JPH0347270A - 流体処理装置 - Google Patents

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、例えば人工肺、人工透析器等の血液処理装置
として用いられる流体処理装置に関する。

［従来の技術］ この種の流体処理装置として、例えば、中空糸を介して
血液中の二酸化炭素と酸素とのガス交換が行なわれる体
外循環用の中空糸を人工肺を挙げることができる。

この中空糸を人工肺としては、内部を血液が流れる中空
糸を複数本、束ねた中空糸束の両端に、各中空糸の内部
に対し、血液を導入、導出させる、例えば略円錐形状の
血液ポート領域を形成したいわゆる内部潅流型の人工肺
が知られている。

ところで、最近、その血液ポート領域に変形可能な膜状
の可撓性部材を設けたものが提案された。この可撓性部
材は５圧力を受けると、断面形状弓をに伸長して撓み、
変形するようになっており、この変形により血液ポート
領域の内部容積を可変とするものである。また、これに
加えて、血液ポート領域の内部容積を拡大させる方向へ
の可撓性部材の変形量を規制する規制部材を設け、これ
によって、可撓性部材の過度の変形を防止する構成も提
案されている。

このような可撓性部材を備えた人工肺によれば、例えば
、血液ポート領域内を流れる血液の圧力変動に応じて可
撓性部材が変形し、人工肺を含む対外循環回路中に発生
する陽圧、陽圧や異常な圧力変動を吸収することが可能
となる。

また、上記構成により、可撓性部材を積極的に変形させ
ることにより、血液ポート領域内の血液の流れを良好に
し、血液の滞留、血栓の発生を防止することができる。

更には、可撓性部材を積極的に変形させるとともに、例
えば人工肺の上流、下流側に逆上弁を設けることにより
、血液ポンプとしての利用も可能となる。これによって
、血液ポンプとしてローラポンプを用いなくてもよくな
り、静脈リザーバ等も不要となるので、例えば静脈リザ
ーバ等の設置による該リザーバ部における血液の滞留、
血栓の発生の防止等、ローラポンプの使用による諸問題
の解消がなされ得る。

特に、前記中空糸等の基材表面にヘペリンを固定し、こ
れにより抗凝固剤を用いない体外循環を行なう場合にあ
っては、上記の血液の滞留、血栓の発生等の防止効果が
顕著である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記人工肺にあっては、ポート領域内におけ
る圧力変動に伴なう可撓性部材の変形は、基本的に、そ
の可撓性部材の伸張に伴ない部材面に沿って生ずる引張
歪に基づくものである。

この引張歪により可撓性部材に生ずる応力は、何度も繰
返されるために、このような可撓性部材を用いた人工肺
では、その引張歪を原因として可撓性部材が早期に破損
する虞があり、耐久性が問題であるとともに、特にこの
種の医療機器では破損に伴なう危険が大であり、安全性
の点でも問題があった。更に、上記人工肺を血液ポンプ
として用いる場合には、可撓性部材の変形量を、より太
き（する必要があり、それに伴ない引張歪も太き（なる
ので、上記問題は一層、重大である。

また、可撓性部材の変形量を規制する規制部材を設けた
構成にあっては、確かに、可撓性部材の過度の変形を防
止する効果はあるが、前述のように可撓性部材に作用す
る繰返しの引張歪を解消するものではないので、この構
成によっても上記問題は依然として解決されないもので
あった。

本発明は、上記間厘点に鑑みなされたものであって、そ
の目的は、可撓性部材に対し、引張歪を実質的に引起こ
すことなく可撓性部材の変形動作を行なわせ、これによ
り可撓性部材の耐久性の向上を図り、人工肺等の医療機
器にも高い安全性をもって適用し得る流体処理装置を提
供するにある。

［課題を解決するための手段１ Ｌ記、課題を解決するために１本発明においては、流体
導通口が開「）形成されるとともに流体処理部が連接さ
れた流体ボー！・領域を備え、該流体ポート領域内に変
形ｂ］能に張設された可撓性部材を取付けてなり、該可
撓性部材の変形動作に応じて前記流体ボー１〜領域の内
部容積を可変とする流体処理装置であって、前記可撓性
部材は、常態に才Ｓいて第１の変形動作位置を占めると
ともに、前記流体ポート領域は、前記第１の変形動作位
置にｎｉｊ記可撓性部材を規制ゆ−る第１の規制壁手段
を備え、前記可撓性部材は、前記第１の変形動作位置よ
り第２の変形動作位置へ移動し得るとともに、前記流体
ボー　ト領域は、前記第２の変形動作位置に＋ｊｉｊ記
可撓性部材を規制する第２の規制壁手段を備えてなる構
成を特徴とする流体処理装置を提案するものである。

