JPH01115364A - 中空糸膜型人工肺 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は多孔質中空糸膜および中空糸膜型人工肺に関す
るものである。詳しく述べると本発明は気液接触による
ガス交換に際して高い有効膜面積をもたらす多孔質中空
糸膜および中空糸膜型人工肺に関するものである。

（従来の技術） 近年、心臓手術等において、患者のｒｍ消を体外に導き
、これに酸素を添加しかつ炭酸ガスを除去するために、
体外循環回路中１．こ中空糸膜型人工肺が用いられてい
る。中空糸膜型人工肺は、一般に、ハウジング内に複数
本の中空糸膜をほぼ平行に配向させてなり、該中空糸膜
の内側ま７′、−は外／！１に１ｍ液を循環させ、゛一
方中空糸膜の外側または内側に酸素含有ガスを吹送して
中空糸膜壁を介して気液接触させ所望のガス交換を行な
うものである。このような中空糸Ｈ型人工肺のうち、中
空糸膜の外側に血液を循環させ、中空糸膜の内側に酸素
含有ガスを吹送するタイプのものは、血流における圧力
損失が少ないため循環回路中の人工肺の前に送血ポンプ
を設ける必要はなく、人体からの落差のみによる脱血に
て血液を人工肺に送ることが苛能となるために特に好ま
しいものである。

従来、このような中空糸膜型人工肺に用いられる中空糸
膜としては、ガス透過性、機械的強度等の面から例えば
ポリプロピレンなどの疎水性多孔質中空糸Ｊ模が主とし
て用いられているが、このような疎水性多孔質中空糸膜
を用いた人工肺において、中空糸膜の外側に血液を循環
させ、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送する場合、
中空糸膜が疎水性であるために中空糸と中空系との間隙
が狭くかつ前後にわたってほぼ一定幅のものであると、
この間隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まり易くなる
ものであった。このように中空糸と中空糸との間隙に空
気ないしは酸素含有ガスが溜まり、いわゆるエアートラ
ップされた状態が生じると、血液の流通が悪くなり、ま
たこの捕捉された空気ないし酸素含有ガスの魂によって
血液の中空糸膜を介しての酸素含有ガスへの接触が阻害
され有効膜面積が低下してしまうために、人工肺のガス
交換能が低下してしまうという問題が生じるものであっ
た。

（問題点を解決するための手段） 従って、本発明は改良された多孔質中空糸膜および中空
糸ＰＩＡ型人工肺を提供することを目的とする。本発明
はさらに気液接触によるガス交換に際して高い有効膜面
積をもたらす多孔質中空糸膜および中空糸膜型人工肺を
提供することを目的とする。本発明はさらに、エアート
ラップによるガス交換能の低下の虞れの少ない多孔質中
空糸膜および中空糸膜型人工肺を提供することを目的と
する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記諸口的は、内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０
〜１５０μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜
であって、外径の３５〜１−２０２．。

の平均捲縮振幅および０．０１〜０，１の最大捲縮振幅
／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．０
〜３．０％であることを特徴とする多孔質中空糸膜によ
り達成される。

本発明はまた空孔率が５〜６０％である多孔質中空糸膜
を示すものである。本発明はさらに酸素ガスフラックス
が０．１〜２０００１／ｍｉｎ・ｍ２　・ａｔｍである
多孔質中空糸膜を示すものである。本発明はまた内径が
１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００μｍである多
孔質中空糸膜を示すものである。本発明はさらにポリプ
ロピレンからなるものである多孔質中空糸膜を示すもの
である。本発明はさらにまた、外径の５０〜１００％の
平均捲縮振幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅
／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０
〜３．０％である多孔質中空糸膜を示すものである。

上記諸口的はまた、多孔質中空糸膜をガス交換膜として
備えてなる中空糸膜型人工Ｈ１ｒＩにおいて、該多孔質
中−杢糸膜として内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１
０〜１５０μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸
膜であって、外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅およ
び０．０１〜０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲
縮半周期比を有し、捲縮率が１１．０〜３　、０９．／
であるものを用いてなることを特徴とする中空糸膜型人
工肺により達成される。

