JPH0467872A

JPH0467872A - 液体処理装置

Info

Publication number: JPH0467872A
Application number: JP2178937A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Nogawa; 淳彦野川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-03
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JP3025973B2

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、液体処理装置に関し、より具体的には、開放
系であって、流量によって血液と接触するガス交換膜の
面積が変化する人工肺に関する。

［従来の技術］一般に、例えば緊急の心肺不全患者に対する生命維持手
段としては、血液を体外に導出して酸素を付加した後、
再び体内に返血する機能を有する人工心肺が開発され、
実用に供されている。

このような人工心肺に使用される人工肺の一例としては
、疎水性の多孔質中空糸膜をガス交換膜として利用した
ものが実用化されており、従来、この種の人工肺におい
ては、人体から取り出された血液が人工肺の血液導入口
より人工肺内に流入し、大気とは連通しない閉鎖系の血
液室において多数の多孔質からなるガス交換膜と接触し
てガス交換がなされ、その後、動脈リザーバーを経て人
体へ返血されるよう構成されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような閉鎖系の人工肺を使用すると
き、患者が幼児である場合と大人である場合とでは、体
外循環すべき血液量が異なるため、人工肺の性能を変え
る必要があり、あらかじめ複数の種類の人工肺を用意し
、患者に応じて適正な人工肺を選ばなければならず、煩
雑であるという問題があった。

また、中空糸膜型人工肺においては、中空糸内部に血液
を流すタイプのものが実用化されてきたが、その圧力損
失が大きいゆえに、拍動流体外循環、分離体外循環、ブ
ラッドカーデイオプレギア等への適応が困難とされてい
る。

そこで、本発明者は、中空糸膜の外側に血液を流し、内
側にガスを流すとともに人工肺内の血液室が一部大気と
連通し、液体を収容したときの残余の空間部分の気圧が
大気圧と等しく、血液の流量によって血液と接触するガ
ス交換膜の面積が変化する、いわゆる開放系の人工肺を
開発するに至った。

このように中空糸外側に血液を流し、内側にガスを流す
ことにより圧力損失を少なくすることが可能となり、循
環回路中の人工肺の前に送血ポンプを設ける必要がなく
、人体からの脱血の落差のみによって血液を人工肺に、
さらには貯血槽に送ることが可能となる。

したがって、手術中に心臓を保護するために酸素加面を
間欠的に送り込むブラッドカーデイオプレギアや上半身
と下半身を別々に体外循環する分離体外循環等に適応可
能となる。

さらに、このような開放系の人工肺であれば、複数の種
類の人工肺を用意する手間が省け、一種類の人工肺であ
っても患者に応じて血液と接触するガス交換膜面積及び
ブライミング量を変化させることができ、望ましい。

しかしながら、このような人工肺においては、ガス交換
膜は下方の血液と接触している部分しか使用されず、上
方の使用されない部分においては、ガス交換膜が多孔質
であるため、ガス交換膜の多数の孔部からガスが外部へ
逃げてしまい、十分なガス交換性能が得られないという
問題があった。

また、人工肺は通常使用に先立って内部のエアーを血液
流路中から除去するブライミング操作を行うのであるが
、ガス交換膜が疎水性であるため、リンゲル液等のブラ
イミング液とのなじみが悪（、ブライミング操作におい
てエアーを完全に除去し難く、特に、ガス交換膜として
多孔質の中空糸膜を使用した場合であって中空糸の外側
に血液を流すタイプでは、中空糸膜と中空糸膜との間に
エアーをため込む現象が強（見受けられる。

その結果、各中空糸膜間がエアーによってブロックされ
、ガス交換に寄与する有効膜面積が低減し、ガス交換性
能が低下するという現象を示すことがあった。

また、上述の開放系の人工肺においては、血液室内の血
液以外の空間部分は大気圧に等しく、血液流路には十分
な圧力がかからないため、ガス交換膜が十分に濡れず、
所望のガス交換性能が得られない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
、開放系の液体処理装置において、上述の問題点を解決
し、十分な液体処理能力を得ることを目的とする。

