JPH06277280A - 血液用熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】管体が等間隔により正確に配置され、熱交換率
を低下させることが少ない血液用熱交換器、および管体
を血液用熱交換器内部に容易にかつより正確な位置に設
置することができる血液用熱交換器の製造方法を提供す
る。 【構成】血液流入ポート６と、血液流出ポート７と、熱
交換用媒体導入ポート８と、熱交換用媒体排出ポート９
とを有するハウジング２と、ハウジング２内に収納され
た熱交換用細管束１０と、細管束１０の両端部付近をハ
ウジング２の内面に液密に固着するとともに、ハウジン
グ２内を、血液流入ポート６および血液流出ポート７と
連通する血液室１５と、熱交換用媒体導入ポート８およ
び熱交換用媒体排出ポート９と連通する熱交換用媒体室
１６とに区画する隔壁１１とを有する血液用熱交換器１
であって、細管束１０は、ほぼ等間隔に並列配置された
複数の細管１０ａと、該複数の細管１０ａの両端部付近
を保持する帯状テープ部材２０とからなる細管平面状集
合物の積層体により形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は血液用熱交換器に関する
ものである。より詳しくは、手術等において、細管内部
または外部に血液を流通させて、患者の血液を一定温度
に保持あるいは冷却または復温するための血液用熱交換
器およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、血液用熱交換器として、内部
に複数の熱交換用管体（例えば、多数の熱交換用細管、
またはコイル状の管体）を設置したものがある。そし
て、この熱交換用管体の設置は、管体の配列位置に応じ
て形成された多数の孔、または管体を挿入するパイプ等
を有する治具を用いて、管体の一端を孔またはパイプ内
に挿入し、管体の端面をシール用部材で閉塞した後、ポ
ッティング剤で固着することにより行われるのが一般的
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
治具を用いて、管体を設置した場合、ポッティング時に
管体の位置がずれて、管体相互の間隔にバラツキが生じ
ることがあった。その結果、管体間に形成される空間に
広い部分と狭い部分ができ、広い部分に血液または熱交
換用媒体が流れやすく、逆に狭い部分に流れにくくなる
ため、狭い部分の管体が熱交換上生かされず、熱交換効
率を低下させることがあった。また、治具の孔やパイプ
に管体を挿入する作業に、手間と時間を要していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、管体がほぼ等間隔に配置され、熱交換率の低下が少
ない血液用熱交換器を提供すること、および管体を血液
用熱交換器内部に容易に、かつ確実にほぼ等間隔に配置
することができる血液用熱交換器の製造方法を提供する
ことにある。

【０００５】上記目的を達成するものは、血液流入ポー
トと、血液流出ポートと、熱交換用媒体導入ポートと、
熱交換用媒体排出ポートとを有するハウジングと、該ハ
ウジング内に収納された熱交換用細管束と、該細管束の
両端部付近を前記ハウジングの内面に液密に固着すると
ともに、前記ハウジング内を、前記血液流入ポートおよ
び前記血液流出ポートと連通する血液室と、前記熱交換
用媒体導入ポートおよび前記熱交換用媒体排出ポートと
連通する熱交換用媒体室とに区画する隔壁とを有する血
液用熱交換器であって、前記細管束は、ほぼ等間隔に並
列配置された複数の細管と、該複数の細管の両端部付近
を保持する帯状テープ部材とからなる細管平面状集合物
の積層体により形成されていることを特徴とする血液用
熱交換器である。

【０００６】そして、前記ハウジングは、略円筒状ハウ
ジングであることが好ましい。また、前記ハウジング
は、両端が開口した筒状本体と、該開口部に取り付けら
れたヘッダーとからなることが好ましい。さらに、筒状
本体は、前記熱交換用細管を収納するための内筒部を有
していることが好ましい。そして、前記細管束は、前記
細管平面状集合物内における細管相互の距離と、前記細
管平面状集合物間において積層方向に隣接する細管相互
の距離とは、略同一となるように形成されていることが
好ましい。そして、前記細管束は、細管平面状集合物内
の細管と細管との間の空隙の上部に、積層される細管平
面状集合物の細管とが位置するように、積層され形成さ
れていることが好ましい。また、前記帯状テープ部材
は、両面に粘着性を有するものであることが好ましい。
さらに、前記帯状テープ部材は、前記細管平面状集合物
相互を保持するものであることが好ましい。さらに、前
記帯状テープ部材の肉厚は、前記細管平面状集合物内に
おける細管相互の距離と、細管平面状集合物間において
積層方向に隣接する細管相互の距離とが、略同一となる
ような肉厚とされていることが好ましい。そして、前記
隔壁は、ポッティング剤により形成されていることが好
ましい。さらに、前記帯状テープ部材は、前記隔壁内に
位置するものであることが好ましい。

【０００７】また、上記目的を達成するものは、血液流
入ポートと、血液流出ポートと、熱交換用媒体導入ポー
トと、熱交換用媒体排出ポートとを有するハウジング
と、該ハウジング内に収納された熱交換用細管束と、該
細管束の両端部付近を前記ハウジングの内面に液密に固
着するとともに、前記ハウジング内を、前記血液流入ポ
ートおよび前記血液流出ポートと連通する血液室と、前
記熱交換用媒体導入ポートおよび前記熱交換用媒体排出
ポートと連通する熱交換用媒体室とに区画する隔壁とを
有する血液用熱交換器の製造方法であって、該製造方法
は、ほぼ等間隔に並列配置された複数の細管の両端部付
近が帯状テープ部材により保持された細管平面状集合物
を作成する工程と、該細管平面状集合物を、複数積層し
て細管束を形成する工程と、該細管束を前記ハウジング
に挿入する工程と、該細管束の両端部付近を前記ハウジ
ングに液密に固定する工程とを有する血液用熱交換器の
製造方法である。

