JPH01139073A

JPH01139073A - 中空糸膜型人工肺

Info

Publication number: JPH01139073A
Application number: JP20896887A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Nogawa; 淳彦野川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-08-22
Filing date: 1987-08-22
Publication date: 1989-05-31
Also published as: JPH0410827B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】し産業上の利用分野］本発明は、体外血液循環において、血液中の二酸化炭素
を除去し、血液中に酸素を添加するための中空糸膜型人
工肺に関する。

［従来の技術］従来、人工肺は、大別して、気泡型と模型に分類される
。

積層型、コイル型、中空糸型等の模型人工肺は、気泡型
人工肺に比較して、溶血、蛋白質変性、血液凝固等の血
液損傷が少ない点で優れており、近年かなり普及してき
た。

しかし、この模型人工肺において、十分な酸素添加能を
得るためには、血液層を薄くする必要があることから、
血液の流路の幅が狭く、流路抵抗が大きいことから、患
者と人工肺との落差により血液を人工肺に潅流する、い
わゆる落差層流を行うことができなかった。人工肺の取
り扱いにおいて、人工肺より後方（送血側）にポンプを
置く落差潅流方式の方が、人工肺の前方（脱血側）にポ
ンプを置く方式のものより取り扱いが容易である。

そして、この点を改良し、中空糸膜型人工肺においても
落差凛流を可能とした人工肺を本件出願人が提供してい
る（特開昭５９−５５２５６号公報、特開昭５９−５７
６６１号公報、特開昭５９−６７９６３号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］上記人工肺により、落差潅流は可能となったが、体外循
環中に、脱血に大量の気泡が、混入した場合その大量の
気泡が直接人工肺に流入し、人工肺内部にこの気泡が残
り、エアーブロックし、酸素添加能および二酸化炭素除
去能を低下させることおよびエアーブロックにより人工
肺の圧力損失が高くなり人工肺に落差にて血液を流入す
ることができなくなることがあった。

よって、本件発明は、上記問題点を解決し、体外循環中
に、脱血に大量の気泡が、混入してもエアーブロックを
起こすことのない中空糸膜型人工肺を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するものは、多数のガス交換用中空糸膜
からなる中空糸膜束と、該中空糸膜束を収納するととも
に該中空糸膜束の外周と軸方向に所定長接触する内壁を
有する筒状ハウジングと、該中空糸膜の両端を開口した
状態で中空糸膜の両端部を前記ハウジングに固定する隔
壁と、該隔壁と中空糸膜外面とハウジング内壁とにより
形成された血液室に連通ずる前記ハウジングの一端側に
設けられた血液流入口と、前記血液室に連通ずる前記ハ
ウジングの他端側に設けられた血液流出口と、前記中空
糸膜内部と連通ずるガス流入口およびガス流出口とを有
し、さらに一端が前記ハウジングの血液流入口側部分と
連通し、他端が前記ハウジングの血液流出口側部分また
は血液流出口に接続される血液通路と連通し、前記血液
流入口より前記ハウジング内に流入した血液中の気泡を
多く含む血液を血液流出口側または血液流出口に接続さ
れる血液通路に流出させる短絡通路とを有する中空糸膜
型人工肺である。

そして、前記血液流入口は、前記血液室の下方に連通し
、前記血液室流出口は、前記血液室の上方に連通してい
るものであることが好ましい。

さらに、前記短絡通路は、例えば、前記ハウジングの内
面に形成された前記血液流入口側部分と前記血液流出口
側部分とを連通ずる溝により形成されているものである
。また、前記短絡通路は、例えば、前記ハウジングの前
記血液流入口側部分と前記血液流出口側部分または血液
流出口に接続される血液通路とを連通ずる細管により形
成されている。さらに、前記ハウジングは、血液流入口
付近に前記中空糸膜束の外周と接触しない部分を有し、
血液室の下方にエアーチャンバー部を形成しており、前
記短絡通路の一端は、該エアーチャンバー部に連通して
いるものであることが好ましい。さらに、前記ハウジン
グは、その中間部より上方は、ハウジング内面と中空糸
膜束が接触しており、中間部より下方はハウジング内面
と中空糸膜束の少なくとも一部が接触しておらず、該非
接触部にて前記エアチャンバー部が形成されているもの
であってもよい。さらに、前記短絡通路は、例えば、前
記エアーチャンバー部と前記血液流出口側部分とを連通
ずる溝により形成されているものである。さらに、前記
溝は、湾曲していることが好ましい。さらに、前記ハウ
ジングの血液流出口付近は、拡径しており前記中空糸膜
と接触しない空間を形成しており、前記短絡通路の他端
が、この空間と連通していることが好ましい。

さらに、前記血液流出口に接続される血液通路は、例え
ば、貯血槽を形成するものであってもよい。さらに、前
記短絡通路の他端は、前記貯血槽と連通しているもので
あってもよい。さらに、前記短絡通路は、前記エアーチ
ャンバー部の上部と前記貯血槽の上部とを連通している
ものであってもよい。

