JPH0260658A

JPH0260658A - 中空糸膜型物質移動装置

Info

Publication number: JPH0260658A
Application number: JP63214079A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Nogawa; 淳彦野川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-01

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】［産業上の利用分野］本発明は、中空糸膜の束を備え、該中空糸膜の内外にお
いて血液等の物質の移動を行う中空糸膜型物質移動装置
に関する。

［従来の技術］従来、この種の物質移動装置としては、例えば心臓手術
等において、患者の血液を体外に導き、これに酸素を添
加しかつ炭酸ガスを除去するために用いる中空糸膜型人
工肺がある。この中空糸膜型人工肺は、一般に、ハウジ
ング内に複数本の中空糸膜をほぼ平行に配設させてなり
、該中空糸膜の内側または外側に血液を循環させ、一方
中空糸膜の外側または内側に酸素含有ガスを吹送して中
空糸膜壁を介して血液と接触させ所望のガス交換を行う
ものである。

従来、このような中空糸膜型人工肺に用いられる中空糸
膜としては、ガス透過性、機械的強度等の面から例えば
ポリプロピレンからなる直線状の多孔質中空糸膜が主と
して用いられている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述のように直線状の多孔質中空糸膜を
用いた人工肺においては、中空糸膜同士が密着しやすく
、そのため中空糸膜が中空糸膜束のある部分に偏って密
に存在する一方、他の部分が空胴となりやすい、このた
め使用時にガス交換効率が低下するとともに、血液が空
胴部を短絡流通し、すなわちチャネリング現象が生じる
こととなり、人工肺の性能が著しく低下することとなる
。このような問題を解決するために、従来、例えば中空
糸膜を捲縮させて中空糸膜同士の密着を防止する方法が
考えられているが、この方法では製造が困難であり、高
価になるとともに各中空糸膜の肉厚が不均一になる等の
安定性の点で問題があり、結果として性能に悪影響を与
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、
中空糸膜同士の密着を低減でき、ガス交換効率を損なう
ことなくチャネリング現象の発生を防止することができ
るとともに、製造が容易な中空糸膜型物質移動装置を提
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、本発明は、中空糸膜の束を
備え、該中空糸膜の内外において物質の移動を行う中空
糸膜型物質移動装置において、前記中空糸膜束の中に前
記中空糸膜同士の密着を防止するための複数の糸状体を
分散させたことを特徴とする。前記糸状体は、具体的に
は、軸方向に波形状を呈し若しくは表面に凹凸を有し、
又は軸方向に径変化を有し、さらには軸方向に螺施状を
呈してなるものである。さらに、前記糸状体は中空糸又
は中実糸であることが好ましいが、性能面を重視すると
中空糸、またコスト面を重視すると中実糸が特に好まし
い。また、前記糸状体の混合率は１〜５０（％）である
ことが好ましい。

［作　用］上記のように構成された中空糸膜型物質移動装置におい
ては、中空糸膜束の中に、軸方向に波形状を呈し若しく
は表面に凹凸を有し、又は軸方向に径変化を有し、さら
には軸方向に螺施状を呈する糸状体が複数本分散されて
いるため、中空糸膜同士の密着が低減され、したがって
ガス交換効率の低下が防止されるとともにチャネリング
現象の発生も効果的に防止することができる。また、こ
のように糸状体を中空糸膜束の中に分散させる方法は、
従来の多孔質中空糸膜に捲縮を付与する方法に比べて製
造が容易であるとともに安価であり、またこの糸状体を
中実糸又は中空糸とし、その混合率を１〜５０（％）と
することにより、ガス交換効率の低下及びチャネリング
現象の発生を防止して十分な密着防止効果を得ることが
できるものである。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る中空糸膜型人工肺の構
造の左半分を断面して示す正面図である。この中空糸膜
型人工肺は、中空糸膜の外側に血液を循環させるととも
に、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送させて、血液
中の二酸化炭素とガス中の酸素とのガス交換を行うもの
である。すなわち、この中空糸膜型人工肺ｌは、ハウジ
ング２を備え、このハウジング２は筒状本体３の両端部
に環状の取付はカバー４．５を設けてなる。ハウジング
２内には、全体に広がって多数の、例えば１０．０００
〜６０．０００本の多孔質中空糸膜６がハウジング２の
長平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、この多孔質中空糸膜６の両端部は、取付はカバ
ー４．５内においてそれぞれの開口が閉塞されない状態
で隔壁７．８によりそれぞれ液密に支持されている。ま
た、上記各隔壁７．８は、多孔質中空糸膜６の外周面と
上記ハウジング２の内面とともに血液室９を構成してこ
れを閉塞し、かつ上記多孔質中空糸膜６の内部に形成さ
れる酸素含有ガス流通空間と血液室９とを隔離するもの
である。また、ハウジング２の一方には血液を供給する
血液導入口１０が設けられており、ハウジング２の他方
には血液を排出する血液導出口１１が設けられている。

