JPS6137249A - Membrane type artificial lung sterilized by rays - Google Patents

Membrane type artificial lung sterilized by rays

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JPS6137249A
JPS6137249A JP15929684A JP15929684A JPS6137249A JP S6137249 A JPS6137249 A JP S6137249A JP 15929684 A JP15929684 A JP 15929684A JP 15929684 A JP15929684 A JP 15929684A JP S6137249 A JPS6137249 A JP S6137249A
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JP
Japan
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hollow fiber
artificial lung
fiber membrane
sterilization
sterilized
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Pending
Application number
JP15929684A
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Japanese (ja)
Inventor
純 加茂
家嗣 山藤
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ポリエチレン酸の多孔質中空糸膜を内蔵し、
γ線で滅菌処理された模型人工肺装置に関する。
[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention incorporates a porous hollow fiber membrane of polyethylene acid,
This invention relates to a model artificial lung device sterilized with gamma rays.

[従来の技術] 中空糸膜を用いた人工肺としては、例えば米国特許第3
794488号、特開昭54−113001118号、
特開昭58−155882号等、既に種々の提案が知ら
れている。
[Prior art] As an artificial lung using a hollow fiber membrane, for example, US Pat.
No. 794488, JP-A-54-113001118,
Various proposals are already known, such as Japanese Patent Laid-Open No. 58-155882.

これら人工肺は、シリコン等の気体透過性の均質中空糸
膜やポリオレフィン等の疎水性高分子からなる微多孔質
中空糸膜を用いて、中空糸膜面を介して気体と血液を接
触させ、その間でガス交換を行わせるものである。気体
と血液との接触方式には、中空糸膜の中空部に血液を流
し、中空糸膜の外部に気体を流すもの(内部潅流方式)
と、その逆に、中空糸膜の中空部に気体を流し、外部に
血液を流すもの(外部潅流方式)との二つの方式がある
These artificial lungs use gas-permeable homogeneous hollow fiber membranes such as silicone or microporous hollow fiber membranes made of hydrophobic polymers such as polyolefin to bring gas and blood into contact through the hollow fiber membrane surface. This allows gas exchange to take place between them. The method of contact between gas and blood involves flowing blood into the hollow part of a hollow fiber membrane and flowing gas outside the hollow fiber membrane (internal perfusion method).
There are two methods: and, conversely, a method in which gas is allowed to flow through the hollow part of the hollow fiber membrane and blood is allowed to flow outside (external perfusion method).

均質膜を用いた人工肺は、血液等の漏洩がないために長
時間の血液の体外循環に有利である。しかし、ガスの透
過が膜中に溶解拡散する機構で行われるため、ガス交換
性能が低い、一方、多孔質膜を用いた人工肺では、ガス
が膜内の細孔部を体積流で透過するため、ガス交換性能
は均質膜よりも格段に優れ、殊に特開昭52−1582
7号や特開昭57− 813114号に開示されたポリ
オレフィン系の微多孔質中空糸膜は、その微小空孔の特
徴的な構造により、人工肺装置へ適用した際には優れた
機能が発揮される。
An artificial lung using a homogeneous membrane is advantageous in extracorporeal blood circulation for a long time because there is no leakage of blood or the like. However, gas exchange performance is low because gas permeation occurs through dissolution and diffusion in the membrane.On the other hand, in oxygenators using porous membranes, gas permeates through the pores in the membrane in a volumetric flow. Therefore, the gas exchange performance is much better than that of a homogeneous membrane, especially in JP-A-52-1582.
The polyolefin-based microporous hollow fiber membranes disclosed in No. 7 and JP-A No. 57-813114 exhibit excellent functionality when applied to artificial lung devices due to the characteristic structure of their micropores. be done.

このような人工肺装置を、生体の血液のガス交換に使用
するにあたっては、予め滅菌処理され、かつ十分洗浄処
理されたものであることが、血液中への細菌類や殺菌剤
等の混入を防止するためには不可欠である。
When using such an artificial lung device for gas exchange with the blood of a living body, it is important that it is sterilized and thoroughly cleaned in advance to prevent bacteria and disinfectants from entering the blood. It is essential to prevent this.

