JPH08141074A

JPH08141074A - 人工肺および熱交換器付人工肺

Info

Publication number: JPH08141074A
Application number: JP6306987A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takahashi; 剛高橋; Kazuhiko Takeuchi; 和彦竹内
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-06-04
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: JP3597892B2

Abstract

(57)【要約】【目的】使用状況に応じた人工肺のガス流出部の温度
調整およびウェットラング現象の発生などを防止でき、
長時間使用しても酸素加能が低下が少ない中空糸膜型人
工肺を提供する。【構成】人工肺１は、血液流入口６と血液流出口７を
有する人工肺ハウジング２と、人工肺ハウジング２内に
挿入された多数のガス交換用中空糸膜からなる中空糸膜
束３と、中空糸膜束３の両端部を人工肺ハウジング２の
両端部に液密に固定する隔壁４ａ，４ｂと、隔壁４ａの
外側に形成されたガス流入部９と、隔壁４ｂの外側に形
成されたガス流出部１０と、熱媒体導入部１１と熱媒体
導出部１２とを有し、ガス流出部１０からのガスの流出
を阻害することなくガス流出部１０をほぼ被包する熱媒
体流通部１３を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体外血液循環におい
て、血液中の二酸化炭素を除去し、酸素を添加するため
の中空糸膜型人工肺に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工肺は大別して気泡型と膜型に分類さ
れる。最近では、気泡型人工肺に比して、溶血、蛋白質
変性、血液凝固等の血液損傷が少ない膜型人工肺、例え
ば、多孔質合成樹脂製膜を使用した中空糸膜型人工肺が
多用されている。この中空糸膜型人工肺は、中空糸膜の
片面側に酸素を供給し、他面側に血液を供給して、中空
糸膜を介して酸素と二酸化炭素とのガス交換を行うもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この形式の人
工肺では、室温が血温より低い場合、人工肺内を流れた
ガスは血液によって加温された状態で中空糸膜端部（隔
壁端面）より流出し、端部付近にて外気と接触するた
め、ガス中の水蒸気が結露するいわゆるウェットラング
現象が発生することがある。この結露した水は中空糸膜
を部分的に閉塞し、酸素加能を低下させる。特に、この
現象は、血液温度を低下させて行う低体温手術法におけ
る復温時によく発生する。また、低体温手術法における
手術時では、室温が血液温より高い状態となる。この状
態では、人工肺内を流れたガスは血液温により冷却され
て隔壁端部より流出し、隔壁端部にて外気に接触するこ
とにより加温されることになる。この場合ウエットラン
グ現象は生じないが、隔壁端部におけるこのようなガス
の温度変化は好ましいものではない。

【０００４】そこで、本発明の目的は、人工肺のガス流
出部における状況に応じた温度調整ができ、ウェットラ
ング現象の発生などを防止でき、長時間使用しても酸素
加能が低下しない人工肺および熱交換器付人工肺を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するもの
は、血液流入口と血液流出口を有するハウジングと、該
ハウジング内に挿入された多数のガス交換用中空糸膜か
らなる中空糸膜束と、該中空糸膜束の両端部を前記ハウ
ジングの両端部に液密に固定する隔壁と、前記中空糸内
部と連通し、かつ前記一方の隔壁の外側に形成されたガ
ス流入部と、前記中空糸内部と連通し、かつ前記他方の
隔壁の外側に形成されたガス流出部と、熱媒体導入部と
熱媒体導出部とを有し、前記ガス流出部からのガスの流
出を阻害することなく前記ガス流出部の少なくとも一部
を被包する熱媒体流通部とを有する人工肺である。

【０００６】また、前記熱媒体流通部を流通する熱媒体
は、熱媒体の加温および冷却機能を備えた熱媒体供給装
置より供給されるものであることが好ましい。また、前
記熱媒体流通部は、前記ガス導出部形成部材の側壁内に
形成されていてもよい。また、前記熱媒体流通部は、前
記熱媒体を螺旋状に流通させる螺旋状流路を有している
ことが好ましい。