【０００８】そして、前記細管平面状集合物を作成する
工程は、複数の略同一長の熱交換用細管を所定数ほぼ等
間隔に並列配置する工程と、該並列配置された前記細管
の両端部付近の側面に帯状テープ部材を付着して、細管
平面状集合物を作成する工程とからなるものであること
が好ましい。また、前記細管平面状集合物を作成する工
程は、粘着性を有する帯状テープ部材の粘着面上に、複
数の略同一長の熱交換用細管を所定数ほぼ等間隔に並列
配置することにより行うものであることが好ましい。さ
らに、前記細管平面状集合物を作成する工程は、ほぼ等
間隔に並列配置された多数の細管の両端部付近が帯状テ
ープ部材により保持された連続した細管平面状集合物を
作成し、該連続した細管平面状集合物を前記テープ部材
部分で切断することにより、所要数の細管を有する細管
平面状集合物を作成するものであることが好ましい。

【０００９】そこで、本発明の血液用熱交換器１を、図
面を用いて説明する。図１は、本発明の血液用熱交換器
の一実施例の正面図であり、図２は、図１に示した血液
用熱交換器の右側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線
断面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線における熱交換
室付近の部分拡大断面図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ
線断面図であり、図６は、本発明の血液用熱交換器の一
実施例における熱交換用媒体の流れを説明するための説
明図である。

【００１０】本発明の血液用熱交換器１は、血液流入ポ
ート６と、血液流出ポート７と、熱交換用媒体導入ポー
ト８と、熱交換用媒体排出ポート９とを有するハウジン
グ２と、ハウジング２内に収納された熱交換用細管束１
０と、細管束１０の両端部付近をハウジング２の内面に
液密に固着するとともに、ハウジング２内を、血液流入
ポート６および血液流出ポート７と連通する血液室１５
と、熱交換用媒体導入ポート８および熱交換用媒体排出
ポート９と連通する熱交換用媒体室１６とに区画する隔
壁１１とを有し、細管束１０は、ほぼ等間隔に並列配置
された複数の細管１０ａと、その状態にて複数の細管の
両端部付近を保持する帯状テープ部材２０ａ，２０ｂと
からなる細管平面状集合物を複数積層した積層体により
形成されている。

【００１１】ハウジング２の形状は、円筒状、多角筒状
などの形状に形成されるが、好ましくは、円筒状であ
る。そして、図１ないし図６に示す実施例では、ハウジ
ング２は、両端が開口した筒状本体３と、開口部５に取
り付けられたヘッダー４ａ，４ｂとから形成されてい
る。筒状本体３は、図２に示すように、側部の相対する
位置に熱交換用媒体導入ポート８および熱交換用媒体排
出ポート９を有している。そして、筒状本体３の内部に
は、図４および図５に示すように、熱交換室が設けられ
ている。具体的には、この実施例の熱交換室は、水平方
向に横たわる円筒状空間となっている。熱交換室内部に
は、図３ないし図５に示すように、後述する熱交換用細
管１０ａを収納するための内筒部３ａが設けられてお
り、この内筒部３ａの外面と筒状本体３の内面との間に
は、図５に示すように、熱交換用媒体導入部８ｂおよび
熱交換用排出部９ｂが形成されている。

【００１２】内筒部３ａは、図４に示すように、一端
（この図では左端）が後述する隔壁１１ｂ内に位置し、
他端３ｂ（この図では右端）が自由端、言い換えれば、
隔壁１１ａとの間に間隙を有するように形成されてい
る。そして、この他端と隔壁１１との間の間隙より熱交
換用媒体が流通可能に形成されている。また、この実施
例の熱交換室には、図４、図５に示すように、内部を二
分する区画板２５が設けられている。そして、この区画
板２５により、内筒部３ａは、筒状本体３と一体かつ、
同心的に構成されている。さらに、区画板２５は、図４
に示すように、一端２５ａ（この図では左端）が自由
端、言い換えれば、隔壁１１ｂとの間に間隙を有するよ
うに、また他端（この図では右端）が、隔壁１１ａ内に
位置するように形成されている。そして、この端部２５
ａと隔壁１１ｂとの間の間隙より熱交換用媒体が流通可
能に形成されている。

