JPS6264374A

JPS6264374A - 膜型人工肺の製造方法

Info

Publication number: JPS6264374A
Application number: JP60201792A
Authority: JP
Inventors: 深沢　弘道; 和彦萩原
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1987-03-23
Also published as: JPH0116504B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ■９発明の背景（技術分野）本発明は、人工肺の製造方法に関するものである。詳し
く述べると本発明は、体外血液循環において、血液中の
炭酸ガスを除去し、かつ血液中に酸素を添加する人工肺
の製造方法において、炭酸ガス除去能が高くかつ長期間
使用しても血漿漏出の虞れのない膜型人工肺の製造方法
に関するものである。

（先行技術）従来、開心術の補助手段等として、良好なガス透過性を
有するガス交換膜を介して、血液と酸素含有ガスとを接
触させてガス交換を行なう膜型人工肺が用いられている
。またこのような膜型人工肺に用いられるガス交換膜と
しては、均質膜と多孔質膜の２種類がある。

均質膜としては、現在主としてシリコーン膜が用いられ
ている。しかしながら、均質膜は、シリコーン膜を用い
るために、強度的に充分ではなく膜厚を１００μｍ以下
にすることはできず、このためガス透過に限界がおり、
特に炭酸ガスの透過が悪い。また、所望のガス交換能を
達するために、例えば中空糸膜として数万本束ねたとき
に装設が大型化しプライミング量の増大をきたし、さら
にコスト的にも高いものでおる。

一方、多孔質膜としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
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、ポリウレタン、ポリアミド等の種々
の材質のものが知られている。

この多孔質膜は膜厚方向に連通する多数の微細孔を有す
るものであるが、前記膜が疎水性でおることから、血漿
が細孔を通過することなく、すなわち該膜の血液流路側
から他方のガス流路側への血漿洩れを生ずることなく、
ガス中の酸素を血液中に添加し、かつ血液中の二酸化炭
素をガス中に除去することを可能としている。しかしな
がら多孔質膜は、水蒸気の透過性が高いので結露水によ
って性能が低下するだけでなく、長時間血液を循環使用
すると、実際には、血漿の漏出が生じることがあった。

このような現象は、人工肺の製造段階において水洩れ試
験を行ない、釈年のないことを確認したものについても
認められるものであり、使用時に生じる現象である。

このような多孔質膜の諸欠点を解消するために、先に本
発明者らは、多孔質膜の微細孔をシリコーンオイルで閉
塞してなる人工肺（特願昭５８−９２．３２５号）を、
さらに改良を加え多孔質膜の微細孔をシリコーン−ゴム
で閉塞してなる人工肺（特願昭５９−１０５，３８４号
）を提唱した。

このように多孔質の微細孔をシリコーンゴムで閉塞して
なる人工肺は、従来の多孔質膜を用いた人工肺において
見られるような血漿漏出の問題は解消されたが、その炭
酸ガス除去能ｔよ充分なものとは言えず、例えばＥ　Ｃ
ＣＯ２Ｒ（Ｅｘｔｒａ　ＣｏｒｐｏｒｅａＩ　ＣＯ２Ｒ
ｅｍｏｖａｌ　；体外炭酸ガス除去）のように、少ない
体外循環血流量で生体の炭酸ガス産生量を除去すること
は困難であった。

ＴＩ　、発明の目的従って本発明は、新規な膜型人工肺の製造方法を提供す
ることを目的とする。本発明はまた、体外血液循環にお
いて血液中の炭酸ガスを除去し、かつ血液中に酸素を添
加する人工肺において、炭酸ガス除去能が高くかつ長期
間使用しても血漿漏出の虞れのない膜型人工肺の製造方
法を提供することを目的とする。本発明はさらにＥＣＣ
Ｏ２Ｒに最適な膜型人工肺の製造方法を提供することを
目的とする。

上記諸口的は、ガス交換膜として、肉厚５〜８０μｍ、
空孔率２０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍの多孔質
膜を用いた人工肺の製造方法において、該細孔径よりも
小さな微粒子の分散液を該多孔質膜に濾過させて、該多
孔質膜の細孔を該微粒子により閉塞させた後、該多孔質
膜の表面部位に残沼する該分散液を洗浄流体にて除去す
ることを特徴とする膜型人工肺の製造方法により達成さ
れる。

本発明はまた、該微粒子として疎水性のものを用いるも
のである膜型人工肺の製造方法を示すものである。本発
明はまた、該微粒子として親水性のものを用い、該微粒
子により細孔を閉塞させた後、さらに該微粒子の少なく
とも血液との接触ｉｍを疎水化処理するものである膜型
人工肺の製造方法を示ずものでおる。本発明はさらに、
疎水化処理は、該微粒子の少なくとも血液との接触面に
疎水性樹脂溶液を接触させ該微粒子以外の部位に付性し
た該溶液を、該疎水性樹脂を溶解しない洗浄液で除去し
た後、溶媒を蒸発させて該微粒子の白液接触面に疎水性
樹脂被膜を形成させるものである膜型人工肺の製造方法
を示すものである。本発明はまた、多孔質膜が多孔質疎
水性膜であり、該多孔質疎水性膜をアルコールと接触さ
せて親水化処理を行なった後、水を分散媒とする微粒子
の分散液を濾過させるものである膜型人工肺の製造方法
を示すものである。本発明はさらに、ガス交換膜として
、肉厚５〜８０μｍ１空孔率２０〜８０％、細孔径０．
０１〜５μ７ＩＬおよび内径１００〜１０００μｍの中
空糸状多孔質膜を用い、該細孔径よりも小さな微粒子の
分散液を該中空糸状多孔質膜の内部に流入させて濾過さ
せて、該中空糸状多孔質膜の細孔を該微粒子により閉塞
させた後、該中空糸状多孔質膜の内部に残留する該分散
液を洗浄流体にて除去するものである膜型人工肺の製造
方法を示すものである。本発明はさらに、濾過を行なう
際、中空糸状多孔質膜内部を加圧するものである膜型人
工肺の製造方法を示すものである。