【０００７】また、上記目的を達成するものは、中空糸
膜型人工肺と熱交換器を備えた熱交換器付人工肺であっ
て、人工肺は、血液流入口と血液流出口を有する人工肺
ハウジングと、該人工肺ハウジング内に挿入された多数
のガス交換用中空糸膜からなる中空糸膜束と、該中空糸
膜束の両端部を前記人工肺ハウジングの両端部に液密に
固定する隔壁と、前記中空糸内部と連通し、かつ前記一
方の隔壁の外側に形成されたガス流入部と、前記中空糸
内部と連通し、かつ前記他方の隔壁の外側に形成された
ガス流出部と、熱媒体導入部と熱媒体導出部とを有し、
前記ガス流出部からのガスの流出を阻害することなく前
記ガス流出部の少なくとも一部を被包する熱媒体流通部
とを有し、前記熱交換器は、血液流通室と、該血液流通
室と熱交換用管体を介して接触する熱媒体流通室と、前
記血液流通室と連通する血液流入ポートおよび血液流出
ポートと、前記熱媒体流通室と連通する熱媒体流入ポー
トおよび熱媒体流出ポートとを備えている熱交換器付人
工肺である。

【０００８】そして、前記熱交換器の前記熱媒体流出ポ
ートと前記人工肺の前記熱媒体流入部もしくは前記人工
肺の前記熱媒体流出部と前記熱交換器の前記熱媒体流入
ポートは接続されていることが好ましい。また、前記熱
交換器の血液流出ポートと前記人工肺の血液流入ポート
もしくは前記人工肺の血液流出部と前記熱交換器の前記
血液流入ポートは接続されていることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明の中空糸膜型人工肺では、ガスが外気と
接触する部位であるガス導出部の少なくとも一部を被包
する熱媒体流通部を設けたので、室温と血温に差がある
場合にこの熱媒体流通部に加温もしくは冷却した熱媒体
を流通させることにより、血液の温度により加温もしく
は冷却されたガスがそのままの温度で外気に接触するこ
とを防止でき、例えば、中空糸膜束の端部付近に水蒸気
が結露して生じるウェットラング現象の発生を防止で
き、長時間使用しても酸素加能が低下することがない。

【００１０】そこで、本発明の熱交換器付人工肺１を、
図１ないし図５を用いて説明する。図１は、本発明の熱
交換器付中空糸膜型人工肺の一実施例の正面図であり、
図２は、図１に示した熱交換器付中空糸膜型人工肺の左
側面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、
図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５は、図２の
Ｃ−Ｃ線断面図である。

【００１１】この実施例の熱交換器付中空糸膜型人工肺
１は、人工肺部と熱交換器部を備えている。人工肺部
は、血液流入口６と血液流出口７を有する人工肺ハウジ
ング２と、人工肺ハウジング２内に挿入された多数のガ
ス交換用中空糸膜からなる中空糸膜束３と、中空糸膜束
３の両端部を人工肺ハウジング２の両端部に液密に固定
する隔壁４ａ，４ｂと、中空糸内部と連通し、かつ一方
の隔壁４ａの外側に形成されたガス流入部９と、中空糸
内部と連通し、かつ他方の隔壁４ｂの外側に形成された
ガス流出部１０と、熱媒体導入部１１と熱媒体導出部１
２とを有し、ガス流出部１０からのガスの流出を阻害す
ることなくガス流出部１０の少なくとも一部を被包する
熱媒体流通部１３を有している。