上記ハウジング２の筒状本体３の内面には、軸方向の中
央に位置して突出する絞り用拘束部■２が設けられてお
り、筒状本体３内に挿通される多数の多孔質中空糸膜６
からなる中空糸束６ａの外周を締め付けるようになって
いる。また、取付はカバー４，５にはそれぞれ酸素含有
ガス導入口１３及びガス導出口１４が形成されている。

上記中空糸束６ａを構成する多孔質中空糸膜６は例えば
ポリプロピレンにより形成されている。

そして、この多孔質中空糸膜６間には複数、例えば５．
０００本の糸状体１５が混入し分散されており、多孔質
中空糸膜６同士の密着を防止するようになっている。す
なわち、この糸状体１５は第２図に取り出して示すよう
に、軸方向に沿って波形状に形成されており、その表面
の凹凸により隣接する多孔質中空糸膜６同士の密着を防
止するものである。この糸状体６の材料としては、血液
中への溶出等の問題が生じることがなく、かつ均一に製
造できるものであればよく、多孔質中空糸膜６と同様に
多孔質のポリプロピレン等を使用してもよいが、無孔質
中実糸を使用すれば製造が容易である。

上記糸状体１５の混合率は１〜５０（％）であることが
好ましい、ここで、「混合率」は全体（全多孔質中空糸
膜６及び金糸状体１５）の本数に対する分散させた糸状
体１５の本数の百分率（％）で定義される。混合率を１
　（％）以上とすることにより、十分な密着防止効果を
得ることができ、すなわちチャネリングを十分に防止す
ることができ、また、５０（％）以下であるとガス交換
効率が良好となる。上記範囲の中でより好ましい混合率
の範囲は、５〜３０（％）である、５（％）以上の混合
率であれば多孔質中空糸膜６と糸状体１５とを混合する
際に、糸状体１５が多孔質中空糸膜６中に均一に分散し
やすく、また、３０（％）以下の混合率であれば、ガス
交換に関与しない糸状体の混合によるガス交換の性能低
下が問題とならない。なお、従来の大丁肺は設定に対し
、最大で２倍以上もの高性能なものができており、これ
は中空糸膜が完全に分散すれば、従来の５０（％）の中
空糸膜をガス交換しないものに置換えられることを示し
ている。

第５図（ａ）〜（ｃ）は上記糸状体１５の中空糸束６ａ
中への混合方法を示すものである。すなわち、先ず、同
図（ａ）に示すように紡糸ラインに設置されている紡糸
装置１７にて紡糸された中空糸膜６を一度ボビン１８に
巻取り、次に同図（ｂ）に示すようにボビン１８に巻取
った中空糸膜６とともに、他のボビン１８ａに巻回され
た糸状体１５をかせ巻機に設けられる多角形状のかせ１
９に巻取って無端周回状の中空糸束６ａ′を形成し、続
いてこの無端周回状の中空糸束６ａ’をその周回方向の
特定部位で切断することにより、同図（ｃ）に示すよう
な前述の糸状体１５が混入された有端直線状の中空糸束
６ａを得ることができる。

上記糸状体１５の形状は種々変形可能であり、例えば第
３図に示すように直線状の糸状体１６の軸方向に所定の
間隔をおいて複数の突状部１６ａを設けることにより軸
方向に沿って径を変化させたものでもよく、また第４図
に示すような軸方向に螺施状に形成された糸状体２０で
もよく、要は隣接する多孔質中空糸膜６同士の密着を防
止できるものであればよい、なお、このような糸状体１
５．１６の形状の変化に伴い最適な混合率も多少変化す
るが、その値は上記範囲の中で設計的に選択されるもの
である。

