JPWO2019151526A1 - 人工肺及びその製造方法 - Google Patents

人工肺及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019151526A1
JPWO2019151526A1 JP2019569637A JP2019569637A JPWO2019151526A1 JP WO2019151526 A1 JPWO2019151526 A1 JP WO2019151526A1 JP 2019569637 A JP2019569637 A JP 2019569637A JP 2019569637 A JP2019569637 A JP 2019569637A JP WO2019151526 A1 JPWO2019151526 A1 JP WO2019151526A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
artificial lung
intermediate spacer
hollow fiber
fiber membrane
cylinder portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019569637A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7241037B2 (ja
Inventor
竜士 平口
竜士 平口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Terumo Corp filed Critical Terumo Corp
Publication of JPWO2019151526A1 publication Critical patent/JPWO2019151526A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7241037B2 publication Critical patent/JP7241037B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621Constructional aspects thereof
    • A61M1/1623Disposition or location of membranes relative to fluids
    • A61M1/1625Dialyser of the outside perfusion type, i.e. blood flow outside hollow membrane fibres or tubes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621Constructional aspects thereof
    • A61M1/1629Constructional aspects thereof with integral heat exchanger
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1698Blood oxygenators with or without heat-exchangers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3623Means for actively controlling temperature of blood
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/003Membrane bonding or sealing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/36General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
    • A61M2205/366General characteristics of the apparatus related to heating or cooling by liquid heat exchangers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2207/00Methods of manufacture, assembly or production
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2207/00Methods of manufacture, assembly or production
    • A61M2207/10Device therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14Specific spacers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/20Specific housing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/22Cooling or heating elements
    • B01D2313/221Heat exchangers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

人工肺(10)の製造方法では、第1中空糸膜(14a)を巻回して構成された内側筒部(13)と第2中空糸膜(16a)を巻回して構成された外側筒部(15)との一端部同士の間に第1隙間(100a)が形成されるように中間スペーサ(18)を内側筒部(13)と外側筒部(15)との間に配設し、その第1隙間(100a)に第1隔壁部(62a)を挿入する。このような人工肺(10)では、中間スペーサ(18)の第1端部(18a)は、内側筒部(13)及び外側筒部(15)における第1隔壁部(62a)に対して径方向に重ならない部分に位置する。中間スペーサ(18)は、中間スペーサ(18)の内周面と内側筒部(13)の外周面との間に隙間(Sa)を形成した状態で、単独で外側筒部(15)を巻回することによって形成される。

Description

本発明は、第1中空糸膜を巻回することによって構成された筒状の熱交換部と第2中空糸膜を巻回することによって構成された筒状のガス交換部とが、径方向に互いに重なるように配置された状態で前記第1中空糸膜の外側と前記第2中空糸膜の外側に血液流路が形成されるようにハウジングに収容された人工肺及びその製造方法に関する。
この種の人工肺は、例えば、国際公開第2016/009780号に開示されている。この人工肺のハウジングは、熱交換部及びガス交換部よりも軸線方向の両側の空間を熱媒体流路とガス流路とに区画する一組の隔壁部を有する。
上述した人工肺では、ハウジングを組み付ける際に、熱交換部(内側筒部)及びガス交換部(外側筒部)の端部同士の間に隔壁部を挿入することがある。しかしながら、従来の人工肺では、熱交換部の第1中空糸膜の外面にガス交換部の第2中空糸膜が巻回されているため、熱交換部の端部とガス交換部の端部とが隔壁部によって径方向に押される。そうすると、第1中空糸膜の内腔及び第2中空糸膜の内腔が潰されて熱交換率及びガス交換率が低下するおそれがある。
