JPH04292171A - 膜型人工肺の保存方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜型人工肺の滅菌方法と
滅菌剤みの膜型人工肺を直ちに使用することができる膜
型人工肺の保存方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から人工肺を使用してガス交換を行
う場合には、対外循環用血液回路を取り付けた人工肺を
カテーテル、針等を介して人体と接続し、血液ポンプに
よって血液を循環させて、血液を酸素や空気等と直接あ
るいは膜を介して接触させるのが一般的である。人工肺
としては気泡型と膜型が知られているが、膜型の方が、
血漿蛋白の変性や、血球の破壊などの血液に対する損傷
が少ないことから近年膜型人工肺が使用されるようにな
ってきている。

【０００３】膜型人工肺（以下人工肺という）や血液回
路を人体と接続してガス交換を行う場合に、細菌感染等
を防止するため、人工肺と血液回路とを無菌状態としな
ければならない。このため使用前に人工肺と血液回路を
滅菌処理しておく必要がある。

【０００４】従来膜型人工肺の滅菌方法としてはエチレ
ンオキサイドによるガス滅菌法が知られている。しかし
ながら、ガス滅菌法は、その滅菌効果を高めるために、
人工肺と患者とを連結する血液回路を個々に滅菌処理す
るのが通例とされ、このための作業がきわめて煩雑で、
しかも長時間を要し、救急患者に対して即座に使用する
ことができず、連結時に汚染される危険性もある。また
、これらの滅菌法は使用時にその中に残存するガス、薬
液等を洗い流すため最終的に水等で洗浄されるが、これ
を完全に洗い流すことはきわめて困難で、時として、残
留したガス成分、薬液等が毒化して体内に注入される危
険性もあった。こうしたことから、近年人工腎臓では湿
潤状態の膜を高圧蒸気滅菌処理したり放射線滅菌処理す
る方法が実施されているが、人工肺では依然としてガス
滅菌法が実施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】人工腎臓で実施されて
いる上記滅菌法が人工肺に適用されない理由は明らかで
ないが、次のような理由によるものと推測される。 （１）　　人工腎臓では膜を介して血液と透析液を接触
させることにより、血液中の過剰水分と老廃物を除去す
るために透析液流路側の双方に脱ガスした液体を充填、
密栓しておけば、保存中の気泡発生の心配はないが、膜
型人工肺では膜を介して血液と酸素や空気などのガスを
接触させるため、膜のガス流路側が濡れている場合には
ガス交換効率が非常に低下して、緊急時のガス交換に役
立たない。 （２）　　人工肺のガス流路側を気体のままにしておく
と、膜の高いガス透過性と相俟って、数週間から２、３
年に及ぶ保存期間中にガスが体液と同等の浸透圧を有す
る液体が充填された血液流路側に透過して、血液側の充
填液に気泡を発生させる。

【０００６】したがって本発明の目的は人工肺と血液回
路に体液とほぼ同等の浸透圧を有する液体を充填し、し
かも該人工肺と血液回路とを連結した状態で滅菌する方
法と、滅菌剤みの人工肺を長時間保存した後でも直ちに
使用可能なように保存する方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明者らは滅菌処理の人工肺に及ぼす影響につい
て検討した結果、本発明に到達したものである。すなわ
ち本発明は、膜型人工肺の血液室と血液回路とに蒸留水
または体液とほぼ同等の浸透圧を有する液体を充填せし
め、しかも該膜型人工肺と血液回路とを連結し、かつ血
液回路の開口端を閉塞した状態で高圧蒸気滅菌処理また
は放射線滅菌処理を行うことを特徴とする膜型人工肺の
滅菌方法である。

【０００８】さらに本発明は上記滅菌方法で処理された
、血液回路が接続された膜型人工肺の血液室側をガス室
側に対して高圧に保持し、かつ血液室側とガス室側との
膜間圧力差を少なくとも１．０ｃｍ水柱に維持した状態
で保存することを特徴とする膜型人工肺の保存方法であ
る。