上記構成においては、前記第１の規制壁手段の前記可撓
性部材と密接する表面積と、前記第２の規制壁上段の前
記可撓性部材と密接する表面積とが実質的に同一である
ものが具体的構成として智案される。

より具体的構成として、前記第１及び第２の規制壁上段
のいずれか一方が凹状に形成さね、他方が当該一方の規
制壁ｒ・段に向かうｈ゛向に突出した凸部を有してなる
ものが提案される。

より具体的構成として、また、前記第１及び第２の規制
壁手段を、前記可撓性部材の取（−１部を舊４ｈ面に対
して実質的に対称形状に形成してなるものが提案される
。

更に、上記各構成においては、前記可撓性部材と、前記
第１及び第２の規制壁手段のいずれか方との間に、前記
可撓性部材を変形動作させる作動圧をイ］与する圧力室
を形成してなるものが提案される。

この構成においては、前記流体処理部が中空糸を備えて
なるものが提案され、更に、具体的構成として、前記流
体処理部が、内部を流体が流れる前記中空糸を複数本束
ねた中空糸束を備え、該中空糸束の端部が前記流体ポー
ト領域ｉ＝開１−Ｉし、当該中空糸束の開「１端血が前
記第１及び第２の規制壁手段のいずれか他方の少なくと
も一部をなすとともに、前記可撓性部材が、該他方に規
制される前記第１及び第２の変形動作位置のいずれかに
４３いて萌記中全糸東の開Ｅ１端而に密接してなるもの
が提案される。

［作用１ 上記構成の本発明に係る流体処理装置においてＧＪ、可
撓性部材は、常態において第１の変形動作位置を占める
とともに５．二の第１の変形動作位置〔こおいＣ流体ポ
ー用・領域に設けた第１の規制壁上段が可撓性部材をこ
の位置に規制し、該可撓性部材は、第１の変形動作位置
より第２の変形動作位置へ移動し得るとともに、この第
２の変形動作位置において流体ポート領域に設６−７た
第２の規制壁手段が可撓性部材をこの位置に規制する構
成となっており、この可撓性部材の変形動作の過程のい
ずれにおいても基本的に可撓性部材の伸張を伴なわず、
従って可撓性部材の部材面に沿う引ＩＪ歪か実質的に解
消され、長Ｈ旧こわたる繰返しの変Ｈニ動作にイ）安定
した十分な耐久性を備λた流体処理装置が得られろ。

［実施例］ 以ド、本発明の流体処理装置として、体外遁世用の中空
糸型人玉肺の第１の実施例を第１及び第２図に基づいて
説明する。

図中１は、血液中の二酸化炭素と酸素とのガス交換が行
なわれる血液処理部の周囲を覆う筒状体である。筒状体
１の内部には、内部を血液が流れる中空糸を複数本、東
ねた中空糸束２が配設されている。従って、本実施例に
おける大王２肺は内部潅流をのものである。

この中空糸束２の端部は、例えば、ポリウレタン樹脂等
のボッｊイシグ材よりなる隔壁３に中空糸が開口するよ
うに埋め込まれ、その隔壁３を介して前記筒状休日こ液
密に支持固定されるようになっている。

なお、本実施例にあっては、中空糸の内部を血液が下か
ら−１−に流れるように中空糸束２の下端部を流入側と
し、上端部を流出側とするものである。以下の説明及び
図面では、流出側についての内容を省略しているが、そ
の流出側にあっても、流入側と同様な構成をなすことは
勿論可能である。

図中４は、前記中空糸膜を介してガス交換される酸素を
供給し、二酸化炭素を排出するガス開口である。

上記筒状体ｌの下端部には、環状部材５を介して断面凹
状の蓋部材６が装着され、それら内部には、第２図に示
すように前記中空糸の内部と連通ずる流入側の血液ポー
ト領域７が形成されている。

環状部材５は、例えば、その両端部に雌ねじ部５ａ、５
ｂを有して形成されており、その一方の雌ねじ５ａが筒
状体ｌに液密に螺合、固定され、他方の雌ねじ部５ｂに
蓋部材６が液密に螺合固定されるようになっている。、 血液ポート領域７内には、変形可能な可撓性部材１０が
設けられている。可撓性部材ｌＯは、その常態、すなわ
ち、それの取付時の状態において、第１図に示すように
、平面部１０ａと、周面部１．　Ｏｂと、前記環状部材
５及び蓋部材６で挟持、取付けられたフランジ部１０ｃ
とよりなる倒立器状をなし、第１の変形動作位置を占め
るとともに、この第１の変形動作位置から第２図に示す
ように、その部材面に沿って引張られることなく屯なる
形状変形により、反転するように第２の変形動作位置に
移動、変形可能となっている。