より具体的には、開放系でありながら、十分なガス交換
性能を得ることができる人工肺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］上記目的を達成する本発明は、下方から上方へ延びて設
けられ、気体は通すが液体は通さない液体処理膜と、該
液体処理膜の一面側に下方から上方へ延びて設けられ、
少なくとも上方において大気と連通し、液体を収容した
ときの残余の空間部分の気圧が大気圧に等しく、液体流
入口を有する液体室と、前記液体処理膜の他面側に下方
から上方へ延びて設けられた気体室とを備え、前記気体
室の気体流入口は、気体室の下部に設けられていること
を特徴とする、液体処理装置である。

また、本発明は、下方から上方へ延びて設けられ、気体
は通すが液体は通さない液体処理膜と、該液体処理膜の
一面側に下方から上方へ延びて設けられ、少なくとも上
方において大気と連通し、液体を収容したときの残余の
空間部分の気圧が大気圧に等しく、液体流入口を有する
液体室と、前記液体処理膜の他面側に下方から上方へ延
びて設けられた気体室とを備え、前記液体処理膜のガス
フラックスは、１０ｍＩ２／ｍ２・ｓ・ｍｍＨｇ以下で
ある、液体処理装置から構成される。。

ガスフラックスとは、単位面積の膜に単位圧力をかけた
ときの時間当りの気体の透過量を意味する。

よって、単位は（体積）／［（時間）　　（面積）・　
（圧力）］である。

例えば、１気圧の気体が面積１ｍ２の膜を１　ｍ　２　
／　ｓで透過するならば、１ｍβ／Ｓ・ａｔｍ”ｍ２と
なる。

また、仮に膜面積１ｍ２の人工肺モジュールを用いて下
流側を閉塞して上流側より圧力ｌＯｍｍＨｇで酸素を流
入させたときに流量が６１　／　ｍ　ｉ　ｎであれば１
００　ｍ　Ｑ　／　ｓ（ｌ　ＯｍｍＨｇ）　　・ｍ２．
すなわち１０ｍ１２／ｓ・ｍ２　・ｍｍＨｇとなる。

前記液体処理膜の一例としては、多数の孔部を有する多
孔質体と、少なくとも該多孔質体の孔部を塞いで該孔部
の気体透過性を低減させる物質とから構成される。

さらに、本発明は、液体処理膜と、該液体処理膜の一面
側に設けられ、少なくとも上方において大気と連通し、
液体を収容したときの残余の空間部分の気圧が大気圧に
等しい液体室とを備え、前記液体処理膜の少なくとも表
面は、水に対する前進接触角が９０度未満であることを
特徴とする、液体処理装置から構成される。

ここで、前進接触角とは、固体表面上の液滴にさらに余
分の液を加えていったときに液面が前進する際に形成さ
れる接触角をいう。

その測定方法は、たとえば、固体表面上に液滴をたらし
、さらに余分の液を加えながら、水平方向かつ液滴の中
心側から固体表面と液面とのなす角度を測定する。

し作　用］本発明に係る液体処理装置を使用するに際しては、まず
、流体流入口より血液を液体処理装置内に導入する。

導入された血液は、下方から上方へ延びて設けられ、気
体は通すが液体は通さない液体処理膜の一面側に設けら
れた液体室内に流入する。

ここで、液体室は、下方から上方へ延びて設けられてお
り、さらに、少なくとも上方において大気と連通し、液
体を収容したときの残余の空間部分の気圧が大気圧に等
しいため、流入した血液は、流入した量に応じて下方か
ら上方へ水位が変化することになる。

一方、前記液体処理膜の他面側には、気体室が設けられ
ており、酸素含有ガスが流れているため、液体室側にあ
る血液は、液体処理膜を間にはさんで気体室を流れる酸
素含有ガスと接触することになる。