【００１３】そして、このような区画板２５および前述
した内筒部３ａの構成により、熱交換用媒体が、内筒部
３ａ内部全体を折り返すように流れるような流路が形成
され、滞流防止が図られるとともに、ハウジング３内に
長い熱交換媒体の流路を形成する。具体的には、図６に
示すように、ハウジング３内に形成された熱交換媒体室
１６は、熱交換用媒体導入部８ｂ、この導入部８ｂと連
通する上流側熱交換媒体室１６ａ、この媒体室１６ａと
連通する下流側熱交換媒体室１６ｂ、この媒体室１６ｂ
と連通する熱交換用媒体排出部９ｂに区分されている。
そして、熱交換用媒体導入口８ａより流入した熱交換用
媒体は、熱交換用媒体導入部８ｂを経て、内筒部３ａの
他端３ｂより内筒部３ａ内部（この図では内筒部３ａ内
部のうちの上方部分である、上流側熱交換媒体室１６
ａ）に流入し、区画板２５の存在により、一旦、内筒部
３ａの一端側へ流れ、区画板２５の一端２５ａより内筒
部３ａ内部（この図では内筒部３ａのうちの下方部分で
ある、下流側熱交換媒体室１６ｂ）に流入し、さらに、
内筒部３ａの他端３ｂ側へ流れ、内筒部３ａの他端よ
り、熱交換用媒体排出部９ｂに流入し、熱交換用媒体排
出口９ａより外部に排出されるように流路が形成されて
いる。このため、ハウジング内に、熱交換媒体が部分的
に滞留する流れの悪い部分が形成されにくく、さらに、
長い媒体流路を形成するので、熱交換効率も高いものと
なる。なお、この実施例の血液用熱交換器１は、細管１
０ａ内部を血液が流れる内部灌流式の熱交換器である
が、細管１０ａの外部を血液が流れる外部灌流式のもの
でも、上述のように、熱交換室内に迂回した流路を形成
することにより、血液と細管１０ａ外面との接触面積が
増大し、熱交換効率を高めることができる。

【００１４】そして、筒状本体２には、熱交換用細管を
筒状本体２内部に挿入するための開口部５が形成されて
いる。この実施例では、図３に示すように、水平方向の
両端に開口部５が形成されており、開口部５には、ヘッ
ダー４ａ，４ｂが取り付けられている。ヘッダー４ａ，
４ｂは、開口端５に、溶剤を用いた接着、高周波、超音
波、誘導加熱などを用いた融着によりそれぞれ固着され
ている。そして、その液密状態を保持するために、ヘッ
ダー４の内部と隔壁１１との間には、Ｏリング２６が取
り付けられている。さらに、この実施例では、ヘッダー
４ａには、血液流入ポート６が形成されており、ヘッダ
ー４ｂには、血液流出ポート７が形成されている。ただ
し、血液流入ポート６および血液流出ポート７は、必ず
しもヘッダーに形成されている必要はなく、筒状本体２
に形成されていてもよい。また、熱交換用媒体導入ポー
ト８および熱交換用媒体排出ポート９がヘッダーに形成
されていてもよい。なお、この実施例の血液用熱交換器
１は、貯血槽および人工肺３０と一体型とすることがで
きるように、ハウジング２には、図３に示すように、貯
血槽および人工肺３０と接合するための接合部２ａおよ
び凹部２ｃを、上部または下部にそれぞれ有している。

【００１５】ハウジング２の形成材料としては、ポリカ
ーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル樹脂、アクリル−スチレン共重合体、アク
リル−ブチレン−スチレン共重合体など種々のものが使
用できる。特に好ましくは、ポリカーボネート、アクリ
ル樹脂・ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル樹脂で
ある。

【００１６】熱交換用細管１０ａは、内部に血液または
熱交換用媒体を流すためのものである。この実施例の熱
交換器１は内部灌流式熱交換器であるため、細管１０ａ
の内部には血液が流れる。熱交換用細管１０ａとして
は、熱伝導率の高い金属管（例えば、ステンレス管、ア
ルミ管、銅管）が好適に使用できる。細管１０ａの内径
は、０．５〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍであり、
このような細管１０ａが、約１０本〜１０００本、好ま
しくは、約２０本〜５０本の細管束１０に形成され、ハ
ウジング２内（この実施例では、内筒部３ａ内）に収納
されている。

【００１７】そして、本発明の血液用熱交換器１の細管
束１０は、図８、図９に示すように、ほぼ等間隔に並列
配置された複数の細管１０ａと、その状態にて複数の細
管１０ａの両端部付近を保持する帯状テープ部材２０と
からなる細管平面状集合物１０ｂの積層体により形成さ
れている。具体的には、図３に示すように、二本の帯状
テープ部材２０ａ，２０ｂが、隣合う細管１０ａと一定
距離離間して、ほぼ等間隔に並列配置された細管１０ａ
の両端部付近の側面に、細管１０ａの長手方向を横断す
るように、好ましくは、直交するように貼付されてお
り、細管１０ａ相互の位置（距離）がずれないように保
持している。そして、これにより、細管平面状集合物１
０ｂが形成されている。細管１０ａ相互の距離として
は、細管１０ａの外径、ハウジング２の内径などにより
異なるが、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜
５ｍｍ程度である。細管平面状集合物を形成する細管の
本数は、必ずしも一定数ではなく、熱交換用細管収納室
（この実施例では、内筒部３ａ内部）の形状に応じて定
められる。