本発明はさらに、濾過を行なう際、中空糸状多孔質膜の
軸方向の流れを確保するものである膜型人工肺の製造方
法を示すものである。本発明はまた微粒子がシリカであ
る膜型人工肺の製造方法を示すものである。本発明はさ
らに、ガス交換膜がオレフィン系樹脂製のものである膜
型人工肺の製造方法を示すものでおる。本発明はさらに
また、ガス交換膜がポリプロピレン製のものである膜型
人工肺の製造方法を示すものである。

上記開目的はまた、ガス交換膜として、肉厚５〜８０μ
ｍ、空孔率２０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍの多
孔質膜を用いた人工肺の製造方法において、該細孔径よ
りも小さな微粒子の分散液を該多孔質膜に濾過させて、
該多孔質膜の細孔を該微粒子により閉塞させた後、該多
孔質膜の表面部位に残留する該分散液を洗浄流体にて除
去し、さらに該多孔質膜の少なくとも血液と接触する面
に、生体適合性疎水性樹脂の溶液を接触させた後、溶媒
を蒸発させて該多孔質膜の少なくとも血液接触面を該樹
脂により被覆することを特徴とする膜型人工肺の製造方
法により達成される。

本発明は、また、多孔質膜が多孔質疎水性膜であって該
多孔質疎水性膜をアルコールと接触させて親水化処理を
行なった後、水を分散媒とする微粒子の分散液を濾過さ
せるものである膜型人工肺の製造方法を示すものである
。本発明はまた、ガス交換膜として、肉厚５〜８０μｍ
１空孔率２０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍおよび
内径１００〜１０００μｍの中空糸状多孔質膜を用い、
該細孔径よりも小さな微粒子の分散液を該中空糸状多孔
質膜の内部に流入させて濾過させて、該中空糸状多孔質
膜の細孔を該微粒子により閉塞させた後、該中空糸状多
孔質膜の内部に残留する該分散液を洗浄流体にて除去し
、さらに該中空糸状多孔質膜の内部に生体適合性疎水性
樹脂の溶液を流入した後溶媒を蒸発させて中空糸状多孔
質膜の少なくとも血液接触面を該樹脂により被覆するも
のである膜型人工肺の製造方法を示すものである。

本発明はさらに、濾過を行なう際中空糸状多孔質膜内部
を加圧するものである膜型人工肺の製造方法を示すもの
である。本発明はさらに、濾過を行なう際、中空糸状多
孔質膜の軸方向の流れを確保するものである膜型人工肺
の製造方法を示すものである。本発明はまた、微粒子が
シリカである膜型人工肺の製造方法を示すものである。

本発明はさらに、生体適合性疎水性樹脂が含フッ素樹脂
またはシリコーンゴムである膜型人工肺の製造方法を示
すものである。本発明はさらに、生体適合性疎水性樹脂
が、パーフルオロアルキル側鎖を有するビニル七ツマ−
を１成分とするビニル系共重合体である膜型人工肺の製
造方法を示すものでおる。

本発明はまた、ガス交換膜がオレフィン系樹脂製のもの
である膜型人工肺の製造方法を示すものである。本発明
はさらに、ガス交換膜がポリプロピレン製のものである
膜型人工肺の製造方法を示すものである。

ＩＩＩ　、発明の具体的溝成以下、本発明を図面を参照にしつつより詳細に説明する
。

第１８−０図は、本発明の膜型人工肺の製造方法の一実
施態様の各工程におけるカス交換膜の細部構造を示す拡
大断面図である。

第１ａ図に示すように膜型人工肺１のガス交換膜２は、
多孔質膜であって、その肉厚は５〜８０μｍ、好ましく
は１０〜６０μｍ、空孔率は２０〜８０％、好ましくは
３０〜６０％、また細孔径は０．０１〜５μｍ１好まし
くは０．０１〜１μｍ程度のものである。なお本実施態
様においては、ガス交換膜は、内径１００〜１０００μ
ｍ、好ましくは１００〜３００μｍの中空糸状のものと
されている。また該ガス交換膜２の材質としては、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用いられ得るが、好まし
くは、ポリオレフィン系樹脂であり、特に好ましくは、
ポリプロピレンでおり、延伸法または固液層分離法によ
り微細孔を形成されたポリプロピレンが最も望ましい。