そして、液体処理膜は、気体は通すが液体は通さないた
め、液体室側にある血液は、気体室を流れる酸素含有ガ
スとの間でガス交換がなされ、酸素が付加される。

ここで、気体室の気体流入口は、気体室の下部に設けら
れているため、気体流入口より流入した酸素含有ガスは
、流入直後に液体室下方に貯留している血液と液体処理
膜を介して接触し、効率良くガス交換が行われる。

また、液体処理膜のガスフラックスは１０ｍ１２／　ｍ
　２　　・ｓ・ｍｍＨｇ以下であるので、液体処理膜の
うち、血液のガス交換に関与しない部分において、酸素
含有ガスが漏れ出てガス交換の効率が低下するようなこ
ともない。

さらに、前記液体処理膜の少なくとも表面は、水に対す
る前進接触角が９０度以下であるため、本発明のような
開放系の液体処理装置であっても、液体処理膜表面が濡
れ易く、血液が液体処理膜表面をよく濡らすため、効率
の良いガス交換が行われる。

［実施例］以下、本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る液体処理装置としての
人工肺の全体構成を断面により概略的に示したものであ
る。

図中、ｌが人工肺である。

この人工肺Ｉを構成するハウジング３は、ポリカーボネ
ート、アクリル−スチレン共重合体、硬質ポリ塩化ビニ
ル等の硬質プラスチック材料から成形され、円筒状を呈
しており、そのすぐ内側には、血液貯留用の所定の大き
さの空間部からなる貯血室５が設けられている。

また、貯血室５の下端部には血液流出口４が設けられて
いる。

貯血室５よりも、さらに内側には、本発明における液体
処理膜として、ハウジング３の長平方向に下方から上方
へ延びて相互に離間させて全体に広がるように配置され
た多数の中空糸膜束からなる血液処理膜７が集束され、
円筒状の血液処理部６を構成し、ハウジング３に対して
同軸状に配置されている。

したがって、前記貯血室５は、ハウジング３の内面と血
液処理部６の外周面から構成されることになり、上方よ
り見たとき、貯血室５は、ドーナツ状を呈している。

尚、上記血液処理膜７は、上述のような中空糸膜に限ら
ず、平膜等から形成してもよい。

この血液処理部６のみを便宜上取り出して、斜め上方よ
り見たときの状態を第２図に示す。

まず、血液処理部６は、第２図に示すように、左右両方
向に、は、ぼ鉛直線に対して４５°の角度をなして形成
された多数の中空糸膜である血液処理膜７から構成され
ている。

血液処理膜７は、鉛直方向に並列して配置してもよいの
であるが、このように血液処理膜７を角度をなして交差
させて配置することにより中空糸膜が固く編み込まれて
、血液処理部６の外側に特別な保持のためのハウジング
を必要としない。

このように角度をなして交差する血液処理膜７を作成す
るには、公知の方法を採用することができる。例えば、
回転するボビンに前後動する糸ガイドを介して所定の角
度で血液処理膜７を巻き取り、所定の角度で交差する螺
旋状の多層体を得た後、ボビンを抜き取り、多層体の両
端部を仮止め部材で仮止めし、ハウジング３内の所定の
位置に収納した後、両端部にポリウレタン等からなる隔
壁形成材を遠心注入して、隔壁を形成し、その後、隔壁
の端面な所定の位置においてスライスすることにより、
多孔質中空糸膜からなる血液処理膜７の端部を開口させ
て作成することができる。

なお、前記ボビンは、図示はしないが、格子状の骨材と
して使用し、多層体形成後に抜き取らずにそのまま製品
に組み込んで、強度付与体として使用してもよい。

血液処理膜７は、人工肺におけるガス交換膜として機能
するもので、例えば１０，０００〜６Ｑ、０００本の所
定の割合で捲縮が付けられた疎水性の多孔質中空糸膜か
らなる。