【０００９】

【作用】本発明は人工肺と血液回路を連結した状態で高
圧蒸気滅菌処理または放射線滅菌処理を行うものである
から、人工肺と血液回路とを連結するような面倒な作業
を省くことができ、かつ従来のごとく血液出入口付近に
空気が溜るようなことはなく、しかも血液回路との連結
時に空気が入り込むようなことがないので、血液凝固が
防止できる。また本発明の保存方法は血液室側をガス室
側に対して高圧側に維持するために長期間の保存におい
てもガス室側から血液室側への気体の透過が確実に防止
できて患者にセットした後、直ちに血液循環を開始し得
るものである。

【００１０】

【実施例】次に本発明方法の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図１は人工肺３と血液回路７を連
結した状態を示す概略図であり、人工肺の血液入口４と
出口４′に血液回路７が接続されている。一方人工肺の
ガス入口５と出口５′は解放または閉鎖されている。血
液回路の両端にはワンタッチコネクタ２が取り付けられ
ており、該ワンタッチコネクタには疎水性の多孔質フイ
ルタ１が連結され、これによって実質的に閉塞され、充
填液の漏れが防止されている。

【００１１】膜型人工肺３は平膜型のものでもよいが、
相対的に小型化できる中空糸型が好ましく、外部潅流型
のものがさらに好ましい。外部潅流型の場合には体液と
同等の浸透圧を有する液体が中空糸の外表面側に充填さ
れ、内表面側には気体がある。内部潅流型の場合はこの
反対である。ガス側の出入口５、５′は密閉されていて
も良いが、保存期間中の温度変化が大きいときには、出
入口内での水蒸気の凝縮を防ぐため、解放している方が
好ましい。

【００１２】疎水性の多孔質フイルタ１はポリテトラフ
ルオロエチレンやポリオレフィンなどの疎水性樹脂から
なるメンブレンフイルタや、不織布、織布、多孔質チュ
ーブなどの液体不透過性で気体透過性のものが使用され
る。該フイルタは人工肺３よりも高い位置に設置して、
包装、保管される。多孔質フイルタを人工肺より高い位
置に設置することにより、回路内の液体が蒸散などによ
り減少した場合に、多孔質フイルタ部分に気体が取り入
れられて人工肺の血液室側の膜面への陰圧発生が防止さ
れる。疎水性の多孔質フイルタとして、例えば０．４５
μ以下の孔径のものを使用すれば、回路内に取り入られ
る気体の除菌も行うことができる。

【００１３】ワンタッチコネクタ（以下ＱＣという）は
ポリカーボネート、ポリエチレンなどの医療用に用いら
れているプラスチック素材より成型されたもので、構造
的には公知のものを使用する事ができる。体外循環開始
時に、ＱＣから疎水性フイルタを取り外し、ＱＣを取り
付けた脱送血カテーテルにつなぎ変える事により、簡便
に血液体外循環回路を形成する事ができる。保存期間中
に充填液は多孔質フイルタを通して蒸散し、液面が回路
内部に進行して行くため、ＱＣより疎水性フイルタまで
の長さが短かすぎると、液面がＱＣを割り込む恐れがあ
る。液面がＱＣを割り込むとカテーテルとの接続の際な
どに不足部分の液体を補給しなければならない。このよ
うな液体補給操作を避けるために、通常疎水性フイルタ
からＱＣまでの長さを２０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍ
ｍ以上にしておくことが好ましい。

【００１４】血液回路７は塩化ビニル、ポリウレタン、
シリコン、無可塑塩化ビニルなどの医療用プラスチック
よりなり、必要に応じてそれらの素材を組み合わせて用
いることができる。上記血液回路に必要に応じて活栓付
き注入液および／またはモニターライン、エア抜きライ
ン、ヘパリン注入ライン、輸液注入ライン、薬剤注入ラ
イン、ガス分析用サンプル採取ライン、圧力モニタライ
ン、人工肺交換時のバイパスライン等を分岐させて設け
ることができる。かかる各ラインは血液回路と同等か、
より細い回路が用いられ、先端は密栓できるようにルア
式の盲栓、活栓等が取り付けられる。

