JPH0129578B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 (1) 技術分野 この発明はガス交換膜を用いた人工肺装置に関
する。

(2) 先行技術およびその問題点 たとえば心臓外科手術をおこなう場合に、人工
心肺体外循環回路中に人工肺が用いられる。この
人工肺として多孔質膜よりなるガス交換膜を用い
たものが知られている。この場合、多孔質膜中の
微細孔を介して血液と酸素供給ガス（たとえば酸
素富化ガス）とが接触することにより、酸素供給
ガス中の酸素が血液側に供給され、血液中の炭酸
ガスが酸素供給ガス側に放出されるいわゆるガス
交換がおこなわれる。

しかし、この人工肺のガス交換膜は血液中の水
蒸気あるいは血漿の透過を完全に阻止することは
できず、したがつて、この種の人工肺を長時間使
用した場合、第２図に示す如く酸素供給ガス通路
（たとえば多孔質中空糸からなる）１の内壁面２
に、微細孔３を透過した水蒸気等が凝結体４とな
つて留り、微細孔３を閉塞する、いわゆるウエツ
トラングを生じさせる。このウエツトラングは血
液循環開始後約６〜８時間で発生し、人工肺の性
能を急激に低下させるため、このウエツトラング
が発生した時点が人工肺の使用限界と考えられて
いた。

なお、この微細孔３を閉塞する凝集体４を除去
するため、多孔質中空糸内に吹送する酸素供給ガ
スの流量を一時的に増し、凝集体４を吹き飛ばす
試みもおこなわれたが、酸素供給ガス流量の増加
はそのガス圧を増大させることになるため、微細
孔３を介して血液中に気泡を発生させる危険性を
ともなうという問題があつた。

発明の目的 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
つて、上述の如く人工肺の使用によりガス交換膜
の酸素供給ガス流路側に溜つた凝集体を適宜除去
することにより低下した人工肺の機能を回復さ
せ、人工肺の使用限界時間を延長することができ
機能を備えた人工肺を提供することを目的とす
る。

上記目的を達成するものは、多孔質膜よりなる
ガス交換膜によつて酸素供給ガス通路と、上記ガ
ス交換膜を介して上記酸素供給ガス通路から区画
された血液通路とを形成するように前記ガス交換
膜を収納した筒状ハウジングからなる装置本体
と、該装置本体の前記筒状ハウジングの両端部分
にそれぞれ形成され、上記酸素供給ガス通路と連
通する酸素供給ガス導入ポートを有するガス流入
側流路形成部材および酸素供給ガス排出ポートを
有するガス排出側流路形成部材と、上記血液通路
と連通するように上記筒状ハウジングに設けられ
た血液導入ポートおよび血液排出ポートとを有す
る人工肺装置において、前記ガス排出ポートに連
通する吸引手段と、上記ガス流入側流路形成部材
内と連通する大気開放バルブとを具備してなる人
工肺装置である。さらに、上記吸引手段が吸引装
置と液体トラツプからなるものであることが好ま
しい。

発明の具体的説明 以下、この発明を図示の実施例を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係わる人工肺装置
を示すものであつて、１１は多孔質膜よりなるガ
ス交換膜を備えた人工肺本体である。多孔質膜と
しては中空糸、平膜のいずれでもよいが、好まし
くは中空糸である。

中空糸は、多孔質膜であつて、内径100〜
1000μ、肉厚は５〜200μｍ、好ましくは10〜100μ
ｍ、空孔率は20〜80％、好ましくは30〜60％、ま
た細孔径は0.01〜5μｍ、好ましくは0.01〜1μｍ程
度のものである。

中空糸の材質としては、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリス
ルホン、ポリアクリロニトリル、セルロースアセ
テート等の疎水性高分子が用いられ得るが、好ま
しくは、ポリオレフイン系樹脂であり、特に好ま
しくは、ポリプロピレンであり、延伸法または固
液層分離法により微細孔を形成されたポリプロピ
レンが特に好ましい。人工肺本体１１は筒状ハウ
ジングたとえば円筒状のハウジング１２内にその
軸方向に向けて並列させた多数本の多孔質中空糸
１３を内蔵している。これら多孔質中空糸１３は
上記ハウジング１２の両端に中空糸１３の両端が
それぞれ開放された状態で隔壁１５ａ，１５ｂを
介してハウジング１２内に液密状態に固定されて
いる。しかして、ハウジング１２内の上記隔壁１
５ａ，１５ｂで挾まれた部分は上記中空糸１３に
よつて同中空糸内側の酸素供給ガス通路と、同中
空糸外側の血液通路とに仕切られている。