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、熱交換部及びガス交換部のそれぞれが中空糸膜を巻回することによって形成される場合であっても、熱交換率及びガス交換率が低下することを抑えることができる人工肺及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る人工肺は、第1中空糸膜を巻回することによって熱交換部及びガス交換部のいずれか一方として構成された内側筒部と第2中空糸膜を巻回することによって前記熱交換部及び前記ガス交換部のいずれか他方として構成された外側筒部とが、径方向に互いに重なるように配置された状態で前記第1中空糸膜の外側と前記第2中空糸膜の外側に血液流路が形成されるようにハウジングに収容され、前記ハウジングは、前記内側筒部及び前記外側筒部よりも軸線方向の両側の空間のそれぞれを熱媒体流路とガス流路とに区画する一組の隔壁部を有する人工肺であって、各前記隔壁部は、前記内側筒部及び前記外側筒部の端部同士の間に挿入され、前記内側筒部と前記外側筒部との間には、筒状の中間スペーサが配設され、前記中間スペーサの少なくとも一方の端部は、前記内側筒部及び前記外側筒部の端部における前記隔壁部に対して径方向に重ならない部分に位置し、前記中間スペーサは、前記中間スペーサの内周面と前記内側筒部の外周面との間に隙間を形成した状態で、単独で前記外側筒部を支持可能に構成されている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、中間スペーサによって内側筒部及び外側筒部の端部同士の間に隔壁部が挿入可能な隙間を形成することができる。これにより、隔壁部によって内側筒部の端部及び外側筒部の端部が径方向に押され、第1中空糸膜の内腔及び第2中空糸膜の内腔が潰されることを抑制できる。従って、熱交換率及びガス交換率が低下することを抑えることができる。また、中間スペーサが中間スペーサの内周面と内側筒部の外周面との間に隙間を形成した状態で単独で外側筒部を支持可能に構成されているため、第2中空糸膜の締め付け力を中間スペーサで効果的に受けることができる。よって、第2中空糸膜の締め付け力によって第1中空糸膜の内腔が潰されることを抑えることができる。
上記の人工肺において、前記隔壁部のうち前記内側筒部及び前記外側筒部の端部同士の間に挿入された部分の厚さは、前記中間スペーサの肉厚よりも薄くてもよい。
このような構成によれば、隔壁部によって第1中空糸膜の内腔及び第2中空糸膜の内腔が潰されることを一層抑えることができる。
上記の人工肺において、前記中間スペーサは、周方向に延在するとともに軸線方向に複数配設された円環部と、軸線方向に互いに隣接する前記円環部同士を連結する連結部と、を有し、互いに隣接する前記円環部の間には、前記血液流路としてのスリットが形成されていてもよい。
このような構成によれば、中間スペーサの径方向の剛性を効果的に向上させることができる。よって、第2中空糸膜の締め付け力を中間スペーサで確実に受けることができる。
上記の人工肺において、前記連結部は、前記中間スペーサの周方向に複数設けられていてもよい。
このような構成によれば、中間スペーサの径方向の剛性を一層効果的に向上させることができる。
上記の人工肺において、各前記円環部は、軸線方向に沿った厚さが径方向外方に向かって小さくなるように形成されていてもよい。
このような構成によれば、第2中空糸膜と中間スペーサとの接触面積を小さくすることができるため、第2中空糸膜に血液を効率的に接触させることができる。
上記の人工肺において、前記中間スペーサの内面には、前記内側筒部に接触することにより前記内側筒部に対する前記中間スペーサの軸線方向の移動を抑制するとともに、前記中間スペーサの内周面と前記内側筒部の外周面との間に隙間を形成させる突起が設けられていてもよい。
このような構成によれば、突起によって中間スペーサの内側筒部及び外側筒部に対する軸線方向の位置ずれを抑制することができるのみならず、第2中空糸膜の締め付け力が第1中空糸膜へ伝わることを抑止することで、第1中空糸膜の内腔が潰されることを効果的に抑制できる。
上記の人工肺において、前記突起の突出長は、前記第1中空糸膜の外径以下であってもよい。
このような構成によれば、互いに隣接する第1中空糸膜の間に突起を位置させることができる。これにより、中間スペーサの内側筒部に対する軸線方向の位置ずれを効果的に抑制することができる。
上記の人工肺において、前記突起は、軸線方向に沿った寸法が径方向内方に向かって小さくなるように形成されていてもよい。
このような構成によれば、互いに隣接する第1中空糸膜の間に突起の先端部を効率的に位置させることができる。
上記の人工肺において、前記突起は、各前記円環部の内面のうち前記連結部に隣接する部位に位置していてもよい。
このような構成によれば、中間スペーサの内面のうち比較的面積の広い部分に突起を配置することができるため、突起の剛性を向上させることができる。
上記の人工肺において、前記中間スペーサの各端部は、前記内側筒部及び前記外側筒部の端部における前記隔壁部に対して径方向に重ならない部分に位置していてもよい。
このような構成によれば、中間スペーサによって内側筒部及び外側筒部の両方の端部同士の間に隔壁部が挿入可能な隙間を形成することができる。これにより、熱交換率及びガス交換率が低下することを一層抑えることができる。
本発明に係る人工肺の製造方法は、熱交換部及びガス交換部のいずれか一方として構成された内側筒部と前記熱交換部及び前記ガス交換部のいずれか他方として構成された外側筒部とが径方向に互いに重なるように配置された人工肺の製造方法であって、コアの外面に第1中空糸膜を巻回することにより第1筒状部を形成する第1巻回工程と、前記第1筒状部の外面に筒状の中間スペーサを配設する配設工程と、前記中間スペーサの外面に第2中空糸膜を巻回することにより第2筒状部を形成する第2巻回工程と、前記第2筒状部の外面を覆うように外筒を配置する外筒配置工程と、前記第1筒状部及び前記第2筒状部の両端部を切断することにより前記内側筒部及び前記外側筒部を形成する切断工程と、前記内側筒部及び前記外側筒部の両端部における前記第1中空糸膜及び前記第2中空糸膜の外側を封止部材で封止する封止工程と、前記コア及び前記外筒の両端部にカバー部材を装着し、各前記カバー部材内に熱媒体流路とガス流路とを形成する装着工程と、を順次行い、前記中間スペーサは、前記中間スペーサの内周面と前記内側筒部の外周面との間に隙間を形成した状態で、単独で前記外側筒部を支持可能に構成され、前記配設工程では、前記装着工程の際に、前記内側筒部及び前記外側筒部の一端部同士の間及び他端部同士の間の少なくともいずれかに隙間が形成されるように前記中間スペーサを前記第1筒状部の外面に配設し、前記装着工程では、前記中間スペーサによって形成された前記隙間に前記カバー部材の隔壁部を挿入する、ことを特徴とする。
このような方法によれば、上述した人工肺を製造することができる。
上記の人工肺の製造方法において、前記配設工程では、前記第1筒状部の両端部のみを覆うように環状部材を配設し、前記第2巻回工程では、前記第2中空糸膜を前記中間スペーサ及び前記環状部材のそれぞれの外面に巻回し、前記封止工程の後で、前記環状部材を除去する除去工程を行ってもよい。
このような方法によれば、環状部材によって内側筒部及び外側筒部の両方の端部同士の間に隔壁部が挿入可能な隙間を確実に形成することができる。
上記の人工肺の製造方法において、前記配設工程では、周方向に分割された複数の分割スペーサを前記第1筒状部の外面に配置して互いに連結することにより前記中間スペーサを配設してもよい。
このような方法によれば、第1筒状部の外面に筒状の中間スペーサを容易に配設することができる。
上記の人工肺の製造方法において、前記配設工程では、前記装着工程の際に、前記内側筒部及び前記外側筒部の一端部同士の間及び他端部同士の間のそれぞれに前記隙間が形成されるように前記中間スペーサを前記第1筒状部の外面に配設し、前記装着工程では、前記中間スペーサによって形成された各前記隙間に各前記カバー部材の前記隔壁部を挿入してもよい。
このような方法によれば、熱交換率及びガス交換率が低下することを一層抑えることができる。
上記の人工肺の製造方法において、前記第1巻回工程では、連続した1本の前記第1中空糸膜を前記第1筒状部の外面に巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより前記第1筒状部を形成し、前記第2巻回工程では、連続した1本の前記第2中空糸膜を前記中間スペーサの外面に巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより前記第2筒状部を形成してもよい。
このような方法によれば、第1筒状部と第2筒状部とを効率的に形成することができる。
本発明によれば、中間スペーサによって熱交換部及びガス交換部の端部同士の間に隔壁部が挿入可能な隙間を形成することができるため、隔壁部によって第1中空糸膜の内腔及び第2中空糸膜の内腔が潰されることを抑制できる。従って、熱交換率及びガス交換率が低下することを抑えることができる。
本発明の一実施形態に係る人工肺の縦断面図である。 図1の人工肺の一部拡大断面図である。 図1のIII−III線に沿った横断面図である。 中間スペーサの斜視図である。 中間スペーサの一部省略縦断面図である。 図6Aは図5の一部拡大図であり、図6Bは図5のVIB−VIB線に沿った一部省略断面図である。 人工肺の流体の流れを示す断面説明図である。 図1の人工肺の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図9Aは準備工程の説明図であり、図9Bは第1巻回工程の説明図である。 図9Bの一部省略縦断面説明図である。 配設工程の第1の説明図である。 配設工程の第2の説明図である。 第2巻回工程の説明図である。 外筒配置工程の説明図である。 切断工程及び封止工程の説明図である。 除去工程及び装着工程の説明図である。