【００１８】さらに、図５、図９に示すように、これら
細管平面状集合物１０ｂが、細管１０ａの長手方向に対
して垂直方向に複数積層され細管束１０が形成されてい
る。細管束１０は、図５に示すように、細管平面状集合
物間において隣接する細管１０ａ相互の距離が、細管平
面状集合物内における細管１０ａ相互の距離と略同一と
なるように形成されていることが好ましい。言い換えれ
ば、水平方向（細管平面状集合物内）に隣り合う２本の
細管と、該２本の細管と垂直方向に隣り合う１本の細管
とのそれぞれの距離がほぼ同一となるように形成されて
いることが好ましい。具体的には、細管束１０は、細管
平面状集合物の一つの細管１０ａと、それと隣接する細
管平面状集合物の細管１０ａであって、前記一つの細管
１０ａと隣接する細管１０ａおよびそれと隣合う細管１
０ａとの間で、ほぼ正三角形を形成するように積層され
形成されている。つまり、水平方向に隣り合う２本の細
管と、この２本の細管に垂直方向に隣接する１本の細管
により、ほぼ正三角形柱の空隙が形成されている。これ
は、細管平面状集合物を、図９に示すように、細管１０
ａが、垂直方向（上下）において、重ならないように、
ずらして積層すること、特に図９に示すように、ひとつ
の細管平面状集合物の細管相互が形成する間隙の中央部
に、上部に積層する細管平面状集合物の細管が位置する
ように積層し、かつ帯状テープ部材２０ａ，２０ｂの肉
厚を選択することにより形成できる。

【００１９】帯状テープ部材２０ａ，２０ｂは、上述の
ように、複数の細管１０ａの両端部付近を保持するため
のものであり、片面または両面に粘着性を有している。
好ましくは両面に粘着性を有するものである。これによ
り、細管平面状集合物の細管１０ａ相互のみならず、細
管平面状集合物間を保持することができ、細管１０ａ全
体がほぼ等間隔に位置する細管束１０を形成することが
できる。帯状テープ部材２０の幅は、１ｍｍ〜１０ｍｍ
であり、好ましくは、３ｍｍ〜４ｍｍである。長さは、
細管平面状集合物を形成する細管１０ａの本数により異
なるが、３０ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは、３０ｍ
ｍ〜２００ｍｍである。肉厚は、０．１ｍｍ〜１ｍｍ、
好ましくは、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍである。帯状テー
プ部材２０としては、表面のどちらかに粘着性を有する
ものであれば使用でき、テープ基材として、伸縮性、極
度の可撓性のないものが好ましく、特に、ある程度の硬
度を有し、細管平面状集合物を積層しても、容易に変形
しない程度の強度を有することが好ましい。このような
テープ基材としては、ポリオレフィン樹脂（例えば、ポ
リプロピレン、ポリエチレンなど）、ポリエステル、ナ
イロン、硬質塩化ビニル、ポリーカーボネート、スチレ
ン系樹脂（例えば、ポリスチレン、スチレンブタジエン
樹脂）によりテープ状に形成したものの、どちらかの表
面または両面に、粘着性物質を付着させたものが使用で
きる。粘着性物質としては、感圧接着剤、粘着剤が使用
できる。粘着剤としては、ゴム系粘着剤（例えば、天然
ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴムな
ど）、アクリル系粘着剤（例えば、アクリル酸エステル
共重合体）、シリコン系粘着剤（例えば、シリコーンゴ
ム、シリコーンレジン）、ポリビニルエーテル系粘着剤
などが使用でき、テープ基材によって、種々選択する。
また、感圧接着剤としては、上記のような粘着剤、さら
にその他各種の添加剤（例えば、エラストマー、軟化
剤、乳化剤など）を含有したものであり、種々の商品が
提供されており、それらを使用することができる。な
お、ポッティングによりテープが移動、収縮しないよう
に、テープにグラスファイバーを混在させることもでき
る。このように、本発明の血液用熱交換器１は、細管１
０ａの両端部が帯状テープ部材２０ａ，２０ｂにより保
持され、細管１０ａ相互の距離がずれないように形成さ
れているので、細管１０ａの間に形成される空間の部分
的バラツキが形成されることがなく、よって、広い部分
に集中的に熱交換用媒体または血液が流れて、熱交換効
率を低下させることがない。

【００２０】そして、細管束１０の両端部は端部が開口
した状態にて、図３に示すように、隔壁１１ａ，１１ｂ
により液密に固着されている。隔壁１１を形成する材料
としては、高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタ
ン、シリコーンゴム）などが好適に使用できる。そし
て、隔壁１１ａ，１１ｂにより、ハウジング２内（具体
的には、熱交換室内）は、血液流入ポート６および血液
流出ポート７と連通する血液室１５と、熱交換用媒体導
入ポート８および熱交換用媒体排出ポート９と連通する
熱交換用媒体室１６とに区画される。具体的には、この
実施例は血液が細管１０ａ内を流れる内部灌流式の熱交
換器１であるため、血液室１５は、図３に示すように、
隔壁１１の外側部および細管１０ａ内に形成され、血液
流入ポート６および血液流出ポート７と連通している。
他方、熱交換用媒体室１６は、隔壁１１ａ，１１ｂの内
側部、熱交換室および細管１０ａの外壁により形成さ
れ、熱交換用媒体導入ポート８および熱交換用媒体排出
ポート９と連通している。なお、本発明の熱交換器１
は、この実施例のような内部灌流式の熱交換器に限定さ
れるものでなく、外部灌流式熱交換器であってもよい。
その場合は、同様の構成にて血液室１５を熱交換用媒体
室として、また熱交換用媒体室１６を血液室として使用
することができる。