従来、人工肺装置の製造後の滅菌処理としては、エチレ
ンオキサイドガス等のガス滅菌法やホルマリン等の溶剤
を使用した滅菌法が採用され、このようにして滅菌処理
された人工肺が包装され、病院等の治療施設へと出荷さ
れていた。これら滅菌処理に使用した薬剤が、人工肺装
置内部、殊に血液流路に残存することは生体への安全上
好ましくないため、治療施設ではその使用に先立ち、無
菌水を使用してこれら薬剤が残存しないよう十分に洗浄
する必要があった。したがって、このような滅菌処理が
施された人工肺装置については、すぐに使用することが
できず、また大量の無菌洗浄水が必要になり、治療設備
の効率的な使用を妨げる一因となっていた。
Conventionally, gas sterilization methods such as ethylene oxide gas or sterilization methods using solvents such as formalin have been adopted as sterilization treatment after manufacturing oxygenator devices, and the oxygenator lungs sterilized in this way are packaged. It was being shipped to treatment facilities such as hospitals. It is not desirable for the safety of the living body to have the drugs used for sterilization remaining inside the artificial lung device, especially in the blood flow path, so treatment facilities use sterile water to sterilize these drugs before use. It was necessary to thoroughly clean it so that no residue remained. Therefore, oxygenators that have been sterilized in this way cannot be used immediately and require large amounts of sterile cleaning water, which is one of the factors that hinders the efficient use of treatment equipment. was.

従来、医療機器の滅菌処理方法には、上記の滅菌性以外
に、蒸気滅菌法やγ線等の放射線を使用する滅菌法が知
られている。しかしながら、蒸気滅菌法は、耐熱性に乏
しいポリエチレン等のポリオレフィン系の多孔質中空糸
膜を内蔵する人工肺装置の滅菌法としては、高温により
中空糸膜が変形破壊されるため適用できない。一方、γ
線滅菌法は、極めて簡易な工程により滅菌が可能である
が、微細なフィブリルが多数集合し、極めて大きな内部
表面積を有するポリオレフィンからなる中空糸膜を内蔵
する人工肺装置の滅菌法としては、蒸気滅菌法の場合と
同様に、中空糸膜の微小空孔の形状破壊あるいは、機械
的強度の低下が予想され、適当な滅菌処理法とは考えら
れなかった。
Conventionally, in addition to the above-mentioned sterilization methods, steam sterilization methods and sterilization methods using radiation such as gamma rays are known as methods for sterilizing medical devices. However, steam sterilization cannot be applied as a sterilization method for oxygenator devices containing porous hollow fiber membranes made of polyolefins such as polyethylene, which have poor heat resistance, because the hollow fiber membranes are deformed and destroyed by high temperatures. On the other hand, γ
The wire sterilization method enables sterilization through an extremely simple process, but steam sterilization is the best method for sterilizing an oxygenator device that has a hollow fiber membrane made of polyolefin, which is made up of many fine fibrils and has an extremely large internal surface area. As with the sterilization method, destruction of the shape of the micropores in the hollow fiber membrane or reduction in mechanical strength was expected, and this method was not considered to be an appropriate sterilization method.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明者等は、かかる状況に鑑み、ポリオレフィン系の
多孔質中空糸膜を内蔵する人工肺装置に適した滅菌法に
つき鋭意検討した結果、意外にも、ポリエチレン酸の多
孔質中空糸膜を内蔵する人工肺装置については、γ線の
照射量を特定範囲内に限定して照射すれば、中空糸膜な
損傷することなく滅菌処理することが可能なことを見い
出した。
[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above circumstances, the inventors of the present invention have intensively investigated a sterilization method suitable for an oxygenator device incorporating a polyolefin porous hollow fiber membrane, and have surprisingly found the following. Artificial lung devices containing porous hollow fiber membranes made of polyethylene acid can be sterilized without damaging the hollow fiber membranes by limiting the amount of γ-ray irradiation within a specific range. I found out.