【００１２】具体的には、この人工肺は、人工肺ハウジ
ング２と、人工肺ハウジング２内に挿入された多数の多
孔質中空糸膜からなる中空糸膜束３と、中空糸膜束３の
両端部を人工肺ハウジング２の両端部に液密に固定する
隔壁４ａ，４ｂと、人工肺ハウジング２の両端部付近に
それぞれ設けられ、中空糸膜の外面と人工肺ハウジング
２の内面と隔壁４ａ，４ｂの内側面とにより形成される
血液流通室５に連通する血液流入部６および血液流出部
７と、人工肺ハウジング２の両端部にそれぞれ設けら
れ、中空糸膜の内面と人工肺ハウジング２の内面と隔壁
４ａ，４ｂの外側面とにより形成されるガス流通室と連
通するガス導入部９およびガス導出部１０と、ガス導出
部１０付近に設けられ、熱媒体導入部１１と熱媒体導出
部１２とを有する熱媒体流通部１３とを有し、熱交換器
２０と一体的に成形された中空糸膜型人工肺である。

【００１３】なお、人工肺としては、このような多孔質
中空糸膜を用いたものに限られず、例えば、シリコーン
などのガス透過性を有する拡散中空糸膜を用いたもので
もよい。

【００１４】熱交換器部は、血液流通室と、血液流通室
と熱交換用管体２６を介して接触する熱媒体流通室２９
と、血液流通室と連通する血液流入ポート２１および血
液流出ポート２２と、熱媒体流通室２６と連通する熱媒
体流入ポート２３および熱媒体流出ポート２４とを備え
ている。

【００１５】具体的には、熱交換器２０は、血液流入ポ
ート２１と、血液流出ポート２２と、熱媒体流入ポート
２３と、熱媒体流出ポート２４とを有する熱交換器ハウ
ジング２５と、熱交換器ハウジング２５内に収納された
複数の熱交換用管体２６と、熱交換用管体２６の両端部
を熱交換器ハウジング２５の内面に液密に固着する熱交
換器内隔壁２７ａ，２７ｂと、熱交換器ハウジング２５
内に形成され、血液流入ポート２１および血液流出ポー
ト２２と連通し、管体２６の外面と熱交換器ハウジング
２５の内面と熱交換器内隔壁２７ａ，２７ｂの内側面に
より形成された血液流通室２８と、熱媒体流入ポート２
３および熱媒体流出ポート２４と連通し、管体２６内部
により形成された熱媒体流通室２９とを有している。熱
交換器２０の熱媒体流出ポート２４と中空糸膜型人工肺
１の熱媒体導入部１１は接続され、熱媒体流通部１２を
流通する熱媒体は熱交換器２０より供給されるものであ
る。熱交換器の血液流出ポート２２は人工肺の血液流入
部６と接続チューブ４０により接続されている。

【００１６】なお、熱交換器としては、このような熱交
換用管体の内部に血液が流れるタイプ（血液内部灌流
型）のものに限定されず、熱交換器用管体の外側に血液
が流れるタイプ（血液外部灌流型）のものであってもよ
い。また、熱交換器付人工肺としては、上記のように熱
交換器を血液が通過した後、人工肺に流入するタイプの
ものに限られず、人工肺を血液が通過した後に、熱交換
器を通過するものであってもよい。この場合、人工肺の
血液流出部と熱交換器の前記血液流入ポートが接続され
ている。また、上記のように熱交換器を熱媒体が通過し
たのちに、人工肺の熱媒体流通部に流入するタイプのも
のに限られず、人工肺の熱媒体流通部を熱媒体が通過し
た後に、熱交換器に流入するタイプのものであってもよ
い。この場合、人工肺の熱媒体流出部と熱交換器の熱媒
体流入ポートが接続される。以下、熱交換器付人工肺１
の各構成を順次説明する。

【００１７】人工肺ハウジング２は、筒状体に形成され
ており、図３に示すように内部に中空糸膜束３を収納
し、図１または図２に示すように、血液流入部６、血液
流出部７、ガス導入部９、ガス導出部１０、さらに熱媒
体流通部１３を有している。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。

【００１８】人工肺ハウジング２の内部に収納された中
空糸膜束３は、多数の中空糸膜からなり、中空糸膜は中
空糸膜壁を貫通する多数の微細孔を有している。中空糸
膜はこの微細孔を介してＯ₂添加およびＣＯ₂除去を行う
ことができ、いわゆるガス交換膜として機能する。中空
糸膜としては、肉厚が５〜８０μｍ、好ましくは１０〜
６０μｍ、空孔率２０〜８０％、好ましくは３０〜６０
％、微細の孔径が０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０
１〜１μｍ程度、内径が１００〜１０００μｍ、好まし
くは１００〜３００μｍのものが好適に使用される。

