JPH067859B2

JPH067859B2 - 多孔質中空糸膜および中空糸膜型人工肺

Info

Publication number: JPH067859B2
Application number: JP62274758A
Authority: JP
Inventors: 浩介城戸; 建建部
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: CA1324470C; JPH01115364A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は多孔質中空糸膜および中空糸膜型人工肺に関す
るものである。詳しく述べると本発明は気液接触による
ガス交換に際して高い有効膜面積をもたらす多孔質中空
糸膜および中空糸膜型人工肺に関するものである。

（従来の技術）近年、心臓手術等において、患者の血液を体外に導き、
これに酸素を添加しかつ炭酸ガスを除去するために、体
外循環回路中に中空糸膜型人工肺が用いられている。中
空糸膜型人工肺は、一般に、ハウジング内に複数本の中
空糸膜をほぼ平行に配向させてなり、該中空糸膜の内側
または外側に血液を循環させ、一方中空糸膜の外側また
は内側に酸素含有ガスを吹送して中空糸膜壁を介して気
液接触させ所望のガス交換を行なうものである。このよ
うな中空糸膜型人工肺のうち、中空糸膜の外側に血液を
循環させ、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送するタ
イプのものは、血流における圧力損失が少ないため循環
回路中の人工肺の前に送血ポンプを設ける必要はなく、
人体からの落差のみによる脱血にて血液を人工肺に送る
ことが可能となるために特に好ましいものである。

従来、このような中空糸膜型人工肺に用いられる中空糸
膜としては、ガス透過性、機械的強度等の面から例えば
ポリプロピレンなどの疎水性多孔質中空糸膜が主として
用いられているが、このような疎水性多孔質中空糸膜を
用いた人工肺において、中空糸膜の外側に血液を循環さ
せ、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送する場合、中
空糸膜が疎水性であるために中空糸と中空糸との間隙が
狭くかつ前後にわたってほぼ一定幅のものであると、こ
の間隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まり易くなるも
のであった。このように中空糸と中空糸との間隙に空気
ないしは酸素含有ガスが溜まり、いわゆるエアートラッ
プされた状態が生じると、血液の流通が悪くなり、また
この捕捉された空気ないし酸素含有ガスの塊によって血
液の中空糸膜を介しての酸素含有ガスへの接触が阻害さ
れ有効膜面積が低下してしまうために、人工肺のガス交
換能が低下してしまうという問題が生じるものであっ
た。

（問題点を解決するための手段）従って、本発明は改良された多孔質中空糸膜および中空
糸膜型人工肺を提供することを目的とする。本発明はさ
らに気液接触によるガス交換に際して高い有効膜面積を
もたらす多孔質中空糸膜および中空糸膜型人工肺を提供
することを目的とする。本発明はさらに、エアートラッ
プによるガス交換能の低下の虞れの少ない多孔質中空糸
膜および中空糸膜型人工肺を提供することを目的とす
る。

（発明が解決しようとする問題点）上記諸目的は、内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０
〜１５０μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜
であって、外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および
０．０１〜０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮
半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．０％であること
を特徴とする多孔質中空糸膜により達成される。

本発明はまた空孔率が５〜６０％である多孔質中空糸膜
を示すものである。本発明はさらに酸素ガスフラックス
が０．１〜２０００／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍである多
孔質中空糸膜を示すものである。本発明はまた内径が１
８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００μｍである多孔
質中空糸膜を示すものである。本発明はさらにポリプロ
ピレンからなるものである多孔質中空糸膜を示すもので
ある。本発明はさらにまた、外径の５０〜１００％の平
均捲縮振幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／
最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜
３．０％である多孔質中空糸膜を示すものである。

上記諸目的はまた、多孔質中空糸膜をガス交換膜として
備えてなる中空糸膜型人工肺において、該多孔質中空糸
膜として内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５
０μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であっ
て、外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０
１〜０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期
比を有し、捲縮率が１．０〜３．０％であるものを用い
てなることを特徴とする中空糸膜型人工肺により達成さ
れる。