本発明の中空糸膜型人工肺を図面に示した実施例を用い
て説明する。

本発明の中空糸膜型人工肺を、第１図に示した実施例を
用いて説明する。

本発明の中空糸膜型人工肺１は、多数のガス交換用中空
糸膜からなる中空糸膜束４と、中空糸膜束４を収納する
とともに中空糸膜束４の外周と軸方向に所定長接触する
内壁を有する筒状ハウジング１１と、中空糸膜の両端を
開口した状態で中空糸膜の両端部をハウジング１１にそ
れぞれ固定する隔壁５．６と、隔壁５，６と中空糸膜の
外面とハウジング１１の内壁とにより形成された血液室
に連通ずる前記ハウジング１１の一端側に設けられた血
液流入口２と、血液室に連通ずるハウジング１１の他端
側に設けられた血液流出口３と、中空糸膜内部と連通ず
るガス流入ロアおよびガス流出口８とを有し、さらに一
端が血液流入口２側部分の血液室と連通し、他端が血液
流出口３の付近の血液室と連通し、血液流入口２よりハ
ウジング１１内に流入した血液中の気泡を多く含む血液
を血液流出口３の付近の血液室に流出させる短絡通路１
４とを有している。

より具体的に説明すると、この実施例のものでは、ハウ
ジング１１の中間部が拘束部１６となっており、そ６拘
束部１６より下部では、中空糸膜束４の外周とハウジン
グ１１の内壁とが接触しておらず、エアーチャンバー部
１２が形成されている。

そして、短絡通路４溝は、エアーチャンバー部１２と血
液流出口３またはその付近とを連通ずる溝により形成さ
れている。エアーチャンバー部とは、人工肺中のハウジ
ング内に混入した大量の気泡を含む血液流と、気泡をあ
まり含まない血液流とに簡易的に分離するものであり、
このような構成にすることにより、人工肺中のハウジン
グ内に混入した大量の気泡を含む血液流と気泡をあまり
含まない血液流とに簡易的に分離し、気泡を多く含む血
液流を短絡通路を介して排出させることができる。

そして、本発明の人工肺は、いわゆる落差潅流を行うこ
とができる中空糸膜型人工肺であり、落差潅流が可能な
人工肺とは、圧力損失が最大流量時１１００ｘｘＨ以下
、好ましくは６０ｘｚＨｇ以下のものをいう。

具体的に述べると、第１図に示すようなものであり、人
工肺ｌは、血液流入口２と血液流出口３とを有するハウ
ジング１１と、ハウジングｌｌ内に軸方向に収納された
ガス交換膜である中空糸膜の集合体と、中空糸膜の両端
部をハウジング１１に液密に保持する隔壁５．６とを有
し、／Ｓウジング１１内はガス室と血液室に区画され、
ハウジング１１の端部である上側の隔壁５の上方には中
空糸膜の内部空間であるガス室に連通ずるガス流入ロア
を有するキャップ状のガス導入側ポート９と、下側の隔
壁６の下方に設けられ中空糸膜の内部空間に連通ずるガ
ス流出口８を有するキャップ状のガス排出側ポート１０
が取り付けられている。なお、ガス排出ポート１０は取
り付けず、中空糸膜の下側開口端をガス流出口としても
よい。さらに、ハウジング１１の血液流入口２付近およ
び血液流出口３付近は拡径しており中空糸膜と接触しな
い空間を形成している。

そして、エアーチャンバー部１２は、ハウジング１１の
長手方向の中間部付近に設けられた中空糸膜束を拘束す
る拘束部１６より下方に設けられており、ハウジング１
１の内面と中空糸膜の表面とが接触していない環状の空
間部である。このエアーチャンバー部１２を形成する空
間部において、人工肺中に混入した大量の気泡を含む血
液流と気泡をあまり含まない血液流とを簡易的に分離す
る。ハウジング１１の拘束部１６より上側においては、
中空糸膜とハウジングｌｌの内面は接触している。さら
に上方の血液流出口３付近のハウジング１１の内面は拡
径し、中空糸膜と接触しない拡径部１８となっている。

そして、ハウジング１１の内面には拘束部１６より血液
流出口３方向にのびる短絡通路１４を形成する溝が設け
られている。この短絡通路１４によりエアーチャンバー
部１２の上部と血液流出口３付近とが直接連通されてい
る。血液流出口３付近とは、血液流出口３およびその近
く、さらには、血液流出口付近のハウジング１１の拡径
部１８を含み、短絡通路１４は、それらのどこに連通し
ていてもよい。より好ましくは、血液流出口３の下方に
直接連通させることである。

短絡通路１４は、エアーチャンバー部１２にて、簡易的
に分離された気泡を多く含む血液流を、短絡して人工肺
より排出させるためのものである。

短絡通路１４は、人工肺に流入する血液量の０．０１％
〜ｌＯ％、好ましくは０．１％〜２．０％の通過を許す
ものである。この範囲であれば、人工肺における酸素添
加能、二酸化炭素除去能をあまり低下させることなく、
人工肺に大量の気泡が混入した場合に、その気泡を多く
含む血液流を短絡して、血液流出口付近に流すことがで
きる。