第１及び第２の変形動作位置にあっては、可撓性部材ｌ
Ｏを規制する第１及び第２の規制壁手段８．９がそれぞ
れ設けられている。第１の規制壁手段８は、第１図に示
すように、常態における可撓性部材ｌＯの平面部１０ａ
と密接する前記中空糸束２の開口端面２ａと、周面部１
０ｂと密接する前記環状部材５の内周面とで構成され、
第２の規制壁手段９は、第２図に示すように移動、変形
状態における可撓性部材ｌＯの平面部１０ａ及び周面部
ｆｏｂと密接する前記蓋部材６の内面で構成されている
。これら第１及び第２の規制壁手段８．９は、可撓性部
材ＩＯの取付部を含む面に対して実質的に対称形状をな
しており、第１の規制壁手段８の可撓性部材ｌＯと密接
する表面積と、第２の規制壁手段９の可撓性部材ｌＯと
密接する表面積とが実質的に同一となっている。

なお、環状部材５の内周面及び蓋部材６の内周面は、可
撓性部材ｌＯの取付部に向かって拡径に傾斜して形成さ
れ、また可撓性部材１０の周面部１０ｂもそれに沿って
形成されているが、これにより可撓性部材１０が容易に
移動、変形し得るようになっている。

可撓性部材ｌＯの素材としては、例えば軟質塩化ビニル
を用いることができ、上述のような形状は、ディッピン
グ成型により一体的に得られる。

この可撓性部材１０と第２の規制壁手段９との間には、
第１図に示すように圧力室１１が形成されている。

圧力室１１には、前記蓋部材６の底部に形成された圧力
付与導入口１２が連通している。この導入口１２を介し
て圧力室１１に対し、図中、矢印で示すように、例えば
ガス等の流体が加圧、導入及び減圧、導出されるように
なっている。すなわち、圧力室１１内に、可撓性部材Ｉ
Ｏを吸引するような作動圧（吸引圧）を付与すれば、可
撓性部材ｌＯは、第２図に示すように第２の変形動作位
置に移動、変形し５これと逆に可撓性部材１０を押圧す
るような作動圧（押圧）を付与すれば、可撓性部材ＩＯ
は、第１図に示すように第１の変形動作位置に、正転す
るように移動、変形して戻り、これにより血液ポート領
域７の内部容積が変化するようになっている。

また、血液ポート領域７には、該領域ｌｌ内に対し、図
中、矢印で示すように血液を導入させる血液導通口１３
が連通している。この導通口１３は、環状部材５の周側
部に形成されている。

この血液導通口１３及び図示しない流出側の血液導通口
を開閉する開閉手段による開閉操作と、前記圧力室１１
へ吸引圧、押圧を切換付与する圧力切換手段による切換
操作とを、例えば後述する実験例１で示すような方法で
繰返して行なうことにより、血液ポンプとしての作動が
可能となる。

上記構成の人工肺によれば、可撓性部材ＩＯは、その常
態における第１の変形動作位置及び移動し、反転、変形
した第２の変形動作位置において第１及び第２の規制壁
手段８．９によりそれぞれ規制され、基本的（こその変
形は、その変形動作のいずれの過程においても単なる形
状変形によるものであり、可撓性部材１０の伸張を伴な
わない。従って、可撓性部材１０の部材面に沿う弓張歪
が実質的に解消され、その結果、可撓性部材ＩＯは、十
分な強度が確保され、長時間にわたって人工肺が作動さ
れ、繰返し２の変形動作がなされても、破損するような
虞がなく、安定した１−分な耐久性が得られる。

また、第１及び第２の規制壁手段８，９は、ぞれぞれの
可撓性部材１０に密接する表面積が同一であり、可撓性
部材１０の取付部を含む面に対して対称−Ｃあるので、
可撓性部材ＩＯは、その常態によ５ける形状からそれの
創作形状に移動、変形−４−るように規制さね、これに
より、その移動、変形は円滑かつ確実になされ得る。

また、史に、可撓性部材ｌＯが、第１図に示すように第
１の変形動作位置において、中空糸束２の開［１端而２
ａに密接するので、該端面部の血１ルを滞留させること
なく十分に排除することが可能となり、従って血液ポー
ト領域７内の血液のつ４ツシファウトが略完全になる。