本発明はまた、中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸
膜の内側に酸素含有ガスを吹送するものである中空糸膜
型人工肺を示すものである。本発明はまた、中空糸膜の
内側に血液を循環し、中空糸膜の外側に酸素含有ガスを
吹送するものである中空糸膜型人工肺を示すものであ
る。本発明はさらに中空糸膜の空孔率が５〜６０％であ
る中空糸膜型人工肺を示すものである。本発明はさらに
中空糸膜の酸素ガスフラックスが０．１〜２０００／
ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍである中空糸膜型人工肺を示すも
のである。本発明はさらに中空糸膜の内径が１８０〜２
５０μｍ、肉厚が２０〜１００μｍである中空糸膜型人
工肺を示すものである。本発明はまた中空糸膜がポリプ
ロピレンからなるものである中空糸膜型人工肺を示すも
のである。本発明はさらに中空糸膜が外径の５０〜１０
０％の平均捲縮振幅および０．０２〜０．０５の最大捲
縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が
２．０〜３．０％である中空糸膜型人工肺を示すもので
ある。

（作用）しかして、本発明の多孔質中空糸膜は、内径が１５０〜
３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ円形の疎水
性多孔質中空糸膜であって、外径の３５〜１２０％の平
均捲縮振幅および０．０１〜０．１の最大捲縮振幅／最
大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．０〜
３．０％であることを最大の特徴とするものである。こ
のように本発明の多孔質中空糸膜は上記ごとき所定の割
合で捲縮がつけられているために、例えば本発明に係わ
る多孔質中空糸膜を用いて人工肺を作成し、この人工肺
において中空糸膜の外側に血液を循環させ、一方、中空
糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場合、中空糸膜が
疎水性ではあるが、上記のごとき捲縮により中空糸と中
空糸との間隙が比較的大きくかつ前後にわたって所定限
度内で変化がつけられたものとなされるために、この間
隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まることはほとんど
生じず、良好な血液の流通がもたらされかつ血液と酸素
含有ガスとの中空糸膜の全面を介しての均一な接触がな
されるために、高いガス交換能が得られるものとなる。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

本発明による多孔質中空糸膜は、内径が１５０〜３００
μｍ、好ましくは１８０〜２５０μｍ、肉厚が１０〜１
５０μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである断面がほ
ぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であって、外径の３５〜
１２０％、好ましくは５０〜１００％の平均捲縮振幅お
よび０．０１〜０．１、好ましくは０．０２〜０．０５
の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、
捲縮率が１．０〜３．０％、好ましくは２．０〜３．０
％であることを特徴とするものである。本発明の多孔質
中空糸膜において平均捲縮振幅を外径の３５〜１２０％
とするのは、平均捲縮振幅が外径の３５％未満であると
該多孔質中空糸膜を人工肺中に組入れた際に中空糸と中
空糸の間隙を十分に大きなものとすることができず該間
隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まり易くなる虞れが
あり、一方、平均捲縮振幅が外径の１２０％を越えるも
のであると該多孔質中空糸膜を人工肺に組入れた際に中
空糸と中空糸の間隙の大きさを所定の範囲内に保持する
ことが困難となるために、いづれも好ましくないためで
ある。また最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比
を０．０１〜０．１の範囲のものとするのは、最大捲縮
振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比が０．０１未満のも
のであると前記したと同様に該多孔質中空糸膜を人工肺
中に組入れた際に中空糸と中空糸の間隙を十分に大きな
ものとすることができず該間隙に空気ないしは酸素含有
ガスが溜まり易くなる虞れがあり、一方、最大捲縮振幅
／最大捲縮振幅時捲縮半周期比が０．１を越えるもので
あると該多孔質中空糸膜を人工肺に組入れた際に中空糸
と中空糸の間隙の大きさが必要以上に変動の大きいもの
となり、該間隙を流路とする血流における圧力損失が高
くなるために、いづれも好ましくないためである。さら
に捲縮率を１．０〜３．０％の範囲のものとするのは、
捲縮率が１．０％未満であると該多孔質中空糸膜を人工
肺中に組入れた際に中空糸と中空糸の間隙を捲縮により
大きなものとする効果が十分なものとならず、一方捲縮
率が３．０％を越えるものであると該多孔質中空糸膜を
用いて人工肺を作成した場合に、モジュールが必要以上
に大型化する虞れがあるためにいづれも好ましくないた
めである。