以下、本発明に係る人工肺についてその製造方法との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る人工肺10は、人体の心臓外科等の手術において一時的に肺の機能を代行する医療機器である。具体的には、人工肺10は、体外血液循環において、血液温度調整と、血液中の二酸化炭素を除去するとともに血液中に酸素を供給するための装置である。
図1〜図3に示すように、人工肺10は、ハウジング12、内側筒部13である熱交換部14、外側筒部15であるガス交換部16及び中間スペーサ18を備える。
図1において、ハウジング12は、人工肺10の中心部分を構成するコア20と、コア20の外周側に設けられた外筒22と、コア20の一端部と外筒22の一端部とに装着された第1カバー部材24aと、コア20の他端部と外筒22の他端部とに装着された第2カバー部材24bとを有する。
コア20、外筒22、第1カバー部材24a及び第2カバー部材24bによって、筒状の熱交換部14及び筒状のガス交換部16を収容するための環状の収容空間Sが形成されている。収容空間Sは、血液流路28として機能する。コア20、外筒22、第1カバー部材24a及び第2カバー部材24bのそれぞれは、硬質樹脂によって一体的に構成されている。
コア20は、コア20の一端部を構成する第1コア部30と、コア20の他端部を含む部分を構成する第2コア部32とを備える。第1コア部30と第2コア部32とは、複数の接続部34によって互いに連結されている。
第1コア部30は、一端部に図示しないチューブが接続可能な血液流入部36と、血液流入部36から径方向外方に延出した円環状の壁部38とを有する。壁部38の外端部には、熱交換部14を支持するための第1支持部40と、第1支持部40から外筒22の軸線方向の一方側(図1の矢印X1方向)に突出した第1環状凸部42とが設けられている。
第2コア部32は、有底筒状に構成されており、筒部44と、筒部44の一端部(矢印X1方向の端部)に設けられた閉塞部46とを有する。閉塞部46は、壁部38に対して隙間を空けて対向するように配置されている。閉塞部46と壁部38との間の隙間は、血液流入部36から流入した血液を収容空間S内に導くための血液導入路48として機能する。筒部44の外面には、熱交換部14を支持するための第2支持部50と、第2支持部50から外筒22の軸線方向の他端側(図1の矢印X2方向)に突出した第2環状凸部52とが設けられている。第2支持部50は、筒部44の他端部に位置している。
外筒22は、コア20の径方向外方に隙間を空けて配置された円筒部材である(図3参照)。外筒22の軸線方向の全長は、第2コア部32の軸線方向の全長よりも若干長い。外筒22には、収容空間S内の血液を外部に流出させるための血液流出部54が設けられている。
図1及び図2に示すように、第1カバー部材24aは、熱交換部14の一端面とガス交換部16の一端面とに隙間を空けて対向するように設けられた第1カバー本体56aと、第1カバー本体56a内の空間を第1熱媒体流路58aと第1ガス流路60aとに区画する第1隔壁部62aとを有する。
第1カバー本体56aは、円環状に延在するとともに軸線方向に延在している。第1カバー本体56aの内端部(径方向内方の端部)は、接着剤64aによって第1環状凸部42に対して固定されている。第1カバー本体56aの外端部(径方向外方の端部)は、接着剤64aによって外筒22に対して固定されている。第1カバー本体56aには、第1熱媒体流路58a内に熱媒体を流入させるための熱媒体流入部68と、第1ガス流路60aにガス(酸素ガス)を流入させるためのガス流入部70とが設けられている。
第1隔壁部62aは、第1カバー本体56aの内面から熱交換部14及びガス交換部16が位置する側に向かって軸線方向に突出するとともに環状に延在している。第1隔壁部62aの突出端部は、熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間に挿入された状態で接着剤64aによって固定されている。第1隔壁部62aの突出端部(第1隔壁部62aのうち熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間に挿入された部分)の厚さは、中間スペーサ18の肉厚よりも薄い。第1隔壁部62aの根本部(第1カバー本体56aに近い側の部分)の厚さは、第1隔壁部62aの突出端部の厚さよりも厚い。
第1熱媒体流路58aは、熱媒体を熱交換部14に導くための流路であって、第1隔壁部62aよりも径方向内方に位置している。第1ガス流路60aは、酸素ガスをガス交換部16に導くための流路であって、第1隔壁部62aよりも径方向外方に位置している。
第2カバー部材24bは、熱交換部14の他端面とガス交換部16の他端面とに隙間を空けて対向するように設けられた第2カバー本体56bと、第2カバー本体56b内の空間を第2熱媒体流路58bと第2ガス流路60bとに区画する第2隔壁部62bとを有する。
第2カバー本体56bは、円環状に延在している。第2カバー本体56bの内端部は、接着剤64bによって第2環状凸部52に対して固定されている。第2カバー本体56bの外端部は、接着剤64bによって外筒22に対して固定されている。図1において、第2カバー本体56bには、第2熱媒体流路58b内の熱媒体を流出させるための熱媒体流出部76と、第2ガス流路60b内のガス(二酸化炭素ガス)を外部に流出させるためのガス流出部78とが設けられている。
図1及び図2に示すように、第2隔壁部62bは、第2カバー本体56bの内面から熱交換部14及びガス交換部16が位置する側に向かって突出するとともに環状に延在している。第2隔壁部62bの突出端部は、熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に挿入された状態で接着剤64bによって液密及び気密に固定されている。第2隔壁部62bの突出端部(第2隔壁部62bのうち熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に挿入された部分)の厚さは、中間スペーサ18の肉厚よりも薄い。第2隔壁部62bの根本部(第2カバー本体56bに近い側の部分)の厚さは、第2隔壁部62bの突出端部の厚さよりも厚い。
第2熱媒体流路58bは、熱交換部14から導かれた熱媒体を熱媒体流出部76に導くための流路であって、第2隔壁部62bよりも径方向内方に位置している。第2ガス流路60bは、ガス交換部16から導かれたガス(二酸化炭素ガス)をガス流出部78に導くための流路であって、第2隔壁部62bよりも径方向外方に位置している。
熱交換部14は、血液流路28を流れる血液と熱媒体との間の熱交換を行うためのものである。熱媒体としては、例えば、水(純水)が用いられる。ただし、熱媒体は、水に限定されず、他の液体又は気体であってもよい。熱交換部14の全長は、外筒22の全長よりも若干長い。つまり、熱交換部14は、その両端部が外筒22の外側に突出している。
熱交換部14は、複数の第1中空糸膜14aによって筒状に構成されている。各第1中空糸膜14aは、熱交換部14の全長に亘って延在するようにコア20の外面(第1支持部40及び第2支持部50)に巻回されている。互いに隣り合う第1中空糸膜14aの間には、血液が流通可能な隙間が形成されている。各第1中空糸膜14aの一端の開口部は、第1熱媒体流路58a内に連通し、各第1中空糸膜14aの他端の開口部は、第2熱媒体流路58b内に連通している。すなわち、各第1中空糸膜14aの内腔には、熱媒体が流通する。
第1中空糸膜14aは、熱媒体及び血液を透過させないように構成されている。第1中空糸膜14aの構成材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロチレン、ポリメチルペンテン等の高分子材料が用いられ、好ましくは、ポリアミドである。第1中空糸膜14aの内径は、例えば、50μm〜700μmの範囲に設定するのが好ましい。この場合、第1中空糸膜14aの内腔を流通する熱媒体の流路抵抗を比較的小さくすることができる。第1中空糸膜14aの外径は、100μm〜1000μmの範囲に設定するのが好ましく、120μm〜800μmの範囲に設定するのがより好ましい。この場合、第1中空糸膜14aの表面積を効率的に大きくすることができる。