その結ψ、血液の滞留による血栓の発生が、　層抑制さ
れることになる。

次に、本発明に係る中空糸型人工肺の第２のア施例を第
３及び第４図に基づいて説明する。

本実施例では、？１部材２１の内面中央部がその周縁部
に対し、同一高さかつ対称斜面を有するように肉厚に形
成され、これにより第２の規制壁手段２４が構成される
とともに、その肉厚部には、血液導通Ｄ　２２が、中空
糸束２の端面２ａと対向するように形成されている。

可撓性部材２３ｉ、ｊ、第３図に示すように第１の変形
動作位置において、その平面部２３ａの中央部が斜面部
２３ｄとス＋−１／−ｈ部２３ｅとで円錐形状に開「Ｊ
形成され、そのスト・レート部２３ｅが前記血液導通「
］２２の内部に入り込んで固着され、平面部２３ａ、周
面部２３ｔ）、フランジ部２３ｅ、斜面部２３ｄ及びス
トレート部２３ｅで一体構成されており、これが移動、
変形した第２の変形動作位置にあっては、それに第２の
規制壁手段２４が密接するようになっている。このよう
な構成にすることにより可撓性部材の斜面部２３ｄとス
トレート部２３ｅとの角度が鈍角となり、従ってそれが
移動５反転した際、その角度部位における曲げモーメン
トによる歪が小さ（なるので、より耐久性にすぐれる。

これに対し５可撓性部材ｌＯの常態におりる形状を第２
の規制壁手段２４と密接させた形状にし、第１及び第２
の変形動作位置を逆にすることも可能である。

なお１図中２５は血液ポート領域、２６は圧力室であり
、他の構成は第１の実施例と同様である。

本実施例の構成によれば、第１及び第２の規制壁手段８
，２４は、可撓性部材２３の取イτｊ部を含も面に列し
て非対称であり、第１の規制壁手段８の一部を構成する
中空糸束２の開口端面２）Ｎがその中央部では、第１の
変形動作位置における可撓性部材２３に密接していない
が、これによ−）でも第１の規制壁手段８が密接する程
度範囲に応じて、第１の実施例と同様な効果が得られる
。特に、本実施例にあって１才、上記の密接しない部分
の全体に対する割合は小さく、又中空型２の開［１端而
２ａの中央部は、その周縁部に比べ血液の滞留が生じ難
いことからも、効果は十分に得られる。

次に、第３の実施例として、中空糸の外部を血液が流れ
る外部潅流型の中空糸を人工肺を第５図に基づき説明す
る。

図中３１は流入側の血液ボー１へ領域であり、血液処理
部を覆う筒状体３２の端部を拡径にして、その内部に形
成されている。

血液ポート領域３１の周側部には、その全周又は少なく
ともその一部に第１の実施例におけるものと同様の血液
ポート領域７が、例えば筒状体３２に対し一体的構造に
より形成されている。但し、本実施例にあっては、第１
及び第２の変形動作位置が第１の実施例のものに対し、
逆の態様となっている。

血液ポート領域７は、前記筒状体３２の拡径部の側壁に
形成した開口部に設けである網部材３３を介して、前記
血液ポート領域３１に連通している。その網部材３３は
第２の規制壁手段３８の一部を構成するようになってい
る。

なお、図中３４は血液ポート領域３１に連通、形成され
た血液導通口、３５は中空糸の内部と連通ずるガス開口
、３６は圧力付与導入口、３７は第１の規制壁手段であ
る。

他の構成は第１の実施例と同様であり、又その作用、効
果についても、中空糸束２の開口端面２ａが可撓性部材
ＩＯに密接することにより得られる効果、いわゆるウォ
ッシュアウト効果を除き、第１の実施例と同様である。

第６図は、上記第３の実施例に係る中空糸型人工肺の変
形例を示している。

この変形例は、例えば筒状体４１の拡径部の内部に流入
側の血液ポート領域７を形成し、中空糸束２の周側面を
網部材３３に密接させ、これにより血液ポート領域７内
の血液のウォッシュアウト効果を良好にさせるものであ
る。

他の構成は、第３の実施例及び第１の実施例と同様であ
る。

次に、本発明に係る中空糸を人工肺の第４の実施例を第
７及び第８図に基づいて説明する。

本実施例では、第１の実施例における蓋部材６の内面に
おいて、その周面部の傾斜した一部を除き、中空糸束２
の端面２ａに向かって突出した台形状の凸部８１を形成
したものが蓋部材８２とされ、この蓋部材８２の内面に
より第１の規制壁手段８３が、環状部材５の内周面５Ｃ
と中空糸束２の端面２ａとにより第２の規制壁手段８４
がそれぞれ構成されている。