本発明の多孔質中空糸膜は上記に述べるような性状を有
するものであれば、その製法、すなわち捲縮および多孔
性の付与などはいかなる方法によるものであってもよ
く、例えば、延伸法あるいは溶出法などにより紡糸され
多孔質とされた中空糸膜を、適当なボビン等にクロス巻
きに捲き取り、適当な条件下、例えば６０℃で１８時間
程度、熱処理して捲縮状態を固定することにより得られ
うる。しかしながら、捲縮の付与における熱固定が必要
以上であり、膜構造を変化させてしまう、例えば、捲縮
を与える前の状態より空孔率が５０％以上も低下するも
のであってはその効果は発揮できず、また熱固定が不十
分でモジュール組立て時には所望の捲縮状態を保持して
いてもその後残留応力により中空糸膜に張力がかかり捲
縮が失なわれるものであってもその効果は得られない。

さらに本発明の多孔質中空糸膜において、空孔率が５〜
６０％であり、また酸素ガスフラックスが０．１〜２０
００／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍ、さらに好ましくは１０
０〜１５００／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍであると人工肺
用として用いられた場合より一層優れた効果が期待でき
るものとなる。また、本発明の多孔質中空糸膜を構成す
る材質としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン
などのポリオレフィンやポリテトラフルオロエチレンな
どの疎水性合成樹脂があるが、機械的強度、耐熱性、加
工性などの諸物性に優れ、また多孔性の付与が容易であ
るなどの点からポリプロピレンが特に好ましいものであ
る。

本発明の中空糸膜型人工肺は、上記のごとき所定の割合
で捲縮のつけられた多孔質中空糸膜をガス交換膜として
備えてなることを特徴とするものであって、上記したよ
うに捲縮により中空糸と中空糸との間隙が比較的大きく
かつ前後にわたって所定限度内で変化がつけられたもの
となされるために、中空糸膜の外側に血液を循環させ、
一方、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場合に
おいても、この間隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜ま
ることはほとんど生じず、良好な血液の流通がもたらさ
れかつ血液と酸素含有ガスとの中空糸膜の全面を介して
の均一な接触がなされるために、高いガス交換能が得ら
れるものとなる。

以下、本発明の中空糸膜型人工肺の構造を図面に基づき
さらに具体的に説明する。

第１図は、本発明の中空糸膜型人工肺の一実施態様とし
て、中空糸膜の内側に血液を循環し、中空糸膜の外側に
酸素含有ガスを吹送する態様（第１の態様）の組立状態
を示すものである。すなわち、該中空糸膜型人工肺１
は、ハウジング２を具備してなり、このハウジング２は
筒状本体３の両端部に環状の雄ネジ付き取付けカバー
４、５が設けられ、ハウジング２内には、全体に広がっ
て多数の、例えば１００００〜６００００本の上記した
ような所定の割合で捲縮の付けられた多孔質中空糸膜６
がハウジング２の長手方向に沿って並列的に相互に離間
配置されている。そして、この多孔質中空糸膜６の両端
部は、取付カバー４、５内においてそれぞれの開口が閉
塞されない状態で隔壁７、８により液密に支持されてい
る。また、上記各隔壁７、８は、多孔質中空糸膜６外周
面と上記ハウジング２の内面とともにガス室９を構成
し、これを閉塞し、かつ上記多孔質中空糸膜６の内部に
形成される血液流通空間（図示しない）とガス室９を隔
離するものである。また一方の取付カバー４には酸素含
有ガスを供給する酸素含有ガス導入口１０が設けられて
おり、他方の取付けカバー５には酸素含有ガスを排出す
る酸素含有ガス導出口１１が設けられている。

上記ハウジング２の筒状本体３の内面には、軸方向の中
央に位置して突出する絞り用拘束部１２を設けてもよ
い。このように中央部に絞り拘束部１２を設けることに
よりガス交換効率の向上が望めるが、前記したように本
発明の中空糸膜型人工肺において用いられる多孔質中空
糸膜６には所定の割合で捲縮がかけられているために、
このような絞り拘束部１２を設けなくとも高いガス交換
効率が得られるものである。この拘束部１２は上記筒状
本体３の内面に筒状本体３と一体に形成されていて、筒
状本体３内に挿通される多数の多孔質中空糸膜６からな
る中空糸束１３の外周を締め付けるようになっている。
こうして、上記中空糸束１３は軸方向の中央において絞
り込まれ、絞り部１４を形成している。従って、中空糸
膜の充填率は軸方向に沿う各部において異なり、中央部
分において最も高くなっている。なお、各部における望
ましい充填率は次の通りである。まず、第２図に示すよ
うに中央の絞り部１４における充填率Ａは約６０〜８０
％、その他の筒状本体３内では充填率Ｂは約３０〜６０
％であり、中空糸束１３の両端、つまり隔壁７、８の外
面における充填率Ｃは約２０〜４０％である。