まず、この多孔質ガス交換膜２に、第１ｂ図に示すよう
に該細孔径よりも小さな微粒子３の分散液を流し、該多
孔質ガス交換膜２に濾過させる。

すなわち、該ガス交換膜２の細孔４より該分散液の一部
を通過させる。該微粒子３の材質としては、シリカ、ア
ルミナ、ジルコニア、マグネシア、硫酸バリウム、炭酸
カルシウム、ケイ酸塩、酸化チタン、シリコンカーバイ
ト、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の無機物質
、あるいは、ポリスチレンラテックス、スチレンゴム（
ＳＢＲ）ラテックス、ニトリルゴム（ＮＢ’Ｒ）ラテッ
クス等の高分子ラテックスなどが用いられ得るが、特に
シリカが望ましい。また、該微粒子の平均直径は０．０
０３〜１．０μｍ１好ましくは０．００３〜０．５μｍ
程度のものである。、該微粒子３は、分散液とされて、
該ガス交換膜２にかけられる。

分散媒としてｔま、該微粒子および該ガス交換膜２に対
して安定なものであればいずれを用いてもよいが、例え
ば水、アルコール類等が用いられる。

しかしながら分散媒が水である場合には、該ガス交換膜
２が疎水性の場合は、分散液を流す前にエタノール、イ
ソプロパツール等のアルコール類を該ガス交換膜２の表
面に接触させてガス交換膜２の表面を親水化させておく
ことが必要である。また、本実ＰＭ悪態様場合のように
該ガス交換膜２が中空糸状である場合、分散液の流入側
端と反対側すなわち流出側端における流体流通抵抗を、
例えば流出側端開口部を絞る等により高くして、中空糸
状ガス交換膜２内部に圧力、例えば１〜３ｋＭｃｒｔｒ
程度の圧力をかけることでガス交換膜２の細孔４側へ該
微粒子３の分散液がより良好に通過するようになる。し
かしながら、めまり極端に圧力がかかると該膜溝造を破
壊することにもなりかねないので、該中空糸状ガス交換
膜２の軸方向の流れを確保しておくことは必要である。

このように、ガス交換膜２に、微粒子３の分散液を流し
濾過させると、分散液中に含まれていた微粒子３がガス
交換膜２の細孔４内に引っかかり、ちょうど目づまりを
起すようにして細孔４内に微粒子３が充填され、細孔４
が閉塞される。

ガ４ス交換膜２の細孔４が微粒子３により閉塞された債
、第１Ｃ図に示すように、ガス交換１１！２の表面部位
、本実施態様にＪ３いては中空糸状ガス交換膜２の内部
に残留する該分散液を洗浄流体、例えば空気、水等によ
り除去する。なお該洗浄操作は、本実施例の場合、上記
分散液の流入側と反対側の流出側より洗浄流体を流入す
ることが好ましい。

以上のようにして、ガス交換膜２の各細孔４が微粒子３
で閉塞された結果、該ガス交換膜２は、電子顕微鏡レベ
ルでは確認できない程度の超微細孔を有するものとなる
。そして、この超微細孔はガス交換膜の内外面に貫通し
ている。なお、該微粒子３が疎水性である場合には、細
孔４の閉塞処理は以上で充分であるが、該微粒子３が親
水性である場合には、ガス交換膜２の細孔４を閉塞した
該微粒子３の少なくとも血液と接触する面を疎水化する
ことが望ましい。この疎水化処理は、例えば、本実施態
様の場合、中空糸状ガス交換膜２の内部に疎水性樹脂溶
液を流入し、該微粒子３の少なくとも血液接触面に疎水
性樹脂溶液を接触させ、該微粒子以外の部位に付着した
該溶液を該疎水性樹脂を溶解しない洗浄液を該中空糸状
ガス交換膜２の内部にさらに流入して除去した後、溶媒
を蒸発させることにより疎水性樹脂被膜を形成させるこ
とで行なわれ得る。該疎水性樹脂としては、シリコーン
ゴムや含フッ素樹脂等が、その生体適合性、ガス透過性
の面から好ましい。シリコーンゴムとしては字部硬化型
（ＲＴＶ）のものが用いられ、１液型、２液型のいずれ
であってもよい。例えば２液型のＲＴＶシリコーンゴム
としてはビニルメチルシロキサンとメチルハイドロジエ
ンシロキサンの重合体が好ましい。また含フッ素樹脂と
しては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオ
ロエチレン等も用いられるが、パーフルオロアルキル側
鎖を有するビニルモノマーを１成分とするビニル系共重
合体が卓越した生体適合性およびガス透過性を有するた
め特に望ましいものである。

パーフルオロアルキル側鎖を有するビニルモノマーを１
成分とするビニル系共重合体とは、任意のビニル系ポリ
マーと、パーフルオロアルキル側鎖を有するビニルモノ
マーとの共重合体であり、好ましくは任意のビニル系ポ
リマー（すなわちホモポリマー、ブロックコポリマー、
ランダムコポリマー等のいずれであってもよい。）より
なる母体ブロックに、パーフルオロアルキル側鎖を有す
るビニルモノマーのホモポリマーよりなるブロックが結
合したいわゆるＡ−Ｂ型ブロック共重合体である。パー
フルオロアルキル側鎖を有するビニルモノマーとしては
、　ＣＨ２’（ＣＦ２　）２　Ｈ。

−ＣＨ２（ＣＦ２　）４　Ｈ，−Ｃ）−ｂ　ＣＦ３　、
−ＣＨ２ＣＨ２（ＣＦ２　）７　ＣＦ３等のパーフルオ
ロアルキル基、好ましくは−ＣＨ２ＣＨ２（ＣＦ２　）
７ＣＦ３を側鎖として有するパーフルオロアクリレート
、パーフルオロメタクリレート等がおる。