多孔質中空糸膜としては、一般にポリオレフィンから形
成することができ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリテトラフロロエチレン、ポリサルホン、ポリ
アクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート等の材
料から形成することができる。

特に好ましくはポリプロピレンである。

また、血液処理膜７は、シリコーン膜等から形成するこ
ともできる。

いずれにしても血液処理膜７は基本的に疎水性であり、
気体は通すが液体は通さない性質を有しているため、血
液処理膜７を間にはさんで一面側に血液、他面側に酸素
含有ガスを存在させることにより、分圧の原理によって
、血液（静脈血）中には酸素が付加されることになる。

ここで、血液処理膜７はガスフラックスが１０ｍｊ２／
ｍ２　・ｓ・ｍｍＨｇ以下となるよう調整されている。

血液処理膜７がシリコーン膜からなるときは、ガスフラ
ックスが１０ｍβ／　ｍ　２　・ＳｍｍＨｇ以下であり
、特に調整する必要がないのであるが、血液処理膜７が
多孔質のポリオレフィンからなる場合は、そのままでは
ガスフラックスがｌ　０ｍ１２／ｍ２−ｓ・ｍｍＨｇよ
りも大きイノで、Ｉ　Ｏｍｌ／ｍ２・ｓ・ｍｍＨｇ以下
となるよう調整する。

具体的には、多孔質中空糸膜の側壁に多数存在するとと
もに外側から内側へ貫通した微細孔内をシリコーンオイ
ルで閉塞し、基体透過性を低減させる。

シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル
、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルクロロフェ
ニルシリコーンオイル、分岐状ジメチルシリコーンオイ
ル、メチルハイドロジエンシリコーンオイル等があり、
好ましくは、ジメチルシリコーンオイルおよびメチルフ
ェニルシリコーンオイル、最も好ましくは、ジメチルシ
リコーンオイルである。

多孔質の側壁の微細孔にシリコーンオイルを充填するに
は、シリコーンオイルの溶液中に多孔質膜を１〜１０分
間、好ましくは１〜３分間浸漬して充分含浸させた後、
空気、窒素、炭酸ガス等のガスを流通させて多孔質中空
糸膜内部に充満しているシリコーンオイルを除去し、つ
いで溶媒と非溶媒との混合物を内面に流通させることに
より該内面に付着しているシリコーンオイル層を除去し
て、微細孔にのみシリコーンオイルを充填する。

また、シリコーンオイルが多孔質中空糸膜の側壁の微細
孔より外面に流出している場合は、外面も上記と同様の
方法で付着しているシリコーンオイルを除去することが
好ましい。

前記シリコーンオイルは、通常２０〜５ｏｉｉｔ％、好
ましくは、３０〜６０重量％の溶液として使用される。

また、その溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、ヘキサン、塩化メチレン、メチルエチルケトン、メ
チルエーテル、酢酸エチル、トリフロルトリクロロエタ
ン（フレオン）等がある。

多孔質中空糸膜壁面に付着したシリコーンオイルを除去
する液体は、前記溶媒では含浸させたジノコーンオイル
が溶出してしまうため、シリコーンオイルが溶解しない
アルコール系の溶媒と前記溶媒の混合溶媒を用いる。

たとえば、ヘキサンとエタノール、ヘキサンとイソプロ
ピルアルコール、キシレンとエタノール、トルエンとイ
ソプロピルアルコール、フレオンとエタノール等の混合
液が用いられる。

このようにして微細孔がシリコーンオイルにより閉塞さ
れた多孔質中空糸膜は、ガスフラックスが１０ｍｌ／ｍ
２−ｓ・ｍｍＨｇ以下となる。

しかしながら、充填されたシリコーンオイルは所定のガ
ス透過性を有するので、人工肺のガス交換膜としての機
能の点で何ら遜色はない。

さらに、血液処理膜７は、少なくとも外表面が、水に対
する前進接触角が９０度未満、望ましくは８０度以下と
なるよう処理されている。

前進接触角ならびにその測定方法は、前述の通りである
。

また、このように前進接触角を所定の値未満とすること
は、血液処理膜７の血液との接触面を所望の程度、親水
化して濡れ易（することを意味し、本発明の目的である
ところの液体処理膜の液体処理に寄与する有効膜面積を
低減させることなく、十分な液体処理能力を得るために
重要な意義を有する。