具体的に述べると、溝の直径が、人工肺の血液流入口の
ｔ　／１０００〜１／２、好ましくは１１５００〜１／
４である。

溝の形状は、Ｕ型、Ｖ型などいずれの形状でもよい。ま
た、溝内に、中空糸膜が入り込まないために、中空糸膜
のハウジングへの収納方向に対し、角度をもって斜めに
設けることが好ましい。例えば、中空糸膜がハウジング
の軸方向に平行に収納されているならば、溝をゆるやか
な湾曲状、スパイラル状にすることが好ましい。

また逆に、中空糸膜が、ハウジングの軸方向に対し斜傾
して収納されている場合は、溝を／Ｓつリングの軸方向
に平行に設けることなどが考えられる。

ガス交換膜としては、多孔質膜、拡散膜（例えばシリコ
ン膜）のいずれでもよいが、好ましくは、多孔質膜であ
る。

多孔質中空糸膜としては、内径１００〜１０００μ屑、
肉厚は５〜２００μ１１好ましくは１０〜１００μ次、
空孔率は２０〜８０％、好ましくは３０〜６０％、また
細孔径はｏ、ｏｉ〜５μ肩、好ましくは０．０１−１μ
次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。

ハウジング１１は、例えば円筒状をした透明体で形成さ
れる。透明体で形成するのは内部の確認が容易だからで
ある。

そして、このハウジング１１内にその軸方向に向けて並
列に約５．０００〜ｔｏｏ、ｏｏｏ本の多数の中空糸膜
が収納されており、さらに、中空糸膜はハウジング１１
にそれぞれの端部が開放された状態で隔壁５，６により
液密状態に固定されている。

隔壁は５，６、ポリウレタン、シリコーンゴムなどのボ
ッティング剤で形成される。血液流入口２および血液流
出口３は、ハウジング１１の両端部付近に設けられてい
る。ハウジング１１内の上記隔壁５．６ではさまれた部
分は、中空糸膜の内部側のガス室と中空糸膜の外側の血
液室とに仕切られている。

そして、上側の隔壁５の外側にはガス流入ロアを有する
ガス導入側ポート９、下側の隔壁６の外側にはガス流出
口８を有するガス排出側ボート１０が取り付けられてお
り、これらは、締め付はリングまたは、締め付はリング
を用いず、各ボート９．１０をハウジング１１に超音波
、高周波などを用いての融着、接着剤を用いて接着また
は機械的に嵌合させることにより取り付けられる。

次に、第２図に示す本発明の実施例の中空糸膜型人工肺
について説明する。第３図は、第２図に示した人工肺の
Ａ−Ａ線断面図である。

この中空糸膜型人工肺１は、血液流入口２と血液流出口
３とを有するハウジングｌｌａと、ハウジングｌｌｂに
スパイラル状に巻き着けられ、ハウジングｌｌａ内に収
納されたガス交換膜である中空糸膜の集合体からなる中
空糸膜束４と、中空糸膜の両端部をハウジングに液密に
保持する隔壁５．６とを有し、ハウジングｌｌａ内はガ
ス室と血液室に区画され、ハウジングの端部である上側
の隔壁５の上方には中空糸膜の内部空間であるガス室に
連通ずるガス流入ロアを有するドーナツ型をしたキャッ
プ状のガス導入側ポート９と、下側の隔壁６の下方に設
けられ中空糸膜の内部空間に連通ずるガス流出口８を有
するドーナツ型をしたキャップ状のガス排出側ボート１
０が取り付けられている。なお、ガス排出ポート１０は
取り付けず、中空糸膜の下側開口端をガス流出口として
もよい。さらに、ハウジング１１ａの血液流入口２付近
および血液流出口３付近は拡径しており中空糸膜束４と
接触しない空間を形成している。他の部分においては、
ハウジングｌｌａの内壁は中空糸膜束４の外周に接触し
ている。

そして、ハウジングｌｌａの血液流入口２付近の拡径部
によりエアーチャンバー部１２が形成されている。この
エアーチャンバー部１２が形成する空間部において、人
工肺中に混入した大量の気泡を含む血液流と気泡をあま
り含まない血液流とを簡易的に分離する。さらに上方の
血液流出口３付近のハウジング１の内面は拡径し、中空
糸膜と接触しない拡径部１８となっている。

そして、第２図および第３図に示すように、ハウジング
１１２Ｌの内面にはエアーチャンバー部１２より血液流
出口３方向にのび、拡径部１８に至る短絡通路１４を形
成する溝が設けられている。