本発明はまた、中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸
膜の内側に酸素含有ガスを吹送するものである中空糸膜
型人工肺を示すものである。本発明はまた、中空糸膜の
内側に血液を循環し、中空糸膜の外側に酸素含有ガスを
吹送するものである中空糸脱型人工肺を示すものである
。本発明はさらに中空糸膜の空孔率が５〜ｂ　Ｏ％であ
る中空糸膜型人工肺を示すものである。本発明はさらに
中空系膜の酸素ガスフラックスが０．１〜２００１／ｍ
ｉｎ−ｍ２　　・ａｔｍである中空糸膜型人工肺を示す
ものである。本発明はさらに中空系膜の内径が１８０〜
２５０μｍ、肉厚が２０〜Ｌ　ＯＯ）ｔ。

ｍである中空糸膜型人工肺を示すものである。本発明は
また中空糸膜がポリプロピレンからなるものである中空
糸膜型人工肺を示すものである。本発明はさらに中空糸
膜が外径の５０〜１００％の平均捲縮振幅および０，０
２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周
期比を有し、捲縮率が２．０〜３，０％である中空糸膜
型人工肺を示すものである。

（作用） しかして、本発明の多孔質中空糸膜は、内径が１５０〜
３００μｍ、肉厚がＩＣ）−１５０μｍのほぼ円形の疎
水性多孔質中空糸膜であって、外径の３５〜１゜２０％
の平均捲縮振幅および０，０１・〜０．１の最大捲縮振
幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．
０〜３．０％であることを最大の特徴とするものである
。このように本発明の多孔質中空糸膜は上記ごとき所定
の割合で捲縮がつけられているなめに、例えば本発明に
係わる多孔質中空糸膜を用いて人工肺を作成し、この人
工肺において中空糸膜の外側に血液を循環させ、一方、
中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場合、中空糸
膜が疎水性ではあるが、上記のごとき捲縮により中空糸
と中空糸との間隙が比較的大きくかつ前後にわたって所
定限度内で変化がつけられたものとなされるために、こ
の間隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まることはほと
んど生じず、良好な血液の流通がもたらされかつ血液と
酸素含有ガスとの中空系膜の全面を介しての均一な接触
がなされるなめに、高いガス交換能が得られるものとな
る。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

本発明による多孔質中空糸ｊ模は、内径が１５０〜３０
０μｍ、好ましくは１８０〜２５０μｍ、肉厚が１０〜
１５０μｍ、好ましくは２０〜１００）ｔ、ｍである断
面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であって、外径の
３５〜１．’　２０９’；、好ましくは５０〜１００％
の平均捲縮振幅および０．０１〜０．１、好ましくは０
．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／＠、大捲縮振幅時捲
縮半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．０％、好まし
くは２．０〜３．０％であることを特徴とするものて゛
ある。本発明の多孔質中空糸膜において平均捲縮振幅を
外径の３５〜１２０％とするのは、平均捲縮振幅が外径
の３５％未満であると該多孔質中空糸膜を人工肺中に組
入れた際に中空糸と中空糸の間隙を十分に大きなものと
することができず該間隙に空気ないしは酸素含有ガスが
溜まり易くなる虞れがあり、一方、平均捲縮振幅が外径
の１２０％を越えるものであると該多孔質中空糸膜を人
工肺に組入れた際に中空糸と中空糸の間隙の大きさを所
定の範囲内に保持することが困難となるなめに、いづれ
も好ましくないためである。また最大捲縮振幅／最大捲
縮振幅時捲縮半周期比を０．０１〜０゜１の範囲のもの
とするのは、最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期
比が０．０１未溝のものであると前記したと同様に該多
孔質中空糸膜を人工肺中に組入れた際に中空糸と中空糸
の間隙を十分に大きなものとすることができず該間隙に
空気ないしは酸素含有ガスが溜まり易くなる虞れがあり
、一方、最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比か
０．１を越えるものであると該多孔質中空糸膜を人工肺
に組入れた際に中空糸と中空糸の間隙の大きさが必要以
上に変動の大きいものとなり、該間隙を流路とする血流
における圧力損失が高くなるために、いづれも好ましく
ないためである。

さらに捲縮率を１．０〜３．０％の範囲のものとするの
は、捲縮率が１．０％未溝であると該多孔質中空糸膜を
人工肺中に組入れた際に中空糸と中空糸の間隙を捲縮に
より大きなものとする効果が十分なものとならず、−力
持縮率が３，０％を越えるものであると該多孔質中空糸
膜を用いて人工肺を作成した場合に、モジュールが必要
以上に大型化する虞れがあるためにいづれも好ましくな
いなめである。