ここで、水に対する前進接触角が９０度以上であると、
人工肺ｌが開放系であることと、血液処理膜７の血液に
対する濡れ性が悪いことと相まって中空糸膜からなる各
血液処理膜７の間に血液が行き渡らず、十分なガス交換
性能が得られないことになる。

血液処理膜の外表面を親水化処理する方法としては、種
々の方法を将ることかでき、血液と接触したときに血液
を損傷させたり、毒性を有するものでなければ適用可能
である。

上記親水化処理の方法には種々あるが、その例を以下に
述べる。

（１）酸処理用いる酸としては、ＫＭｎＯ４／Ｈ２ＳＯ４溶液、Ｋ２
　Ｃｒｚ　Ｏｔ　／Ｈ２５０４溶液などがあるが、特に
、ＫＭｎＯａ　／Ｈ２Ｓ０４溶液が好適である。

この溶液の各成分の濃度は、ＫＭｎＯ−０゜０５〜１ｗ
ｔ％、Ｉ２５０４９０〜１００ｗｔ％とするのが親木化
に好ましい。

また、上記の混酸に限らず、単独の酸、例えばＨ２ＳＯ
４のみを用いてもよい。

（２）アルブミン水溶液処理アルブミン水溶液は０．５〜８　ｗ　／　ｖ％のものを
用いるのが親水化に好適である。

（３）ＰＨＥＭＡ処理ＰＨＨＭＡすなわちポリヒドロキシエチルメタアクリレ
ートを用いて処理を行なうが、その濃度は親水化には０
．０５〜４ｗｔ％とするのがよい。

（４）コロナ放電処理コロナ放電処理とは、いわゆる材質上でコロナ放電を起
こし、表面に親木基を導入する方法であり、その処理時
間は要求される親水化の程度に応じて定められる。

（５）プラズマ処理プラズマ処理とは、グロー放電によって作られた活性種
を用いて高分子表面を処理する方法であり、その処理時
間は要求される親水化の程度に応じて定められる。

（６）オゾン処理オゾン処理とは、オゾンを表面に当てることにより表面
に親水性の官能基を導入する方法である。

その処理時間は要求される親水化の程度に応じて定めら
れる。

このようにして、血液流路膜７を処理した後に、下記−
船蔵（Ｉ）ＨＯｆｃＨ，ｃＨ２０）　ａ−（ＣＨ−ＣＩ２０１　ｂ
−（ＣＨ２ＣＨ２０）　ｃＨ（！Ｈｓで表わされるポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプ
ロピレン）ブロックポリマーで処理して被覆する。なお
、このブロックポリマーを被覆せしめる手段は特に限定
されない。

これらの併用により濡れ性、気泡付着防止性ともに改善
される。上記式（Ｉ）において、ａ＋（Ｈは２〜２．Ｏ
ｏｏ、好ましくは２〜５００、より好ましくは３〜３ｏ
ｏ、ｂはｌｏ〜１５０、好ましくは１０〜１００、より
好ましくは１５〜７０の範囲がよい。これらの範囲をは
ずれると、このブロックコポリマー自体の親水性が低下
したり、疎水部への緩和性が低下したりするため、処理
後の材料表面の濡れ性が低下するからである。

一方、血液処理膜７の両端部は、それぞれの開口９が閉
塞されない状態で、ポリウレタン等からなる隔壁１１に
より液密に支持され、人工肺ｌのハウジング３内に固定
されている。

