JPH041950Y2

JPH041950Y2 -

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Publication number: JPH041950Y2
Application number: JP1987050578U
Authority: JP
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1992-01-23
Also published as: JPS63156646U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は中空糸膜を利用して血液のガス交換
や浄化を行なう中空糸膜型血液処理装置に関する
ものである。

「従来の技術」周知のように、血液のガス交換や浄化（透析）
を人工的に行なう医療装置として、処理膜に中空
糸膜を使用した構造の中空糸膜型血液処理装置が
知られている。すなわち、多数の中空糸膜により
容器内に多数の血液流通路と、ガスまたは透析液
の流通路とを形成し、上記中空糸膜を介して血液
と、ガス（酸素あるいは酸素と空気あるいは酸素
と空気と二酸化炭素とから構成される）あるいは
透析液とを接触させ、血液中の二酸化炭素をガス
中に排出させたり、血液中の老廃物を透析液中に
排出させて、血液を浄化処理する構造の装置であ
る。

このような血液処理装置の一例として、従来、
第３図に示す構造の人工肺が提供されている。

図中符号１は円筒状の筒体を示すもので、この
筒体１の両端部は拡径されて筒体頭部２ａ，２ｂ
となつている。この筒体頭部２ａ，２ｂの側部に
はガスを上記筒体１中に導入し、筒体１外に排出
する流通管３ａ，３ｂが設けられている。

前記構成の筒体１内には多数の中空糸（ガス交
換膜）４が集束状態で収められている。これら中
空糸４は、シリコーン膜、ポリカーボネート膜、
ポリオレフイン多孔質膜、再生セルロース膜、ポ
リサルフオン膜、ナイロン多孔質膜、ポリエステ
ル多孔質膜、アクリル多孔質膜、フツ素樹脂多孔
質膜等の生体適合性がよく、ガス透過性のある材
料から構成され、内径30〜1000μmであり、内部
に血液を流通させるものである。

前記収束状態の中空糸４……は、筒体１内に収
納後にその両端部をポリウレタン樹脂、シリコー
ン樹脂などのポツテイング材５，５により上記筒
体１内において固定されており、このポツテイン
グ材５，５の外側端面には前記中空糸４……が開
口している。

そして、この筒体１には、その両開口部６ａ，
６ｂを覆うようにして蓋体７，８が取り付けられ
ている。この蓋体７，８はキヤツプ状に形成され
ており、この蓋体７，８と前記ポツテイング材
５，５との間にはそれぞれＯ−リング９が介装さ
れ、蓋体７，８−筒体１間が気密構造となつてい
る。そして、上方の蓋体８には血液流通突管１０
ａが設けられ、下方の蓋体７には血液流通突管１
０ｂが設けられており、上方の血液流通突管１０
ａから蓋体８内に血液を流入させ、さらに各中空
糸４……内に血液を流入させ、下方の蓋体７の血
液流通突管１０ｂから血液を流出させるようにな
つている。

上記構成において、ガスは各中空糸４…間を通
り、これら中空糸膜を介して血液とガスとがガス
交換し、血液中の老廃ガスは中空糸４外の流通ガ
ス中に排出され、流通ガス中の酸素は血液中に吸
収される。

「考案が解決しようとする問題点」ところで、前記従来の中空糸膜型人工肺（血液
処理装置）には、次のような改良すべき点がある
ことが、その後の研究で判明した。

すなわち、蓋体８の端面に設けられ、血液を各
中空糸４内に導入するために設けられている血液
流通突管１０ａは、蓋体８の端面の中心に突設さ
れており、この血液流通突管１０ａから前記ポツ
テイング材５の端面５ａまで血液を導いている
が、蓋体８内の外周縁部８ａでは中空糸４の開口
端部がまばらであるので、血液の流れは大変遅く
なり、淀んだ状態になる。

そのため、次のような問題が生じ易い。

(イ) 蓋体８内で血液の滞留が生じ、それに伴つて
血栓が生じやすく、処理終了に伴う血液回収時
に残血が生じる。これは特にＯ−リング９近傍
で顕著である。

(ロ) 血液の導入時に、血液は蓋体８の中央部で速
く、周縁部では遅いので、中空糸束の内、中央
部分の中空糸４……中の血液は速く流れ、周辺
部分の中空糸４……中の血液の流れが大変遅く
なり、血液処理効率上および血栓防止上、好ま
しくない状態となる。

「問題点を解決するための手段」本考案者らは、前記従来の問題点を解決するた
めに鋭意研究を重ねたところ、下記のような知見
を得るに至つた。

（）血液流出側の蓋体内においては、血液は
単に順次押し出され、重力によつて血球が落下
する向きがよく、落下した血球は漏斗状の蓋体
内面により出口へと集合する構造となり、この
間、流れを乱す突起等があつてはならず、かつ
内面は極めて平滑である必要がある。この血液
流出側の蓋体内における血液の停滞とそれに伴
う血栓現象の心配はなく、かえつて、ほぼ従来
の構造のままが血液流出には適している。しか
し、従来、シーリングのために設けているＯ−
リングの周辺では血栓が生じやすいので、Ｏ−
リングを使用しないで、より一層抵抗の少ない
内面形状とするほうがよい。