一方、母体ブロックを構成するビニルモノマーとしては
、例えばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート
、ブチルメタクリレート、２−エチルへキシルメタクリ
レート等のアルキルメタクリレート、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアル
キルアクリレートなどがある。また、パーフルオロアル
キル側鎖を有するビニルモノマーを１成分とするビニル
系ブロック共重合体において、パーフルオロアルキル側
鎖を有するビニルモノマーからなるポリマー分と、共重
合体を構成する他のビニルモノマーからなるポリマー分
との分子量比は、０．２５〜１゜５、好ましくは０．３
〜１．２とされる。すなわち、重量比が０．２５以下で
あると、血小板の粘着抑制に必要なミクロ相分離構造が
あられれない虞れがあり、一方、重量比が１．５を超え
ると、溶媒での溶解が困難となり加工性が低下する虞れ
があるためである。該ブロック共重合体は、主鎖内にペ
ルオキシ結合を有する母体ブロックとなるビニル系ポリ
マーを得、次いでこのポリマーを重合開始剤として、分
散重合によりパーフルオロアクリレートを重合させるこ
とによって得られ得る。

このパーフルオロアルキル側鎖を有するビニルモノマー
を１成分とするビニル系ブロック共重合体は、アセトン
、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シク
ロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール、
ｎ−ブタノール、５ｅＣ−ブタノール等のアルコール類
、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジメチルホ
ルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、
メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のエーテル類、
クロロホルムなどの有機溶媒に可溶である。

例えば疎水性樹脂としてパーフルオロアルキル側鎖を有
するごニルモノマーを１成分とするビニル系ブロック共
重合体を用いる場合、該ビニル系ブロック共重合体の例
えば１〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％の溶解溶
液に接触させる。用いられる溶媒としては、上記溶媒の
いずれを使用することも可能であるが、好ましくは、ケ
トン類の単独あるいは混合溶媒、およびこれらのケトン
類とアルコール類との混合溶媒である。しかしながら、
製膜上の溶媒の蒸発のコン１〜ロールは必要であり、例
えば４／６（容量比）のメチルエチルケトン／メチルイ
ソブチルケトン、（４／６）／１０（容量比）のくメチ
ルエチルケトン／メチルイソブチルケトン）／エタノー
ル等の混合溶媒が適当である。また疎水性樹脂としてシ
リコーンゴム、例えばビニルメチルシロキサンとメチル
ハイドロジエンシロキサンの重合体を用いる場合、該シ
リコーンゴムの５〜８０重最％重量ましくは２０〜７０
重量％の溶液に接触させる。また２０〜８０℃で反応硬
化させることにより被膜５が形成される。用いられる溶
媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン
、ジクロルメタン、メチルエチルケトン、ジフルオロエ
タン、酢酸エチル、トリクロロトリクロロエタンならび
にこれらの混合物等があり、また該溶液は硬化架橋剤と
して白金族金属の単体、酸化物、化合物等、例えば塩化
白金酸などを含んでいる。さらにまたシリコーンゴムの
みでは粘度が高く、中空糸内部への該溶液の流入が困難
である場合には、ジメチルシリコーンオイル、メチルフ
ェニルシリコーンオイル、メチルクロロフェニルシリコ
ーンオイル、分岐状ジメチルシリコーンオイル等のシリ
コーンオイルを、シリコーンゴム（固形分）：シリコー
ンオイル（液状弁）重量比で２二８〜８：２程度で配合
することも可能である。この場合洗浄液としては、トル
エンとプロピレングリコール、トルエンとジプロピレン
グリコール、ジクロルメタンとジエチレングリコール、
ジクロルエタンとエチレングリコール、メチルエチルケ
トンとエチレングリコール等がある。

第２８−ｅ図は、第２発明の成型人工肺の製造方法の一
実ＩＭ態様の各工程におけるガス交換膜の細部構造を示
す拡大断面図である。

第２ａ−ｃ図に示すように、第２発明の製造方法は、前
記第１発明の製造方法と、微粒子３でガス交換膜２の各
細孔４を閉塞するまでの操作は、同様に行なわれ、用い
られるガス交換膜、微粒子、分散媒、洗浄流体等の材質
も同様のものである。

しかして第２発明の製造方法においては、ガス交換膜２
の各細孔４を微粒子３で閉塞し、ガス交換ｌ！！２の表
面部位に残留する微粒子３の分散液を洗浄流体により除
去した後、第２ｄ図に示すように、さらに該ガス交換膜
２の少なくとも血液と接触する面に生体適合性疎水性樹
脂の溶液５を接触させた後、溶媒を蒸発させて第２ｅ図
に示すように、該多孔質疎水性ガス交換膜の少なくとも
血液接触面に該樹脂の被膜６を形成することが行なわれ
る。

該生体適合性疎水性樹脂としては、上記に述べたような
シリコーンゴムや含フッ素樹脂がまた好ましく、特に、
パーフルオロアルキル側鎖を有するビニルモノマーを１
成分とするビニル系共重合体が好ましい。生体適合性疎
水性樹脂として、例えば、パーフルオロアルキル側鎖を
有するビニルモノマーを１成分とするビニル系共重合体
を用いる場合、該共重合体の１〜１０重最％重量ましく
は３〜５重量％の溶解溶液に接触させる。またビニルメ
チルシロキサンとメチルハイドロジエンシロキサンの重
合体などのシリコーンゴムを用いる場合、該シリコーン
ゴムの５〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重■％の
溶液に接触させる。またそれぞれの溶液の溶媒としては
、上記したようなものが用いられる。