本発明の多孔質中空糸膜は上記に述べるような性状を有
するものであれば、その製法、すなわち捲縮および多孔
性の付与などはいかなる方法によるものであってもよく
、例えば、延伸法あるいは溶出法などにより紡糸され多
孔質とされた中空糸膜を、適当なボビン等にクロス巻き
に捲き取り、適当な条件下、例えば６０°Ｃで１８時間
程度、熱処理して捲縮状態を固定することにより得られ
うる。しかしながら、捲縮の付与における熱固定が必要
以上であり、膜構造を変化させてしまう、例えば、捲縮
を与える前の状態より空孔率が５０％以上も低下するも
のであってはその効果は発揮できず、また熱固定が不十
分でモジュール組立て時には所望の捲縮状態を保持して
いてもその後残留応力により中空糸膜に張力がかがり捲
縮が失なわれるものであってもその効果は得られない。

さらに本発明の多孔質中空糸膜摸において、空孔率が５
〜６０％であり、また酸素ガスフラックスが０．１〜２
０００．ｆ！　／ｍｉ　ｎ−ｍ２　・ａｔｍ、さらに好
ましくは１００〜１５００ρ／ｍｉｎ・ｍ２　・ａｔｍ
であると人工肺用として用いられた場合より一層優れた
効果が期待できるものとなる。

また、本発明の多孔質中空糸膜を構成する材質としては
、例えば゛ポリプロピレン、ポリエチレン′などのポリ
オレフィンやポリテト・ラフルオロエチレンなどの疎水
性合成面脂があるが、機械的強度、耐熱性、加工性など
の諸物性に優れ、また多孔性の付与が容易であるなどの
点からポリプロピレンが特に好ましいものである。

本発明の中空糸膜型人工肺は、上記のごとき所定の割合
で捲縮のつけられた多孔質中空糸膜をガス交換膜として
備えてなることを特徴とするものであって、上記したよ
うに捲縮により中空糸と中空糸との間隙が比較的大きく
かつ前後にわたって所定限度内で変化がつけられたもの
となされるなめに、中空糸膜の外側に血液を循環させ、
一方、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場合に
おいても、この間隙に空気ないしは酸素含有ガ、スが溜
まることはほとんど生じず、良好な血液の流通がもたら
されかつ血液と酸素含有カスとの中空糸膜の全面を介し
ての均一な接触がなさｔしるために、高いガス交換能が
得られるものとなる。

以下、本発明の中空糸膜型人工肺の構造を図面に基づき
さらに具体的に説明する。

第１図は、本発明の中空糸膜型人工肺の一実施態様とし
て、中空糸膜の内側に血液を循環し、中空糸膜の外側に
酸素含有ガスを吹送する悪様（第１の態様）の組立状態
を示すものである。すなわち、該中空糸膜型人工肺１は
、ハウジング２を具備してなり、このハウジング２は筒
状本体３の両端部に環状の雄ネジ付き取付はカバー４．
５が設けられ、ハウジング２内には、全体に広がって多
数の、例えば１００００−６００００本の上記したよう
な所定の割合で捲縮の付けられた多孔質中空糸膜６がハ
ウジング２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、この多孔質中空糸膜６の両端部は
、取付カバー４．５内においてそｉｔそれの開口が閉塞
されない状態で隔壁７．８により液密に支持されている
。また、上記各隔壁７．８は、多孔質中空糸膜６外周面
と上記ハウジング２の内面とともにガス室９を構成し、
こｈを閉塞し、かつ上記多孔質中空糸膜６の内部に形成
される血液流通空間（図示しない）とガス室９を１宥離
するものである。また一方の取付カバー４には酸素含有
ガスを供給する酸素含有ガス導入口１０が設けられてお
り、他方の取付はカバー５には酸素含有ガスを排出する
酸素含有ガス導出口］１が設けられている。

上記ハウジング２の筒状本体３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１２を設けてもよい
。このように中央部に絞り拘束部１２を設けることによ
りガス交換効率の向上が望めるが、前記したように本発
明の中空糸膜型人工肺において用いられる多孔質中空糸
ｊ摸６には所定の割合で捲縮がかけられているために、
このような絞り拘束部１２を設けなくとも高いガス交換
効率が得られるものである。この拘束部１２は上記筒状
本体３の内面に筒状本体３と一体に形成されていて、筒
状本体３内に挿通される多数の多孔質中空糸ｊ摸６から
なる中空糸束】３の外周を締め吋げるようになっている
。こうして、上記中空糸束１３は軸方向の中央において
絞り込まれ、絞り部１４を形成している。従って、中空
糸ｊ摸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、各部におけ
る望ましい充填率は次の通りである。まず、第２図に示
すように中央の絞り部１４における充填率Ａは約６０〜
８０％、その他の筒状本体３内では充填率Ｂは約３０〜
６０％であり、中空糸束１３の両端、つまり隔壁７．８
の外面における充填率Ｃは約２０〜４０％である。