（）血液流入側の蓋体に対して、血液の流入
方向は、蓋体の側面から蓋体の中心に交差せ
ず、蓋体内の外周部分に向かうように設定すれ
ば、流入血液は蓋体内において渦流になり、蓋
体内の血液の流速度が外周縁部が大きく、中心
部が小さくなるが、中心部には流出口となる中
空糸束端が多数存在するために結果的に流速度
の均一化が行なわれる。

（）上記蓋体の側面に取り付ける血液流通突
管の上下位置は、ポツテイング材の上端面（中
空糸の端面）の直上に設定しないと、蓋体内に
局部的に血流停滞部分が生じてしまう。血液流
通突管の取り付け上下位置をポツテイング材端
面の直上にするためには、シーリングのために
設けているＯ−リングを取り除き、取り付けス
ペースを確保する必要があり、そのためには、
Ｏ−リングを用いないで、蓋体を筒体に気密に
取り付ける接合構造を採用する必要がある。

（）蓋体と筒体とを、ポツテイング材の周辺
部分を気密にして、しかも蓋体内部を障害物の
ない滑らかで単純な構造にして、少ない工数に
より接合するには、超音波溶接が最適である。

この考案は、前記知見に基づいてなされたもの
である。すなわち、この考案に係る中空糸膜型血
液処理装置は、蓋体と筒体とを超音波溶接により
一体に連結し、血液流入側の蓋体の血液流通突管
をこの蓋体の側部に、その流入口がポツテイング
材のほぼ端面直上に位置するとともに、その取付
角度を、前記血液流通突管の軸線がポツテイング
材の端面にほぼ平行で、蓋体の中心軸線に当接し
ないような角度にして設け、血液流出側の蓋体の
血液流通突管をこの蓋体の端面の中央部において
外方に突設したことを特徴とするものである。

「作用」前記構成によれば、流入側蓋体の血液流通突管
から蓋体内に流入した血液は、蓋体内においてポ
ツテイング材端面上を蓋体内の外縁部分に沿つて
渦を巻くように流れ、蓋体内に均一な渦流を生
じ、蓋体内の血液の流れおよび圧力が平均化され
る。その結果、蓋体内において血液停滞に伴う血
栓が生じることなく、多数の中空糸への流入が均
一に行なわれ、中空糸束における血栓の発生の心
配もなくなる。そして、中空糸束の各中空糸中を
ほぼ均一な速度で流出側の蓋体内に流下してきた
血液は、ほぼ漏斗状の蓋体内を中央部の血液流通
突管に向かつて集まり、しかも、この蓋体内部は
流れを乱す突起物がない滑らかな表面となつてい
るので、血液の停滞が全く生じずに装置の外に排
出されることになる。

以下、この考案を実施例によりさらに詳しく説
明する。

「実施例」第１図は、この考案に係る中空糸膜型血液処理
装置の一実施例を示すもので、図中、第３図と共
通する部分には同一符号を付して説明を簡略化す
る。図中、符号２０は血液流入側の蓋体を示すも
ので、この蓋体２０の特徴は、その血液流通突管
２１が側面の特定の位置に突設されていること
と、この蓋体２０と筒体１との連結がこれらの段
差状の連結部C₁において超音波溶接により一体
に接合されていることにある。

前記血液流通突管２１は、その蓋体２０内の開
口部が前記ポツテイング材５の上端面５ａの直上
に位置し、その流通（中心線）方向が同ポツテイ
ング材５の上端面５ａに平行となるとともに、第
２図に示すように、蓋体２０の内周面２０ａにほ
ぼ接するように、形成されている。

また、この蓋体２０の内周面２０ａには、前記
したように、蓋体２０と筒体１との接合が超音波
溶接により行なわれているために、滑らかで、単
純な形状となつており、血液の流通の障害になる
ものがない。そして、超音波溶接による接合によ
つてＯ−リングを設けなくても済んでいるため、
前記構造のように、血液流通突管２１をポツテイ
ング材５の端面５ａの直上に開口させることがで
き、その結果、ポツテイング材５の端面５ａから
蓋体２０の内部の上底面２０ｂ間までの寸法をほ
ぼ血液流通突管２１の内径寸法に等しく設定する
ことができている。したがつて、血液流通突管２
１の血液流は、蓋体２０内に入つてからも何等拡
散も集束もされず、蓋体２０の内周面２０ａに沿
つて渦状に均一に流れ、蓋体２０内において局部
的な停滞を生じることがない。このように、蓋体
２０内の血液の流れが均一化されるので、それに
伴つて蓋体２０内の血液の圧力も平均化され、そ
の結果、蓋体２０内の血液は各中空糸４……内に
ほぼ同流速で流入する。

