工心肺装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the heat exchanger and the heart-lung machine in Embodiment 1 of the present invention. 図３は、本発明の実施の形態１における、キャップ部材を備えた人工心肺装置の外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the oxygenator having a cap member in the first embodiment of the present invention. 図４は、図３に示すキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。FIG. 4 is a cross-sectional perspective view showing a state where the cap member shown in FIG. 3 is attached to the heat exchanger. 図５は、別のキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a state in which another cap member is attached to the heat exchanger. 図６は、本発明の実施の形態１における熱交換器の概略構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. 図７は、本発明の実施の形態１における熱交換器及び人工心肺装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the heat exchanger and the heart-lung machine in Embodiment 1 of the present invention. 図８は、本発明の実施の形態２における、キャップ部材を備えた人工心肺装置の外観を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an external appearance of an oxygenator having a cap member according to Embodiment 2 of the present invention. 図９は、図８に示すキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。FIG. 9 is a cross-sectional perspective view showing a state where the cap member shown in FIG. 8 is attached to the heat exchanger. 図１０は、別のキャップ部材を熱交換器に取り付けた状態を示す断面斜視図である。FIG. 10 is a cross-sectional perspective view showing a state in which another cap member is attached to the heat exchanger. 図１１は、従来からの人工心肺装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional heart-lung machine.

Explanation of symbols

１熱交換器
２管体
３中空糸膜
４中空糸
５熱交換器のハウジング
５ａ、５ｂ開口部
６シール部材
７流路
８導入口
９排出口
１０、１１中空糸用の開口部
１２カバー
１３冷温水供給口
１４カバー
１５冷温水排出口
１６キャップ部材
１７本体
１７ａ空間
１７ｂ貫通孔
１８シート部材
１９チューブ
２０ガス交換部
２１中空糸層
２２中空糸
２３血液の流路
２４シール部材
２５ハウジング
２６導入口
２７排出口
２８カバー
２９ガス供給口
３０カバー
３１ガス排出口
４０熱交換器
４１ハウジング
４２キャップ部材
４３、４４本体
４３ａ、４４ａ空間
４３ｂ、４４ｂ貫通孔
４５ブリッジ部材
４６シート部材
４７チューブ
４７ａ連結チューブ
４７ｂ分岐チューブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Tubing body 3 Hollow fiber membrane 4 Hollow fiber 5 Heat exchanger housing 5a, 5b Opening part 6 Sealing member 7 Flow path 8 Inlet 9 Outlet 10, 11 Opening part for hollow fibers 12 Cover 13 Cool Water supply port 14 Cover 15 Cold / hot water discharge port 16 Cap member 17 Main body 17a Space 17b Through hole 18 Sheet member 19 Tube 20 Gas exchange part 21 Hollow fiber layer 22 Hollow fiber 23 Blood flow path 24 Seal member 25 Housing 26 Inlet 27 Discharge port 28 Cover 29 Gas supply port 30 Cover 31 Gas discharge port 40 Heat exchanger 41 Housing 42 Cap member 43, 44 Main body 43a, 44a Space 43b, 44b Through hole 45 Bridge member 46 Sheet member 47 Tube 47a Connecting tube 47b Branch tube

Claims

A plurality of pipes in which cold / hot water for temperature adjustment flows, a housing that houses the plurality of pipes, and a fluid that flows while contacting the surfaces of the plurality of pipes are isolated from the cold / hot water. And a heat exchanger comprising a seal member that forms a flow path for the fluid inside the housing,
A hollow fiber membrane formed by a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability,
The hollow fiber membrane is arranged on the inlet side of the flow channel in the housing so that the fluid flows into the flow channel after passing through the hollow fiber membrane,
The housing includes an opening that exposes an opening end of each hollow fiber forming the hollow fiber membrane to the outside, and a gap between the inside of the opening and the hollow fiber is sealed. Heat exchanger.

The hollow fiber membrane is disposed not only on the inlet side of the flow path in the housing but also on the outlet side, and the fluid flowing out of the flow path passes through the hollow fiber membrane disposed on the outlet side. Item 2. The heat exchanger according to Item 1.

The heat exchanger according to claim 1, further comprising a cap member attached to the opening of the housing and sealing the opening.

The heat exchanger according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane is formed by stacking a plurality of hollow fiber sheets formed by bundling a plurality of hollow fibers in a slender shape.

The hollow fiber is formed by a porous body of polypropylene,
The heat exchanger according to claim 4, wherein the hollow fiber membrane is formed by stacking 3 to 5 hollow fiber sheets.

A heat exchanging unit for adjusting the temperature of the fluid introduced inside, and a gas exchanging unit for exchanging gas of the fluid;
The heat exchanging portion flows while contacting a plurality of pipe bodies in which cold / hot water for temperature adjustment flows, a housing accommodating the plurality of pipe bodies, and a surface of the plurality of pipe bodies. A first seal member for isolating the fluid from the cold / hot water and forming a first flow path for the fluid inside the housing;
The gas exchange part includes a first hollow fiber membrane formed by a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability, and the fluid flows in the gas exchange part while contacting the hollow fiber membrane. A second seal member forming a second flow path for the fluid,
An artificial heart-lung machine in which the first channel and the second channel communicate with each other,
The heat exchange part further includes a second hollow fiber membrane formed by a plurality of hollow fibers having hydrophobicity and air permeability,
The second hollow fiber membrane is arranged on the inlet side of the first flow path in the housing so that the fluid flows into the first flow path after passing through the second hollow fiber membrane. And
The housing includes an opening that exposes an open end of each hollow fiber forming the second hollow fiber membrane to the outside, and a gap between the inside of the opening and the hollow fiber is sealed. A cardiopulmonary apparatus characterized by.

The second hollow fiber membrane is arranged on the outlet side in addition to the inlet side of the first flow path in the housing,
The fluid that has flowed out of the first flow path flows into the second flow path of the gas exchange section after passing through the second hollow fiber membrane disposed on the outlet side. Artificial heart-lung machine.

The heart-lung machine according to claim 6, further comprising a cap member attached to the opening of the housing and sealing the opening.

The cardiopulmonary lung according to claim 6, wherein the first hollow fiber membrane and the second hollow fiber membrane are formed by stacking a plurality of hollow fiber sheets formed by bundling a plurality of hollow fibers in a spiral shape. apparatus.

The hollow fiber forming the second hollow fiber membrane is formed of a polypropylene porous body,
The heart-lung machine according to claim 9, wherein the second hollow fiber membrane is formed by stacking three to five hollow fiber sheets.