次に、上記隔壁７、８の形成について述べる。前述した
ように隔壁７、８は、多孔質中空糸膜６の内部と外部を
隔離するという重要な機能を果たすものである。通常、
この隔壁７、８は、極性の高い高分子ポッティング材、
例えば、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ樹脂等を
ハウジング２の両端内壁面に遠心注入法を利用して流し
込み、硬化させることにより作られる。さらに詳述すれ
ば、まず、ハウジング２の長さより長い多数の多孔質中
空糸膜６を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂によ
って目止めをした後、ハウジング２の筒状本体３内に並
べて位置せしめる。この後、取付けカバー４、５の径以
上の大きさの型カバーで、多孔質中空糸膜６の各両端を
完全に覆って、ハウジング２の中心軸を中心にそのハウ
ジング２を回転させながら両端部側から高分子ポッティ
ング材を流入する、流し終って樹脂が硬化すれば、上記
型カバーを外して樹脂の外側面部を鋭利な刃物で切断し
て多孔質中空糸膜６の両開口端を表面に露出させる。か
くして隔壁７、８は形成されることになる。

上記隔壁７、８の外面は、環状凸部を有する流路形成部
材１５、１６でそれぞれ覆われている。この流路形成部
材１５、１６はそれぞれ液分配部材１７、１８およびネ
ジリング１９、２０よりなり、この液分配部材１７、１
８の周縁部付近に設けられた環状凸部として突条２１、
２２の端面を前記隔壁７、８にそれぞれ当接させ、ネジ
リング１９、２０を取付けカバー４、５にそれぞれ螺合
することにより固定することにより血液の流入室２３、
２４がそれぞれ形成されている。この流路形成部材１
５、１６にはそれぞれ血液導入口２５および血液導出口
２６が形成されている。

この隔壁７、８と流路形成部材１５、１６とにより形成
される隔壁７、８の周縁部の空隙部には、該空隙部に連
通するそれぞれ少なくとも２個の孔２７、２８および２
９、３０の一方より前記隔壁７、８と接触するようにシ
ールされている。あるいはまた、Ｏリング（図示せず）
を介してシールされることも可能である。

次に第３図に、本発明の中空糸膜型人工肺の他の実施態
様として、中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜の
内側に酸素含有ガスを吹送する態様（第２の態様）の組
立状態を示す。すなわち、該中空糸膜型人工肺３１は、
ハウジング３２を具備してなり、このハウジング３２は
筒状本体３３の両端部に環状の取付けカバー３４、３５
が設けられ、ハウジング３２内には、全体に広がって多
数の、例えば１００００〜６００００本の上記したよう
な所定の割合で捲縮の付けられた多孔質中空糸膜６がハ
ウジング３２の長手方向に沿って並列的に相互に離間配
置されている。そして、この多孔質中空糸膜６の両端部
は、取付カバー３４、３５内においてそれぞれの開口が
閉塞されない状態で隔壁３７、３８によりそれぞれ液密
に支持されている。また、上記各隔壁３７、３８は、多
孔質中空糸膜６外周面と上記ハウジング３２の内面とと
もに血液室３９を構成し、これを閉塞し、かつ上記多孔
質中空糸膜６の内部に形成される酸素含有ガス流通空間
（図示しない）と血液室３９を隔離するものである。ま
たハウジング３２の一方には血液を供給する血液導入口
４５が設けられており、ハウジングの他方には血液を排
出する血液導出口４６が設けられている。