ガス交換部16は、血液流路28を流れる血液に酸素ガスを供給するとともに血液中の二酸化炭素を除去するためのものである。ガス交換部16は、熱交換部14の外周側に配設されている。つまり、ガス交換部16と熱交換部14とは径方向で互いに重なるように配置されている。ガス交換部16の全長は、熱交換部14の全長と同一である。
ガス交換部16は、複数の第2中空糸膜16aによって筒状に構成されている。各第2中空糸膜16aは、ガス交換部16の全長に亘って延在するように熱交換部14の外面に配設された中間スペーサ18の外面に巻回されている。互いに隣り合う第2中空糸膜16aの間には、血液が流通可能な隙間が形成されている。各第2中空糸膜16aの一端の開口部は、第1ガス流路60a内に連通し、各第2中空糸膜16aの他端の開口部は、第2ガス流路60b内に連通している。すなわち、各第2中空糸膜16aの内腔には、ガス(酸素ガス及び二酸化炭素ガス)が流通する。
第2中空糸膜16aは、酸素ガス及び二酸化炭素ガスを透過させる一方で血液を透過させないように構成されている。第2中空糸膜16aの構成材料及び内径は、第1中空糸膜14aの構成材料及び内径と同様に設定することができる。
図1〜図3に示すように、中間スペーサ18は、熱交換部14の外周面に配設されている。換言すれば、中間スペーサ18は、熱交換部14とガス交換部16との間に設けられている。中間スペーサ18は、円筒状に構成され、第1端部18a及び第2端部18bを有する。
図1及び図2において、中間スペーサ18の第1端部18a(矢印X1方向の端部)は、熱交換部14及びガス交換部16の一端部における第1隔壁部62aに対して径方向に重ならない部分に位置している。換言すれば、中間スペーサ18の第1端部18aは、第1隔壁部62aの突出端の近傍に位置している。すなわち、中間スペーサ18の第1端部18aは、第1隔壁部62aの突出端よりも第2カバー部材24b側(矢印X2方向)に若干ずれて位置している。
中間スペーサ18の第2端部18b(矢印X2方向の端部)は、熱交換部14及びガス交換部16の他端部における第2隔壁部62bに対して径方向に重ならない部分に位置している。換言すれば、中間スペーサ18の第2端部18bは、第2隔壁部62bの突出端の近傍に位置している。すなわち、中間スペーサ18の第2端部18bは、第2隔壁部62bの突出端よりも第1カバー部材24a側(矢印X1方向)に若干ずれて位置している。
図4及び図5に示すように、中間スペーサ18は、中間スペーサ18の内周面と内側筒部13(熱交換部14)の外周面との間に隙間Saを形成した状態で、ガス交換部16を単独で支持可能に構成されている(図2及び図3参照)。換言すれば、中間スペーサ18の内周面と内側筒部13の外周面との間には、全体的又は部分的に隙間Saが形成されている。隙間Saは、中間スペーサ18の内周面の全体と内側筒部13の外周面の全体とが互いに離間して形成されていてもよいし、中間スペーサ18の内周面の一部が内側筒部13の外周面の一部に接触した状態で形成されていてもよい。中間スペーサ18の剛性は、第1中空糸膜14a及び第2中空糸膜16aの剛性よりも大きい。中間スペーサ18は、周方向に延在するとともに軸線方向に複数配設された円環部21を有する。複数の円環部21は、軸方向に対して互いに平行に設けられている。
中間スペーサ18は、周方向に分割された2つの分割スペーサ23が互いに連結することによって円筒状に形成されている。各分割スペーサ23は、硬質樹脂によって一体的に射出成形されている。2つの分割スペーサ23は、互いに同一の構成を有する。
分割スペーサ23は、中間スペーサ18の周方向に延在した複数の周壁部25と、隣接する周壁部25を互いに連結する複数の連結部27とを有する。周壁部25は、円環部21の一部を構成する。
各周壁部25は、半円状に延在している。複数の周壁部25は、中間スペーサ18の軸線方向(矢印X1方向及び矢印X2方向)に沿って等間隔に離間して配置されている。すなわち、中間スペーサ18の軸線方向に互いに隣接する周壁部25の間には、血液が流通する血液流路28としてのスリット29が形成されている。スリット29は、中間スペーサ18の周方向に互いに隣接する連結部27の間に形成されている。スリット29は、中間スペーサ18の周方向に延在している。各周壁部25は、軸線方向に沿った厚さが中間スペーサ18の径方向外方に向かって小さくなるように形成されている。
具体的には、図6Aに示すように、中間スペーサ18の軸線方向の中間に位置する周壁部25は、外面25a、2つの傾斜面25b、25c、内面25d及び2つの湾曲面25e、25fを有する。外面25aは、周壁部25のうち最も径方向外方に位置する面であって、中間スペーサ18の軸線に沿って延在している。傾斜面25bは、外面25aにおける矢印X1方向の端から矢印X1方向に向かって径方向内方に傾斜している。傾斜面25cは、外面25aにおける矢印X2方向の端から矢印X2方向に向かって径方向内方に傾斜している。内面25dは、周壁部25のうち最も径方向内方に位置する面であって、中間スペーサ18の軸線に沿って延在している。湾曲面25eは、円弧状に延在して傾斜面25bと内面25dとを互いに連結する。湾曲面25fは、円弧状に延在して傾斜面25cと内面25dとを互いに連結する。
図4及び図5に示すように、中間スペーサ18の軸線方向の一端(矢印X1方向の端)に位置する周壁部25は、傾斜面25bに代えて中間スペーサ18の軸線と直交する方向に延在した一端面(第1端部18a)が設けられている。中間スペーサ18の軸線方向の他端(矢印X2方向の端)に位置する周壁部25は、傾斜面25cに代えて中間スペーサ18の軸線と直交する方向に延在した他端面(第2端部18b)が設けられている。分割スペーサ23の連結部27は、周方向に複数(図4の例では2つ)設けられている。複数の連結部27は、軸線方向に沿って一直線に並んで配置されている。
分割スペーサ23の内面には、内側筒部13に接触することにより内側筒部13に対する中間スペーサ18の軸線方向の移動を抑制し、且つ中間スペーサ18の内周面と内側筒部13(熱交換部14)の外周面との間に隙間Saを形成させる複数の突起31が設けられている。突起31は、周壁部25の内面のうち連結部27に隣接する部位に位置する。図6Bに示すように、各突起31の突出長Lは、第1中空糸膜14aの外径以下である。各突起31は、軸線方向(矢印X1方向及び矢印X2方向)に沿った寸法が径方向内方に向かって小さくなるように形成されている。
図4において、分割スペーサ23の周方向の両端部には、爪部33が設けられている。2つの分割スペーサ23は、爪部33が互いに装着されることによって1つの中間スペーサ18を形成する。中間スペーサ18は、各分割スペーサ23の周壁部25が互いに連結されることによって形成された複数の円環部21を有する。円環部21は、略真円状に延在している。
図2に示すように、収容空間Sの一端側には、血液の外部(第1熱媒体流路58a及び第1ガス流路60a)への漏出を防止するための第1封止部材82aが充填されている。具体的には、第1封止部材82aは、熱交換部14の一端部と第1環状凸部42との間、熱交換部14の一端部とガス交換部16の一端部との間、ガス交換部16の一端部と外筒22の一端部との間に充填されている。
収容空間Sの他端側には、血液の外部(第2熱媒体流路58b及び第2ガス流路60b)への漏出を防止するための第2封止部材82bが充填されている。具体的には、第2封止部材82bは、熱交換部14の他端部と第2環状凸部52との間、熱交換部14の他端部とガス交換部16の他端部との間、ガス交換部16の他端部と外筒22の他端部との間に充填されている。第1封止部材82a及び第2封止部材82bのそれぞれは、例えば、ウレタン等の樹脂が用いられる。
次に、このように構成される人工肺10の動作について説明する。
図7に示すように、人工肺10では、熱媒体は熱媒体流入部68に供給され、酸素ガスはガス流入部70に供給され、人体の血液は図示しない遠心ポンプによって血液流入部36に導かれる。熱媒体は、熱媒体流入部68から第1熱媒体流路58aを介して熱交換部14の各第1中空糸膜14aの内腔に導入される。酸素ガスは、ガス流入部70から第1ガス流路60aを介してガス交換部16の各第2中空糸膜16aの内腔に導入される。
