JP2015500699A - マイクロ流体肺補助装置における血液注入量及び膜表面の面積を減少させるための方法 - Google Patents
マイクロ流体肺補助装置における血液注入量及び膜表面の面積を減少させるための方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
この出願は、2011年12月5日に出願された米国仮特許出願61/567,104号に基づいて優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
血液酸素化システムは、短期間の呼吸器補助、例えば、冠動脈バイパス移植手術の間または急性呼吸器促迫症候群の患者のために使用される。現在のシステムでは、内部のホローファイバーを通して酸素をポンピングし、内側のファイバーを被包する、より大きい外側のファイバーを通して血液をポンピングすることによって血液が酸素化される。内側ファイバーの壁は酸素透過性であり、内側ファイバーに近い血液の酸素化を可能にする。現在の酸素化システムは、血液の層流を維持し、透過性膜のごく近傍においてのみ赤血球の酸素化を可能にする。
開示の一つの局面によれば、マイクロ流体酸素化装置は、第一の酸素フローチャンネルを規定する第一のポリマー層を含む。装置はまた、第一の血液フローチャンネルを規定する第二のポリマー層を含む。第一の血液フローチャンネルは、第一の酸素フローチャンネルと重なり合い、これら二つのチャンネルは、重なり合う部分におけるチャンネル間の連通を可能にする透過性膜によって分離されている。さらに、第一の血液フローチャンネルは、少なくとも一つの壁に沿った少なくとも一つの受動的撹拌要素をさらに含む。受動的撹拌要素は、チャンネル内の第一の血液フローチャンネルを通って流れる流体を再分布させるように形成されている。
上記で導入され、下記でより詳細に記載される種々の概念は、数々の方法のうちのどの方法でも実施されるものであり得、記載された概念は、いかなる特定の実施の方法にも限定されない。特定の実施及び適用の実施例は、主に例示目的のために提供される。
Claims (20)
- 以下を含む、マイクロ流体酸素化装置:
第一の酸素フローチャンネルをその中に規定する第一のポリマー層;
第一の血液フローチャンネルをその中に規定する第二のポリマー層であって、第一の血液フローチャンネルが第一の酸素フローチャンネルと重なり合い、かつ第一の血液フローチャンネルが、該第一の血液フローチャンネルの第一の壁にまたは壁内に、少なくとも一つの受動的撹拌要素をさらに含み、受動的撹拌要素が、第一の血液フローチャンネルを通って流れる流体をチャンネル内で再分配するように構成されている、第二のポリマー層;及び
第一の酸素フローチャンネルと第一の血液フローチャンネルをこれらのチャンネルが重なり合う部分で分離する膜であって、第一の酸素フローチャンネルと第一の血液フローチャンネルの間の連通を可能にする、膜。 - 受動的撹拌要素が、直線状の隆起、角をなして曲がった隆起、シェブロン型水路、円蓋、円錐、ピット、またはポストのうちの一つである、請求項1に記載の装置。
- 第一の流体が、第一の酸素フローチャンネルを通って流れ、第二の流体が、第一の血液フローチャンネルを通って流れる、請求項1に記載の装置。
- 第一の流体が酸素であり、第二の流体が脱酸素化血液である、請求項3に記載の装置。
- 受動的撹拌要素の高さまたは深さが、第一の血液フローチャンネルの高さの約30%未満である、請求項1に記載の装置。
- 第一の血液フローチャンネルの第一の壁が、該第一の血液フローチャンネルの床である、請求項1に記載の装置。
- 第一の血液フローチャンネルの高さが、約10〜100μmである、請求項1に記載の装置。
- 膜の厚さが、約10〜約50μmである、請求項1に記載の装置。
- 第一の酸素フローチャンネル及び第一の血液フローチャンネルの長さが、約1mm〜約50mmである、請求項1に記載の装置。
- 第一の血液フローチャンネルの幅が、約100μm〜200μmである、請求項1に記載の装置。
- 膜が、酸素透過性かつ二酸化炭素透過性である、請求項1に記載の装置。
- 第一の血液フローチャンネルの壁が、抗血液凝固剤でコーティングされている、請求項1に記載の装置。
- 装置が、第一の酸素フローチャンネルから第二の透過性膜によって分離されている第二の血液フローチャンネルを含む、請求項1に記載の装置。
- 以下の段階を含む、脱酸素化血液を酸素化するための方法:
第一の酸素フローチャンネルを規定する第一のポリマー層と、
第一の血液フローチャンネルを規定する第二のポリマー層と、
第一の酸素フローチャンネルと第一の血液フローチャンネルを分離する膜と
を含むマイクロ流体装置を提供する段階であって、第一の血液フローチャンネルが、該第一の血液フローチャンネル内にまたは表面上に形成された、少なくとも一つの受動的撹拌要素をさらに含み、膜が、第一の酸素フローチャンネル及び第一の血液フローチャンネルの間の連通を可能にする、段階;
部分的脱酸素化血液を、マイクロ流体装置の近位端に導入する段階;
酸素を、第一の酸素フローチャンネルに流す段階;
部分的脱酸素化血液を、第一の血液フローチャンネルに流す段階;及び
酸素化された血液を、マイクロ流体装置の遠位端で受け取る段階。 - 部分的脱酸素化血液を患者から採取する段階;
血液を再酸素化するために、部分的脱酸素化血液を、第一の血液フローチャンネルに流す段階;及び
再酸素化された血液を患者に戻す段階
をさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 部分的脱酸素化血液が第一の血液フローチャンネルを通って流れる時に、部分的脱酸素化血液から、二酸化炭素を取り除く段階をさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 第一の方向から、第一の酸素フローチャンネルに酸素を流す段階をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 第一の方向とは反対の第二の方向に、第一の血液フローチャンネルに血液を流す段階をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 4〜5L/分で、第一の血液フローチャンネルに血液を流す段階をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 約150〜200mL/分の速度で、血液に酸素を移動させる段階をさらに含む、請求項14に記載の方法。
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