【００１５】人工肺と血液回路内に充填される液体とし
ては、蒸留水、生理食塩水、乳酸リンゲル液、ハルトマ
ン液等の公知の液体の他、人体に輸液可能な液体が用い
られる。液体の充填に先立ち、該液体を公知の手段によ
り十分に脱気しておくと気泡の発生が一層抑制されて好
ましい。また、膜型人工肺と血液回路中の気体を予めめ
炭酸ガス等の水溶性で、かつ人体に対する為害性の少な
い気体で置換した後、充填すればさらに気泡の発生が抑
制される。液体を充填後直ちに滅菌を行わない場合には
、滅菌するまでの期間中での細菌の増殖を防止するため
各種抗生物質やエチルアルコール等、人体に対して為害
性の少ない静菌剤を添加してもよい。充填液は血液回路
の先端に取り付けたＱＣの少なくとも一方のＱＣから疎
水性フイルタを取り外した状態で生理食塩水や乳酸リン
ゲルなどの体液と同等の浸透圧を有する液体を血液回路
および人工肺に気泡を発生させないように充填した後、
ＱＣに疎水性フイルタを取り付ける。

【００１６】本発明はこうした人工肺及び血液回路を滅
菌処理するに当たり、人工肺と血液回路とを連結し、こ
れらを一体化した状態で高圧蒸気滅菌処理、または放射
線滅菌処理を行おうとするものである。ここでの高圧蒸
気滅菌処理は、通常行なわれている高圧蒸気滅菌釜によ
る１２１℃、２０分の処理で充分である。また放射線滅
菌処理は、２．０×１０↑６Ｒ以上、通常２．５×↑６
Ｒ位が好ましく十分な照射線量である。このような滅菌
処理を行なう場合、人工肺及び血液回路の素材としては
滅菌に耐え得るだけの耐熱性、耐放射線性がなければな
らないことはいうまでもない。

【００１７】上記滅菌方法で処理された人工肺はそのま
ま患者に接続して使用されるが、直ちに使用しない場合
には、人工肺の血液室側を血液室側とガス室側との膜間
圧力差が少なくとも１．０ｃｍ水柱となるように保持し
ておく必要がある。人工肺の血液室側とガス室側とに膜
間圧力差を付与する方法としては、血液回路の端部を人
工肺よりも上部に配置した静水圧を利用する方法、バネ
あるいはエラストマ等の弾性を利用してほぼ一定の圧力
で充填液を加圧する方法、加圧気体を利用する方法、あ
るいは人工肺のガス側を酸素吸収剤や吸湿剤を含む容器
に気密に接続し、血液側に対して相対的陰圧（血液側が
相対的陽圧）に保つ方法などの種々の手段が採用される
。 静水圧を利用しない場合には、ガス交換回路の包装体中
における人工肺の位置は必ずしも図１で示したような制
限、すなわち、静水による陽圧が血液側膜表面にかかる
ように人工肺を低い位置にして包装する必要はない。

【００１８】実施例１ 酸素ガス透過性が１．６ｃｃ／ｃｍ↑２／ｓｅｃ／ｃｍ
Ｈｇの多数の多孔質ポリプロピレン中空糸を円筒状のハ
ウジング内に収容した外部潅流型人工肺シリコン製の血
液回路を連結した状態で人工肺と血液回路内に生理食塩
水を充填した後、血液回路の先端に取り付けられたワン
タッチコネクタに先端が閉塞されたポリテトラフルオロ
エチレンの多孔質チューブを接続して、滅菌袋に収納し
、２．５×１０↑６Ｒａｄのγ　線を照射した。その後
図１に示すように血液回路の先端が人工肺よりも２ｃｍ
高い位置にセットされるように包装した。この状態で１
ケ月間室温下に保存した後、充填液を調べたところ全く
気泡は認められなかった。一方血液回路の先端を人工肺
よりも３ｃｍ低い位置にセットされるように枠材に固定
した状態で包装して保存した人工肺は１ケ月間室温下に
保存した後、充填液を調べたところ気泡の発生が認めら
れた。