【００１９】中空糸膜を形成する材質としては、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、セルロース
アセテート等の疎水性高分子が使用でき、好ましくは、
疎水性高分子であり、特に好ましくは、ポリオレフィン
系樹脂であり、より好ましくは、ポリプロピレンであ
る。具体的には、延伸法または固液相分離法などにより
微細孔を形成させたポリプロピレン製中空糸膜が望まし
い。

【００２０】中空糸膜は、人工肺ハウジング２内部を全
体に広がって、１０，０００〜８０，０００本収納され
ている。中空糸膜の両端部は、それぞれ端面開口が閉塞
されない状態で隔壁４ａ，４ｂにより人工肺ハウジング
２の端部に液密に固着されている。

【００２１】隔壁４ａ，４ｂは、中空糸膜束３を液密に
固着すると共に、人工肺ハウジング２内を、中空糸膜の
外面と人工肺ハウジング２の内面と隔壁４ａ，４ｂの内
側面とにより形成される血液流通室５と、中空糸膜の内
部に形成されるガス流通室とに区画している。隔壁４
ａ，４ｂ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。

【００２２】人工肺ハウジング２の上部または下部に
は、図２に示すように、血液流通室５と連通する血液流
入部６および血液流出部７がそれぞれ設けられており、
血液流入部６は、熱交換器２０の血液流出ポート２２と
接続チューブ４０を介して連結されている。そして、熱
交換器２０の血液流出ポート２２から流出した血液は、
接続チューブ４０、血液流入部６を介して、血液流通室
５（具体的には、中空糸膜の外面と人工肺ハウジング２
の内面と隔壁４ａ，４ｂの内側面とにより形成される空
間）を流通し血液流出部７の血液流出口７ａより外部に
流出するように構成されている。

【００２３】人工肺ハウジング２の上下端付近には、ガ
ス流通室と連通するガス導入部９、ガス導出部１０がそ
れぞれ設けられている。そして、ガス導入部９から導入
された酸素ガスは、ガス流通室（中空糸膜の内部空間）
を経てガス導出部１０に流入し、ガス導出口１０ａより
排出される。酸素ガスは、ガス流通室が血液処理部を形
成しているため、中空糸膜内を通過する間に、中空糸膜
の外側を流れる血液に対しＯ₂添加およびＣＯ₂除去を行
う。

【００２４】人工肺ハウジング２の下部付近には、図４
に示すように、ガス導出部１０のガス導出口を除くほぼ
全体を被包（取り囲む）するように熱媒体流通部１３が
設けられている。熱媒体流通部１３は、熱媒体導入部１
１と熱媒体導出部１２を有しており、熱媒体導入部１１
より熱媒体（例えば、温水または冷水）を導入し、熱媒
体流通部１３内を流通させ、熱媒体導出部１２より排出
できるように構成されており、ガス導出部１０の温度調
整を行うことができる。なお、ガス導出部１０に連通す
るガス導出口１０ａは、図５に示すように、熱媒体流通
部１３の外壁の一部を貫通して外部と連通している。本
発明の中空糸膜型人工肺１は、このような熱媒体流通部
１３を有しており、室温と血温に差がある場合でも、熱
媒体流通部１３に熱媒体を流通させることにより、ガス
導出部１０を加温または冷却することができるので、任
意に加温、冷却ができ中空糸膜束の端部付近に水蒸気が
結露してウェットラングが生じることがなく、長時間使
用しても酸素加能が低下しない。