上記ハウジング３２の筒状本体３３の内面には、軸方向
の中央に位置して突出する絞り用拘束部４２を設けても
よい。すなわち、拘束部４２は上記筒状本体３３の内面
に筒状本体３３と一体に形成されていて、筒状本体３３
内に挿通される多数の多孔質中空糸膜６からなる中空糸
束４３の外周を締め付けるようになっている。こうし
て、上記中空糸束４３は軸方向の中央において絞り込ま
れ、絞り部４４を形成している。従って、中空糸膜の充
填率は軸方向に沿う各部において異なり、中央部分にお
いて最も高くなっている。また、取付けカバー３４、３
５にはそれぞれ酸素含有ガス導入口４０および酸素含有
ガス導出口４１が形成されている。その他の部分および
形成方法等は前述の第１の態様に係わる中空糸膜型人工
肺に準ずるものであるため、説明を省略する。

（実施例）以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例延伸法により軸方向に延伸されて形成された平均細孔半
径７００Åの微細孔を有する、内径２００μｍ、肉厚２
４μｍのポリプロピレン製多孔質中空糸膜を、直径９５
mmのボビンにクロス巻きに捲き取り、６０℃で１８時間
オーブン中で熱処理することにより捲縮をかけた。この
ようにして得られた多孔質中空糸膜の平均捲縮振幅は中
空糸膜の外径の７０％、最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時
捲縮半周期比は０．０３、また捲縮率は２．５％であっ
た。この捲縮をかけた多孔質中空糸膜を用いて以下に述
べるようにして前述の第１の態様に係わる人工肺、第２
の態様に係わる人工肺ならびに第１の態様に係わる人工
肺において中空糸束の軸方向の中央において絞り込まな
いタイプ（第３の態様）の人工肺モジュールを作成し、
酸素ガスフラックス、酸素ガス添加能および炭酸ガス排
除能を計測した。結果を第３表に示す。

比較例比較のために、延伸法により軸方向に延伸されて形成さ
れた平均細孔半径７００Åの微細孔を有する、内径２０
０μｍ、肉厚２４μｍのポリプロピレン製多孔質中空糸
膜をそのまま用いて、実施例と同様に人工肺モジュール
を作成し、第１の態様に対して比較例１、第２の態様に
対して比較例２とし、酸素ガスフラックス、酸素ガス添
加能および炭酸ガス排除能を計測した。結果を第３表に
示す。

なお、本明細書中における各用語の定義および測定方法
は次の通りである。

内径、肉厚中空糸膜を任意に１０本抜きとり、鋭利なカミソリで
０．５mm程度の長さに輪切りにする。万能投影機（ニコ
ンプロファイルプロジェクターＶ−１２）でその断面を
映し出し、計測器（ニコンデジタルカウンターＣＭ−６
Ｓ）でその外径ｄ_１、内径ｄ_２を測定し、肉厚ｔをｔ＝
ｄ_１−ｄ_２により算出し、１０本の平均値とした。

空孔率（％）中空糸膜を約２ｇとり、鋭利なカミソリにより５mm以下
の輪切りにする。得られた試料を水銀ポロシメーター
（カルロエロバ社６５Ａ型）にて１０００Kg／cm²まで
圧力をかけ全細孔量（単位重さ当りの中空糸の細孔体
積）により空孔率を得る。

平均捲縮振幅、最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周
期比中空糸膜を万能表面形状測定器（（株）小坂研究所製：
ＳＥ−３Ａ）にて３５mmの長さにわたって表面の凹凸を
測定することによって捲縮状態を評価したとき、第４図
に示すように１測定中の最も振幅の大きい部分の振幅
（Ａ）を、その振幅を得たときの極大点から極小点まで
の距離（Ｂ）で割った比（Ａ／Ｂ）を、１ロットにつき
１０回測定しその平均値を最大捲縮振幅／最大捲縮振幅
時捲縮半周期比とした。また１測定中の最も振幅の大き
い部分の振幅の１０回の平均値を平均捲縮振幅とした。

捲縮率初期長２５mmで、引張試験機（東洋精機（株）製：スト
ログラフＴ）にて中空糸膜の引張試験を行ない、荷重が
デニール当り１mgのときと、５０mgのときの伸びの差を
初期長で割った値を百分率で表わした。

酸素ガスフラックス多孔質中空糸膜で有効長１４cm、有効膜面積０．０２５
ｍ^２のミニ・モジュールを作成し、片方の端を閉じた
後、酸素で中空糸膜内部に１気圧の圧力をかけ、定常状
態になったときの酸素ガスの流量を流量計（草野理化学
機器製作所、フロートメーター）により読み取った値と
した。