ここにおいて、蓋部材８２の凸部８１の上面８２ａと前
記中空糸束２の開口端面２ａとが同一表面積にされると
ともに凸部８１の周面８２ｂ、蓋部材８２の内周面部の
傾斜面８２ｃ及び環状部材５の内周面５Ｃのそれぞれの
縦断面形状における長さｆｆ３．ｆｆ、、　Ｉ２５がｊ
２　ｓ　＋　Ｑ　４＝　Ｉ２ｓなる関係にされ、これに
より実質的に、第１及び第２の規制壁手段８３．８４の
可撓性部材８５と密接する画表面積が同一となっている
。

可視性部材８５は、第１の変形動作位置にあって、蓋部
材８２の凸部８１の上面８２ａに対応する平面部８５ａ
と、凸部８１の周面８２ｂに対応する周面部８５ｂと、
蓋部材８２の内周面部の傾斜面８２ｃに対応する傾斜面
部８５ｄと、フランジ部８５ｃとより構成されており、
第２の変形動作位置にあっては、平面部８５ａが中空糸
束２の開口端面２ａに密接し、周面部８５ｂが、これに
同一平面となるように反転した傾斜面部８５ｄとともに
環状部材５の内周面５Ｃに密接するようになっている。

なお、８６は血液ポート領域、８７は圧力室であり、他
の構成は第１の実施例と同様である。

この構成にあっては、第１の実施例と同様の作用、効果
、すなわち可撓性部材８５の耐久性の向北及びウォッシ
ュアウト効果が得られる他に、凹状に形成された、本実
施例にあっては第２の規制壁手段８４に向かう方向に第
１の規制壁手段８３を突出して凸部８１を形成すること
により、血液ポート領域８６を極力、小さく形成するこ
とができ、プライミングボリュームを減少させ、ひいて
は患者の負担を軽減させ得る。更に、血液導通口１３か
ら供給される血液が、環状部材５の内周面５Ｃと、第一
の変形動作位置における可撓性部材８５の周面部８５ｂ
及び傾斜面部８５ｄとで溝状に形成、挟まれた部分によ
り中空糸束２の開口端面２ａのすみずみまで容易に行渡
る。

なお、本実施例では、内部潅流型の人工肺について説明
したが、第３の実施例およびその変形例のように外部潅
流型の人工肺においても本実施例は適用可能である。

本発明各は、−１１記実施例の人工肺の効果を確認する
ために、以下の実験を行な−）だ。

（実験例１） 本発明に係る人工肺として、基本的には、当社製キャピ
オックス（登録商標、ｃｘｏｓ　：デルモ（株）製）の
人工肺の流入側の血液ポート領域を第１，２図に示すよ
うに形成したものを用意した。可撓性部４）ｉ　ｌ　Ｏ
どしては、軟質塩化ビニルをゲイッピング成型した膜圧
２００Ｉノｍのイ）のを用いた。ここにおいて、第１図
１．゛示すように、第１の変形動作位置におりる可撓性
部材ＩＯのフランジ部ＬＯｃを除く最大径ｎ、を６５．
５ｍｍに、平面部１０ａの径！２２を５４１１Ｉｌ！ｌ
に、周面部１０ｂの高さ１１を１０ｍｒａに、周面部ｉ
ｏｂと平面部１０ａとのコーナを゛棒径８ｍｍで面取り
し、フランジ部１０ｃを含む平７Ｔｉｉに対し、周面部
１０ｂの変形方向の角度αを６０°としたものを人工肺
ＬＡどした。

次に、前３己テルモ（株）製の人工肺の流入側の血液ポ
ート領域を第：３，４図に示すように形成しｔ、−もの
を用意した。可撓性部材２３にあっては、前述の人工肺
ＩＡのものと同様の素材で成をしたものを用いた。

こ、−じおいて、第３図に示すように、第１の変形動作
位置における可撓性部材２３のフランジ部２３　ｃを除
く最大径で、を６４　ｍｍに、平面部２３　ｂの外径ｐ
、を５４ｍｍに、周面部’；、）　ａ　、斜面ｊｉｊ＜
　２３　ｄの高す１）を５ｍｍに、ス１ヘレ〜＋□一部
２３０）内径ｐ、を６市に、周面部≦ｌａ、斜而部２面
ｄと平面部２３　ｂとの一ト−すを半径４叩で面取りし
、フランジ部１０ｃを含む平面に対し、周面部９昌、斜
面部２３ｄの変形方向の角度αを４Ｆｉ’どしたものを
人１」市Ｉ　Ｉ）とした。