この短絡通路１４によりエアーチャンバー部１２の上部
と血液流出口３付近とが直接連通されている。この短絡
通路１４は、血液流出口３の下方に直接連通されている
ことが好ましい。短絡通路１４は、エアーチャンバー部
１２にて、簡易的に分離された気泡を多く含む血液流を
、短絡して人工肺より排出させるためのものである。短
絡通路１４は、人工肺に流入する血液量の０，０１％〜
ｌＯ％、好ましくは０．１％〜２．０％の通過を許すも
のである。この範囲であれば、人工肺における酸素添加
能、二酸化炭素除去能をあまり低下させることなく、人
工肺に大量の気泡が混入した場合に、その気泡を多く含
む血液流を短絡して、血液流出口付近に流すことができ
る。具体的に述べると、溝の直径が、人工肺の血液流入
口の１　／１０００〜１／２、好ましくは１１５００〜
１ハである。

溝の形状は、Ｕ型、Ｖ型などいずれの形状でもよい。ま
た、溝内に、中空糸膜が入り込まないために、中空糸膜
のハウジング１１への収納方向に対し、角度をもって斜
めに設けることが好ましい。この実施例の人工肺では、
中空糸膜がハウジングｌｌａの軸方向に対してスパイラ
ル状に収納されているので、第２図に示すように、溝を
ハウジングの軸方向に平行、または、中空糸の収納角度
と異なる角度を有するように設けることが好ましい。

次に、本発明の中空糸膜型人工肺の他の実施例を第４図
を用いて説明する。

中空糸膜型人工肺１の基本構成は、第１図に示した実施
例のものと同じであり、相違するのは、第１図に示した
実施例において短絡通路が、ハウジング１１の内面に設
けられた溝であったのに対し、短絡通路が中空糸膜型人
工肺ｌのエアーチャンバー部１２と人工肺の血液流出口
３またはその付近とを直接連通ずる短絡通路２０とした
点である。この短絡通路２０は、人工肺に流入する血液
量の０．０１％〜１０％、好ましくは０．１％〜２．０
％の通過を許すものである。この範囲であれば、人工肺
における酸素添加能、二酸化炭素除去能をあまり低下さ
せることなく、人工肺に大量の気泡が混入した場合に、
その気泡を多く含む血液流を短絡して、血液流出口付近
に流すことができる。

具体的に述べると、短絡通路の直径が、人工肺の血液流
入口の１／１０００〜１／２、好ましくは１１５０’０
〜１ハである。短絡通路２０は、軟質チューブまたは硬
質チューブからなり、透明性材料にて形成されることが
好ましい。短絡通路２０を取り付ける形態としては、い
かなるものでもよいが、例えば、第４図に示すように、
ハウジング１１のエアーチャンバー部１２の上部に外方
に突出するボート２２を設け、さらに血液流出口３に外
方に突出するボート２４を有するコネクター２５を設け
て血液流出口とし、このボート２２とボート２４とを短
絡通路２０にて連通ずることにより容易に行うことがで
きる。また、血液流出口付近の拡径部１８に、外方に突
出するボート（図示せず）を設け、そのボートとエアー
チャンバー部１２の上部の外方に突出するボート２２と
を短絡通路２０により連通ずるものであってもよい。

以上の説明では、ハウジング１１の外部にてエアーチャ
ンバー部１２と血液流出口付近とを短絡通路により連通
ずるものを用いて説明したが、これに限らず、ハウジン
グ１１の内部にエアーチャンバー部１２と血液流出口３
とを連通ずる短絡通路を設けたものでものよい。例えば
、ハウジングの内面に短絡通路を形成するチューブを固
着することが考えられる。

さらに、第５図に示すように、短絡通路２０は、人工肺
ｌの血液流出口３に接続される血液通路７０と連通ずる
ものであってもよい。短絡通路２０の接続は、ハウジン
グ１１のエアーチャンバー部１２の上部に設けられた外
方に突出するボート２２と、血液通路７０中に外方に突
出するボート２４を有するコネクター２５を設けて、ハ
ウジング１１のボート２２とコネクター２５のボート２
４とを短絡通路２０にて連通ずることにより容易に行う
ことができる。

次に、第６図に示す本発明の中空糸膜型人工肺の実施例
について説明する。

この中空糸膜型人工肺ｌは、血液流入口２と血液流出口
３を有するハウジング１１と、ハウジング１１内に収納
された多数のガス交換用中空糸膜からなる中空糸膜束４
と、中空糸膜の両端を開口した状態で中空糸膜束両端部
をハウジング１１に固着する隔壁５．６と、中空糸膜内
部と連通ずるガス流入ロアとガス流出口８と、ハウジン
グ１１の中間部より下方に設けられ血液流入口２と連通
ずるエアチャンバー部１２とを有する模型人工肺と、こ
の人工肺の血液流出口３と連通ずる血液入口３０と血液
人口３０と連通する血液貯溜部３２と該血液貯溜部３２
の下方と連通ずる血液出口３４とを有する貯血槽３６と
からなり、人工肺は、ハウジング１１の中間部より下方
に設けられ血液流入口２と連通ずるエアチャンバー部１
２と、エアーチャンバー部１２と前記貯血槽３６内部と
連通し少流量の血液の流通を許す短絡通路３８を有して
いる。

