JP3084529B2 - 中空糸型液体処理装置及びその製造方法 - Google Patents

中空糸型液体処理装置及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、たとえば人工腎臓、人工肺、プラズマセパ
レータ等の中空糸型人工臓器やドナーフェレーシス等と
して用いられる中空糸型液体処理装置及びその製造方法
に関する。
[従来の技術] 従来、この種の液体処理装置たとえば中空糸型人工肺
にあっては、中空糸束端部をハウジングに固定する際、
中空糸束端部をウレタン系樹脂等の隔壁形成用樹脂(ポ
ッティング剤)で固定し、さらにこの隔壁形成用樹脂を
中空糸束端部とともに切断することにより、中空糸膜の
隔壁部端面における開口部を作製するようにしていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような人工肺において、隔壁の端
面は当該樹脂を固化させた後に切断工程を経て成形され
るため粗な構造となっており、特に中空糸膜の切断面の
端面がむき出しのままであるため、血液流入部から流入
した血液が中空部内へ円滑に流れず停滞したり乱流が発
生し、しかもその成分に損傷を与えるという問題があっ
た。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、液体流入部から中空糸膜の中空部内への液体の流れ
を円滑にすることができ、液体の停滞、乱流等の発生を
防止することができるとともに液体成分に損傷が生じる
ことを防止できる中空糸型液体処理装置およびその製造
方法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、本発明による中空糸型液
体処理装置は、液体流入部および液体流出部がそれぞれ
設けられるとともに当該液体流入部と液体流出部との間
に流体流出入口を有するハウジングと、多数の中空糸膜
からなるとともに前記ハウジングの液体流入部と液体流
出部との間に収容される中空糸束と、前記各中空糸膜の
端部を開口させた状態で当該中空糸束の両端部をそれぞ
れ前記ハウジング液密に固定させる隔壁とを備えた中空
糸型液体処理装置であって、前記各中空糸膜の前記液体
流入部に対向する端部に、流入した液体の流れを円滑に
する液体案内部を設け、前記液体案内部は当該中空糸膜
の端部を溶融させて形成されてなることを特徴とするも
のである。
前記液体案内部は、具体的には中空糸膜の内壁面から
前記隔壁の端面にかけて湾曲面をなして連続する曲面
部、または中空糸膜の内壁面から前記隔壁の端面にかけ
て直線状をなして連続する傾斜部である。
また本発明に係る中空糸型液体処理装置の製造方法
は、前記流体流出入口から隔壁形成用樹脂を注入し固化
させるとともに前記中空糸束の端部近傍を前記ハウジン
グに固定させる工程と、前記固化した隔壁形成用樹脂の
端部を中空糸束とともに切断し中空糸膜の端部を開口さ
せて隔壁を形成する工程と、前記中空糸膜の端部を溶融
させて前記曲面部を形成する工程とを含むことを特徴と
するもので、前記曲面部は具体的には、隔壁端面を加熱
したり、光ビーム等の熱線を隔壁の端面に照射すること
により形成するものである。
[作 用] 上記本発明による中空糸型液体処理装置によれば、隔
壁端面における中空糸膜の端部に曲面部または傾斜部か
らなる液体案内部が溶融によって形成されるため、液体
流入部から流入した液体は、液体案内部の曲面または傾
斜面に沿って中空部内に円滑に流れ、このため液体が停
滞したり乱流が発生したりすることがなく、また液体成
分に損傷が生ずることがない。
また、本発明の中空糸型液体処理装置の製造方法によ
れば、固化した隔壁形成用樹脂を中空糸束とともに切断
した後、各中空糸膜の端部を光ビーム等の熱線により熱
溶融させるようにしたので、中空糸膜の端部にその内壁
面から隔壁の端面にかけて連続する曲面状の液体案内部
が容易に形成される。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第3図は本発明の一実施例に係る中空糸型人工肺の断
面構造を示すものである。
図中、1は円筒状のハウジングであり、このハウジン