本発明の目的は、優れた酸素摂取能と炭酸ガス排泄能と
を有し、かつ治療施設に於いては洗浄することなくすぐ
に使用可能な人工肺装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an artificial lung device that has excellent oxygen uptake ability and carbon dioxide excretion ability, and that can be used immediately in treatment facilities without cleaning.

本発明の他の目的は、ポリエチレン酸の多孔質中空糸膜
を内蔵する人工肺装置についての新規な滅菌処理方法を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a novel sterilization method for an artificial lung device incorporating a porous hollow fiber membrane of polyethylene acid.

[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明の人工肺装置は、ハウジング内に多数
の中空糸膜を内蔵し、該中空糸膜な介して血液と酸素を
含む気体とを接触させて血液のガス交換を行う人工肺で
あって、前記中空糸膜が、ポリエチレンからなりその微
小空孔が中空糸膜の内壁面から外壁面へ相互に繋がった
積層構造を有するものであり、かつ該人工肺が1.5〜
5.0メガラドのγ線が照射されたものであることを特
徴とする。
[Means for Solving the Problems] That is, the artificial lung device of the present invention incorporates a large number of hollow fiber membranes in the housing, and brings blood and oxygen-containing gas into contact through the hollow fiber membranes. An artificial lung for blood gas exchange, wherein the hollow fiber membrane is made of polyethylene and has a laminated structure in which micropores are interconnected from the inner wall surface to the outer wall surface of the hollow fiber membrane, and Artificial lung is 1.5~
It is characterized by being irradiated with 5.0 megarads of gamma rays.

[発明を実施するための好適な態様] 本発明の人工肺装置は、人工肺装置本体を形成するハウ
ジング内に多数の中空糸膜が配設され、その内部は血液
流路と気体流路とに区分されて構成される。ハウジング
には、血液の導入口、導出口および酸素を含有する気体
の導入口、導出口が少なくとも設けられる。本発明の人
工肺装置は、先に説明した内部潅流方式および外部潅流
方式のいずれの方式であってもよく、またハウジング内
の中空糸膜の配設態様にも種々のタイプがあるが、その
配設態様には特に限定されない。ハウジングおよびハウ
ジング内に中空糸膜を固定するための固定部材としては
、γ線の照射により著しい劣化が生ぜず、かつ溶出物の
発生しない材料であれば種々のものが使用でき、例えば
ハウジング材料としてはポリスチレン、ポリカーボネー
ト等が、また固定部材としてはポリウレタン、エポキシ
樹脂等がそれぞれに対し使用できる。
[Preferred Mode for Carrying Out the Invention] The oxygenator of the present invention includes a large number of hollow fiber membranes disposed within a housing that forms the main body of the oxygenator, and the inside thereof has a blood flow path and a gas flow path. It is divided into: The housing is provided with at least an inlet and an outlet for blood, and an inlet and an outlet for oxygen-containing gas. The artificial lung device of the present invention may be of either the internal perfusion method or the external perfusion method described above, and there are various types of arrangement of the hollow fiber membranes in the housing. The arrangement mode is not particularly limited. As the housing and the fixing member for fixing the hollow fiber membrane in the housing, various materials can be used as long as they do not undergo significant deterioration due to irradiation with gamma rays and do not generate eluates. For example, as a housing material, Polystyrene, polycarbonate, etc. can be used for the fixing member, and polyurethane, epoxy resin, etc. can be used for the fixing member.

本発明の人工肺装置に用いられる中空糸膜は、ポリエチ
レンからなる多孔質膜であり、その微小空孔が中空糸膜
の内壁面から外壁面へ相互に繋がった積層構造を有する
もので、例えば特開昭57−  Ei8114号に開示
されたものが好適である。このポリエチレン製中空糸膜
は、空孔率が30〜80体積%で、その微小空孔が (1)繊維長方向に配列したミクロフィブリルと該−−
ミクロフィブリルに対してほぼ直角に連結した結節部に
より形成される短冊状微小空孔であり、 (2)該ミクロフィブリルの平均的な太さ&と平均的な
長さんが dw=0.02〜0.3μ、 ム=0.5〜3.0−で
あり。
The hollow fiber membrane used in the oxygenator of the present invention is a porous membrane made of polyethylene, and has a laminated structure in which micropores are interconnected from the inner wall surface to the outer wall surface of the hollow fiber membrane. The one disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-Ei8114 is suitable. This polyethylene hollow fiber membrane has a porosity of 30 to 80% by volume, and the micropores are (1) microfibrils arranged in the fiber length direction and the...
These are strip-shaped micropores formed by nodules connected at almost right angles to the microfibrils, and (2) the average thickness & average length of the microfibrils is dw=0.02~ 0.3 μ, μ=0.5 to 3.0−.

