JPS6056497B2 - 加圧および密封のための膨張する部材を持つた膜拡散装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 血液酸素化装置および人工腎臓のような膜拡散装置は
、血液流路中の血液圧力が該流路の厚みを増加させ、そ
れにより血液処理の効率を低下させないように、一般に
圧縮下に使用される。

この目的のため膨張し得るシムが血液酸素化装置と透析
器の両方にしばしば使用され、そのため血液フィルムの
厚みを該シムの選択的加圧によつて所望のようにコント
ロールすることができる。しカルながら積層タイプの拡
散装置においては、典型的には積層の中間またはその片
側の位置に単一のシムが置かれる。その結集積層した膜
の頂縁および底縁はシムによる適切な加圧を受けない。
何故ならば該シムはそれがふくれるとき少し短くなる傾
向にあるからである。 本発明によれば、上述の欠点は
有効に大きく減少される。

さらに、本発明は同時に積層した装置の３側面もしくは
それ以上の周囲のシールとしても働くシムを提供する。
従つて本発明に使用した膨張し得るシムは密封機能をも
達成するので、より少ないガスケットおよび充填材料を
使用する簡単なケーシングが使用できる。 本発明によ
れば、血液酸素化装置または人工腎臓透析器のような膜
拡散装置は、シート状拡散膜と同じくシート状のその支
持体とを重ねてジグザグ状に折りたたんだ積層体からな
る。

積層体はケーシング中に配置され、そして膨張し得る部
材を支持する。本発明によれば、この膨張し得る部材は
、少なくとも積層体の二つの対向する最大表面とケーシ
ングの内壁との間に配置される。積層体の向い合つてい
る最大表面の加圧を許容する前記膨張可能部材と外部と
の間を連通する流路導管が設けられる。

好ましくは、本発明の拡散装置に使用される膨張する部
材は、外縁で合体シールした２枚のプラスチックシート
からなり、そして拡散膜の対と支持体との積層体のまわ
りに折り重ねられ、積層体の対向する最大表面はかりて
なく向い合う最大表面間にある積層体の一側面をも覆う
ようになつている。前述の流路導管は、膨張する部材に
よつて覆われた積層体の前記側面に近接する位置で、前
記２枚のプラスチックシートの内部と連通するチューブ
を含むことができる。図面を参照するに、第１図ないし
第４図は血液酸素化装置１０を示し、これは平担な拡散
膜壁の対と平坦な膜支持体とを交互に差し込み合う関係
に折りたたんだ積層体からなることができる。この膜壁
対と膜支持体とはアメリカ特許第３７５７９５５号に図
示し記載されているように、平坦な、あらかじめ折られ
たバッキングの上に重ねた単一片の膜および膜支持用網
て構成することができ、膜の一方の側に血液のための複
数のポケット様液流チャンネル１３と、膜の他の側に酸
素のための複数の差し込んでいる流路チャンネル１５と
を持つ積層体１２に構成てきる。積層体１２は、積層体
を収容するための、単一の一体な頂部開口形成プラスチ
ックその他で製作したボックスからなるケーシング１４
内に収容される。

ケーシング１４は積層体１２を挿入した後、蓋１８のよ
うな閉鎖手段を密封関係に嵌合するためのフランジ１６
を頂部開口のまわりに有する。低温加硫シリコンゴムで
つくることのできる０−リングシール２０が密封を助け
るために設けられ、一方蓋１８はフランジ１６へ接着ま
たはヒートシールされる。組み立て時、蓋１８の下表面
に室温加硫シリコンゴムのような接着剤を塗り、付加的
シールのために膜壁対と支持体からなる積層体１２の上
縁を蓋へ接着する。