酸素ガス添加能、炭酸ガス排除能（第１の態様）中空糸膜で、有効長１３０mm、膜面積５．４ｍ^２の人工
肺モジュールを作成し、中空糸膜内部にウシ血液（標準
静脈血）をシングルパス(Single Path)で６．０／ｍ
ｉｎの流量で流し、中空糸膜の外側へ純酸素を６．０
／ｍｉｎの流量で流し、人工肺入口および出口のウシ血
液のｐＨ、炭酸ガス分圧（ＰＣＯ_２）、酸素ガス分圧
（ＰＯ_２）を血液ガス測定装置（Radiometer社製、ＢＧ
Ａ３型）により測定し、人工肺入口と人工肺出口との分
圧差を算出した。なお人工肺モジュール仕様の詳細は第
１表に示した。また標準動脈血の性状は第２表に示し
た。

（第２の態様）中空糸膜で、有効長９０mm、膜面積２．１ｍ^２の人工肺
モジュールを作成し、中空糸膜外部にウシ血液（標準静
脈血）をシングルパス(Single Path)で６．０／ｍｉ
ｎの流量で流し、中空糸膜の内側へ純酸素を６．０／
ｍｉｎの流量で流し、人工肺入口および出口のウシ血液
のｐＨ、炭酸ガス分圧（ＰＣＯ_２）、酸素ガス分圧（Ｐ
Ｏ_２）を血液ガス測定装置（Radiometer社製、ＢＧＡ３
型）により測定し、人工肺入口と人工肺出口との分圧差
を算出した。なお人工肺モジュール仕様の詳細は第１表
に示した。

（第３の態様）第１の態様に係わる人工肺において中空糸束を軸方向の
中央において絞り込まない人工肺を作成し、同様に酸素
ガス添加能、炭酸ガス排除能の測定を行なった。

（発明の効果）以上述べたように本発明は、内径が１５０〜３００μ
ｍ、肉厚が１０〜１５０μｍの断面がほぼ円形の疎水性
多孔質中空糸膜であって、外径の３５〜１２０％の平均
捲縮振幅および０．０１〜０．１の最大捲縮振幅／最大
捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．
０％であることを特徴とする多孔質中空糸膜であるか
ら、例えば該多孔質中空糸膜を用いて人工肺を作成し、
この人工肺において中空糸膜の外側に血液を循環させ、
一方、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場合、
上記のごとき捲縮により中空糸と中空糸との間隙が比較
的大きくかつ前後にわたって所定限度内で変化がつけら
れたものとなされるために、この間隙に空気ないしは酸
素含有ガスが溜まることはほとんど生じず、良好な血液
の流通がもたらされかつ血液と酸素含有ガスとの中空糸
膜の全面を介しての均一な接触がなされるために、高い
ガス交換能が得られるものとなる。本発明の多孔質中空
糸膜において、空孔率が５〜６０％、酸素ガスフラック
スが０．１〜２０００／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍ、また
内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００μｍで
あり、さらに多孔質中空糸膜がポリプロピレンからなる
ものであり、加えて外径の５０〜１００％の平均捲縮振
幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮
振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜３．０％
であると上記したような効果はより一層優れたものとな
る。