血液は、血液流入部36から血液導入路48を介して血液流路28(収容空間S)に導かれる。血液流路28の血液は、収容空間S内を径方向外方に向かって熱交換部14の隣り合う第1中空糸膜14aの隙間を流通する。これにより、血液と第1中空糸膜14a内の熱媒体との間で熱交換が行われる。
熱交換が行われた血液は、中間スペーサ18のスリット29を介して収容空間S内を径方向外方に向かってガス交換部16の隣り合う第2中空糸膜16aの隙間を流通する。これにより、第2中空糸膜16a内の酸素ガスが第2中空糸膜16aの壁部を透過して血液中に供給されるとともに血液中の二酸化炭素ガスが第2中空糸膜16aの壁部を透過して第2中空糸膜16a内に除去される。ガス交換が行われた血液は、血液流路28内を周方向に流れて血液流出部54から人工肺10の外部に流出されて人体に戻される。
血液との間で熱交換が行われた熱媒体は、各第1中空糸膜14aの内腔から第2熱媒体流路58b及び熱媒体流出部76を介して外部に流出される。各第2中空糸膜16aの内腔の二酸化炭素ガスは、第2ガス流路60b及びガス流出部78を介して外部に流出される。
次に、人工肺10の製造方法について説明する。
人工肺10を製造する場合、図8の準備工程(ステップS1)を行う。準備工程では、図9Aに示すように、コア部材90を準備する。コア部材90は、上述したコア20と、コア20の一端に装着された円環状の第1キャップ部材92aと、コア20の他端に装着された円環状の第2キャップ部材92bとを備える。第1キャップ部材92aは第1環状凸部42に嵌合され、第2キャップ部材92bは第2環状凸部52に嵌合されている(図10参照)。
続いて、図8、図9B及び図10に示すように、第1巻回工程(ステップS2)において、第1中空糸膜14aをコア部材90の外周面に巻回することにより第1筒状部94を形成する。具体的には、連続した1本の第1中空糸膜14aをコア部材90の外周面に巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより第1筒状部94を形成する。この際、第1中空糸膜14aは、第1キャップ部材92a及び第2キャップ部材92bの外周面にも巻回される。
次に、図8の配設工程(ステップS3)を行う。配設工程では、図11に示すように、第1筒状部94の外周面の一端部のみを覆うように第1環状部材96aを配置する。第1環状部材96aは、第1キャップ部材92aに装着される。そして、図12に示すように、第1筒状部94の外周面の中央部分に樹脂成形品である中間スペーサ18を配設する。この際、中間スペーサ18は、第1端部18aが第1支持部40の径方向外方に位置するとともに第2端部18bが第2支持部50の径方向外方に位置するように配置される。
中間スペーサ18は、2つの分割スペーサ23を第1筒状部94の外周面の中央部に被せるように配置してこれら分割スペーサ23の爪部33(図4参照)を互いに装着することによって第1筒状部94の外周面に配設する。この際、中間スペーサ18の突起31は、熱交換部14の互いに隣接する第1中空糸膜14aの間の隙間に挿入される。これにより、中間スペーサ18の内周面と内側筒部13(熱交換部14)の外周面との間に隙間Saを形成させた状態(つまり、中間スペーサ18が熱交換部14から浮いた状態)に中間スペーサ18を保つことができる。
その後、第1筒状部94の外周面の他端部のみを覆うように第2環状部材96bを配置する。第2環状部材96bは、第2キャップ部材92bに装着される。これにより、中間スペーサ18は、第1環状部材96aと第2環状部材96bとの間に位置する。
続いて、図8及び図13に示すように、第2巻回工程(ステップS4)において、第2中空糸膜16aを第1環状部材96a、中間スペーサ18及び第2環状部材96bの外周面に巻回することにより第2筒状部98を形成する。具体的には、連続した1本の第2中空糸膜16aを第1環状部材96a、中間スペーサ18及び第2環状部材96bの外周面に連続的に巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより第2筒状部98を形成する。なお、第2中空糸膜16aは、第1中空糸膜14aに連続している。すなわち、1本の中空糸膜によって、第1筒状部94と第2筒状部98とが形成される。
第2巻回工程では、剛性を有する中間スペーサ18が第2中空糸膜16aの締め付け力を受ける。そのため、第2中空糸膜16aの巻回によって第1中空糸膜14aが径方向内方に押圧されることがない。すなわち、第2中空糸膜16aの巻回によって第1中空糸膜14aの内腔が潰されることはない。
次に、図8及び図14に示すように、外筒配置工程(ステップS5)において、第2筒状部98の外面を覆うように外筒22を配置する。そして、図8及び図15に示すように、切断工程(ステップS6)において、第1切断線C1(図14参照)及び第2切断線C2(図14参照)に沿って第1筒状部94及び第2筒状部98の両端部を切断することにより、熱交換部14(内側筒部13)及びガス交換部16(外側筒部15)を形成する。
この際、第1キャップ部材92a、第1環状部材96a、第2キャップ部材92b及び第2環状部材96bのそれぞれの一部についても切除される。これにより、熱交換部14と第1環状凸部42との間には第1キャップ部材92aの一部が残され、熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間には第1環状部材96aの一部が残されている。また、熱交換部14と第2環状凸部52との間には第2キャップ部材92bの一部が残され、熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間には第2環状部材96bの一部が残されている。
そして、封止工程(ステップS7)において、熱交換部14及びガス交換部16の一端部における第1中空糸膜14a及び第2中空糸膜16aの外側を第1封止部材82aで封止するとともに熱交換部14及びガス交換部16の他端部における第1中空糸膜14a及び第2中空糸膜16aの外側を第2封止部材82bで封止する。
具体的には、熱交換部14及びガス交換部16の一端部における第1中空糸膜14a及び第2中空糸膜16aの外側に第1封止部材82aを注入する。そして、第1封止部材82aに矢印X2方向の遠心力が作用するように熱交換部14及びガス交換部16等を回転させる。この際、熱交換部14及びガス交換部16の矢印X2方向の端部には、図示しないカバー部材が装着される。これにより、第1封止部材82aが熱交換部14及びガス交換部16の一端から矢印X2方向に広がる。
第1封止部材82aの充填の終了後、熱交換部14及びガス交換部16の他端部における第1中空糸膜14a及び第2中空糸膜16aの外側に第2封止部材82bを注入する。そして、第2封止部材82bに矢印X1方向の遠心力が作用するように熱交換部14及びガス交換部16等を回転させる。この際、熱交換部14及びガス交換部16の矢印X1方向の端部には、図示しないカバー部材が装着される。これにより、第2封止部材82bが熱交換部14及びガス交換部16の他端から矢印X1方向に広がる。
封止工程において、熱交換部14及びガス交換部16等を回転させる際に、中間スペーサ18の突起31は、互いに隣接する第1中空糸膜14aの間に挿入されている。そのため、遠心力によって中間スペーサ18が熱交換部14及びガス交換部16に対して軸線方向に位置ずれすることはない。
その後、図8及び図16に示すように、除去工程(ステップS8)において、第1キャップ部材92a、第1環状部材96a、第2キャップ部材92b及び第2環状部材96bを除去する。これにより、熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間に第1隙間100aが形成されるとともに熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に第2隙間100bが形成される。
そして、装着工程(ステップS9)において、外筒22及びコア20の一端部に第1カバー部材24aを装着した状態で接着剤64aによって固定するとともに外筒22及びコア20の他端部に第2カバー部材24bを装着した状態で接着剤64bによって固定する。この際、第1隔壁部62aの突出端部は第1隙間100aに挿入され、第2隔壁部62bの突出端部は第2隙間100bに挿入される。これにより、図1の人工肺10が製造されるに至る。
次に、本実施形態の効果について以下に説明する。