また、図中、符号２２は血液流出側の蓋体を示
すもので、この蓋体２２はこの蓋体２２と筒体１
との連結がこれらの段差状の連結部C₂において
超音波溶接により一体に接合されていること以
外、従来の血液処理装置（第３図）とほぼ同一構
造に形成されている。すなわち、その血液流通突
管２３は、この蓋体２２の底面の中央に外方に向
けて突設されており、蓋体２２は全体形状がほぼ
漏斗状（この漏斗状の傾斜角度は2°〜15°が良好
である）となつている。したがつて、中空糸束の
各中空糸４中をほぼ均一な速度で流出側の蓋体２
２内に流下してきた血液は、ほぼ漏斗状の蓋体２
２内を中央部の血液流通突管２３に向かつて集ま
りながら流下し、しかも、この蓋体内周面は流れ
を乱す突起物がない滑らかな表面であるので、血
液の停滞が全く生じずに装置の外に排出される。

なお、この実施例においては、流入側の血液流
通突管２１の中心線を蓋体２０の内周面２０ａに
ほぼ接するように構成したが、本考案では、前記
中心線は蓋体２０の中心軸（中空糸束の中心軸）
に交差せずに、外れて居れば良いので、必ずしも
血液流通突管２１の中心線を蓋体２０の内周面２
０ａに接するように構成しなければならないこと
はない。

「考案の効果」以上説明したように、本考案に係る中空糸膜型
血液処理装置は、蓋体と筒体とを超音波溶接によ
り一体に連結し、血液流入側の蓋体の血液流通突
管をこの蓋体の側部に、その流入口がポツテイン
グ材のほぼ端面直上に位置するとともに、その取
付角度が、前記血液流通突管の軸線がポツテイン
グ材の端面にほぼ平行で、蓋体の中心軸線に当接
しないような角度にして設けられ、血液流出側の
蓋体の血液流通突管がこの蓋体の底面の中央部に
おいて外方に突設されたことを特徴とするもので
ある。

従つて、この考案の中空糸膜型血液処理装置に
よれば、流入側蓋体の血液流通突管から蓋体内に
流入した血液は、この蓋体内においてポツテイン
グ材端面上を蓋体内の外縁部分に沿つて渦を巻く
ように流れ、蓋体内に均一な渦流を生じ、蓋体内
の血液の流れおよび圧力が平均化される。その結
果、蓋体内において血液停滞に伴う血栓が生じる
ことなく、多数の中空糸への流入が均一に行なわ
れ、中空糸内における血栓の発生の心配もなくな
る。そして、中空糸束の各中空糸中をほぼ均一な
速度で流出側の蓋体内に流下してきた血液は、こ
のほぼ漏斗状の蓋体内を中央部の血液流通突管に
向かつて集まり、しかも、この蓋体内周面は流れ
を乱す突起物がない滑らかな表面であるので、血
液の停滞が全く生じずに装置の外に排出されるこ
とになり、その結果、全体として血液処理効率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の一実施例を示
すもので、第１図はこの考案に係る中空糸膜型血
液処理装置の縦断面構成図、第２図は同血液処理
装置の要部である血液流入側の蓋体の一部断面視
した平面図、第３図は従来の中空糸膜型血液処理
装置の一例を示す縦断面構成図である。１……筒体、２ａ，２ｂ……筒体頭部、３ａ，
３ｂ……ガス（または透析液）流通管、４……中
空糸、５……ポツテイング材、２０……血液流入
側の蓋体、２０ａ……蓋体の内周面、２０ｂ……
蓋体の内部の上底面、２１……血液流通突管、２
２……血液流出側の蓋体、２２ａ……蓋体の底
面、２３……血液流通突管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】両端側部にガスまたは透析液の流通管が突設さ
れている筒体内に外観柱状に収束された多数の中
空糸が収納されるとともに、その両端部がポツテ
イング材により固定され、血液の流通突管を有す
るキヤツプ状の蓋体が前記筒体の両端部に超音波
溶接により一体に連結されてなり、前記血液流入側の蓋体の血液流通突管がこの蓋
体の側部に、その流入口が前記ポツテイング材の
ほぼ端面直上に位置するとともに、その取付角度
が、前記血液流通突管の軸線がポツテイング材の
端面にほぼ平行で、前記蓋体の中心軸線に当接し
ないような角度にして設けられ、前記血液流出側の蓋体の血液流通突管がこの蓋
体の底面の中央部において外方に突設されている
ことを特徴とする中空糸膜型血液処理装置。