【００２５】また、この実施例の中空糸膜型人工肺１
は、図４に示すように、熱交換器２０の熱媒体流出ポー
ト２４と熱媒体導入部１１とが接続チューブ４１を介し
て連結されており、熱媒体が熱交換器２０から供給され
るように構成されている。これにより、熱交換器２０を
流通した熱媒体が熱媒体流通部１３を流通するので、血
液の温度とガス導出部１０内のガスの温度をほぼ同一に
保つことができ、温度管理の一元化が可能となり、体外
循環時における熱交換器付人工肺の全体での血液および
ガスの温度管理が行え、ガスおよび血液に急激な温度変
化が生じることを防止できる。また、独立した熱媒体供
給装置が不要であるため、構造もより簡易なものとな
る。

【００２６】さらに、この実施例の中空糸膜型人工肺１
は、上部に熱交換器２０が一体的に設けられている。熱
交換器ハウジング２５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。この
実施例の熱交換器ハウジング２５は、図２に示すよう
に、上下端および両側端が開口した筒状本体２５ａと、
両側端の開口に取り付けられたヘッダー３０ａ，３０ｂ
とから形成されている。そして、下端開口部には人工肺
が取り付けられ、上端開口には貯血槽が取り付け可能な
構造となっている。

【００２７】筒状本体２５ａは、図１に示すように、側
部の相対する位置に熱媒体流入ポート２３および熱媒体
流出ポート２４を有している。そして、筒状本体３の内
部には、図３に示すように、内部に熱交換室を形成する
外筒部３１が設けられている。具体的にはこの実施例の
外筒部３１は、水平方向に横たわる円筒状に形成されて
いる。

【００２８】外筒部３１内には、後述する熱交換用管体
２６を収納するための内筒部３２が設けられており、こ
の内筒部３２の外面と外筒部３１の内面との間には、熱
媒体流入部および熱媒体流出部が形成されている。内筒
部３２は、一端が後述する熱交換器内隔壁２７ｂ内に位
置し、他端が自由端、言い換えれば、熱交換器内隔壁２
７ａ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２７ａとの間の間隙を熱交換用媒体
が流通可能に形成されている。

【００２９】また、この実施例の外筒部３１の内部に
は、図４に示すように、内部を二分する区画板３１ａが
設けられている。区画板３１ａは、内筒部３２内を二分
しており、一端が自由端、言い換えれば、隔壁２７ｂと
の間に間隙を有するように、また他端が隔壁２７ａ内に
位置するように形成されている。そして、このような区
画板３１ａおよび前述した内筒部３２の構造により、熱
交換用媒体が、内筒部３２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、熱交換器ハウジング２５内に長い熱交換媒体の流路
を形成している。

【００３０】ヘッダー３０ａ，３０ｂは、筒状本体２５
ａの両側端に、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
３０の内部と熱交換器内隔壁２７との間には、図３に示
すように、Ｏリング３３が取り付けられている。さら
に、この実施例では、ヘッダー３０ａには、血液流入ポ
ート２１が形成されており、ヘッダー３０ｂには、血液
流出ポート２２が形成されている。ただし、血液流入ポ
ート２１および血液流出ポート２２は、必ずしもヘッダ
ー３０に形成されている必要はなく、筒状本体２５ａに
形成されていてもよい。また、熱媒体流入ポート２３お
よび熱媒体流出ポート２４がヘッダー３０に形成されて
いてもよい。なお、熱交換器ハウジング２５を形成する
材料としては、人工肺ハウジング２の形成材料と同様の
ものが好適に使用できる。

【００３１】内筒部３２内には、図３に示すように複数
の熱交換用管体２６が水平方向に収納されている。熱交
換用管体２６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２０は内部灌
流式熱交換器であるため、管体２６の内部には血液が流
れる。熱交換器２０を外部灌流式の熱交換器とした場合
は、熱媒体流出ポートとなる血液流出ポート２２と人工
肺１の熱媒体導入部１１とを連結する。