このようにして第２ｅ図に示すように該多孔質疎水性ガ
ス交換膜２の少なくとも血液接触面に形成される該樹脂
の被膜は、約０．００１〜１０μｍ、より好ましくは０
．００１〜５μｍの膜厚のものとされる。すなわち１０
μｍを超えるとガス交換ｎｔＡ２のガス交換能を低下さ
せる虞れおよびガス交換膜が中空糸状である場合には血
液流路が縮小されてしまう虞れがあるためである。

なお、第２発明の製造方法の場合、ガス交換膜２の細孔
４を閉塞する微粒子がシリカなどのように親水性のもの
であってもその血液接触面は、生体適合性疎水性樹脂の
被膜６により覆われるので、第１発明の製造方法の場合
のようにさらに疎水化処理を行なう必要はない。

以上のようにして、本発明の成型人工肺の製造方法は行
なわれ得るが、第１発明および第２発明ともに、以上の
操作は人工肺の組立前にも実施可能であるが、モジュー
ル組立後におこなうこがより好ましい。

第３図は、本発明の成型人工肺の製造方法の一実施態様
において製造される中空糸膜型人工肺の組立状態を示す
ものでおる。すなわち、該中空糸膜型人工肺１は、ハウ
ジング７を具備してなり、このハウジング７は筒状本体
８の両端部にそれぞれ環状の雄ネジ付き取付カバー９，
１０が設けられ、ハウジング７内には、全体が広がって
多数の、例えば１０，０００〜６０，０００本の上記し
たような細孔４が微粒子３により閉塞されたあるいはさ
らにその血液接触面が生体適合性樹脂により被覆された
中空糸状のガス交換膜２−がハウジング７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
のガス交換膜２の両端部は、取付カバー９．１０内にお
いてそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁１１．１
２により液密に支持されている。また、上記各隔室１１
．１２は、ガス交換膜２外周面と上記ハウジング７の内
面とともに第１の物質移動室である酸素室１３を構成し
、これを閉塞し、かつ上記ガス交換膜２の内部に形成さ
れる第２の物質移動流体用空間である血液流通用空間（
図示しない）と酸素室１３を隔離するものである。

一方の取付カバー９には、第１の物質移動流体である酸
素を供給する導入口１４が設けられている。他方の取付
カバー１０には酸素を排出する導出口１５が設けられて
いる。

上記ハウジング７の筒状本体８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１６を設けることが
好ましい。すなわち、拘束部１６は上記筒状本体８の内
面に筒状本体と一体に形成されていて、筒状本体Ｂ内に
挿通される多数のガス交換膜２からなる中空糸束１７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１７は、第３図で示すように軸方向の中央におい
て絞り込まれ、絞り部１８を形成している。したがって
、ガス交換膜２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、
後述する理由により望ましい各部の充填率は次の通りで
ある。まず、中央の絞り部１８における充填率は、約６
０〜８０％、その細筒状本体８内では約３０〜６０％で
あり、中空糸束１７の両端、つまり隔壁１１．１２の外
面における充填率では、約２０〜４０％である。

次に、上記隔壁１１．１２の形成について述べる。前述
したように隔壁１１．１２は、ガス交換膜２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１１．１２は、極性の高い高分子ポツティ
ング材、たとえばポリウレタン、シリコーン、エポキシ
樹脂等をハウジング７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７の長さより長い多数の
中空糸膜２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７の筒状本体８内に
並べて位置せしめる。この後、取付はカバー９，１０の
径以上の大きざの型カバーで、ガス交換膜２の各両端を
完全に覆って、ハウジング７の中心軸を中心にそのハウ
ジング７を回転させながら両端部側から高分子ポツティ
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
てガス交換膜２の両開口端を表面に露出させる。かくし
て隔壁１１．１２は形成されることになる。

上記隔壁１１．１２の外面は、環状凸部を有する流路形
成部材１９．２０でそれぞれ覆われている。この流路形
成部材１９．２０はそれぞれ液分配部材２１．２２およ
びネジリング２３．２４よりなり、この液分配部材２１
．２２の周縁部付近に設けられた環状凸部として突条２
５，２６の端面を前記隔壁１１．１２にそれぞれ当接さ
せ、ネジリング２３．２４を取付はカバー９，１０にそ
れぞれ螺合することにより固定することにより第２の物
質移動流体である血液の流入室２７および流出室２８が
それぞれ形成されている。この流路形成部材１９．２０
にはそれぞれ第２の物質移動流体である血液人口２９お
よび出口３Ｑが形成されている。

この隔壁１１．１２と、流路形成部材１９，２０とによ
り形成される隔壁１１．’１２の周縁部の空隙部には、
該空隙部に連通ずる少なくとも２個の孔３３．３４の一
方より充填剤３５．３６を充填することにより前記隔壁
１１．１２と接触するようにシールされる。あるいはま
た、０リングく図示せず）を介してシールされる。