多孔質中空糸膜からなる血液処理膜７は、その外側を血
液流路とし、各中空糸膜の内側空間部を気体室、すなわ
ち酸素含有ガスの流路としている。

また、このようにして、多数の血液処理膜７の集合体か
ら構成された血液処理部６も、上方より見たときにドー
ナツ状を呈している。

そして、血液処理膜６の内側空間部分に血液室２１が形
成されることになる。

さらに、第１図に示すように、血液処理部６の内側には
、消泡部材１３が配設されている。

消泡部材１３は、血液中に存在する気泡を除去し、気泡
の混入のない状態で血液が血液処理膜７に触れるように
するために設けられている。このように消泡部材１３を
設けることにより、血液処理膜７に細かい小さな気泡が
付着することを防止することができ、ガス交換に寄与す
る有効膜面積が損なわれることがなく、圧力損失の上昇
も防ぐことができる。

消泡部材１３は発泡ウレタン、ステンレスリボン、ポリ
ウレタンメツシュ等から形成され、第１図においては、
上方が閉じ、下方が開放し、内部が空洞の円筒状を呈し
、下端においてハウジング３の底部１５に溶着あるいは
接着剤等で接着されている。

さらに、人工肺１の軸方向中央部分には、人工肺１内に
血液を導入させる血液導入管１７が形成されており、上
方から見たとき十字状の支持部１８によりハウジング３
に固定されている。

なお、十字状の支持部１８のスポークとスポークとの間
は開口となっているので、血液室２１は、この開口を介
して外気と連通している。

したがって血液室２１の空間部の気圧は常に大気圧に等
しい。

一方、血液導入管１７の下端には、ハウジング３の底部
１５に面して血液流入口１９が開口形成されている。

また、血液導入管１７の上端には、人体から導出された
静脈血を図示しない脱血チューブを介して人工肺１内に
導入するための接続口２３が設けられている。

このようにして、人体から導出された静脈血は、図示し
ない脱血チューブ、接続口２３、血液導入管１７内の流
路を経て血液流入口１９より血液室２１内に流入し、消
泡部材１３によって消泡された後、血液処理部６の多孔
質中空糸膜からなる血液処理膜７と接触して、ガス交換
がなされ酸素が付加されることになる。

また、血液処理部６は、前述のように上下両端部におい
て、ポリウレタン等からなる隔壁１１により液密に支持
されるとともにハウジング３の上方及び下方において固
定されているが、血液処理部６を構成する血液処理膜７
の両端部は、第２図に示すように閉塞されずに隔壁１１
により支持され、開口９が形成されている。

血液処理膜７の開口９が形成された隔壁１１の端面ばリ
ング状を呈しており、ハウジング３内に固定されたとき
は、開口９を閉塞しないように隔壁１１のリング状の端
面に沿って、連続したリング状の空間部２５がハウジン
グ３の上側と下側にそれぞれ設けられている。

ここで、前述の隔壁１１は、空間部２５と血液室２１と
を隔離する役目を果たし、結果的に血液処理膜７内の気
体室を通過するガスと血液室２１を流れる血液とが混ざ
り合わないようになっている。ハウジング３の下側の空
間部２５を形成する部分には、該空間部２５に連通する
気体導入口２７が設けられている。したがって、酸素ガ
スを含有したガスは、この気体導入口２７より下側の空
間部２５内に流入し、リング状に拡散した後、血液処理
部６の下側の隔壁端面に位置する開口９より多孔質中空
糸膜からなる血液処理膜７の内部空間に流入することに
なる。　よって、上記血液処理膜７の下側の開口９が、
本発明における気体流入口を構成することになる。

血液処理膜７内の気体室を通過したガスは、上側の隔壁
端面に形成された開口９より流出する。

一方、上側の空間部２５を形成するハウジング３には、
該空間部２５に連通ずる気体導出口２９が設けられてい
る。

よって、上側の開口９より流出したガスは、いったん上
側の空間部２５内に流入した後、速やかに前記気体導出
口２９より導出され、外気へと放散される。

しかして、上記人工肺１を緊急の肺又は肺不全患者の生
命維持装置として使用する場合には、まず、接続口２３
に図示しない脱血チューブを接続し、血液流出口４に図
示しない返血チューブを接続する。