この実施例の中空糸膜型人工肺１の特徴は、貯血槽３６
を有する点およびエアーチャンバー部１２と貯血槽３６
とを連通ずる通路を構成する短絡通路３８を設けた点に
あり、この短絡通路は、人工肺中に混入した大量の気泡
を含む血液流と気泡をあまり含まない血液流とに簡易的
に分離し、気泡を多く含む血液流を短絡して貯血槽側に
排出させるためのものである。エアーチャンバー部１２
の形状は、第１図に示した実施例の説明のところで詳述
した通りである。この短絡通路は、人工肺に流入する血
液型の０．０１％〜１０％、好ましくは０．１％〜２％
の通過を許すものである。

この範囲であれば、人工肺における酸素添加能、二酸化
炭素除去能をあまり低下させることなく、気泡を多く含
む血液を貯血槽に流出させることができる。具体的に述
べると、短絡通路３８の直径が、人工肺の血液流入口の
１／１０００〜１／２、好ましくは１１５００〜１／４
である。短絡通路３８は、軟質チューブまたは硬質チュ
ーブからなり、透明性材料にて形成されることが好まし
い。貯血槽３６は、硬質部材からなる開放型貯血槽、あ
るいは軟質部材からなる密閉型貯血槽のいずれでもよい
が、好ましくは開放型貯血槽である。ここでは開放型貯
血槽を用いて説明する。

貯血槽３６は、人工肺の血液流出口３と連通ずる血液人
口３０と、血液人口３０と連通する貯血部３２と、貯血
部３２の下部に設けられた血液出口３４と、上方に設け
られた貯血槽３６内部と外部とを連通ずる連通口４０と
を有している。

さらに血液人口３０と貯血部３２間にある血液流入部４
２には血液流入部４２の血液流路を横切るように消泡部
材４４を設けることが好ましい。

短絡通路３８は、一端が人工肺のエアーチャンバー部１
２の上方と連通しており、他端が貯血槽３６の上方と連
通している。また、短絡通路３８の他端は、貯血槽３６
の上方でなくいずれに連通していてもよく、例えば貯血
部３２に連通していてもよい。この短絡通路３８は、エ
アーチャンバー部１２の上方に分離された気泡を多く含
んだ血液流を、短絡して貯血槽３６に流入させるための
ものであり、この短絡通路３８を設けることにより、人
工肺内に大量の気泡が混入した場合であっても、気泡に
よりガス交換膜である中空糸膜がエアーブロックされる
三とを防止する。そして、短絡通路３８の他端は、貯血
槽３６内に上記のような消泡部材４４を設ける場合には
、短絡通路３８より貯血槽３６に流入する血液が消泡部
材４４を通過た後、貯血部３２に流入するように取り付
けることが好ましい。このようにすることにより、血液
中に含まれる気泡を除去できるからである。

貯血槽３６について、より具体的に述べると、貯血槽３
６は、貯血部３２、血液入口３ｏ、短絡通路３８との連
通口、血液出口３４などを有するハウジングとその上方
に設けられた蓋体とからなり、それらは硬質部材で形成
され、ハウジング部分は透明であることが好ましい。貯
溜している血液を容易に確認できるからである。蓋体に
は貯血１３６の内部と外部とを連通ずる連通口４ｏが設
けられている。貯血槽３６に用いられる材料としては、
硬質塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、カーボネイト樹脂
などがある。

そして、人工肺の血液流出口３と血液人口３゜とが液密
状に連通している。　この血液流出口３と血液人口３０
は液密状に嵌合しているかまた液密状となるように超音
波、高周波または接着剤を用いて接着される。同様に、
通路３８の一端はその連通口と液密状に連通している。

また、通路３８の他端は、人工肺のハウジング１１のエ
アーチャンバー部Ｉ２の上部と連通し外方に突出するボ
ート２２と液密に連通している。なお、通路３８は、貯
血槽のハウジングと連通ずるものを用いて説明したが、
これに限らず貯血槽のＥ部の蓋体に連通口を設け、その
連通口と連通させてもよい。

貯血槽３６の血液流入部４２は人工肺の血液流出口３か
ら流入した血液が貯血部３２に入るまでの血液流路を形
成するものであり、貯血部３２より高い位置にありかつ
血液人口３０とほとんど落差のない底面を有している。

底面の形状は、平坦状、半筒状などでもよいが、平坦状
であれば、消泡部材４４の設置が容易であり好ましい。

消泡部材４４は、気泡を含む血液が流れてきたとき消泡
を行い気泡のない血液を貯血部３２に送るためのもので
ある。この消泡部材４４には、−膜内に、発泡体が用い
られ、その疎水性を利用して気泡を成長させ、除去する
ものである。発泡体とは、網目状をした三次元立法体を
いう。・消泡部材４４は流れてくる血液のすべてが接触するよう
に（消泡部材に接触しない血液流路が形成されないよう
に）貯血槽３６の血液流入部４２の底面、側面に密着す
るように配置されている。