なお、前記中空糸膜型人工肺において、第１の物質移動
流体としては空気等の酸素含有ガスまたは血液であり、
第２の物質移動流体としては血液または酸素含有ガスで
おる。したがって、第１の物質移動流体がガスの場合に
は第２の物質移動流体は血液でおり、一方、第１の物質
移動流体が血液の場合には第２の物質移動流体はガスで
ある。

以上は、中空糸膜型人工肺の製造方法の場合について説
明したが、積層式、１枚の膜をコイル状に巻いたもの、
ジグザグ状に折込んだもの等の平膜型人工肺の製造方法
についても、同様にガス交換能、特にＣＯ２除去能が高
くかつ長時間使用しても血漿の漏出が実質的に起こらな
い膜型人工肺が得られる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１および比較例１内径２００μｍ、肉厚２５μ電、空孔率４５％、平均孔
径７００人のポリプロピレン製中空糸膜を用いて、膜面
積１．６Ｔｄの第３図に示すような中空糸膜型人工肺１
を組立てた。この中空糸膜型人工肺１の血液人口２７よ
りエタノールを流入させ、中空糸状−ガス交換膜２を親
水化処理した後、血液人口２７よりシリカ（コロイダル
シリカ、平均直径１００人）／水分散液を流入させ、ガ
ス交換膜２に濾過させ、シリカをガス交換膜の細孔に充
填した。次に蒸溜水を流入して中空糸状ガス交換膜内部
に残留するシリカ／水分散液を充分排除した後、乾燥を
行なった。乾燥の後、さらに２重量％のメチルハイドロ
ジエンポリシロキサン／フレオン溶液を中空糸ガス交換
膜内部に流す。さらに、乾燥を行なってガス交換膜の細
孔に充填されたシリカ微粒子にシリコーンをコーティン
グした。

得られた膜型人工肺のガス交換膜を、電子顕微鏡（倍率
１０，０００倍）でＷＩ察したところ空孔は殆ど消失し
ていた。このことから超微細孔膜になっているであろう
ことが推測された。

得られた膜型人工肺（実施例１）の空気透過流量を測定
したところ１０００ｄ／ｍ１ｒｉ　−ｒｔｔ　−ｍｍＨ
ｇであり、シリカ微粒子の充填処理前の膜型人工肺（比
較例１）の空気透過流量が１９００ｍ／ｍｉｎ・尻・ｍ
ｍＨｇであるのと比較して低下していた。

さらにこれらの人工肺のガス交換能を評価するために、
生体外（ｉｎ　ｖｉｔｒｏ）試験および動物試験を行な
った。

１）生体外（ｉｎ　ｖｉｔｒｏ）評価新鮮ヘパリン加生血を用い、酸素ガス分圧３５ｍｍｆｔ
ｇ、炭酸ガス分圧４５　＋ｎ＋ｎ）Ｉｇとなる静脈血を
作製し、これを人工肺の血液流路に流通させて性能評価
を行なった。なお用いられた生血のヘモグロビン含量は
１２ｑ／ｄｌで、温度は３７℃であった。

酸素流量と血液流量との比が１のときの血液流量と酸素
ガス添加能および炭酸ガス除去能との関係は、第１表お
よび第４図に示すとおりである。

また血液流ｍ　１５００ｄ／ｍｉｎのときの酸素流量と
炭酸ガス除去能との関係は、第２表および第５図に示す
とおりであった。

２）動物試験雑犬を用いて３０時間の静脈−動脈の部分体外循環試験
を行なった。循環時間と血漿漏出吊との関係は第３表お
よび第６図に示すとおりで必った。

また３０時間経過後の血小板減少率を第３表に示す。

実施例２内径２００μ雇、肉厚２５μ雇、空孔率４５％、平均孔
径７００へのポリプロピレン製中空糸膜を用いて、膜面
積１．６尻の第３図に示すような中空糸膜型人工肺を組
立てた。この中空糸膜型人工肺１の血液入口よりエタノ
ールを流入させ、中空糸状ガス交換膜を親水化処理した
後、血液人口よりシリカ（コロイダルシリカ、平均直径
１００人）／水分散液を流入させ、シリカをガス交換膜
の細孔に充填した。次に蒸溜水を流入して中空糸状ガス
交換膜内部に残留するシリカ／水分散液を充分排除した
後、乾燥を行なった。このようにして細孔をシリカ微粒
子により閉塞した後、（メチルメタクリレート／ブチル
メタクリレート）−パーフルオロブチルアクリレート共
重合体（重量比（２５：２５）：５０）の３＠呈％ａ度
のメチルエチルケトン／メチルイソブチルケトン（容但
比４：６）混合溶媒溶液を、上記中空糸状ガス交換膜内
部に３分間充填した後、液を排出しエアーを吹通して溶
媒を除去し被膜を形成した。

得られた膜型人工肺のガス交換膜を、電子顕微鏡（倍率
１０，０００倍）で観察したところ空孔は殆ど消失して
いた。しかし、得られた膜型人工肺の空気フラックスを
測定した結果は１０ｄ／ｍ１ｎ−尻・ｍｍＨｇであり、
このことから超微細孔膜になっているであろうことが推
測された。