蓋１８は無菌シールカバーで囲まれた、血液入一口およ
び出口ラインに接続するための出入口２４，２６を備え
る。

出入口２４，２６は横部材２８，３０に支持され、該横
部材は膜壁対間の血液流チャンネル１３のそれぞれのマ
ニホールド連通のため積層体１２の幅方向へ横に延長す
る蓋１８に設けられた長いマニホールド出入口３２をシ
ールし、流路チャンネル１３へ血液が出入するための入
口および出口マニホールドとして役立たしめる。酸素流
路マニホールド出入口３４，３６はケーシング１４の底
に横に延長するスロットからなる図示した具体例では、
このスロットは細長く開いていて、安全理由からチュー
ブ状の酸素源との単ｌ純な接続を妨げている。

特公昭５３−３０９印号公報参照。本発明の酸素化ユニ
ットは該公報に記載されている装置と組合わせて使用す
ることができる。

このような装置は酸素を安全かつ有利な方法で供給する
から、厚さ約０．０１０１６ｃｍ１孔径約１ミクロンを
持つ多孔ポリテトラフルオロエチレンフィルムのような
現在好ましい多孔質拡散膜を安全に使用できる。本発明
の拡散装置酸素化ユニットに使用できる多孔質酸素化膜
の好ましい型は、厚さ約０．００２５４ないし０．００
５０８ｃｍ１孔径約０．１ミクロンを有するポリプロピ
レンフィルムであつて、前述の特許公報に記載した装置
と組み合わせて使用するのに適している。シリコンフィ
ルム等の他の公知の酸素化膜と比べると、このような多
孔質疎水性フィルムを通じてのガス拡散は非常に急速に
行われるが、所望ならばシリコンフィルム等の膜も本発
明の拡散装置に使用することができる。第３図は上述の
アメリカ特許第３７５７９５５号に記載された積層体の
破断した一部を図示する。

腰のある折つたバッキング１２ａが可撓性網１２ｂを支
持し、該網の上に膜１２ｃを重ね、該膜の酸素流接触面
は網１２ｂに向い合う膜面である。このバッキング、網
および膜の三層構造物をあたかも一枚の平坦なシート様
部材を折るように、膜１２ｃの両側に互いに入り込んだ
ポケットまたは流路１３，１５が形成されるように第２
図に示した折つた構造に折りたたむ。血液流路は拡散膜
壁対中に形成されたポケット１３を通つている。前述の
アメリカ特許に記載されているように、バッキング１２
ａの隣接した、折りたたみセクションに切欠部３８，４
０が形成され、積層体の全部の深さに延長して積層体の
流路のそれぞれに対するマニホールドチャンネルを協力
して形成し、この膜拡拡散酸素ユニットを通過する血液
および酸素の有効的な流れに貢献する。本発明によれば
、積層体１２を選択的に加圧するため膨張するシム部材
４２が設けられ、膨張しそして血液流チャンネルを好ま
しくない様式に厚くする傾向のある積層体を通る血液流
圧力に対抗させる。

図示したシム部材４２の具体例は、膨張する部材を形成
するようにヒートシール等によつてそれらの外縁４８で
合体シールした２枚のプラスチックシート４４，４６と
からなる。

チューブ５０がそれとプラスチックシート４４との間の
適当な接合シール５２によつてプラスチックシート４４
を通り抜けて膨張部材４２の内部と連通する。これは膨
張させる装置として役立ち、それ故膜拡散装置に組み立
てたとき、チューブ５０はケーシング１４の底の開口を
通つて突出し、そのため部材４２は所望により拡散装置
の外部から流体を圧入してふくらませることができる。
膨張部材４２はまた、シート４４，４６間に織つたビニ
ール塗布ガラス繊維網５３等を含み、膨張部材４２内で
の均一なガス流分布を容易にする手段として役立たせる
。拡散装置に装着するときには、膨張部材４２を積層体
１２のまわりに重ね、積層体１２の対抗する最大面５４
，５６と、該面５４，５６との間の積層体の底部の側面
５８とを覆う。