【００２１】また、図１ないし図６に示した実施例は、
人工肺３０と一体型のものである。以下、人工肺３０に
ついて説明する。この実施例の人工肺３０は、中空糸膜
型人工肺であり、血液を中空糸３６の外側に流す外部灌
流式人工肺である。ただし、中空糸３６内部に血液を流
し、外部に酸素含有ガスを流す内部灌流式人工肺であっ
てもよい。そして、中空糸３６の束を収容する人工肺ハ
ウジング３１の上部または下部には、図３に示すよう
に、血液導入口３２、血液排出口３３がそれぞれ設けら
れている。血液導入口３２は、前述した熱交換器１の血
液流出口７ａと接続チューブ４０により連結されてい
る。人工肺ハウジング３１の上下端付近には、中空糸３
６の内部と連通するガス供給口３４ａ、ガス排出口３５
ａがそれぞれ設けられている。そして、血液導入口３２
から中空糸３６の間隙を経て血液排出口３３に至る空間
は、血液処理部を形成しており、ガス供給口３４ａから
流入した酸素含有ガスは、中空糸３６内を通過し、その
間に中空糸３６の外側を流れる血液に対し、中空糸３６
の多数の細孔を介して、Ｏ₂添加およびＣＯ₂除去を行
い、ガス排出口３５ａより排出される。

【００２２】つぎに、本発明の熱交換器１の製造方法を
図７ないし図１０を参照して説明する。図７ないし図１
０は、本発明の熱交換器１の製造方法の一工程を説明す
るための説明図である。本発明の血液用熱交換器１の製
造方法は、血液流入ポート６と、血液流出ポート７と、
熱交換用媒体導入ポート８と、熱交換用媒体排出ポート
９とを有するハウジング２と、ハウジング２内に収納さ
れた熱交換用細管束１０と、細管束１０の両端部付近を
ハウジング２の内面に液密に固着するとともに、ハウジ
ング２内を、血液流入ポート６および血液流出ポート７
と連通する血液室１５と、熱交換用媒体導入ポート８お
よび熱交換用媒体排出ポート９と連通する熱交換用媒体
室１６とに区画する隔壁１１とを有する血液用熱交換器
１の製造方法であって、この製造方法は、ほぼ等間隔に
並列配置された複数の細管１０ａと、この状態にて該複
数の細管１０ａの両端部付近が帯状テープ部材２０ａ，
２０ｂにより保持された細管平面状集合物１０ｂを作成
する工程と、細管平面状集合物１０ｂを、複数積層して
細管束１０を形成する工程と、細管束１０をハウジング
３に挿入する工程と、細管束１０の両端部付近をハウジ
ング３に液密に固定する工程とを有している。

【００２３】以下、本発明の血液用熱交換器１の製造方
法を実施例を用いて説明する。まず最初に、血液流入ポ
ート６と、血液流出ポート７と、熱交換用媒体導入ポー
ト８と、熱交換用媒体排出ポート９とを有するハウジン
グ２を成形し、さらに、複数の略同一長の熱交換用細管
１０ａを形成する。なお、実施例に示す血液用熱交換器
１のハウジング２においては、開口部５を有する筒状本
体３と、開口部５に取り付けられるヘッダー４ａ，４ｂ
とを作成する。これらハウジング２およびヘッダー４
ａ，４ｂは、上述した合成樹脂を射出成形することなど
により作成される。

【００２４】次に、ほぼ等しい長さを有する多数の熱交
換用細管を準備し、ほぼ等間隔に並列配置された複数の
細管１０ａと、この状態にて該複数の細管１０ａの両端
部付近が帯状テープ部材２０ａ，２０ｂにより保持され
た細管平面状集合物１０ｂを作成する。この工程は、複
数の略同一長の熱交換用細管１０ａを所定数ほぼ等間隔
に並列配置する工程と、並列配置された細管１０ａの両
端部付近の側面に帯状テープ部材２０を付着することに
より行うことが好ましい。さらに、ほぼ等間隔に並列配
置された多数の細管と、該状態にて該多数の細管の両端
部付近が帯状テープ部材により保持された連続した細管
平面状集合物を作成し、該連続した細管平面状集合物を
前記テープ部材の付着した部分で切断することにより、
所要数の細管を有する細管平面状集合物を作成すること
が好ましい。

【００２５】このような工程は、例えば、図７に示すよ
うな細管平面状集合物作成装置５５により行うことがで
きる。この細管平面状集合物作成装置５５は、細管１０
ａをほぼ等間隔に並列載置することができる複数の凹部
５１を有する載置部材５０と、細管１０ａに付着するた
めのテープリールを両端にセットできるテープリールホ
ルダー５３と、細管１０ａにテープを付着させるための
貼付ローラ５２とを有するテープ付着機５４と、細管載
置台５０またはテープ付着機５４のいずれかまたは両者
を相対移動させるための駆動手段（図示せず）を有して
いる。この細管平面状集合物作成装置５５では、図７に
示すように、連続した細管平面状集合物を作成するこ
と、さらに、細管載置台５０にあらかじめ所要数の細管
１０ａのみ載置することにより、所要数の細管を有する
細管平面状集合物を作成することの両者を行うことがで
きる。