次に、上記隔壁１５ａ，１５ｂの形成について
述べる。前述したように隔壁１５ａ，１５ｂは、
中空糸１３の内部と外部を隔離するという重要な
機能を果たすものである。通常、この隔壁１５
ａ，１５ｂは、極性の高い高分子ポツテイング
材、たとえばポリウレタン、シリコーン、エポキ
シ樹脂等をハウジング５の両端内壁面に遠心注入
法を利用して流し込み、硬化させることにより作
られる。さらに詳述すれば、まず、ハウジング１
２の長さより長い多数の中空糸束を用意し、この
両開口端を粘度の高い樹脂によつて目止めをした
後、ハウジング１２内に並べて位置せしめる。こ
の後、取付けカバーで、中空糸束の各両端を完全
に覆つて、ハウジング５の中心軸を中心にそのハ
ウジング５を回転させながら両端部側から高分子
ポツテイング材を流入する。流し終つて樹脂が硬
化すれば、上記型カバーを外して樹脂の外側面部
を鋭利な刃物で切断して中空糸１３の両開口端を
表面に露出させる。かくして隔壁１５ａ，１５ｂ
は形成されることになる。

上記隔壁１５ａ，１５ｂの外面は、流路形成部
材１４ａ，１４ｂが設けられている。この流路形
成部材１４ａ，１４ｂはそれぞれハウジングに例
えばネジリングを用いて取付けられる。またハウ
ジングに接着剤、熱融着等を用いて直接取付けて
もよい。

上記ハウジング１２の一側（一方のポツテング
材１５ｂの充填部近傍）には血液導入ポート１６
が上記血液通路と導通するようにして突設され、
同じく他側（他方のポツテング材１５ａの充填部
近傍）に血液排出ポート１７が同じく上記血液通
路と導通するようにして突設されている。

上記ハウジング１２の一端、すなわち上記流路
形成部材１４ａの先端部は酸素供給ガス導入ポー
ト１８を構成し、その途中に空気導入ポート１９
を有する大気開放バルブ（例えば、手動開閉コツ
クまたは逆止弁からなる）２０を介して接続され
ている。よつて、大気開放バルブ２０は、酸素供
給ガス導入ポート１８さらにはガス流入側流路形
成部材１４ａ内と連通しており、バルブ２０を開
放することにより、ガス流路形成部材内１４ａと
外気とを連通する。また、大気開放バルブ２０
は、流路形成部材１４ａ内と連通しておればよ
く、この流路形成部材１４ａに一体に設けてもよ
い。上記ハウジング１２の他端、すなわち上記流
路形成部材１４ｂの先端部は酸素供給ガス排出ポ
ート２１を構成し、さらに、該排出ポートと連通
する吸引手段が設けられている。そして、排出ポ
ート２１の先端はチユーブ２２を介してトラツプ
２３内に導入されている。

このトラツプ２３は後述の如く、人工肺本体１
１から除去される水分等を捕捉、貯溜するための
ものであつて、これに上記酸素供給ガス排出ポー
ト２１からのチユーブ２２ならびに吸引装置２４
への接続チユーブ２５が気密に接続されている。
吸引装置２４はたとえばポンプ（図示しない）を
具備し、上記酸素供給ガス通路内に陰圧高流量の
気流を発生させるためのものである。

なお、第１図の如くトラツプ２３を酸素供給ガ
ス排出ポート２１と吸引装置２４との間口介在さ
せずに、吸引装置２４を直接、酸素供給ガス排出
ポート２１またはその近傍の空洞部１４ｂに接続
してもよい。