これを達成するには、この袋を線６０，６２のところて
両端部分６４，６６と、まん中の部分６８との３部分に
折り、従つて膨張部材４２の断面が第２図に示すように
Ｕ字型をとるようにする。従つてチューブ５０をもつて
ふくらませたとき、膨張部材４２の三部分６４，６６，
６８のすべてが加圧され、積層体１２はふくらんだ部分
６４，６６の間で圧縮される。同時に、積層体１２は部
分６８の膨張によつて上へ圧迫され（第２図に示す）、
その結果使用中積層体１２は蓋１８の下面２２上の加硫
コムの密封層と堅固な、加圧シーリング関係に押し付け
られる。従つて使用中のストレスが、積層体１２と積層
体１２中の沢山の血液流路１３に隣接する表面２２との
結合を破壊するようなことは少なくなる。同様に、膨張
部材４２のＵ字型構造は、積層体のと底面５８の大部分
に沿つてシールを提供するから、これによつて一般にこ
れらの区域をゴム密封材等で接合する必要性を取り除き
、製作上有意義な利点となる。同様に積層体１２の底面
５８は膨張部材４２で完全に囲まれているから全面が加
圧される。

また部材４２の短小化もしくはまくら効果はその外側端
部７１で有意に減少される。何となれば部分６４，６６
のそれぞれは通常の単一のくさびの厚さの半分だけふく
らむに過ぎないからである。かくして部分６４，６６の
端部７１を積層体１２の頂面７３から引つ張る効果は少
なくなり、頂面７３にもつと大きな加圧を与える。典型
的には、組み立てが便利なようにふくらんでいない端部
７１が積層体１２の頂面７３から約０．３１７５ｃｗｔ
下方に離れるようにするが、しかしもつと近い配置も許
容され、所望ならは端部７１を頂面７３と重ね合わせる
こともできる。ケーシング１４は少しその開口した頂部
へ向かつて外側に傾斜し、成型を容易にしている。

こうしても、このような傾斜から生ずる空間の厚み差は
悪影響なしに膨張する部分６４，６６の対によつて充填
できる。折り返して一所に折りたたまれる膜と膜支持体
の細長い条片は、上記で引用したアメリカ特許に記載さ
れているように、膜片の一方の側に横に延長する複数の
１番目の流路チャンネル１３と、膜片の他の側に横にそ
して膜支持体と接触と保つて延長する２番目の複数の流
路チャンネル１５とを形成するように流路チャンネルの
ポケット１３，１５を形成する。

膨張部材４２は積層体１２の横に位置する側面７０，７
２から離れており、１番目および２番目の流路チャンネ
ルの端部に隣接して形成される切り取り部分３８，４０
の区域内で、これらの流路チャンネルとの流通のための
流れマチホールドが形成されることを許容する。この区
域においては、積層体１２内のそれぞれの流路へそれぞ
れの流体をたつぶり供給するため、大きくなつた血液お
よび酸素流路チャンネルが望まれるから膨張部材の加圧
作用は要望されない。以上は例示のためであり、特許請
求の範囲に記・載した本発明を限定するものと考えては
ならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて製作した膜拡散酸素化装置の見
取り図、第２図は第１図の装置の一部断面側面図、第３
図は第２図の線３−３における断面図、第４図は第１図
の装置の底面図、第５図は組み立て前の膨張部材の平面
図、第６図は第５図の線６−６から見た該膨張部材の正
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状拡散膜１２ｃと同じくシート状のその支持
   体１２ａ、１２ｂとを重ねてジグザグ状に折りたたんだ
   積層体１２をケーシング１４中に収容してなる膜拡散装
   置において、該積層体の少なくとも向い合つた最大表面
   ５４、５６とケーシング内壁との間に配置された流体圧
   で膨張し得る部材４２を備え、該膨張し得る部材４２は
   前記積層体の最大表面５４、５６を加圧するとともに該
   最大表面をシーリングする加圧流体を圧入するための外
   部と連通する導管を備えていることを特徴とする膜拡散
   装置。 ２ 前記膨張し得る部材４２は、外縁４８を合体シール
   した２枚のプラスチックシート４４、４６から構成され
   、前記最大表面とそれらの間にある積層体の表面５８と
   を覆うように積層体１２のまわりに重ねられている第１
   項の膜拡散装置。