さらにこの膜型人工肺の性能を評価するために、実施例
１と同様に生体外試験および動物試験を行なった。結果
をそれぞれ第１〜３表および第４〜６図に示す。

（以下余白）：：ｉ　　ｏｃｏ　　、（０（ｖ′）？ｆ−〇）　　　
　ｏｃｏ　　　　ｍ　　の−一　　　　　　　　　口　
　　　　　　　　「−曹　のト　のト　■トドｃｏ　　の寸　■■ ｏｌ　　　ｏ　　　ｏ　　　。

ＩＶ、発明の具体的効果以上述べたように本発明は、ガス交換膜として、肉厚５
〜８０μｍ、空孔率２０〜８０％、細孔径０．０１〜５
μｍの多孔質膜を用いた人工肺の製造方法において、該
細孔径よりも小さな微粒子の分散液を該多孔質膜に濾過
させて、該多孔質膜の細孔を該微粒子により閉塞させた
後、該多孔質膜の表面部位に残留する該分散液を洗浄流
体にて除去することを特徴とする膜型人工肺の製造方法
であるから、ガス交換能、特に炭酸ガス除去能は非常に
高いにもかかわらず長時間使用しても血漿漏出の虞れは
なく、このためＥＣＣ０ｚＲのように少ない体外循環量
で生体の炭酸ガス産生量を除去することが可能となる優
れた膜型人工肺を容易に製造できるものである。

また、該ガス交換膜が中空糸状である場合には、該中空
糸状多孔質膜内部に微粒子の分散液を流入させることに
より簡単に細孔を閉塞することができ、この場合さらに
中空糸内部を加圧しながら、また該中空糸状多孔質膜の
軸方向の流れを確保しながら行なえばさらに良好に製造
できる。また該ガス交換膜がオレフィン系樹脂製、より
好ましくはポリプロピレン製であり、さらに該微粒子が
シリカである場合には、１ｑられる膜型人工肺の性能は
より優れたものとなり、また価格的にも安価なものとな
る。

本発明はまた、ガス交換膜として、肉厚５〜８０１１ｍ
、空孔率２０〜８０％、細孔径０．０１〜５μ雇の多孔
質膜を用いた人工肺の製造方法において、該細孔径より
も小さな微粒子の分散液を該多孔質膜に濾過させて、該
多孔質膜の細孔を該微粒子により閉塞させた後、該多孔
質膜の表面部位に残留する該分散液を洗浄流体にて除去
し、さらに該多孔質膜の少なくとも血液と接触する面に
、生体適合性疎水性樹脂溶液を接触させた後、溶媒を蒸
発ざ１まて該多孔質膜の少なくとも血液接触面を該樹脂
により被覆することを特徴とする膜型人工肺の製造方法
であるから、ガス交換能、特に炭酸ガス除去能は非常に
高いものにもかかわらず長期間使用しても血漿漏出の虞
れはなく、このためＥＣＣ０２Ｒのように少ない体外循
環量で生体の炭酸ガス産生量を除去することが可能とな
る優れた膜型人工肺を容易に製造できるものであり、ま
た得られる膜型人工肺はその生体適合性も高いものであ
る。