【００２６】そして、この作成装置５５では、あらかじ
め略同一長の熱交換用細管１０ａを、多数ほぼ等間隔に
並列配置した後、作成装置５５を作動させ、細管載置台
５５を図７の矢印方向に移動させる。これにより、貼付
ローラ５０、変向ローラ５６、テープリールホルダー５
３が回転し、テープリールよりテープが送り出され、細
管１０ａの両端部付近の側面に帯状テープ部材２０ａ，
２０ｂが貼付され、連続した細管平面状集合物１０ｂが
作成される。そして、細管載置台５０上にて、図８に示
すように、細管収納室（この実施例では内筒部３ａ）の
内部形状を考慮して、細管平面状集合物を所定数毎にカ
ッター６０等を用いて切断する。このようにして、所要
数の細管を有する細管平面状集合物が形成される。な
お、細管平面状集合物における細管の数は、例えば、こ
の実施例のように、細管収納室が円柱状空間である場合
は、直径（円筒状空間の断面の中心）に近づくにつれて
増加するので、積層される部分により、細管平面状集合
物が有する細管の数は相違する。しかし、細管収納室が
四角柱状空間である場合は、積層される細管平面状集合
物が有する細管の数は、ほぼ同じものとなる。

【００２７】また、細管平面状集合物を作成する工程
は、粘着性を有する帯状テープ部材の粘着面上に、複数
の略同一長の熱交換用細管を所定数ほぼ等間隔に並列配
置することにより行うものであってもよい。これは、例
えば、図７に示すような細管１０ａの収納溝５１を有す
る細管載置台５０に、長手方向にテープが収納でき、か
つ細管１０ａの収納溝５１への収納に影響を与えない幅
の２本の溝（収納溝５１の底面の深さとほぼ等しい溝）
を設け、その溝にテープの粘着面を上にした状態でテー
プをおき、その上に、細管１０ａを多数載置し、必要に
より細管１０ａを若干押圧することにより、テープを細
管１０ａに付着させることにより行うことができる。

【００２８】また、細管平面状集合物を作成する工程
は、上述のように連続した細管平面状集合物を作成し、
テープ部分にて切断する方法に限らず、あらかじめ所要
数の所要数の細管１０ａのみ載置することにより、所要
数の細管を有する細管平面状集合物を作成してもよい。
この方法では、細管の所要数を載置するという作業が必
要であるが、テープの切断作業がなくなる。

【００２９】次に、上述のように作成された複数の細管
平面状集合物を、細管の長手方向に対して垂直方向に、
かつ細管がそれぞれ平行となるように積層して細管束１
０を形成する。この工程は、上述のようにして作成され
た所定数の細管を有する細管平面状集合物を、図９に示
すように、細管収納室の内面形状とほぼ同一の形状の凹
部７１を有する治具７０の凹部７１に順次乗せて行き、
細管１０ａの長手方向に対して垂直方向に積層すること
により行われる。積層に際しては、上下および左右にお
いて隣接する細管１０ａ相互の距離がほぼ等間隔となる
ように行うことが好ましい。細管平面状集合物内、言い
換えれば、細管の平面方向（左右）に隣合う細管の距離
は、上述のように形成されているので、ほぼ等しくなっ
ている。そして、一の細管平面状集合物の上部に積層す
る細管平面状集合物は、図９に示すように、細管１０ａ
が、垂直方向（上下）において、重ならないように、ず
らして積層することが好ましく、特に、好ましくは、図
９に示すように、一の細管平面状集合物の細管相互が形
成する間隙の中央部に、上部に積層する細管平面状集合
物の細管が位置するように積層することが好ましい。こ
のように積層し、かつテープの厚みをあらかじめ設定し
ておけば、隣合う細管の距離は、水平方向（細管平面状
集合物内）のみならず、垂直方向のにおいてもほぼ等し
いものとすることができる。なお、この実施例の血液用
熱交換器１の細管収納室は、内部を二分する区画板２５
を有するものであるため、略半円筒状の凹部７１を有す
る治具７０を用いて細管束１０を２つ形成する。

【００３０】そして、図１０に示すように、治具７０を
用いて細管束１０をハウジング２内に挿入する。この実
施例の血液用熱交換器１は、前述した区画板２５が垂直
方向に設けられているため、細管束１０ａの挿入は、ハ
ウジング２を横倒しした状態にし、区画板２５が水平と
なる状態にて行われる。なお、ハウジング２内への挿入
は、この実施例では、筒状本体３の開口部５より行われ
る。治具７０としては、例えば、図１１に示すように、
平板部材７２，７４を有し、その２つの平板部材７２，
７４間の距離を可変に保持する３つの棒状部材７６ａ，
７６ｂ，７６ｃと、把持部７５と、部材７３とを有する
ものを用いることができる。この治具７０は、平板部材
７４と、平板部材７２に設けられた部材７３が、細管平
面状集合物載置部７１を有しており、この２つの載置部
７１上に細管平面状集合物１０ｂが積層される。そし
て、３つの棒状部材７６ａ，７６ｂ，７６ｃは、それぞ
れが部材７３，平板部材７２を摺動可能に貫通してお
り、平板部材７２，７４間の距離を適宜変更できる。

【００３１】そして、まず最初に、この治具７０におい
ては、載置される細管１０ａの長さに応じて、平板部材
７２，７４間の距離を調整する。具体的には、載置部７
１に細管１０ａを載置した状態にて、細管１０ａの先端
部が若干平板部材７４より突出するように、平板部材７
２，７４間の距離を調整する。そして、載置部７１上に
複数の細管平面状集合物を載置し、細管束１０を作成す
る。そして、細管束１０の治具７０より突出する部分
を、ハウジング２内に挿入し、さらに、治具７０の把持
部７５をハウジング２方向に押すと、平板部材７２は、
平板部材７４側に移動し、平板部材７２，７４の距離が
徐々に短くなるとともに、細管束１０が徐々にハウジン
グ２内に侵入する。そして、平板部材７４が部材７３に
当接するまで治具７０をハウジング２に押し付け、そし
て、ハウジング２を傾斜させることにより、細管束１０
全体をハウジング２内に収納させる。さらに、ハウジン
グ２を反転させ、同様にして、ハウジング２内に細管束
１０を挿入する。