ざらに消泡部材４４の移動を防止するためにハウジング
の内側面に係止部を設けることが好ましい。消泡部材４
４としては、発泡体でありかつメツシュ数の大きい発泡
体とメツシュ数の小さい発泡体の２つの発泡体を密着さ
せたもので構成されていることが好ましく、かつ２つの
発泡体をメツシュ数の大きい発泡体が血液人口３０側と
なりメツシュ数の小さい発泡体が貯血部３２側となるよ
うにすることが好ましい。このようにメツシュ数の違う
２つの発泡体を用い、さらにそれらを血液の流れ方向に
対しメツシュ数が小さくなるように並設したので、圧力
損失を大きくすることなく、十分な消泡能を有するので
ある。

次に、第７図に示す本発明の中空糸膜型人工肺の実施例
について説明する。

この実施例の中空糸膜型人工肺ｌは、血液流入口２と血
液流出口３を有するハウジングと１１、ハウジング１１
内に収納された多数のガス交換用中空糸膜からなる中空
糸膜束４と、中空糸膜の両端を開口した状態で中空糸膜
束の両端部をハウジング１１に固着する隔壁５．６と、
中空糸膜内部と連通ずるガス流入ロアとガス流出口８と
、ハウジング中間部より下方に設けられ血液流入口２と
連通ずるエアチャンバー部と１２、エアチャンバー部１
２と外部とを連通するボート５０とボート５０に取り付
けられた気泡除去手段５２とを有している。

この実施例の人工肺の特徴は、エアーチャンバー部１２
に設けられた気泡除去手段５２を有する点にあり、これ
により人工肺中に混入した大量の気泡を含む血液流と気
泡をあまり含まない血液流とに簡易的に分離し、気泡を
人工肺の外部に排出させることができる。

より具体的に述べると、人工肺ｌは、血液流入口２と血
液流出口３とを有するハウジング１１と、ハウジング１
１内に軸方向に収納された多数のガス交換膜である中空
糸膜束４と、中空糸膜の両端部をハウジングに液密に保
持する隔壁５．６とを有し、ハウジングｌｌ内はガス室
と血液室に区画され、ハウジングの端部である上側の隔
壁５の上方には中空糸膜の内部空間であるガス室に連通
ずるガス流入ロアを有するキャップ状のガス導入側ポー
ト９と、下側の隔壁６の下方に設けられ中空糸膜の内部
空間に連通ずるガス流出口８を有するキャップ状のガス
排出側ポートｌＯが取り付けられている。なお、ガス排
出ポート１０は取り付けず、中空糸膜の下側開口端をガ
ス流出口としてもよい。さらに、ハウジング１１の血液
流入口付近および血液流出口付近は拡径しており中空糸
膜と接触しない拡径部１８となっている。

そして、エアーチャンバー部１２は、人工肺ｌに流入し
た血液を気泡を含む血液流と気泡をあまり含まない血液
流とに簡易的に分離するものであり、分離された気泡は
、気泡除去手段５２より、外部に流出する。気泡除去手
段５２の一例を、第８図に示す。この気泡除去手段５２
は、筒状ハウジング６０の上端開口に、通気性かっ血液
非透過性のフィルター６２を有し、ハウジング６２の上
部の中央部には、ボール弁６４が設けられている。

ボール弁６４は、その比重が血液より軽いものとされて
おり、ボール弁６４は、枠体６６内に収納されている。

この枠体６６内には、血液が流入可能である。また、ボ
ール弁６４の上部のハウジング６０内は、閉塞面となっ
ており、連通ロアｏによりその上部と下部とが連通して
いる。また、ハウジング６０の下部には、ハウジング１
１に設けられたボート２２と接続するためのボート６８
を有しており、このボート６８は血液入口を形成する。

この気泡除去手段５２内に血液が流入すると、ボール弁
６４は、血液より比重が小さいため浮上し、連通ロア０
を閉塞する。また、気泡除去手段５２内に気泡を多く含
む血液が流入すると、気泡は、ハウジング６０の閉塞面
付近に溜まり、ボール弁６４は、気泡の貯留分だけ重力
により下降し、連通ロア０が開口し、気泡がハウジング
の上部に流出する。さらにその気泡は、フィルター６２
を通り外部に排出される。

通気性かっ血液非透過性のフィルターとしては、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の多孔質膜、または親水
性多孔質膜を疎水性処理したものが使用できる。

また、気泡除去手段としては、上記のものに限らず、フ
ィルターを、ハウジング１１のボート２２に直接融着し
たもの、さらに、内部に疎水性多孔質膜を収納したフィ
ルターをボート２２の開口に液密に固着してもよい。さ
らに、血液の露出を確実に防止するために、多孔質膜を
複数枚積層したものを用いてもよい。