【００３２】熱交換用管体２６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。管体２６の内径は、０．１〜１０ｍ
ｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍであり、このような管体
２６が、約１００本〜２０００本、好ましくは、約２０
本〜１０００本の細管束に形成され、熱交換器ハウジン
グ２５内（この実施例では、内筒部３２内）に収納され
ている。管体２６相互の距離としては、管体２６の外
径、内筒部３２の内径などにより異なるが、０．１ｍｍ
〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であ
る。熱交換用管体２６の両端部は、端面を閉塞しない状
態で熱交換器内隔壁２７ａ，２７ｂにより、熱交換器ハ
ウジング２５の内面に液密に固着されている。熱交換器
内隔壁２７を形成する材料としては、前述した人工肺１
の隔壁４と同様の形成材料が使用される。

【００３３】そして、熱交換器内隔壁２７ａ，２７ｂに
より、熱交換器ハウジング２５内（具体的には、外筒部
３１内）は、血液流入ポート２１および血液流出ポート
２２と連通する血液流通室２８と、熱媒体流入ポート２
３および熱媒体流出ポート２４と連通する熱媒体流通室
２９とに区画される。具体的には、血液流通室２８は、
図３に示すように、隔壁２７の外側面および管体２６内
により形成され、血液流入ポート２１および血液流出ポ
ート２２と連通している。他方、熱媒体流通室２９は、
隔壁２７の内側面、外筒部３１の内面および管体２６の
外壁面により形成されている。そして、血液は血液流入
ポート２１より流入して、管体２６内を経て血液流出ポ
ート２２より流出する。他方、熱媒体は熱媒体流入ポー
ト２３より流入して、熱媒体流入部２３ａ、内筒部３２
内、熱媒体流出部２４ａを経て熱媒体流出ポート２４よ
り流出する。

【００３４】そして、熱交換器２０は体外循環回路中に
設けられ、熱交換器２０の血液流入ポート２１から流入
した血液は、図３に示すように、熱交換器内隔壁２７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管
体２６内で形成される血液流通室２８を流通し、血液流
出ポート２２より流出する。より具体的には、図中右側
のヘッダー３０ａに設けられた血液流入ポート２１より
流入した血液は、管体２６内を通り、左側のヘッダー３
０ｂに設けられた血液流出ポート２２より流出する。他
方、熱媒体流入ポート２３より流入した熱媒体は、図４
に示すように、熱交換器内隔壁２７の内側面、内筒部３
２内面および管体２６の外壁面で形成される熱媒体流通
室２９を通過し、熱媒体流出ポート２４より排出され
る。そして、その間に、管体２６の内部を流れる血液
は、管体２６を介して熱媒体と接触し、管体２６の外部
を流れる熱媒体の温度により、加温あるいは冷却され
る。

【００３５】つぎに、図６及び図７に示した本発明の他
の実施例について説明する。この実施例の中空糸膜型人
工肺３０と、前述した中空糸膜型人工肺１との相違は、
人工肺３０の熱媒体流通部１３に供給される熱媒体を、
独立した熱媒体供給装置（図示せず）から得る構造とな
っている点のみであり他は同じである。したがって、図
６および図７に示すように、この実施例の熱媒体導入部
１１は、熱媒体供給装置と連結可能なポート１１ａを有
している。このように、本発明の中空糸型人工肺は、熱
媒体を独立した熱媒体供給装置（図示せず）により供給
するものであってもよい。

【００３６】さらに、図８および図９に示した本発明の
他の実施例について説明する。この実施例の中空糸膜型
人工肺５０と、前述した熱交換器付人工肺１との相違
は、人工肺５０が熱交換器を備えていない点のみであり
他は同じである。このように、本発明の中空糸型人工肺
には、人工肺単独のものであってもよい。なお、熱媒体
の供給は、体外循環時に使用される熱交換器により行っ
てもよく、また、独立した熱媒体供給装置により行って
もよい。