【００３２】そして、ハウジング２内に挿入された細管
束１０を、図３に示すように、その両端部付近をハウジ
ング２の内面に液密に固着する。これにより、ハウジン
グ２内は、血液流入ポート６および血液流出ポート７と
連通する血液室１５と、熱交換用媒体導入ポート８およ
び熱交換用媒体排出ポート９と連通する熱交換用媒体室
１６とに区画される。この工程は、ハウジング２内に挿
入された細管束１０を、各細管の開口部を封止しないよ
うにして、図３に示すように、両端部付近をハウジング
２の内面に液密に固着する隔壁１１ａ，１１ｂを形成す
ることにより行われる。隔壁１１の形成は、まず最初
に、開口部５の形状と同じかやや大きい平面部を有する
シール用部材（図示せず）の上に、筒状本体３の一方の
開口部５がシール用部材と当接するようにハウジング２
を載せ、熱交換用媒体導入ポート等より、ハウジング２
内部にポッティング剤を流入し、固化させた後、シール
用部材を取り外すことにより、一端側の固着、言い換え
れば、隔壁１１ａの形成を行った後、続いて、ハウジン
グ２を反転させて他端側を同様にして固着し、隔壁１１
ｂを形成する。

【００３３】このシール用部材としては、例えば、シリ
コーンゴムシート、ポリウレタンゴムシート、ラテック
スゴムシートなどのゴムシートが好適に使用できる。な
お、シール用部材は、ハウジング２内に注入されるポッ
ティグ剤と接着しないものであることが必要である。例
えば、ポッティグ剤とシール用部材との材質が接着性を
有しないものを用いる（例えば、シール用部材としてシ
リコンゴムシート、ポッティグ剤としてポリウレタン、
また、ポッティグ剤としてシリコンゴム、シール用弾性
部材としてポリウレタン）か、両者の材質に接着性があ
る場合は、シール用部材に両者の接着性を疎外する樹脂
（例えば、シリコーンオイルなどのオイル）をコーティ
グすることなどが考えられる。

【００３４】そして、隔壁１１による固着により、帯状
テープ部材２０は、図３に示すように、隔壁１１内部に
位置するものであることが好ましい。このようにするこ
とにより、内部灌流式の熱交換器では、熱交換用媒体と
テープが接触することがなくなり、熱交換媒体の不自然
な流れが形成されることがなく、また、外部灌流式熱交
換器の場合では、血液に接触することがなくなる。ただ
し、それらの問題がない場合は、帯状テープ部材２０
は、隔壁１１の内面より突出し、熱交換室内に少なくと
もその一部が存在していてもよい。そして、筒状本体３
の開口部５に、開口部５を液密に封止するヘッダー４
を、接着剤を用いた接着、または高周波、超音波さらに
は誘導加熱法を用いた融着などにより取り付けることに
より、本発明の血液用熱交換器１が製造される。

【００３５】

【作用】つぎに、本発明の血液用熱交換器１の作用を、
図３および図４を用いて説明する。本発明の血液用熱交
換器１は、体外循環回路中に設けられるものであり、熱
交換器１の血液流入ポート６から流入した血液は、隔壁
１１の外側面とヘッダー４の内面とで形成される空間お
よび細管１０ａ内で形成される血液室１５を流通し、血
液流出ポート７より流出する。より具体的には、図３に
示す実施例では、右側のヘッダー４に設けられた血液流
入ポート６より流入した血液は、細管１０ａ内を通り、
左側のヘッダー４に設けられた血液流出ポート７より外
部に流出する。他方、熱交換用媒体導入ポート８より流
入した熱交換用媒体は、隔壁の内側面、内筒部３ａ内面
および細管１０ａの外壁面で形成される熱交換用媒体室
１６を通過し、熱交換用媒体排出ポート９より外部に排
出される。より具体的には、図４に示す実施例では、上
部の熱交換用媒体導入口８ａより流入した熱交換用媒体
は、熱交換用媒体導入部８ｂを経て、内筒部３ａの一端
より内筒部３ａ内部に流入し、さらに熱交換用媒体排出
部９ｂに流入し、熱交換用媒体排出口９ａより外部に排
出される。そして、その間に、細管１０ａの内部を流れ
る血液は、細管３を介して熱交換用媒体と接触し、細管
１０ａの外部を流れる媒体の温度により、加温あるいは
冷却される。

【００３６】

【発明の効果】本発明の血液用熱交換器は、血液流入ポ
ートと、血液流出ポートと、熱交換用媒体導入ポート
と、熱交換用媒体排出ポートとを有するハウジングと、
該ハウジング内に収納された熱交換用細管束と、該細管
束の両端部付近を前記ハウジングの内面に液密に固着す
るとともに、前記ハウジング内を、前記血液流入ポート
および前記血液流出ポートと連通する血液室と、前記熱
交換用媒体導入ポートおよび前記熱交換用媒体排出ポー
トと連通する熱交換用媒体室とに区画する隔壁とを有す
る血液用熱交換器であって、前記細管束は、ほぼ等間隔
に並列配置された複数の細管と、該複数の細管の両端部
付近を保持する帯状テープ部材とからなる細管平面状集
合物の積層体により形成されているものであるので、管
体をほぼ等間隔に、確実に配置することができるので、
熱交換率の低下が少ない。