(3)該結節部の繊維長方向への平均的な長さIKがム
=0.1〜1.0μ であり、 (4)短冊状微小空孔の平均的な輻&と平均的な長さI
9が dv / d+、l= 0.3〜5  、  jv/ 
dv =  3〜50−の関係にある、 ことにより特定されるものである。更に中空糸膜のエタ
ノール中でのバブルポイントが1〜20Kg/C112
の範囲内に入るものが好適である。
(3) The average length IK of the knot in the fiber length direction is 0.1 to 1.0μ, and (4) the average convergence & of the strip-like micropores is Sa I
9 is dv/d+, l=0.3~5, jv/
It is specified by the relationship dv = 3 to 50-. Furthermore, the bubble point of the hollow fiber membrane in ethanol is 1-20Kg/C112
It is preferable that the value falls within the range of .

本発明の人工肺装置は、上記のような構成の装置本体を
形成し、所望により無菌水等を使用して洗浄した後、γ
線による滅菌処理工程に付さ、れる。γ線による滅菌処
理は、滅菌処理後の再汚染を防止するために、ポリエチ
レンフィルム等で梱包した出荷形態とした後に実施する
ことが好ましい。γ線による滅菌処理の条件としては、
室温付近の温度下に60co等のγ線照射源を使用して
γ線を照射することにより実施される。照射雰囲気は、
滅菌処理に対して特に影響を与えるものではなく、空気
中の照射でよい。γ線の照射量は、人工肺装置本体を形
成するハウジングの材質等によっても最適値は幾分異な
るが、1.5〜5.0メガラド、好ましくは2.5メガ
ラド程度が適当である。
The artificial lung device of the present invention has a device main body configured as described above, and after washing with sterile water or the like if desired, γ
It is subjected to a sterilization process using a wire. In order to prevent re-contamination after sterilization, sterilization using γ-rays is preferably carried out after packaging the product in a polyethylene film or the like for shipping. The conditions for sterilization treatment with gamma rays are as follows:
This is carried out by irradiating gamma rays using a gamma ray irradiation source such as 60co at a temperature around room temperature. The irradiation atmosphere is
It does not particularly affect the sterilization process, and irradiation in the air may be sufficient. The optimum amount of γ-ray irradiation varies somewhat depending on the material of the housing forming the main body of the oxygenator, but the appropriate value is 1.5 to 5.0 megarads, preferably about 2.5 megarads.

γ線の照射量が1.5メガラド未満の場合には、γ線照
射による滅菌処理が不十分であり、また、γ線の照射量
が5.0メガラドを超える場合には、人工肺装置内に配
設されたポリエチレン酸の中空糸膜が劣化し、機械的強
度等の低下が生じるため適当ではない。
If the γ-ray irradiation dose is less than 1.5 megarads, the sterilization process by γ-ray irradiation is insufficient, and if the γ-ray irradiation dose exceeds 5.0 megarads, the inside of the oxygenator This is not suitable because the hollow fiber membrane of polyethylene acid disposed in the membrane deteriorates, resulting in a decrease in mechanical strength, etc.

人工肺装置に用いることのできる前記ポリエチレン酸の
中空糸膜と同等の件部を有する多孔質の中空糸膜として
は、ポリプロピレン酸のものも知られている。しかしな
がら、ポリプロピレン酸の中空糸膜を使用したものに於
いては、通常の条件下では、ポリプロピレン製中空糸膜
に劣化が生じるため、滅菌処理にγ線照射を使用するこ
とは不適当である。
Polypropylene acid membranes are also known as porous hollow fiber membranes having a similar structure to the polyethylene acid hollow fiber membranes that can be used in oxygenator devices. However, in cases where polypropylene acid hollow fiber membranes are used, it is inappropriate to use gamma ray irradiation for sterilization because the polypropylene hollow fiber membranes deteriorate under normal conditions.