【００１９】実施例２ 内径２３０μ　、外径３８０μ　のポリスルホン中空糸
の内表面に、約１μ　の厚みのシリコンゴムをコートし
た酸素ガス透過性が３×１０↑−４　ｃｃ／ｃｍ↑２／
ｓｅｃ／ｃｍＨｇの複合膜を組み込んだ内部潅流型人工
肺と血液回路とを連結し、該人工肺と血液回路内に蒸留
水を充填した後、血液回路の両端のワンタッチコネクタ
に同じく蒸留水を充たしたシリコンゴムの風船を取りつ
け、しかる後、シリコンゴム風船の内空部が人工肺より
２ｃｍ高い位置にセットされるように枠材に固定して滅
菌用の袋に収納し、１２１℃の高圧蒸気で２０分間滅菌
処理した。上記滅菌処理された人工肺を３ケ月間室温下
に保存したが充填液への気泡の発生は認められなかった
。さらに３ケ月間保存したが充填液への気泡の発生は依
然として認められなかった。 実施例３ 実質的に孔の認められない、緻密で薄い外表面層（厚み
約０．６μ　）と多孔質の膜壁よりなる不均質構造の中
空糸であって、酸素ガス透過性が３×１０↑−５（ＳＴ
Ｐ）ｃｃ／ｃｍ↑２／ｓｅｃ／ｃｍＨｇのものを用い、
生理食塩水を充填し、ワンタッチコネクタに不透水性多
孔性ポリプロピレン不織布を貼りつけたものを血液回路
端に接続した他は実施例１と同様にして、保存試験を行
なった。このものは６ケ月間保存したが充填液中に気泡
の発生は認められなかった。さらに６ケ月間保存したが
、充填液への気泡の発生は依然として認められなかった
。この１年間保存された人工肺のガス透過性を評価した
ところ、若干炭酸ガス透過性が低下した他は、保存前と
ほとんど変わらず、十分使用し得るガス交換性能を示し
た。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、人工肺と血液回路が一体に連
結され、該血液回路と人工肺の内部に無菌水または体液
とほぼ同等の浸透圧を有する液体を充填した状態で滅菌
され、しかも本発明の保存方法により長期間の保存の後
も充填液側に気泡が発生しないために、心筋梗塞、急性
心不全、急性呼吸不全などをはじめ、緊急に呼吸、循環
補助を必要とする場合に開封後速やかに利用できる利点
がある。また未滅菌のまま保管し、必要に応じて滅菌し
て使用する事もできるうえ、人工肺を利用する際の現場
の最も煩雑な作業である、無菌水または体液と同等な浸
透圧を有する液体を充填する作業が省略できるという大
きな利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】人工肺と血液回路とを連結した状態を示す概略
図である。

【符号の説明】

１　　多孔質フイルタ− ２　　ワンタッチコネクタ ３　　人工肺 ４、４′　　血液入口、出口 ５、５′　　ガス入口、出口 ７　　血液回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　膜型人工肺の血液室と血液回路とに蒸
   留水、または体液とほぼ同等の浸透圧を有する液体を充
   填せしめ、しかも該人工肺と血液回路とを連結し、かつ
   血液回路の開口端を閉塞した状態で高圧蒸気滅菌処理ま
   たは放射線滅菌処理を行うことを特徴とする膜型人工肺
   の滅菌方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の滅菌方法で処理された
   、血液回路が接続された膜型人工肺の血液室側をガス室
   側に対して高圧に保持し、かつ血液室側とガス室側との
   膜間圧力差を少なくとも１．０ｃｍ水柱に維持した状態
   で保存することを特徴とする膜型人工肺の保存方法。