【００３７】また、本発明の血液用熱交換器の製造方法
は、血液流入ポートと、血液流出ポートと、熱交換用媒
体導入ポートと、熱交換用媒体排出ポートとを有するハ
ウジングと、該ハウジング内に収納された熱交換用細管
束と、該細管束の両端部付近を前記ハウジングの内面に
液密に固着するとともに、前記ハウジング内を、前記血
液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連通する血液
室と、前記熱交換用媒体導入ポートおよび前記熱交換用
媒体排出ポートと連通する熱交換用媒体室とに区画する
隔壁とを有する血液用熱交換器の製造方法であって、該
製造方法は、ほぼ等間隔に並列配置された複数の細管の
両端部付近が帯状テープ部材により保持された細管平面
状集合物を作成する工程と、該細管平面状集合物を、複
数積層して細管束を形成する工程と、該細管束を前記ハ
ウジングに挿入する工程と、該細管束の両端部付近を前
記ハウジングに液密に固定する工程とを有するものであ
るので、管体を血液用熱交換器内部に、ほぼ等間隔離間
した状態にて容易に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の血液用熱交換器の一実施例の
正面図である。

【図２】図２は、本発明の血液用熱交換器の一実施例の
右側面図である。

【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図４は、図３のＢ−Ｂ線における熱交換室付近
の部分拡大断面図である。

【図５】図５は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】図６は、本発明の血液用熱交換器の一実施例に
おける熱交換用媒体の流れを説明するための説明図であ
る。

【図７】図７は、本発明の血液用熱交換器の製造方法の
一工程を説明するための説明図である。

【図８】図８は、本発明の血液用熱交換器の製造方法の
一工程を説明するための説明図である。

【図９】図９は、本発明の血液用熱交換器の製造方法の
一工程を説明するための説明図である。

【図１０】図１０は、本発明の血液用熱交換器の製造方
法の一工程を説明するための説明図である。

【図１１】図１１は、本発明の血液用熱交換器の製造方
法において使用される治具の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 血液用熱交換器 ２ ハウジング ２ａ 接合部 ２ｂ 凹部 ３ 筒状本体 ３ａ 内筒部 ３ｂ 他端 ４ ヘッダー ５ 開口部 ６ 血液流入ポート ７ 血液流出ポート ８ 熱交換用媒体導入ポート ８ａ 熱交換用媒体導入口 ８ｂ 熱交換用媒体導入部 ９ 熱交換用媒体排出ポート ９ａ 熱交換用媒体排出口 ９ｂ 熱交換用媒体排出部 １０ 熱交換用細管束 １０ａ 熱交換用細管 １１ 隔壁 １５ 血液室 １６ 熱交換用媒体室 ２０ 帯状テープ部材 ２５ 区画板 ２６ Ｏリング ３０ 人工肺 ３１ 人工肺ハウジング ３２ 血液導入口 ３３ 血液排出口 ３４ ガス供給部 ３４ａ ガス供給口 ３５ ガス排出部 ３５ａ ガス排出口 ３６ 中空糸 ４０ 接続チューブ ５０ テープ部材貼付用装置 ６０ カッター ７０ 治具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血液流入ポートと、血液流出ポートと、
   熱交換用媒体導入ポートと、熱交換用媒体排出ポートと
   を有するハウジングと、該ハウジング内に収納された熱
   交換用細管束と、該細管束の両端部付近を前記ハウジン
   グの内面に液密に固着するとともに、前記ハウジング内
   を、前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連
   通する血液室と、前記熱交換用媒体導入ポートおよび前
   記熱交換用媒体排出ポートと連通する熱交換用媒体室と
   に区画する隔壁とを有する血液用熱交換器であって、前
   記細管束は、ほぼ等間隔に並列配置された複数の細管
   と、該複数の細管の両端部付近を保持する帯状テープ部
   材とからなる細管平面状集合物の積層体により形成され
   ていることを特徴とする血液用熱交換器。
2. 【請求項２】 血液流入ポートと、血液流出ポートと、
   熱交換用媒体導入ポートと、熱交換用媒体排出ポートと
   を有するハウジングと、該ハウジング内に収納された熱
   交換用細管束と、該細管束の両端部付近を前記ハウジン
   グの内面に液密に固着するとともに、前記ハウジング内
   を、前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連
   通する血液室と、前記熱交換用媒体導入ポートおよび前
   記熱交換用媒体排出ポートと連通する熱交換用媒体室と
   に区画する隔壁とを有する血液用熱交換器の製造方法で
   あって、該製造方法は、ほぼ等間隔に並列配置された複
   数の細管の両端部付近が帯状テープ部材により保持され
   た細管平面状集合物を作成する工程と、該細管平面状集
   合物を、複数積層して細管束を形成する工程と、該細管
   束を前記ハウジングに挿入する工程と、該細管束の両端
   部付近を前記ハウジングに液密に固定する工程とを有す
   ることを特徴とする血液用熱交換器の製造方法。