本発明はまた、多孔質中空糸膜をガス交換膜として備え
てなる中空糸膜型人工肺において、該多孔質中空糸膜と
して内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μ
ｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であって、
外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０１〜
０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を
有し、捲縮率が１．０〜３．０％であるものを用いてな
ることを特徴とする中空糸膜型人工肺であるから、中空
糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜の内側に酸素含有
ガスを吹送する場合において、中空糸と中空糸との間隙
に酸素含有ガスないしは空気が溜まる虞れがなく、効率
よくガス交換が行なえるものである。また中空糸膜の内
側に血液を循環し、中空糸膜の外側に酸素含有ガスを吹
送する場合においても効率よくガス交換が行なえるとと
もに、この態様の場合、特に中空糸束の軸方向の中央に
おいて絞り込むことをしなくても、同様なガス交換効率
を得ることができる。すなわち、中空糸膜の内側に血液
を流すタイプにおいては、ガス交換中に、人工肺内の酸
素含有ガス中に含まれる水蒸気が人工肺のハウジング内
面に結露するため、中空糸表面が水滴で濡れてハウジン
グ内面に密着することがある。このため、中空糸束とハ
ウジング内面とは所定の間隔をおいて中空糸束とハウジ
ング内面が密着しにくいようにしており、一方、中空糸
束の軸方向すべてにわたり間隔をあけたままにしておく
と、その部分だけガスが流れてしまうことになるため、
中央部のみ絞り部を設けてチャンネリングが起きにくい
ようにしている。ところが、本発明に係わる捲縮を施し
た中空糸膜を用いると、ハウジングの内面との間隔を大
きくしなくても、中空糸膜自体が捲縮しているために、
ハウジング内面に結露が生じたとしても中空糸膜とハウ
ジング内面が密着することがなく、特に絞り部を設けな
くてもガス交換効率が落ちることがないためである。さ
らに本発明の中空糸膜型人工肺において、中空糸膜の空
孔率が５〜６０％、中空糸膜の酸素ガスフラックスが
０．１〜２０００／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍ、中空糸膜
の内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００μｍ
であり、また中空糸膜がポリプロピレンからなるもので
あり、さらに中空糸膜が外径の５０〜１００％の平均捲
縮振幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大
捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜３．
０％であると、さらに優れた性能を有するよりコンパク
トな人工肺となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による中空糸膜型人工肺の一実施態様を
示す半断面図、第２図は同実施態様における中空糸膜充
填率に関する各部位を示す断面図、第３図は本発明によ
る中空糸膜型人工肺の他の実施態様を示す半断面図であ
り、また第４図は最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半
周期比（Ａ／Ｂ）の測定位置を示す図面である。１、３１…中空糸膜型人工肺、２、３２…ハウジング、３、３３…筒状本体、６…多孔質中空糸膜、７、８、３７、３８…隔壁、９…ガス室、１０、４０…酸素含有ガス導入口、１１、４１…酸素含有ガス導出口、１３、４３…中空糸束、２５、４５…血液導入口、２６、４６…血液導出口、３９…血液室。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜
１５０μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜で
あって、外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および
０．０１〜０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮
半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．０％であること
を特徴とする多孔質中空糸膜。
【請求項２】空孔率が５〜６０％である特許請求の範囲
第１項に記載の多孔質中空糸膜。
【請求項３】酸素ガスフラックスが０．１〜２０００
／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍである特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載の多孔質中空糸膜。
【請求項４】内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜
１００μｍである特許請求の範囲第１項〜第３項のいず
れかに記載の多孔質中空糸膜。
【請求項５】ポリプロピレンからなるものである特許請
求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の多孔質中空
糸膜。
【請求項６】外径の５０〜１００％の平均捲縮振幅およ
び０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時
捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜３．０％である
特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の多孔
質中空糸膜。
【請求項７】多孔質中空糸膜をガス交換膜として備えて
なる中空糸膜型人工肺において、該多孔質中空糸膜とし
て内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍ
の断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であって、外
径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０１〜
０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を
有し、捲縮率が１．０〜３．０％であるものを用いてな
ることを特徴とする中空糸膜型人工肺。
【請求項８】中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜
の内側に酸素含有ガスを吹送するものである特許請求の
範囲第７項に記載の中空糸膜型人工肺。
【請求項９】中空糸膜の内側に血液を循環し、中空糸膜
の外側に酸素含有ガスを吹送するものである特許請求の
範囲第７項に記載の中空糸膜型人工肺。
【請求項１０】中空糸膜の空孔率が５〜６０％である特
許請求の範囲第７項〜第９項のいずれかに記載の中空糸
膜型人工肺。
【請求項１１】中空糸膜の酸素ガスフラックスが０．１
〜２０００／ｍｉｎ・ｍ^２・ａｔｍである特許請求の
範囲第７項〜第１０項のいずれかに記載の中空糸膜型人
工肺。
【請求項１２】中空糸膜の内径が１８０〜２５０μｍ、
肉厚が２０〜１００μｍである特許請求の範囲第７項〜
第１１項のいずれかに記載の中空糸膜型人工肺。
【請求項１３】中空糸膜がポリプロピレンからなるもの
である特許請求の範囲第７項〜第１２項のいずれかに記
載の中空糸膜型人工肺。
【請求項１４】中空糸膜が外径の５０〜１００％の平均
捲縮振幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最
大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜
３．０％である特許請求の範囲第７項〜第１３項のいず
れかに記載の中空糸膜型人工肺。