さらに気体導入口２７には、図示しない酸素含有ガス導
入チューブを接続する。

次に、ブライミング操作を行い、リンゲル液等によりブ
ライミング操作を行い、血液流路の気泡抜きを行う。

そして、外科的手術によるカニュレーションにより血液
循環回路を構成した後、体外循環を開始する。

このようにして、人体より導出された血液が脱血チュー
ブを介して接続口２３から血液導入管１７に導入される
と、血液は、さらに血液導入管１７の下端に設けられた
血液流入口１９より血液室２１内に流入する。

血液室２１内の血液以外の上方の残余の空間部分は、上
部において外気と連通しているので、この部分の気圧は
大気圧に等しい。

血液流入口１９より流入した血液は、消泡部材１３によ
り消泡された後、消泡部材１３と血液処理部６との間の
空間に移行する。

そして、血液は、血液処理部６を構成する多孔質中空糸
膜からなる血液処理膜７と接触する。

各血液処理膜７の内部空間には、気体導入口２７から導
入された酸素含有ガスが開口９を介して流れており、さ
らに気体導出口２９より外気へと放散され続けている。

一方、血液処理膜７は、気体は通すが液体は通さない多
孔質中空糸膜からなるため、血液処理膜７と接触した血
液はガス交換がなされ、酸素が付加されることになる。

ここで、血液流入口Ｉ９より流入した血液は、その量に
応じて血液室２１内において、水位が上下することにな
るが、本発明においては、血液処理膜７の気体流入口が
血液処理膜７の下端の開口９から構成されているため、
酸素を含有したガスは、血液処理膜７内に流入した直後
に膜壁を介して血液と接触することになり、効率よくガ
ス交換がなされることになる。

仮に本発明と異なり、気体流入口が血液処理膜７の上部
にある場合は、血液が血液処理膜７内に流入しても、す
ぐには血液と接触できず、下方に貯留されている血液と
接触する前に血液処理膜７の側壁の多数の孔部から抜は
出てしまい、ガス交換効率の点で劣ることになる。

さらに、本発明に係る血液処理膜７のガスフラックスは
、ｌ　Ｏｍ！２７ｍ”　・ｓ・ｍｍＨｇ以下であるので
、酸素含有ガスが血液処理膜７の側壁の多数の孔部から
外部へ抜は出てしまってガス交換に寄与しない、という
ような現象が防止、され、高い効率でガス交換が行なわ
れる。

一方、本発明に係る血液処理膜７の外表面は、水に対す
る前進接触角が９０度未満となるよう調整されているた
め、ブライミング液や血液に対して濡れやすく、本発明
のように大気開放型の人工肺であって血液室の空間部の
圧力が加圧されずに大気圧と等しい場合においても、血
液処理膜７の表面がブライミング液や血液となじみゃす
く、迅速にブライミングが行なわれるとともに高いガス
交換性能を得ることができる。

このようにして、酸素が付加された血液は、血液処理部
６の外側へ移行し、流下して貯血室５に貯留される。

そして、さらに貯血室５の下端の血液流出口４より流出
し、返血チューブを介して人体の動脈側へ返血されるこ
とになる。

なお、上記説明においては、液体処理装置として人工肺
の場合を例に挙げて説明したが、用途はこれに限ら工、
液体中のガス交換装置等、工業用としても通用可能であ
る。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明は、下方から上方へ延びて
設けられ、気体は通すが液体は通さない液体処理膜と、
該液体処理膜の一面側に下方から上方へ延びて設けられ
、少なくとも上方において大気と連通し、液体を収容し
たときの残余の空間部分の気圧が大気圧に等しく、液体
流入口を有する液体室と、前記液体処理膜の他面側に下
方から上方へ延びて設けられた気体室とを備え、前記気
体室の気体流入口は、気体室の下部に設けられているこ
とを特徴とする、液体処理装置から構成される。