［実施例］次に、本件発明の実施例、比較例およびそれらを用いた
実験について説明する。

（実施例）中空糸膜型人工肺としては、第２図に示すような形状の
ものを用いた。ハウジングの下部の拡径部よりハウジン
グの上部の拡径部まで延びた幅１　ｍｍ、深さｌｘｍの
溝を設けたポリカーボネート製のハウジングを用い、こ
のハウジング内に、ポリプロピレンにて固液相分離法に
て作成した外径約３００μ友、内径約２００μ１１空孔
率約３５％の多孔質中空糸膜の集合体を円筒芯にスパイ
ラル状に巻き付けたものを収納し、ポリウレタンを用い
て中空糸膜の両端部を閉塞することなくハウジングに液
密に固着する隔壁を形成し、ハウジングの端部である上
側の隔壁の上方には中空糸膜の内部空間であるガス室に
連通ずるガス流入口を有するドーナツ型のキャップ状の
ガス導入側ボートと、下側の隔壁の下方に設けられ中空
糸膜の内部空間に連通ずるガス流出口を有するドーナツ
型のキャップ状のガス排出側ボートを取り付けた中空糸
膜型人工肺を作成した。

膜面積は、約３．０ｉ″であった。

（比較例）ハウジングとして、その下部および上部に拡径部を、さ
らに溝を有していないものとした以外、は、上記実施例
と同様とする中空糸膜型人工肺を作成した。

（実験）実施例の中空糸膜型人工肺のおよび比較例の中空糸膜型
人工肺のそれぞれに脱血ラインおよび送血ラインを取り
付け、さらに送血ライン上に送血ポンプを設けた。

上記実施例および比較例の模型人工肺装置を用いて、以
下の実験を行った。

実験では、新鮮ヘパリン化生血としてヘマトクリット値
を生理食塩水により３５％に調整したものを用い、この
生血をシングルパスで４　（／ｍｉｎの流量で流し、ガ
ス流入口より、酸素含有ガスを４　Ｑ／ｍの流量で流し
、さらに、脱血ライン中に、シリンジを用いてエアーを
５０１Ｑ／ｍｉｎで１ｏ分間注入した。模型人工肺の血
液流入口および血液流出口での血液のｐＨ，炭酸ガス分
圧（ｐＣＯ２）、酸素ガス分圧（ｐｏｔ）、模型人工肺
での圧力損失を測定した。その結果、酸素添加能および
二酸化炭素除去能において実施例のものと比較例のもの
はあまり差がなかった。しかし、模型人工肺の圧力損失
は、実施例の模型人工肺では、エアー流入を１０分間行
った後においても血液循環当初における２０１ｊｌＨｇ
のまま圧力損失の上昇は見られなかった。比較例のもの
では、血液循環当初では圧力損失が２０２ｆｆＨｇであ
ったが、徐々に上昇し、１０分後では、圧力損失は、４
０ｘｊ！Ｈｇに上昇した。

［発明の作用］本発明の中空糸膜型人工肺の作用を、第６図に示した実
施例の人工肺を用いて説明する。

本発明の人工肺ｌは、中空糸膜型人工肺と中空糸膜型人
工肺の血液流出口３と連通する貯血槽３６とからなり、
人工肺のエアーチャンバー部１２の上部と貯血槽３６と
を連通ずる短絡通路３８を有している。そして、この中
空糸膜型人工肺の血液流入口２に脱血ラインが取り付け
られ、貯血槽３６の血液出口３４には送血ラインと送血
ポンプが設けられ体外循環回路が構成される。

人体上り脱血ラインを経て人工肺に流入した血液は、血
液流出口３に至るまでに中空糸膜に接触し、二酸化炭素
が除去され、酸素が添加される。さらに、流入する血液
中に大量の気泡が含まれていると人工肺のエアーチャン
バー部１２内にて、気泡を大量に含む血液がエアーチャ
ンバー部１２の上方に簡易的に分離される。そして、分
離された気泡を多く含む血液は、短絡通路３８を通り貯
血槽３６に流入する。また、短絡通路３８を通らない血
液は、人工肺の拘束部１６より上方に流れ中空糸膜に接
触し、貯血槽３６に流入する。

人工肺を通過した血液および短絡通路３８より貯血槽３
６に流入した血液は、貯血槽３６内部に設けられた消泡
部材４４に接触し、消泡された後、貯血部３２に貯留さ
れる。貯血槽３６に貯留された血液は、送血ラインに設
けられたポンプにより送血ラインを通り人体に返却され
る。