【００３７】さらに、図１０に示した本発明の他の実施
例について説明する。この実施例の中空糸膜型人工肺６
０と、前述した中空糸膜型人工肺５０との相違は、人工
肺６０の熱媒体流通部１３が、ガス導出部１０を形成す
る側壁５１内に設けられている点および熱媒体流通部が
螺旋状の流路を備える点であり他は同じである。具体的
には、ガス導出部形成部材は、内部にガス導出部を形成
するとともに、側壁内に熱媒体流通部を備え、また、側
壁にはこの熱媒体流通部と連通する熱媒体導入部１１お
よび熱媒体導出部１２を備えている。さらに、この実施
例の熱媒体流通部１３は、側壁５１内にガス導出部１０
の周りを取り巻くように形成された螺旋状流路であり、
熱媒体は側壁５１の図中右上に設けられた熱媒体導入部
１１より流入し、螺旋状流路を流れ、図中左下に設けら
れた熱媒体導出部１２より排出されるように構成されて
いる。この実施例は熱媒体流通部１３がこのような螺旋
状流路により形成されており、熱媒体がガス導出部１０
の周りを均一に流れ流通部１３内で滞留することがない
ので、ガス導出部１０内をほぼ均一な温度とすることが
できる。なお、熱媒体の供給は、隣接される熱交換器に
より行ってもよく、また、独立した熱媒体供給装置によ
り行ってもよい。

【００３８】（実施例）熱交換流通部をガス導出部付近
に有する図１に示すような形状の熱交換器付中空糸膜型
人工肺を作製した。（比較例）熱交換流通部を有しないことの他は、実施例
と同様の熱交換器付中空糸膜型人工肺を作製した。

【００３９】（実験）上記実施例および比較例の人工肺
を用いて、血液ガス交換能を測定した。測定は、中空糸
膜型人工肺の血液流入口より新鮮なヘパリン加牛血（ヘ
マトクリット値を生理食塩水により35％に調整，ヘモグ
ロビン濃度１２±１ｇ/ｄｌ，ベース・エクセス０±２ｍ
Ｅｑ／ｌ，酸素飽和度６５±５％、炭酸ガス分圧４５±
５ｍｍＨｇ，温度37℃）をシングルパスで４ｌ／ｍｉｎ
の流量で流し、ガス導入口より純酸素を４ｌ／ｍｉｎの
流量で流し、人工肺の血液流入口および血液流出口にお
ける静脈血または動脈血のヘモグロビン濃度Ｈｂ（ｇ／
ｄｌ）、血流量Ｑ_B（ｍｌ／ｍｉｎ）、静脈血酸素飽和
度ＳｖＯ₂（％）、動脈血酸素飽和度ＳａＯ₂（％）、静
脈血酸素分圧ＰｖＯ₂（ｍｍＨｇ）、動脈血酸素分圧Ｐ
ａＯ₂（ｍｍＨｇ）を一時間毎に６時間測定し、その測
定結果より各人工肺の酸素移動能Ｔｒｏ₂（ｍｌ／ｍｉ
ｎ）を算出した。その結果を、表１に示す。なお、酸素
移動能（ＴｒＯ₂）とは、以下の計算式で定義される値
である。 Tro₂(ml/min) =1.34×(SaO₂/100-SvO₂/100)/(1-SvO₂/10
0)×Hb×Q_B+0.0031×(PaO₂-PvO₂)×Q_B

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より、比較例中空糸膜型人工肺は、長
時間使用すると、酸素移動能が低下していくのに対し
て、実施例の中空糸膜型人工肺は、酸素移動能に殆ど変
化がなく、酸素加能が低下しないことが確認された。

【００４２】

【発明の効果】本発明の中空糸膜型人工肺は、血液流入
口と血液流出口を有するハウジングと、該ハウジング内
に挿入された多数のガス交換用中空糸膜からなる中空糸
膜束と、該中空糸膜束の両端部を前記ハウジングの両端
部に液密に固定する隔壁と、前記中空糸内部と連通し、
かつ前記一方の隔壁の外側に形成されたガス流入部と、
前記中空糸内部と連通し、かつ前記他方の隔壁の外側に
形成されたガス流出部と、熱媒体導入部と熱媒体導出部
とを有し、前記ガス流出部からのガスの流出を阻害する
ことなく前記ガス流出部の少なくとも一部を被包する熱
媒体流通部とを有している。このため、熱媒体流通部に
流通させる熱媒体の温度を適宜選択することにより、状
況に応じた人工肺のガス流出部の温度調整ができ、ま
た、ウェットラング現象の発生などを防止でき、長時間
使用しても酸素加能が低下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の熱交換器付人工肺の一実施例
の正面図である。