また、可撓性部材２３の最大径Ｃ３を７０ｍｍに、平面
部２３１）の外径ｅ、を５４ｍｍに、周面部９ａ、斜面
部２３ｄの高さ１１を８ｍｍに、他は前記人工肺１１〕
と同様にしたものを人「肺ｔＣとした。

以トの人工肺Ｉ　Ａ　−Ｉ　Ｃについて、可撓性部旧１
０．２３を第１の変形動作位置より第２の変形動作位置
に移動、変形さくノ゛るのに必要な圧力を測定した。

その結果、人工肺ＩＡ−ｉｃのいずれにおいても２〜Ｆ
５ｍｍ）Ｉｇのごく小さな膜圧で、可撓性部材９．２３
が移動、変形した。

（実験例２） 次に、Ｆ記人工肺ＩＡ〜１（：について第９図番こ示す
ような回路において循環実験を行なった。この回路は、
貯留タンク５１ど人工肺５２とで基本的に構成され、直
径６ＬｌＩｌ１１のデユープ５３で接続されている。人
工肺５２は、貯留タンク５１の下方に位置し、血液は、
図に矢印で示すように人工肺５２の内部なドから上に流
れるＪ、うになっている。

なお、図中５４は送血カブ−チル（ＵＳＣＩ社製、直径
４ｍ団（１２Ｆ））であり、人工肺５２の流出側に接続
したデユープ５３の先端に設けらオ］ている。この送１
ｍカテーテル５４は、実際は人体の動脈、静脈に留置さ
れるのであるが、ここでは擬似的に、貯留タンク５１内
に配置されている。

また、図中ｎは、流入側の血液ボー刊・領域７に係る血
液導通［」１３の開閉手段を構成するり→ンブ、ｂ４ｉ
流出側の血液ポート領域に係る血液導３１η［〕の開閉
手段を構成するクランプであり、Ｃはｉｉｉ記作動圧切
換ｆ段を構成する切換弁である。

本実験にあっては、血液の替りに３５％グリセノン水溶
液を用い、以下に説明するステップに基づいて連続循環
させた。

まず、ステップＡでは、第１Ｏ図に示ず、１−うに切換
弁Ｃを大気圧側に切換え、圧力室ｉｔ。

２６に大気圧を３秒間付与する。この際、クランプｌｉ
は開状態に、クランプｌ〕は閉状態にある。これにより
、ｉｆ撓性部材ｔｏ、２３が第２の変形動作位置へ移動
し、血液ポート領域７．２５に［ｎｌ　ＮＭが導入され
る。

ステップＢでは、クランプｎを閉状態じすイ）。

これにより、流入側の血１４にポート領域”７，２５／
＼の血；夜の導入が止められる。

ステップＣでは、クランプｂを開状態にする。

これにより、次のステップＤにおいて血液の導出が可能
となる。

ステップＤでは、切換弁Ｃを陽圧側に切換え、圧力室１
１．２６に０　、７　ｋｇｆ／ｃｍ”の陽圧を３秒間付
与する。これにより、可撓性部材７．２３が第１の変形
動作位置へ移動し、流入側の血液ポート領域７．２５内
の血液が中空糸を通過して流出側の血液ポート領域に押
込まれるとともに、流出側の血液ポート領域から血液が
導出される。

ステップＥでは、クランプｂを閉状態にする。

これにより、流出側の血液ポート領域からの血液の導出
が止められる。

ステップＦでは、クランプａを開状態にする。

これにより、次のステップＡにおいて、血液の導入が可
能となる。

なお、上記ステップにあって、ステップＢ。

Ｃ，Ｄの各ステップ間においては、瞬時に次のステップ
に移行できるのがよく、また各ステップＢ、Ｃ，Ｄを同
時に行なってもよい。ステップＥ、Ｆ、Ａの各ステップ
間においても同様である。

また、圧力室１１．２６内に陽圧または大気圧を付与す
る中途において、クランプａ、ｂの操作がなされると５
血液の逆流が起き、あるいは人工肺５２内に異常圧力が
生ずる恐れがある。

この場合には、陽圧も大気圧も付与しない中立のステッ
プを介在させ、そのステップの後にクランプａ、ｂの開
閉操作を行なうことにより、上記恐れを解消でき、ある
いは、例えば陽圧を付与する時間を十分に取り、血液ポ
ート領域７．２５内の血液な略排出することにより、血
液の逆流を防止することができる。