図1及び図2に示すように、人工肺10において、第1隔壁部62aは、内側筒部13である熱交換部14及び外側筒部15であるガス交換部16の一端部同士の間に挿入されている。第2隔壁部62bは、熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に挿入されている。熱交換部14とガス交換部16との間には、筒状に構成された中間スペーサ18が配設されている。中間スペーサ18の第1端部18aは、熱交換部14及びガス交換部16の一端部における第1隔壁部62aに対して径方向に重ならない部分に位置している。
これにより、中間スペーサ18によって熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間に第1隔壁部62aが挿入可能な第1隙間100aを形成することができる。よって、第1隔壁部62aによって熱交換部14の一端部及びガス交換部16の一端部が径方向に押され、第1中空糸膜14aの内腔及び第2中空糸膜16aの内腔が潰されることを抑制できる。従って、熱交換率及びガス交換率が低下することを抑えることができる。
中間スペーサ18の第2端部18bは、熱交換部14及びガス交換部16の他端部における第2隔壁部62bに対して径方向に重ならない部分に位置している。これにより、中間スペーサ18によって熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に第2隔壁部62bが挿入可能な第2隙間100bを形成することができる。よって、第2隔壁部62bによって熱交換部14の他端部及びガス交換部16の他端部が径方向に押され、第1中空糸膜14aの内腔及び第2中空糸膜16aの内腔が潰されることを抑制できる。従って、熱交換率及びガス交換率が低下することを一層抑えることができる。
中間スペーサ18は、中間スペーサ18の内周面と内側筒部13(熱交換部14)の外周面との間に隙間Saを形成した状態で、単独でガス交換部16を支持可能に構成されている。これにより、第2中空糸膜16aの締め付け力を(熱交換部14に頼らずに)中間スペーサ18で効果的に受けることができる。よって、第2中空糸膜16aの締め付け力によって第1中空糸膜14aの内腔が潰されることを抑えることができる。
第1隔壁部62a及び第2隔壁部62bのそれぞれのうち熱交換部14及びガス交換部16の端部同士の間に挿入された部分の厚さ(突出端部の厚さ)は、中間スペーサ18の肉厚よりも薄い。これにより、第1隔壁部62a及び第2隔壁部62bによって第1中空糸膜14aの内腔及び第2中空糸膜16aの内腔が潰されることを一層抑えることができる。
中間スペーサ18は、周方向に延在するとともに軸線方向に複数配設された円環部21と、軸線方向に互いに隣接する円環部21同士を連結する連結部27とを有する。互いに隣接する円環部21の間には、血液流路28としてのスリット29が形成されている。これにより、中間スペーサ18の径方向の剛性を効果的に向上させることができる。よって、第2中空糸膜16aの締め付け力を中間スペーサ18で確実に受けることができる。
連結部27は、中間スペーサ18の周方向に複数設けられている。そのため、中間スペーサ18の径方向の剛性を一層効果的に向上させることができる。
円環部21(周壁部25)は、軸線方向に沿った厚さが径方向外方に向かって小さくなるように形成されている。これにより、第2中空糸膜16aと中間スペーサ18との接触面積を小さくすることができるため、第2中空糸膜16aに血液を効率的に接触させることができる。
中間スペーサ18の内面には、熱交換部14に接触することにより熱交換部14に対する中間スペーサ18の軸線方向の移動を抑制し、中間スペーサ18の内周面と内側筒部13(熱交換部14)の外周面との間に隙間Saを形成させた状態でする突起31が設けられている。これにより、突起31によって中間スペーサ18の熱交換部14及びガス交換部16に対する軸線方向の位置ずれを抑制することができるのみならず、第2中空糸膜16aの締め付け力を第1中空糸膜14aへ伝わることを抑止することで、内側筒部13(熱交換部14)の第1中空糸膜14aの内腔が潰されることを効果的に抑制できる。
突起31の突出長Lは、第1中空糸膜14aの外径以下である。そのため、互いに隣接する第1中空糸膜14aの間に突起31を位置させることができる。これにより、中間スペーサ18の熱交換部14に対する軸線方向の位置ずれを効果的に抑制することができる。
突起31は、軸線方向に沿った寸法が径方向内方に向かって小さくなるように形成されている。これにより、互いに隣接する第1中空糸膜14aの間に突起31の先端部を効率的に位置させることができる。
突起31は、円環部21(周壁部25)の内面のうち連結部27に隣接する部位に位置している。そのため、中間スペーサ18の内面のうち比較的面積の広い部分に突起31を配置することができるため、突起31の剛性を向上させることができる。
人工肺10の製造方法では、配設工程において、装着工程の際に、熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間に第1隙間100aが形成されるとともに熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に第2隙間100bが形成されるように中間スペーサ18を第1筒状部94の外面に配設している。そして、装着工程において、第1隙間100aに第1隔壁部62aを挿入するとともに第2隙間100bに第2隔壁部62bを挿入している。これにより、人工肺10の熱交換率及びガス交換率が低下することを抑えることができる。
配設工程では、第1筒状部94の一端部のみを覆うように第1環状部材96aを配置するとともに第1筒状部94の他端部のみを覆うように第2環状部材96bを配置している。第2巻回工程では、第2中空糸膜16aを中間スペーサ18、第1環状部材96a及び第2環状部材96bのそれぞれの外面に巻回している。そして、封止工程の後で、第1環状部材96a及び第2環状部材96bを除去する除去工程を行っている。
これにより、第1環状部材96aによって熱交換部14及びガス交換部16の一端部同士の間に第1隔壁部62aが挿入可能な第1隙間100aを確実に形成することができる。また、第2環状部材96bによって熱交換部14及びガス交換部16の他端部同士の間に第2隔壁部62bが挿入可能な第2隙間100bを確実に形成することができる。
第1巻回工程では、連続した1本の第1中空糸膜14aを巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより第1筒状部94を形成している。これにより、第1筒状部94を効率的に形成することができる。第2巻回工程では、連続した1本の第2中空糸膜16aを巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより第2筒状部98を形成している。これにより、第2筒状部98を効率的に形成することができる。
人工肺10において、中間スペーサ18は、第1端部18aが熱交換部14及びガス交換部16の一端部における第1隔壁部62aに対して径方向に重ならない部分に位置し、第2端部18bが熱交換部14及びガス交換部16の他端部でない部分(例えば、軸線方向の中央部)に位置していてもよい。この場合であっても、熱交換部14及びガス交換部16の一端部において、第1隔壁部62aによって第1中空糸膜14aの内腔と第2中空糸膜16aの内腔が潰されることを抑制できる。
人工肺10では、熱交換部14を外側筒部15として構成し、ガス交換部16を内側筒部13として構成してもよい。
また、人工肺10において、中間スペーサ18は、第1端部18aが熱交換部14及びガス交換部16の一端部でない部分(例えば、軸線方向の中央部)に位置し、第2端部18bが熱交換部14及びガス交換部16の他端部における第2隔壁部62bに対して径方向に重ならない部分に位置していてもよい。
人工肺10の製造方法において、配設工程では、第1環状部材96a及び第2環状部材96bを第1筒状部94の外面に設けなくてもよい。この場合であっても、中間スペーサ18によって、第1隙間100a及び第2隙間100bを形成することが可能である。
本発明に係る人工肺及びその製造方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (15)

  1. 第1中空糸膜を巻回することによって熱交換部及びガス交換部のいずれか一方として構成された内側筒部と第2中空糸膜を巻回することによって前記熱交換部及び前記ガス交換部のいずれか他方として構成された外側筒部とが、径方向に互いに重なるように配置された状態で前記第1中空糸膜の外側と前記第2中空糸膜の外側に血液流路が形成されるようにハウジングに収容され、