グ1内には全体に広がって多孔質の中空糸膜2が多数ハ
ウジング1の長手方向に沿って並列的に相互に離間配置
されている。そしてこれらの中空糸膜2よりなる中空糸
束3の両端部は、それぞれの中空糸膜2の端部を開口さ
せた状態で隔壁により液密に固定されている。また、こ
れらの隔壁4は中空糸膜2の外周面と上記ハウジング1
の内面とともにガス室5を構成している。さらに、ハウ
ジング1の側面部には、このガス室5に連通する流体流
出入口としての酸素含有ガス流出入口6が設けられてい
る。
上記隔壁4の端面4aは流路形成部材7により覆われて
おり、この流路形成部材7とともに血液流出入部7aを構
成している。流路形成部材7には隔壁4の端面4aに対向
して血液導入口8が設けられている。なお、図示しない
が、中空糸束3の他方の端部側にも同様に対称的な構造
であるため、その説明は省略する。
上記中空糸膜2の血液流出入部7aに対向する端面に
は、第1図(c)拡大して示すように当該中空部の内壁
面2aから隔壁4の端面4aまで湾曲面をなして連続する血
液案内部9が設けられている。
すなわち、本実施例の中空糸型人工肺においては、血
液流出入口8から血液流出入部7a内に流入した血液は、
中空糸膜2の端部に設けられた液体案内部9の曲面に沿
って中空部に円滑に流れ、このため血液が停滞したり乱
流が発生したりすることはなく、血栓等の発生が防止さ
れるとともに、血液成分の損傷の発生を防止できる。
なお、上記液体案内部9は、血液流入側および血液流
出側の中空糸膜2の端部の両方に設けてもよく、あるい
は血液流入側の端部にのみ設けるようにしてもよい。
次に、上記中空糸型人工肺の具体的な製造方法につい
て第1図(a)〜(c)を参照して説明する。
第1図(a)は、酸素含有ガス流出入口6から流動状
態の隔壁形成用樹脂を所定の厚さになるまで充填して固
化させるとともに、中空糸束3をハウジング1に固定し
た後、固化した隔壁形成用樹脂の端部を中空糸束3とと
もに切断し隔壁4を形成した後の状態を示すもので、中
空糸膜2の端部近傍を拡大したものである。
本実施例においては、上記切断工程の後、同図(b)
に示すように光ビーム10を当該隔壁4の端面4aに照射す
る。この光ビーム10の照射により、中空糸膜2の端部は
加熱され、同図(c)に示すように溶融して湾曲面をな
し、その結果前述の血液案内部9が形成される。
上記中空糸膜2の素材としては、熱可塑性樹脂である
ポリオレフィン系樹脂たとえばポリプロピレンが好適に
用いられる。さらに、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリ
デン、キュプラレーヨンなどを用いてもよい。
また、上記隔壁形成用樹脂としては、熱硬化性樹脂で
あるウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂およびエポキシ
系樹脂が好適に用いられる。
なお、上記光ビーム10の強さは、中空糸膜2がポリプ
ロピレンである場合には、ポリプロピレンは170℃程度
で溶融を開始するので、その端部が180〜200℃に加熱さ
れるように調整する必要がある。
次に、本発明者は上記本発明の効果を確認するため
に、以下のような実験を行った。
(実験例1) 牛血液をペパリン加工しHt(血液粘度)を35%に調整
し、37℃ひ温度をコントロールした。サンプルとして光
ビームによる処理をした人工肺(A)と、光ビーム処理
をしない人工肺(B)とを用意した。これら人工肺
(A),(B)をそれぞれ独立してローラポンプで5
/分で循環させ、0,15分,30分,60分,2時間,4時間,6時間
経過後に血液をサンプリングした。そして、血液を遠心
分離し、血漿と血球部にわけ、TMB法により血漿中に遊
離したヘモグロビン量を測定した。その結果を表−1に
示す。
結果より、本発明に係る人工肺(A)の方が従来の人
工肺(B)に比べて遊離ヘモグロビン量が著しく減少し
ていることがわかった。
なお、上記実施例においては、血液案内部9を湾曲面
をなす曲面部としたが、これは第2図に示すように直線
状の傾斜面を有する血液案内部11としてもよい。また本
発明を中空糸型人工肺に適用した例について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、その他中