［発明の効果］本発明の中空糸膜型人工肺は、多数のガス交換用中空糸
膜からなる中空糸膜束と、該中空糸膜束を収納するとと
もに該中空糸膜束の外周と軸方向に所定長接触する内壁
を有する筒状ハウジングと、該中空糸膜の両端を開口し
た状態で中空糸膜の両端部を前記ハウジングに固定する
隔壁と、該隔壁と中空糸膜外面とハウジング内壁とによ
り形成された血液室に連通ずる前記ハウジングの一端側
に設けられた血液流入口と、前記血液室に連通ずる前記
ハウジングの他端側に設けられた血液流出口と、前記中
空糸膜内部　４と連通するガス流入口およびガス流出口
とを有し、さらに一端が前記ハウジングの血液流入口側
部分と連通し、他端が前記ハウジングの血液流出口側部
分または血液流出口に接続される血液通路と連通し、前
記血液流入口より前記ハウジング内に流入した血液中の
気泡を多く含む血液を血液流出口側または血液流出口に
接続される血液通路に流出させる短絡通路とを有するも
のであるので、模型人工肺に流入する血液中に大量の気
泡が含まれていても、人工肺の内部において気泡を大量
に含む血液が簡易的に分離され、分離された気泡を多く
含む血液は、短絡通路を通り血液流出口またはその付近
に流れるので、人工肺内部にこの気泡が残り、エアーブ
ロックし、酸素添加能および二酸化炭素除去能を低下さ
せることおよびエアーブロックにより人工肺の圧力損失
が高くなり人工肺に落差にて血液を流入することができ
な（なることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸膜型人工肺の一実施例を示す
図面、第２図は、本発明の中空糸膜型人工肺の他の実施
例を示す図面、第３図は、第２図に示した中空糸膜型人
工肺のＡ−Ａ線断面図、第４図は、本発明の中空糸膜型
人工肺の他の実施例を示す図面、第５図は、本発明の中
空糸膜型人工肺の他の実施例を示す図面、第６図は、本
発明の中空糸膜型人工肺の他の実施例を示す図面、第７
図は、本発明の中空糸膜型人工肺の他の実施例を示す図
面、第８図は、本の発明の中空糸膜型人工肺に用いられ
る気泡除去手段の一例を示す図面である。ｌ・・・・・ハウジング　　　４・・・・・中空糸膜束
１２・・・・エアーチャンバー部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多数のガス交換用中空糸膜からなる中空糸膜束と
、該中空糸膜束を収納するとともに該中空糸膜束の外周
と軸方向に所定長接触する内壁を有する筒状ハウジング
と、該中空糸膜の両端を開口した状態で中空糸膜の両端
部を前記ハウジングに固定する隔壁と、該隔壁と中空糸
膜外面とハウジング内壁とにより形成された血液室に連
通する前記ハウジングの一端側に設けられた血液流入口
と、前記血液室に連通する前記ハウジングの他端側に設
けられた血液流出口と、前記中空糸膜内部と連通するガ
ス流入口およびガス流出口とを有し、さらに一端が前記
ハウジングの血液流入口側部分と連通し、他端が前記ハ
ウジングの血液流出口側部分または血液流出口に接続さ
れる血液通路と連通し、前記血液流入口より前記ハウジ
ング内に流入した血液中の気泡を多く含む血液を血液流
出口側または血液流出口に接続される血液通路に流出さ
せる短絡通路とを有することを特徴とする中空糸膜型人
工肺。
（２）前記血液流入口は、前記血液室の下方に連通し、
前記血液流出口は、前記血液室の上方に連通しているも
のである特許請求の範囲第１項に記載の中空糸膜型人工
肺。
（３）前記短絡通路は、前記ハウジングの内面に形成さ
れた前記血液流入口側部分と前記血液流出口側部分とを
連通する溝により形成されているものである特許請求の
範囲第１項または第２項に記載の中空糸膜型人工肺。
（４）前記短絡通路は、前記ハウジングの前記血液流入
口側部分と前記血液流出口側部分または血液流出口に接
続される血液通路とを連通する細管により形成されてい
るものである特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の中空糸膜型人工肺。
（５）前記ハウジングは、血液流入口付近に前記中空糸
膜束の外周と接触しない部分を有し、血液室の下方にエ
アーチャンバー部を形成しており、前記短絡通路の一端
は、該エアーチャンバー部に連通しているものである特
許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の中
空糸膜型人工肺。
（６）前記ハウジングは、その中間部より上方は、ハウ
ジング内面と中空糸膜束が接触しており、中間部より下
方はハウジング内面と中空糸膜束の少なくとも一部が接
触しておらず、該非接触部にて前記エアチャンバー部が
形成されている特許請求の範囲第５項に記載の中空糸膜
型人工肺。
（７）前記短絡通路は、前記エアーチャンバー部と前記
血液流出口側部分とを連通する溝により形成されている
ものである特許請求の範囲第５項または第６項に記載の
中空糸膜型人工肺。
（８）前記溝は、湾曲しているものである特許請求の範
囲第３項または第７項に記載の中空糸膜型人工肺。
（９）前記ハウジングの血液流出口付近は、拡径してお
り前記中空糸膜と接触しない空間を形成しており、前記
短絡通路の他端が、この空間と連通しているものである
特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の
中空糸膜型人工肺。
（１０）前記血液流出口に接続される血液通路は、貯血
槽を形成するものである特許請求の範囲第１項ないし第
９項のいずれかに記載の中空糸膜型人工肺。
（１１）前記短絡通路の他端は、前記貯血槽と連通して
いるものである特許請求の範囲第１０項に記載の中空糸
膜型人工肺。
（１２）前記短絡通路は、前記エアーチャンバー部の上
部と前記貯血槽の上部とを連通しているものである特許
請求の範囲第１１項に記載の中空糸膜型人工肺。