本発明者は上記本発明の効果を確認するために以下の実
験を行った。

（実験例）第１図に示したような中空糸膜型人工肺Ａ（充填率５０
％）に対し、全中空糸膜の１０（％）を第２図に示した
形状の中実糸状体（ポリブロビレン製）に換えた人工肺
Ｂをそれぞれ５個ずつ作成した。これらの人工肺Ａ、Ｂ
にＨｂ（ヘモグロビン濃度）　＝１２　（ｍｇ／ｄｉ）
　、　５ＶＯ−（静脈血酸素飽和度）　＝３０　（％）
、Ｔ（温度）＝３７（’Ｃ）の生血を４（２７分）流し
、完全にプライミングしたとき、ＳＡＯ，（動脈血酸素
飽和度）の平均値は人工肺Ａでは８５（％）であったが
、人工肺Ｂでは９０（％）となった。すなわち、本発明
による人工肺Ｂの方が５ＡＯ７が大きくなり、その分多
孔質中空糸膜同士の密着が防止されガス交換効率が向上
していることが判明した。また、人工肺を多数製造する
と、人工肺Ａの方は分散不良品が高率で発生するのに対
して、人工肺Ｂの方ではその率が非常に小さいことが判
明した。

尚、上記実施例においては、本発明を中空糸膜型人工肺
に適用した例について説明したが、本発明はその他中空
糸膜型の人工腎臓等、さらには浄水器等にも適用できる
ことは勿論である。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、中空糸膜の束を備え、該
中空糸膜の内外において物質の移動を行う中空糸膜型物
質移動装置において、前記中空糸膜束の中に前記中空糸
膜同士の密着を防止するための複数の糸状体、特に表面
に凹凸を有し若しくは軸方向に波形状を呈し、又は軸方
向に径変化を有し、さらには軸方向に螺施状を呈してな
る糸状体を分散させるようにしたので、中空糸膜同士の
密着が低減され、したがってガス交換効率の低下が防止
されるとともにチャネリング現象の発生も効果的に防止
することができる。また、このように糸状体を中空糸膜
束の中に分散させる方法は、従来の多孔質中空糸膜に捲
縮を付与する方法に比べて製造が容易であるとともに安
価であり、またこの糸状体を中実糸又は中空糸とし、そ
の混合率を１〜５０（％）とすることにより、ガス交換
効率の低下及びチャネリング現象の発生を防止して十分
な密着防止効果を得ることができるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る中空糸膜型人工肺を半
分断面して示す正面図、第２図は第１図の人工肺に用い
る糸状体を取出して示す拡大図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の他の実施例に係る糸状体を示す拡大図、
第５図は上記糸状体の中空糸膜束内への混入方法を示す
図である。 ■・・・中空糸膜型人工肺、６・・・多孔質中空糸膜、１５．１６．２０・・・糸状体１７・・・紡糸装置１８．１８ａ・・・ボビン２・・−ハウジング６ａ・・・中空糸束第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中空糸膜の束を備え、該中空糸膜の内外において
物質の移動を行う中空糸膜型物質移動装置において、前
記中空糸膜束の中に前記中空糸膜同士の密着を防止する
ための複数の糸状体を分散させたことを特徴とする中空
糸膜型物質移動装置。
（２）前記糸状体は軸方向に波形状を呈している請求項
１記載の中空糸膜型物質移動装置。
（３）前記糸状体は表面に凹凸を有してなる請求項１又
は２記載の中空糸膜型物質移動装置。
（４）前記糸状体は軸方向に径変化を有してなる請求項
１又は２記載の中空糸膜型物質移動装置。
（５）前記糸状体は軸方向に螺施状を呈してなる請求項
１乃至４のいずれか１つに記載の中空糸膜型物質移動装
置。
（６）前記糸状体が中空糸である請求項１乃至５のいず
れか１つに記載の中空糸膜型物質移動装置。
（７）前記糸状体が中実糸である請求項１乃至５のいず
れか１つに記載の中空糸膜型物質移動装置。
（８）前記糸状体の混合率（本数）が１〜５０（％）で
ある請求項１乃至７のいずれか１つに記載の中空糸膜型
物質移動装置。