【図２】図２は、図１に示した熱交換器付人工肺の左側
面図である。

【図３】図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図５は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】図６は、本発明の熱交換器付人工肺の他の実施
例の縦断面図である。

【図７】図７は、図６のＤ−Ｄ線断面図である。

【図８】図８は、本発明の本発明の中空糸膜型人工肺の
他の実施例の部分破断断面図である。

【図９】図９は、図８のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１０】図１０は、本発明の本発明の中空糸膜型人工
肺の他の実施例の部分破断断面図である。

【符号の説明】

１中空糸膜型人工肺２人工肺ハウジング３中空糸膜束４ａ，４ｂ隔壁５血液流通室６血液流入部７血液流出部９ガス導入部１０ガス導出部１１熱媒体導入部１２熱媒体導出部１３熱媒体流通部２０熱交換器２１血液流入ポート２２血液流出ポート２３熱媒体流入ポート２４熱媒体流出ポート２５熱交換器ハウジング２６熱交換用管体２８血液流通室２９熱媒体流通室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】血液流入口と血液流出口を有するハウジ
ングと、該ハウジング内に挿入された多数のガス交換用
中空糸膜からなる中空糸膜束と、該中空糸膜束の両端部
を前記ハウジングの両端部に液密に固定する隔壁と、前
記中空糸内部と連通し、かつ前記一方の隔壁の外側に形
成されたガス流入部と、前記中空糸内部と連通し、かつ
前記他方の隔壁の外側に形成されたガス流出部と、熱媒
体導入部と熱媒体導出部とを有し、前記ガス流出部から
のガスの流出を阻害することなく前記ガス流出部の少な
くとも一部を被包する熱媒体流通部とを有することを特
徴とする人工肺。
【請求項２】前記熱媒体流通部を流通する熱媒体は、
熱媒体の加温および冷却機能を備えた熱媒体供給装置よ
り供給されるものである請求項１に記載の人工肺。
【請求項３】中空糸膜型人工肺と熱交換器を備えた熱
交換器付人工肺であって、人工肺は、血液流入口と血液
流出口を有する人工肺ハウジングと、該人工肺ハウジン
グ内に挿入された多数のガス交換用中空糸膜からなる中
空糸膜束と、該中空糸膜束の両端部を前記人工肺ハウジ
ングの両端部に液密に固定する隔壁と、前記中空糸内部
と連通し、かつ前記一方の隔壁の外側に形成されたガス
流入部と、前記中空糸内部と連通し、かつ前記他方の隔
壁の外側に形成されたガス流出部と、熱媒体導入部と熱
媒体導出部とを有し、前記ガス流出部からのガスの流出
を阻害することなく前記ガス流出部の少なくとも一部を
被包する熱媒体流通部とを有し、前記熱交換器は、血液
流通室と、該血液流通室と熱交換用管体を介して接触す
る熱媒体流通室と、前記血液流通室と連通する血液流入
ポートおよび血液流出ポートと、前記熱媒体流通室と連
通する熱媒体流入ポートおよび熱媒体流出ポートとを備
えていることを特徴とする熱交換器付人工肺。
【請求項４】前記熱交換器の前記熱媒体流出ポートと
前記人工肺の前記熱媒体流入部もしくは前記人工肺の前
記熱媒体流出部と前記熱交換器の前記熱媒体流入ポート
は接続されている請求項３に記載の熱交換器付人工肺。
【請求項５】前記熱交換器の血液流出ポートと前記人
工肺の血液流入ポートもしくは前記人工肺の血液流出部
と前記熱交換器の前記血液流入ポートは接続されている
請求項３または４に記載の熱交換器付人工肺。