また、該ガス交換膜が中空糸状である場合には、該中空
糸状多孔質膜内部に微粒子の分散液を流入させることに
より簡単に細孔を閉塞することができ、この場合さらに
中空糸内部を加圧しながら、また該中空糸状多孔質膜の
軸方向の流れを確保しながら行なえばさらに良好に製造
できる。また該ガス交換膜がオレフィン系樹脂製、より
好ましくはポリプロピレン製でおり、さらに該微粒子が
シリカである場合、またさらに、生体適合性疎水性樹脂
がシリコーンゴムまたはフッ素含有樹脂、より好ましく
はパーフルオロアルキル側鎖を有するビニル七ツマ−を
１成分とするビニル系共重合体でおる場合には、得られ
る膜型人工肺の性能はより優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１８−０図および第２ａ−ｅ図は本発明の製造方法の
各工程におけるガス交換膜の拡大断面図、第３図は、本
発明の製造方法により得られ得る中空糸膜型人工肺の部
分断面図、第４図は、人工肺の血液流量に対する酸素ガ
ス添加能および炭酸ガス除去能の関係を示すグラフ、第
５図は人工肺の酸素流量に対する炭酸ガス除去能の関係
を示すグラフであり、また第６図は、体外循環時間と血
漿漏出量との関係を示すグラフである。１・・・膜型人工肺、２・・・ガス交換膜、３・・・微
粒子、４・・・細孔、　５・・・生体適合性疎水性樹脂
溶液、６・・・被膜、　７・・・ハウジング、　８・・
・筒状本体１．１１．１２・・・隔室、　１３・・・第
１の物質移動質、１４．１５・・・第１の物質移動流体
導入出口、１７・・・中空糸束、２９．３０・・・第２の物質移動流体導入出口。特許出願人　　　　　テルモ株式会社第４因第５図０２’ｉＬ”Ｌ　＜Ｉ！−ｉ　ｍ　＋　ｎ　＞第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガス交換膜として、肉厚５〜８０μｍ、空孔率２
０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍの多孔質膜を用い
た人工肺の製造方法において、該細孔径よりも小さな微
粒子の分散液を該多孔質膜に濾過させて、該多孔質膜の
細孔を該微粒子により閉塞させた後、該多孔質膜の表面
部位に残留する該分散液を洗浄流体にて除去することを
特徴とする膜型人工肺の製造方法。
（２）該微粒子として疎水性のものを用いるものである
特許請求の範囲第１項に記載の膜型人工肺の製造方法。
（３）該微粒子として親水性のものを用い、該微粒子に
より細孔を閉塞させた後、さらに該微粒子の少なくとも
血液との接触面を疎水化処理するものである特許請求の
範囲第１項に記載の膜型人工肺の製造方法。
（４）疎水化処理は、該微粒子の少なくとも血液との接
触面に疎水性樹脂溶液を接触させ該微粒子以外の部位に
付着した該溶液を、該疎水性樹脂を溶解しない洗浄液で
除去した後、溶媒を蒸発させて該微粒子の血液接触面に
疎水性樹脂被膜を形成させるものである特許請求の範囲
第３項に記載の膜型人工肺の製造方法。
（５）多孔質膜が、多孔質疎水性膜であり、該多孔質疎
水性膜をアルコールと接触させて親水化処理を行なった
後、水を分散媒とする微粒子の分散液を濾過させるもの
である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載
の膜型人工肺の製造方法。
（６）ガス交換膜として、肉厚５〜８０μｍ、空孔率２
０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍおよび内径１００
〜１０００μｍの中空糸状多孔質膜を用い、該細孔径よ
りも小さな微粒子の分散液を該中空糸状多孔質膜の内部
に流入させて濾過させて、該中空糸状多孔質膜の細孔を
該微粒子により閉塞させた後、該中空糸状多孔質膜の内
部に残留する該分散液を洗浄流体にて除去するものであ
る特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の膜
型人工肺の製造方法。
（７）濾過を行なう際、中空糸状多孔質膜内部を加圧す
るものである特許請求の範囲第６項に記載の膜型人工肺
の製造方法。
（８）濾過を行なう際、中空糸状多孔質膜の軸方向の流
れを確保するものである特許請求の範囲第６項または第
７項に記載の膜型人工肺の製造方法。
（９）微粒子がシリカである特許請求の範囲第１項また
は第３項〜第８項のいずれかに記載の膜型人工肺の製造
方法。
（１０）ガス交換膜がオレフィン系樹脂製のものである
特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の膜型
人工肺の製造方法。
（１１）ガス交換膜がポリプロピレン製のものである特
許請求の範囲第１０項に記載の膜型人工肺の製造方法。
（１２）ガス交換膜として、肉厚５〜８０μｍ、空孔率
２０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍの多孔質膜を用
いた人工肺の製造方法において、該細孔径よりも小さな
微粒子の分散液を該多孔質膜に濾過させて、該多孔質膜
の細孔を該微粒子により閉塞させた後、該多孔質膜の表
面部位に残留する該分散液を洗浄流体にて除去し、さら
に該多孔質膜の少なくとも血液と接触する面に、生体適
合性疎水性樹脂の溶液を接触させた後、溶媒を蒸発させ
て該多孔質膜の少なくとも血液接触面を該樹脂により被
覆することを特徴とする膜型人工肺の製造方法。
（１３）多孔質膜が、多孔質疎水性膜であつて、該多孔
質疎水性膜をアルコールと接触させて親水化処理を行な
った後、水を分散媒とする微粒子の分散液を濾過させる
ものである特許請求の範囲第１２項に記載の膜型人工肺
の製造方法。
（１４）ガス交換膜として、肉厚５〜８０μｍ、空孔率
２０〜８０％、細孔径０．０１〜５μｍおよび内径１０
０〜１０００μｍの中空糸状多孔質膜を用い、該細孔径
よりも小さな微粒子の分散液を該中空糸状多孔質膜の内
部に流入させて濾過させて、該中空糸状多孔質膜の細孔
を該微粒子により閉塞させた後、該中空糸状多孔質膜の
内部に残留する該分散液を洗浄流体にて除去し、さらに
該中空糸状多孔質膜の内部に生体適合性疎水性樹脂の溶
液を流入した後溶媒を蒸発させて中空糸状多孔質膜の少
なくとも血液接触面を該樹脂により被覆するものである
特許請求の範囲第１２項または第１３項に記載の膜型人
工肺の製造方法。
（１５）濾過を行なう際中空糸状多孔質膜内部を加圧す
るものである特許請求の範囲第１４項に記載の膜型人工
肺の製造方法。
（１６）濾過を行なう際、中空糸状多孔質膜の軸方向の
流れを確保するものである特許請求の範囲第１４項また
は第１５項に記載の膜型人工肺の製造方法。
（１７）微粒子がシリカである特許請求の範囲第１項ま
たは第１１項〜第１６項のいずれかに記載の膜型人工肺
の製造方法。
（１８）生体適合性疎水性樹脂が含フッ素樹脂またはシ
リコーンゴムである特許請求の範囲第１１項〜第１７項
のいずれかに記載の膜型人工肺の製造方法。
（１９）生体適合性疎水性樹脂が、パーフルオロアルキ
ル側鎖を有するビニルモノマーを１成分とするビニル系
共重合体である特許請求の範囲第１８項に記載の膜型人
工肺の製造方法。
（２０）ガス交換膜がオレフィン系樹脂製のものである
特許請求の範囲第１１項〜第１９項のいずれかに記載の
膜型人工肺の製造方法。
（２１）ガス交換膜がポリプロピレン製のものである特
許請求の範囲第２０項に記載の膜型人工肺の製造方法。