いずれにしても吸引装置２４は酸素供給ガス通
路に10／分以上の気流を発生し得る能力を有す
ることが望ましい。

次に、この人工肺装置の動作について説明す
る。体外循環回路により血液を血液導入ポート１
６から血液排出ポート１７へ向けて循環し、同時
に酸素供給ガス（たとえば酸素富化ガス）を酸素
供給ガスポート１８から人工肺本体１１の中空糸
１３を経て酸素ガス排出ポート２１へ向けて流通
させたのち、酸素供給ガスをこの排出ポート２１
から、あるいはトラツプ２３等を介して外部に排
出させる。このような血液循環開始から一定時時
間経過し第２図の如く中空糸１３内壁に血液から
の水蒸気等による凝集体４が留り、これを除去す
る必要が生じたとき、血液の循環、酸素供給ガス
の導入を特に中断することなく、バルブ２０を開
放して外部から空気が導入し得るようにしたの
ち、たとえば第１図の如く吸引装置２４をチユー
ブ２２、トラツプ２３、チユーブ２５を介して酸
素供給ガス排出ポート２１に接続させた状態で、
吸引装置２４を始動させる。この吸引装置２４の
稼動により、中空糸１３内部は陰圧となつて、そ
の内部に低圧高流量の気流が発生し、この気流に
より中空糸１３内壁に付着した凝集体４はチユー
ブ２２を経てトラツプ２３内に送られ、トラツプ
２３底部に回収される。この吸引装置２４の稼動
を必要時間おこなうことにより中空糸１３内壁に
付着した凝集体４をほぼ完全に除去したのち、吸
引装置２４の稼動を止め、血液の循環、酸素供給
ガスの導入をそのまま続行させる。なお、上記実
施例ではガス交換膜として中空糸型を用いた場合
について説明したが、これに限らず膜型の場合に
も適用し得ることは明らかである。

発明の具体的効果 本発明の人工肺装置は、多孔質膜よりなるガス
交換膜によつて酸素供給ガス通路と、上記ガス交
換膜を介して上記酸素供給ガス通路から区画され
た血液通路とを形成するように前記ガス交換膜を
収納した筒状ハウジングからなる装置本体と、該
装置本体の前記筒状ハウジングの両端部分にそれ
ぞれ形成され、上記酸素供給ガス通路と連通する
酸素供給ガス導入ポートを有するガス流入側流路
形成部材および酸素供給ガス排出ポートを有する
ガス排出側流路形成部材と、上記血液通路と連通
するように上記筒状ハウジングに設けられた血液
導入ポートおよび血液排出ポートとを有する人工
肺装置において、前記ガス排出ポートに連通する
吸引手段と、上記ガス流入側流路形成部材内と連
通する大気開放バルブとを具備してなるものであ
るので、ガス交換膜の微細孔から血液内に気泡を
発生させるおそれもなく、従来の如きウエツトラ
ングを回避させることができ、したがつて人工肺
の使用限界時間を著るしく延長させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる人工肺の模
式図、第２図は人工肺のウエツトラング現象を説
明する断面図である。 １……酸素供給ガス通路、２……内壁面、３…
…微細孔、４……凝集体、１１……人工肺本体、
１２……ハウジング、１３……多孔質中空糸、１
４ａ，１４ｂ……流路形成部材、１５ａ，１５ｂ
……隔壁、１６……血液導入ポート、１７……血
液排出ポート、１８……酸素供給ガス導入ポー
ト、１９……空気導入ポート、２０……バルブ、
２１……酸素供給ガス排出ポート、２２……チユ
ーブ、２３……トラツプ、２４……吸引装置、２
５……接続チユーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔質膜よりなるガス交換膜によつて酸素供
   給ガス通路と、上記ガス交換膜を介して上記酸素
   供給ガス通路から区画された血液通路とを形成す
   るように前記ガス交換膜を収納した筒状ハウジン
   グからなる装置本体と、該装置本体の前記筒状ハ
   ウジングの両端部分にそれぞれ形成され、上記酸
   素供給ガス通路と連通する酸素供給ガス導入ポー
   トを有するガス流入側流路形成部材および酸素供
   給ガス排出ポートを有するガス排出側流路形成部
   材と、上記血液通路と連通するように上記筒状ハ
   ウジングに設けられた血液導入ポートおよび血液
   排出ポートとを有する人工肺装置において、前記
   ガス排出ポートに連通する吸引手段と、上記ガス
   流入側流路形成部材内と連通する大気開放バルブ
   とを具備してなることを特徴とする人工肺装置。 ２ 上記吸引手段が吸引装置と液体トラツプから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の人工肺装置。