[発明の効果] このような本発明によれば、優れた酸素摂取能と炭酸ガ
ス排泄能とを有し、かつ治療施設に於いてはその使用に
先立ち洗浄することなく即座に使用可能な滅菌処理され
た人工肺装置が提供され、その実用的価値は極めて高い
[Effects of the Invention] According to the present invention, the sterilized product has excellent oxygen uptake ability and carbon dioxide excretion ability, and can be used immediately in treatment facilities without cleaning before use. A processed artificial lung device is provided, and its practical value is extremely high.

[実施例] 以下、本発明を実施例により、より詳細に説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1〜あおよび比較例1.2 前述した特開昭57− Ei8114号に開示されたポ
リエチレン微多孔質中空糸膜またはほぼ同様な微多孔質
構造を有するポリプロピレン微多孔質中空糸膜2000
0本を筒状のポリカーボネート酸のハウジング内に集束
し、その両端をポリウレタンを密封用樹脂として用いて
固定した構造を有する人工肺装置を作製た。室温付近の
温度下で空気中に於いて、放射線源6°COのγ線を用
いてこの人工肺装置に総照射線量でそれぞれ2.5.4
.5、8.0メガラド照射した。照射結果を表1にまと
めて示した。
Examples 1 to 2 and Comparative Example 1.2 Polyethylene microporous hollow fiber membrane disclosed in the above-mentioned JP-A-57-Ei8114 or polypropylene microporous hollow fiber membrane 2000 having a substantially similar microporous structure
An artificial lung device having a structure in which 0 tubes were bundled together in a cylindrical polycarbonate acid housing and fixed at both ends using polyurethane as a sealing resin was fabricated. In air at a temperature near room temperature, the total irradiation dose to this artificial lung device was 2.5.4, respectively, using gamma rays at a radiation source of 6°C.
.. 5 and 8.0 megarads were irradiated. The irradiation results are summarized in Table 1.

照射線量が5メガラドを超える場合には、中空糸膜の機
械的強度が著しく、中空糸膜に起因するリークが多発し
、人工肺としての使用に耐えなかった。一方、ポリプロ
ピレン酸の中空糸膜を用いたものについては、2.5メ
ガラドの総照射線量に於いても中空糸膜に起因するリー
クが多発した。
When the irradiation dose exceeded 5 megarads, the mechanical strength of the hollow fiber membrane was significant, and leaks caused by the hollow fiber membrane occurred frequently, making it unusable as an oxygenator. On the other hand, in the case of using a polypropylene acid hollow fiber membrane, there were many leaks caused by the hollow fiber membrane even at a total irradiation dose of 2.5 megarads.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)ハウジング内に多数の多孔質中空糸膜を内蔵し、該
中空糸膜を介して血液と酸素を含む気体とを接触させて
血液のガス交換を行う人工肺であって、前記中空糸膜が
、ポリエチレンからなりその微小空孔が中空糸膜の内壁
面から外壁面へ相互に繋がった積層構造を有するもので
あり、かつ該人工肺が1.5〜5.0メガラドのγ線が
照射されたものであることを特徴とする人工肺。
1) An artificial lung that includes a large number of porous hollow fiber membranes in a housing and performs blood gas exchange by bringing blood into contact with oxygen-containing gas through the hollow fiber membranes, wherein the hollow fiber membranes is made of polyethylene and has a laminated structure in which micropores are interconnected from the inner wall surface to the outer wall surface of the hollow fiber membrane, and the oxygenator is irradiated with gamma rays of 1.5 to 5.0 megarads. An artificial lung characterized by being made of artificial lungs.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6141467A (en) * 1984-08-03 1986-02-27 株式会社クラレ Membrane for artificial lung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6141467A (en) * 1984-08-03 1986-02-27 株式会社クラレ Membrane for artificial lung
JPH0611319B2 (en) * 1984-08-03 1994-02-16 株式会社クラレ Membrane for artificial lung

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