以上の各ステップを順次繰返し、連続して循環させた。

なお、各ステップにおけるクランプａ。

ｂ、切換弁Ｃの開閉、切換えについては、別置きのコン
トローラ５５により連動、操作した。

この結果、上記人工肺ＩＡ−１ｃ、では、２４時間運転
後も可撓性部材１０．２３が破損することな（、循環を
連続することができた。

（比較例１） 上記実験例１と比較するために、前記テルモ（株）製の
人工肺の流入側の血液ポート領域を第１１乃至１４図に
示すように形成したものを用意した。

まず、第１１図に示すように、前記人工肺ＩＡにおいて
、可撓性部材９の替りに、常態における形状が第１及び
第２の規制壁手段８．９のいずれにも沿うことな（平面
形状に形成され、他は同様な可撓性部材６１を備えたも
のを人工肺２Ａとした。図中６２は圧力室、６３は血液
ホト領域である。

次に、第１２図に示すように、前記人工肺ＩＣおいて、
環状部材５と蓋部材６とを蓋体６４で一体的に形成する
とともにその内側周面部を傾斜させることなく形成し、
可撓性部材２３の替りに、略円錐形状に形成され、その
周縁部が中空糸束２の端面周縁部と前記蓋体６４とで挟
持され、蓋体６４内における最大径が可撓性部材２３の
平面部２３ｂの外径１２ｚ　　（５４ｍｍ）に等しく形
成され、他は同様な可撓性部材６５を設けたものを人工
肺２Ｂとした。図中６６は圧力室、６７は血液ポート領
域である。

更に、第１３図に示すように、上記人工肺２Ｂにおいて
、蓋体６４の中央肉厚部を他と同一肉厚に形成した蓋体
６８によるものを人工肺２Ｃとした。図中６９は圧力室
、７０は血液ポート領域、７１は可撓性部材である。こ
の可撓性部材７１にあっては、その高さｈを１２＋ｎｍ
としだ。

また、第１４図に示すように、上記人工肺２Ｃにおいて
、蓋体６８の内面形状を可撓性部材７１の常態における
形状に沿って密接、形成した蓋体７２によるものを人工
肺２Ｄとした。図中７３は、可撓性部材７１と蓋対７２
との間に形成される圧力室、７４は血液ポート領域であ
る。

以上の人工肺２Ａ〜２Ｄについて、前記実験例１と同様
にして、可撓性部材６１，６５．７１を変形させるのに
必要な圧力を測定した。

その結果、１０ｍｗ＋Ｈｇの膜圧においては、人工肺２
Ｂ、２Ｃはほとんど変形しなかった。また、７０ｎ＋ｍ
Ｈｇの膜圧（循環時の落差圧）にｊ３いても、人−［肺
２Ａでは、可撓性部材６１の中央部が第２の規制壁手段
６に触れるのみであり、人工肺２Ｂ、２Ｃにあっては、
可撓性部材６５．７１が圧力室６６．６９を形成する蓋
体６４，６８の内面に全く触れなかった。

循環時の落差圧とは５９０〜１００ｃｍの落差により脱
血した、すなわち血液が人工肺を含む回路を流通する場
合の血液にイτ１与さオ］る圧力１０ｒｎｒｎ１−（ｇ
に相当する圧力室内（こおける圧力をいう。

なお、人工肺２Ｄでは、吸引側の変形が？Ｊ対’７２の
内面によりずでに規制さねているので、本実験にあって
は、変形不能である。

この結果、前記本発明の実施例に係る人工肺Ｌ　Ａ　”
　ｌ　Ｃと比べ、人工肺２Ａ〜２Ｄにあっては、可撓性
部材６１．６５．７１の部材面に沿って著しく大きな応
力が生ずるものであることが明白となった。

（比較例２） 次に、上：［ｆ１人人工肺八〜２Ｄについて、前記実験
例２と同様な循環実験を行な−）た。

その結果、２Ａでは１０時間、：２Ｂでは１：□１時間
、２Ｃでは５時間、２Ｄでは６時間で、略、（ＩＪ撓伸
性部材６１６５．７１が破損し、循環が不可能とな−）
な。

この破損部位が、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄでは、ｉｉＴ撓性部
材６５．７１の内周縁部に、２Ａでは、可撓性部材６１
の外周部に見られた。１−れらの部分に、可撓性部材６
１，６５．７１の変形にあたー）で、最も大きな歪が集
中、発生していることになる。

この結果、本発明の実施例に係る人工肺ＩＡ−Ｉｃは、
その耐久性においてイ憂れていることが明らかとなっＩ
こ。

以十、各実施例及び変形例を挙げて本発明を説明し７だ
が、本発明はＬ記実施例等に限定されるものではなく、
本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。

例えば、実施例等では、本発明の流体処理装置を人工肺
について説明したが、これに限定される、ものでｉｆな
く、人に透析器等の医療用は勿論、血液以外の流体、例
えばＩ、業用水の処理装置、更には気体の処理装置等番
こも本発明は適用できるものである。