したがって、気体室の気体流入口が気体室の下部に設け
られているため、酸素を含有したガスは、気体流入口か
ら気体室へ流入した直後に液体処理膜を介して液体と接
触することになり、効率よくガス交換等が行なわれる。

また、本発明は、下方から上方へ延びて設けられ、気体
は通すが液体は通さない液体処理膜と、該液体処理膜の
一面側に下方から上方へ延びて設けられ、少なくとも上
方において大気と連通し、液体を収容したときの残余の
空間部分の気圧が大気圧に等しく、液体流入口を有する
液体室と、前記液体処理膜の他面側に下方から上方へ延
びて設けられた気体室とを備え、前記液体処理膜のガス
フラックスは、ｌ　０ｍｌ／ｍ２・ｓ・ｍｍＨｇ以下で
ある、液体処理装置から構成される。　よって、酸素等
を含有したガスがガス交換に寄与することなく液体処理
膜から逃げてしまうというようなことがなく、高い効率
でガス交換が行なわれる。

さらに、液体処理膜が、多数の孔部を有する多孔質体で
ある場合は、少なくとも該多孔質体の孔部を塞いで該孔
部の気体透過性を低減させる物質を備えることにより、
容易に上記ガスフラックスの条件を満たす液体処理膜を
得ることができる。

また、本発明は、液体処理膜と、該液体処理膜の一面側
に設けられ、少なくとも上方において大気と連通し、液
体を収容したときの残余の空間部分の気圧が大気圧に等
しい液体室とを備え、前記液体処理膜の少なくとも表面
は、水に対する前進接触角が９０度未満であることを特
徴とする液体処理装置から構成される。　したがって、
液体処理膜は、ブライミング液や血液に対して濡れやす
（、迅速にブライミング作業を行なうことができるとと
もに、高い効率でガス交換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る液体処理装置（人工肺）の一実
施例を示す断面図、第２図は、第１図に示した液体処理装置（人工肺）の液
体処理部のみを取り出して示す斜視図である。（主要部分の符号の説明）人工肺（液体処理装置）血液処理膜（液体処理膜）開口（気体流入口）血液流入口（液体流入口）血液室（液体室）９気血液

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下方から上方へ延びて設けられ、気体は通すが液
体は通さない液体処理膜と、該液体処理膜の一面側に下方から上方へ延びて設けられ
、少なくとも上方において大気と連通し、液体を収容し
たときの残余の空間部分の気圧が大気圧に等しく、液体
流入口を有する液体室と、前記液体処理膜の他面側に下方から上方へ延びて設けら
れた気体室と、を備え、前記気体室の気体流入口は、気体室の下部に設けられて
いることを特徴とする、液体処理装置。
（２）下方から上方へ延びて設けられ、気体は通すが液
体は通さない液体処理膜と、該液体処理膜の一面側に下方から上方へ延びて設けられ
、少なくとも上方において大気と連通し、液体を収容し
たときの残余の空間部分の気圧が大気圧に等しく、液体
流入口を有する液体室と、前記液体処理膜の他面側に下方から上方へ延びて設けら
れた気体室と、を備え、前記液体処理膜のガスフラックスは、１０ｍｌ／ｍ＾２
・ｓ・ｍｍＨｇ以下である、液体処理装置。
（３）前記液体処理膜は、多数の孔部を有する多孔質体
と、少なくとも該多孔質体の孔部を塞いで該孔部の気体
透過性を低減させる物質とを備えてなる、請求項２記載
の液体処理装置。
（４）液体処理膜と、該液体処理膜の一面側に設けられ、少なくとも上方にお
いて大気と連通し、液体を収容したときの残余の空間部
分の気圧が大気圧に等しい液体室と、を備え、前記液体処理膜の少なくとも表面は、水に対する前進接
触角が９０度未満であることを特徴とする、液体処理装
置。