    前記ハウジングは、前記内側筒部及び前記外側筒部よりも軸線方向の両側の空間のそれぞれを熱媒体流路とガス流路とに区画する一組の隔壁部を有する人工肺であって、
    各前記隔壁部は、前記内側筒部及び前記外側筒部の端部同士の間に挿入され、
    前記内側筒部と前記外側筒部との間には、筒状の中間スペーサが配設され、
    前記中間スペーサの少なくとも一方の端部は、前記内側筒部及び前記外側筒部の端部における前記隔壁部に対して径方向に重ならない部分に位置し、
    前記中間スペーサは、前記中間スペーサの内周面と前記内側筒部の外周面との間に隙間を形成した状態で、単独で前記外側筒部を支持可能に構成されている、
    ことを特徴とする人工肺。
  2. 請求項1記載の人工肺において、
    前記隔壁部のうち前記内側筒部及び前記外側筒部の端部同士の間に挿入された部分の厚さは、前記中間スペーサの肉厚よりも薄い、
    ことを特徴とする人工肺。
  3. 請求項1又は2に記載の人工肺において、
    前記中間スペーサは、
    周方向に延在するとともに軸線方向に複数配設された円環部と、
    軸線方向に互いに隣接する前記円環部同士を連結する連結部と、を有し、
    互いに隣接する前記円環部の間には、前記血液流路としてのスリットが形成されている、
    ことを特徴とする人工肺。
  4. 請求項3記載の人工肺において、
    前記連結部は、前記中間スペーサの周方向に複数設けられている、
    ことを特徴とする人工肺。
  5. 請求項3又は4に記載の人工肺において、
    各前記円環部は、軸線方向に沿った厚さが径方向外方に向かって小さくなるように形成されている、
    ことを特徴とする人工肺。
  6. 請求項3〜5のいずれか1項に記載の人工肺において、
    前記中間スペーサの内面には、前記内側筒部に接触することにより前記内側筒部に対する前記中間スペーサの軸線方向の移動を抑制するとともに、前記中間スペーサの内周面と前記内側筒部の外周面との間に隙間を形成させる突起が設けられている、
    ことを特徴とする人工肺。
  7. 請求項6記載の人工肺において、
    前記突起の突出長は、前記第1中空糸膜の外径以下である、
    ことを特徴とする人工肺。
  8. 請求項6又は7に記載の人工肺において、
    前記突起は、軸線方向に沿った寸法が径方向内方に向かって小さくなるように形成されている、
    ことを特徴とする人工肺。
  9. 請求項6〜8のいずれか1項に記載の人工肺において、
    前記突起は、各前記円環部の内面のうち前記連結部に隣接する部位に位置している、
    ことを特徴とする人工肺。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の人工肺において、
    前記中間スペーサの各端部は、前記内側筒部及び前記外側筒部の端部における前記隔壁部に対して径方向に重ならない部分に位置している、
    ことを特徴とする人工肺。
  11. 熱交換部及びガス交換部のいずれか一方として構成された内側筒部と前記熱交換部及び前記ガス交換部のいずれか他方として構成された外側筒部とが径方向に互いに重なるように配置された人工肺の製造方法であって、
    コアの外面に第1中空糸膜を巻回することにより第1筒状部を形成する第1巻回工程と、
    前記第1筒状部の外面に筒状の中間スペーサを配設する配設工程と、
    前記中間スペーサの外面に第2中空糸膜を巻回することにより第2筒状部を形成する第2巻回工程と、
    前記第2筒状部の外面を覆うように外筒を配置する外筒配置工程と、
    前記第1筒状部及び前記第2筒状部の両端部を切断することにより前記内側筒部及び前記外側筒部を形成する切断工程と、
    前記内側筒部及び前記外側筒部の両端部における前記第1中空糸膜及び前記第2中空糸膜の外側を封止部材で封止する封止工程と、
    前記コア及び前記外筒の両端部にカバー部材を装着し、各前記カバー部材内に熱媒体流路とガス流路とを形成する装着工程と、を順次行い、
    前記中間スペーサは、前記中間スペーサの内周面と前記内側筒部の外周面との間に隙間を形成した状態で、単独で前記外側筒部を支持可能に構成され、
    前記配設工程では、前記装着工程の際に、前記内側筒部及び前記外側筒部の一端部同士の間及び他端部同士の間の少なくともいずれかに隙間が形成されるように前記中間スペーサを前記第1筒状部の外面に配設し、
    前記装着工程では、前記中間スペーサによって形成された前記隙間に前記カバー部材の隔壁部を挿入する、
    ことを特徴とする人工肺の製造方法。
  12. 請求項11記載の人工肺の製造方法において、
    前記配設工程では、前記第1筒状部の両端部のみを覆うように環状部材を配設し、
    前記第2巻回工程では、前記第2中空糸膜を前記中間スペーサ及び前記環状部材のそれぞれの外面に巻回し、
    前記封止工程の後で、前記環状部材を除去する除去工程を行う、
    ことを特徴とする人工肺の製造方法。
  13. 請求項11又は12に記載の人工肺の製造方法において、
    前記配設工程では、周方向に分割された複数の分割スペーサを前記第1筒状部の外面に配置して互いに連結することにより前記中間スペーサを配設する、
    ことを特徴とする人工肺の製造方法。
  14. 請求項11〜13のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法において、
    前記配設工程では、前記装着工程の際に、前記内側筒部及び前記外側筒部の一端部同士の間及び他端部同士の間のそれぞれに前記隙間が形成されるように前記中間スペーサを前記第1筒状部の外面に配設し、
    前記装着工程では、前記中間スペーサによって形成された各前記隙間に各前記カバー部材の前記隔壁部を挿入する、
    ことを特徴とする人工肺の製造方法。
  15. 請求項11〜14のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法において、
    前記第1巻回工程では、連続した1本の前記第1中空糸膜を前記第1筒状部の外面に巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより前記第1筒状部を形成し、
    前記第2巻回工程では、連続した1本の前記第2中空糸膜を前記中間スペーサの外面に巻回するとともに軸線方向に複数回往復させることにより前記第2筒状部を形成する、
    ことを特徴とする人工肺の製造方法。
JP2019569637A 2018-02-05 2019-02-05 人工肺及びその製造方法 Active JP7241037B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/003720 WO2019150569A1 (ja) 2018-02-05 2018-02-05 人工肺及びその製造方法
JPPCT/JP2018/003720 2018-02-05
PCT/JP2019/003958 WO2019151526A1 (ja) 2018-02-05 2019-02-05 人工肺及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019151526A1 true JPWO2019151526A1 (ja) 2021-01-14
JP7241037B2 JP7241037B2 (ja) 2023-03-16

Family

ID=67478666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019569637A Active JP7241037B2 (ja) 2018-02-05 2019-02-05 人工肺及びその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200345919A1 (ja)
EP (1) EP3750572B1 (ja)
JP (1) JP7241037B2 (ja)
CN (1) CN111556765B (ja)
WO (2) WO2019150569A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022168778A1 (ja) * 2021-02-05 2022-08-11