［発明の効果］ 以ト説明したように、本発明に係る流体処理装置によれ
ば、可撓性部材は、常態において第１の変形動作位置を
占めるとともに、この第１の変形動作位置において流体
ポート領域に設りた第１４７）規制壁手段が可撓性部材
をこの位置に規制し、該可撓性部材は、第１の変形動作
位置より第２の変形動作位置へ移動し得るとともに、・
＝の第２の変形動作位置において流体ポート領域に設Ｇ
°ノた第２の規制壁手段が可撓性部材をこの位置に規制
するので、この可撓性部材の変形動作の過程のいずれに
おいても基本的に可撓性部材の伸張を伴なわず、従って
可撓性部材の部材面に沿う引張歪が実質的に解消され、
長期にわたる繰返しの変形動作にも安定した十分な耐久
性を備え、例えば、人工肺等の医療機器にも、高い安定
性をもって適用できる等５種々の効果を奏する流体処理
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体処理装置として中空糸聖人ＩＩ肺
に係る第１の実施例を示す要部縦断面図、第２図は第１
の実施例であって、可撓性部Ｈが移動し、変形した状態
を示す要部縦断［ｆＩｉ図、第３図はその第２の実施例
を示す要部縦断面図、第４図は第２の実施例であって、
可撓性部材が移動１７１、変形した状態を示す要部縦断
面図、第５図はその第：３の実施例を示す要部縦断面図
、第０図は第：３の実施例の変形例を示す要部縦断Ｉｎ
２部、第′１図：；ｊ゛第４の実施例を示す要部縦断面
図、第８図は第４の実施例において可撓性部材が移動し
、変形した状態を示す要部縦断面図、第９図は循環実験
回路図、第１Ｏ図は循環実験の際のスデップ図、第１１
−一第１４図は比較例に係る人］−肺の要部縦断１１１
図である。 １３．２２．３４・・・血液導通［−１７，２５，８６
・・・血液ボー　１・領域１０．２３．８５・・・可撓
性部材 ８，３７．８３・・・第１の規制壁手段９．２４，３８
．８４・・・第２の規制壁手段１１．２６．８７・・・
圧力室 ２・・・中空糸束、　　２ａ・・・中空糸束の開口端面
８１・・・凸部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体導通口が開口形成されるとともに流体処理部
   が連接された流体ポート領域を備え、該流体ポート領域
   内に変形可能に張設された可撓性部材を取付けてなり、
   該可撓性部材の変形動作に応じて前記流体ポート領域の
   内部容積を可変とする流体処理装置であって、前記可撓
   性部材は、常態において第１の変形動作位置を占めると
   ともに、前記流体ポート領域は、前記第１の変形動作位
   置に前記可撓性部材を規制する第１の規制壁手段を備え
   、前記可撓性部材は、前記第１の変形動作位置より第２
   の変形動作位置へ移動し得るとともに、前記流体ポート
   領域は、前記第２の変形動作位置に前記可撓性部材を規
   制する第２の規制壁手段を備えてなることを特徴とする
   流体処理装置。
2. （２）前記第１の規制壁手段の前記可撓性部材と密接す
   る表面積と、前記第２の規制壁手段の前記可撓性部材と
   密接する表面積とが実質的に同一である請求項１記載の
   流体処理装置。
3. （３）前記第１及び第２の規制壁手段のいずれか一方が
   凹状に形成され、他方が当該一方の規制壁手段に向かう
   方向に突出した凸部を有してなる請求項２記載の流体処
   理装置。
4. （４）前記第１及び第２の規制壁手段を、前記可撓性部
   材の取付部を含む面に対して実質的に対称形状に形成し
   てなる請求項２記載の流体処理装置。
5. （５）前記可撓性部材と、前記第１及び第２の規制壁手
   段のいずれか一方との間に、前記可撓性部材を変形動作
   させる作動圧を付与する圧力室を形成してなる請求項１
   ないし４のいずれか１に記載の流体処理装置。
6. （６）前記流体処理部が中空糸を備えてなる請求項５記
   載の流体処理装置。
7. （７）前記流体処理部が、内部を流体が流れる前記中空
   糸を複数本束ねた中空糸束を備え、該中空糸束の端部が
   前記流体ポート領域に開口し、当該中空糸束の開口端面
   が前記第１及び第２の規制壁手段のいずれか他方の少な
   くとも一部をなすとともに、前記可撓性部材が、該他方
   に規制される前記第１及び第２の変形動作位置のいずれ
   かにおいて前記中空糸束の開口端面に密接してなる請求
   項６記載の流体処理装置。