空糸型の人工腎臓、プラズマセパレータ等の人工臓器
や、ドナフェレーシス、浄水器等にも適用できることは
勿論である。
なお、熱処理の他の方法としては、赤外線、遠赤外線
および高周波加熱によって端部を加熱することも達成で
きる。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明に係る中空糸型液体処理装
置によれば、各中空糸膜の端部に液体案内部を溶融によ
って形成するようにしたので、液体流路が平滑になり、
したがって液体流入部から流入した液体は、液体案内部
に沿って中空部に円滑に流れ込み、このため液体が停滞
したり乱流が発生したりすることはないとともに液体成
分に損傷が生ずることがなくなる。
また、本発明に係る中空糸型液体処理装置の製造方法
によれば、光ビーム等により中空糸膜の端部を溶融させ
るようにしたので、前記液体案内部を容易に形成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は本発明の一実施例に係る中空糸
型人工肺の製造工程を示す要部拡大断面図、第2図は本
発明の他の実施例を示す要部拡大断面図、第3図は第1
図の方法により製造された中空糸型人工肺の部分断面図
である。 1……ハウジング、2……中空糸膜 3……中空糸束、4……隔壁 6……酸素含有ガス流出入口、8……血液導出入口 9……血液案内部(液体案内部) 10……光ビーム
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61M 1/18

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体流入部および液体流出部がそれぞれ設
    けられるとともに当該液体流入部と液体流出部との間に
    流体流出入口を有するハウジングと、多数の中空糸膜か
    らなるとともに前記ハウジングの液体流入部と液体流出
    部との間に収容される中空糸束と、前記各中空糸膜の端
    部を開口させた状態で当該中空糸束の両端部をそれぞれ
    前記ハウジング液密に固定させる隔壁とを備えた中空糸
    型液体処理装置であって、前記各中空糸膜の前記液体流
    入部に対向する端部に、流入した液体の流れを円滑にす
    る液体案内部を設け、前記液体案内部は当該中空糸膜の
    端部を溶融させて形成されてなることを特徴とする中空
    糸型液体処理装置。
  2. 【請求項2】前記液体案内部をさらに中空糸膜の前記液
    体流出部に対向する端部に設けてなる請求項1記載の中
    空糸型液体処理装置。
  3. 【請求項3】前記液体案内部は当該中空糸膜の内壁面か
    ら前記隔壁の端面にかけて湾曲面をなして連続する曲面
    部である請求項1または2記載の中空糸型液体処理装
    置。
  4. 【請求項4】前記液体案内部は当該中空糸膜の内壁面か
    ら前記隔壁の端面にかけて直線状をなして連続する傾斜
    部である請求項1または2記載の中空糸型液体処理装
    置。
  5. 【請求項5】請求項3記載の中空糸型液体処理装置を製
    造する方法であって、前記液体流出入口から隔壁形成用
    樹脂を注入し固化させるとともに前記中空糸束の端部近
    傍を前記ハウジングに固定させる工程と、前記固化した
    隔壁形成用樹脂の端部の中空糸束とともに切断し中空糸
    膜の端部を開口させて隔壁を形成する工程と、前記各中
    空糸膜の端部を溶融させて前記曲面部を形成する工程と
    を含むことを特徴とする中空糸型液体処理装置の製造方
    法。
  6. 【請求項6】前記曲面部を前記隔壁の端面を加熱するこ
    とにより形成するようにした請求項5記載の中空糸型液
    体処理装置の製造方法。
  7. 【請求項7】前記曲面部を光ビーム等の熱線を前記隔壁
    の端面に照射することにより形成するようにした請求項
    6記載の中空糸型液体処理装置の製造方法。
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