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578267A (en) * 1992-05-11 1996-11-26 Minntech Corporation Cylindrical blood heater/oxygenator
JP2001170168A (ja) * 1999-12-15 2001-06-26 Terumo Corp 中空糸膜型人工肺
WO2017051600A1 (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 テルモ株式会社 人工肺

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUT64867A (en) * 1989-10-01 1994-03-28 Minntech Corp Cylindrical water heater/oxydizer
JPH04200562A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Terumo Corp 液体用濾過器
US5429184A (en) * 1994-03-28 1995-07-04 Minntech Corporation Wound heat exchanger oxygenator
JP4258908B2 (ja) * 1999-09-14 2009-04-30 株式会社ジェイ・エム・エス 人工肺装置
JP4855119B2 (ja) * 2006-03-28 2012-01-18 テルモ株式会社 フィルタ部材および人工肺
JP5418275B2 (ja) * 2010-02-15 2014-02-19 ニプロ株式会社 熱交換器および熱交換器一体型人工肺
BR112012020361B1 (pt) * 2010-02-15 2020-07-21 Nipro Corporation trocador de calor e oxigenador integrado a um trocador de calor.
US8865067B2 (en) * 2011-04-29 2014-10-21 Medtronic, Inc. Combination oxygenator and arterial filter device for treating blood in an extracorporeal blood circuit
US10098994B2 (en) * 2014-01-09 2018-10-16 Sorin Group Italia S.R.L. Blood processing unit with heat exchanger core for providing modified flow path
JP2015136383A (ja) * 2014-01-20 2015-07-30 テルモ株式会社 中空糸膜外部血液灌流型人工肺
WO2016009780A1 (ja) * 2014-07-15 2016-01-21 テルモ株式会社 中空糸膜束の製造方法および人工肺の製造方法
CN107249664B (zh) * 2015-02-24 2020-11-10 泰尔茂株式会社 中空纤维型血液处理装置的制造方法及中空纤维型血液处理装置
JP6030210B2 (ja) * 2015-11-18 2016-11-24 ソリン・グループ・イタリア・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ 変更された流路を有する血液処理ユニット
JP7134866B2 (ja) * 2016-09-30 2022-09-12 テルモ株式会社 中空糸膜層積層体
CN107638601B (zh) * 2017-09-12 2020-08-14 东莞科威医疗器械有限公司 一种丝膜结构及膜式氧合器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578267A (en) * 1992-05-11 1996-11-26 Minntech Corporation Cylindrical blood heater/oxygenator
JP2001170168A (ja) * 1999-12-15 2001-06-26 Terumo Corp 中空糸膜型人工肺
WO2017051600A1 (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 テルモ株式会社 人工肺

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019151526A1 (ja) 2019-08-08
CN111556765A (zh) 2020-08-18
EP3750572A1 (en) 2020-12-16
EP3750572B1 (en) 2023-05-17
WO2019150569A1 (ja) 2019-08-08
US20200345919A1 (en) 2020-11-05
JP7241037B2 (ja) 2023-03-16
EP3750572A4 (en) 2021-04-07
CN111556765B (zh) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4657743A (en) Heat exchanger-incorporated hollow fiber type artifical lung
US5733398A (en) Efficient methods of manufacturing hollow fiber exchangers
US4708796A (en) Material transfer apparatus of hollow fiber type
EP0394221A1 (en) OUTER PERFUSION TYPE BLOOD OXYGENERATOR.
WO2005075922A1 (ja) 熱交換器、その製造方法及び人工心肺装置
JP6396795B2 (ja) 医療器具の製造方法
JPH1147268A (ja) 中空糸膜型人工肺
JPWO2019151526A1 (ja) 人工肺及びその製造方法
JP7061631B2 (ja) 人工肺及びその製造方法
CA2120829C (en) Hollow fiber blood oxygenator
EP3574939A1 (en) Heat exchanger and artificial lung
JP4381957B2 (ja) 中空糸型モジュール
US20230347294A1 (en) Oxygenator and method for manufacturing oxygenator
WO2023189099A1 (ja) 人工肺
JP2002028233A (ja) 血液浄化器用キャップ及びそれを装着した血液浄化器
CN221061355U (zh) 一种透析器
CN221084313U (zh) 一种透析器
US20210268443A1 (en) Tubular fiber membrane for material exchange and method of making same
US20090236027A1 (en) Blood Treatment Filter and Method of Manufacturing
CN115768549A (zh) 扩散装置
CA3219399A1 (en) Hollow-fibre membrane filter having improved separation properties
JP7315582B2 (ja) 人工肺
WO2022085295A1 (ja) フィルタ装置の製造方法及びフィルタ装置
JP2022067803A (ja) フィルタ装置
JP2010035869A (ja) ドーム状血液導入部を有する膜型人工肺

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220823

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230306

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7241037

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150