次に、上記隔壁７．８の形成について述べる。

前述したように隔壁７．８は、多孔質中空糸膜６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７．８は、極性の高い高分子ボッティ
ング材、例えば、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ
樹脂等をハウジング２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２の長さより長い多数の
多孔質中空糸膜６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２の筒状本体
３内に並べて位置せしめる。この後、取付はカバー４．
５の径以上の大きさの型カバーで、多孔質中空糸膜６の
各両端を完全に覆って、ハウジング２の中心軸を中心に
そのハウジング２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
で切断して多孔質中空糸膜６の両開口端を表面に露出さ
せる。かくして隔壁７．８は形成されることになる。

上記隔壁７．８の外面は、環状凸部を有する流路形成部
材１５．１６でそれぞれ覆われている。

この流路形成部材１５．１６はそれぞれ液分配部材１７
．１８およびネジリング１つ、２０よりなり、この液分
配部材１７．１８の周縁部付近に設けられた環状凸部と
し゛ζ突条２１．２２の端面を前記隔壁７．８にそれぞ
れ当接させ、ネジリング１９．２０を取付はカバー４．
５にそれぞれ螺合することにより固定することにより、
血液の流入室２３．２４がそれぞれ形成されている。こ
の流路形成部材１５．１６にはそれぞれ血液導入口２５
および血液導出口２６が形成されている。

この隔壁７．８と流路形成部材１５．１６とにより形成
される隔壁７．８の周縁部の空隙部には、該空隙部に連
通ずるそれぞれ少なくとも２個の孔２７．２８および２
９．３０の一方より前記隔壁７．８と接触するようにシ
ールされている。あるいはまた、０リング（図示せず）
を介してシールされることも可能である。

次に第３図に、本発明の中空糸膜型人工肺の他の実施態
様として、中空糸膜の外側に血液を循環し、中空系膜の
内側に酸素含有ガスを吹送する態様（第２の態様）の組
立状態を示す。すなわち、該中空糸膜型人工肺３１は、
ハウジング３２を具０１ｆシてなり、このハウジング３
２は筒状本体３３の両端部に環状の取付はカバー３４．
３５が設けられ、ハウジング３２内には、全体に広がっ
て多数の、例えば１００００〜６００００本の上記した
ような所定の割合で捲縮の付けられた多孔質中空糸膜６
がハウジング３２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、この多孔質中空糸膜６の両
端部は、取付カバー３４．３５内においてそれぞれの開
口が閉塞されない状態で隔壁３７．３８によりそれぞれ
液密に支持されている。また、上記各隔壁３７．３８は
、多孔質中空糸膜６外周面と上記ハウジング３２の内面
とともに血液室３９を構成し、これを閉塞し、かつ上記
多孔質中空糸膜６の内部に形成される酸素含有ガス流通
空間（図示しない）と血液室３つを隔雛するものである
。またハウジング３２の一方には血液を供給する血液導
入口４５が設けられており、ハウジングの他方には血液
を排出する血液導出口４６が設けらノ１ている。

上記ハウジング３２の筒状本体３３の内面に（１士、軸
方向の中央に位置して突出する絞り用拘束部４２を設け
てもよい。すなわち、拘束部４２は上記筒状本体３３の
内面に筒状本体３３と一体に形成されていて、筒状本体
３３内に挿通さｔトる多数の多孔質中空糸膜６からなる
中空糸束４３の外周を締め付けるようになっている。こ
うして、」１記中空糸束４３は軸方向の中央において絞
り込まｈ、絞り部４４を形成している。従って、中空系
膜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。また、取付はカバー３
４．３５にはそれぞれ酸素含有ガス導入口４０および酸
素含有ガス導出口４］が形成されている。その他の部分
および形成方法等は前述の第１の態様に係わる中空糸膜
型人工肺に準するものであるなめ、説明を省略する。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例 延伸法により軸方向に延伸されて形成された平均細孔半
径７００人の微細孔を有する、内径２００μｍ、肉厚２
４μｍのポリプロピレン製多孔質中空糸膜を、直径９５
ｍｍのボビンにクロス巻きに捲き取り、６０°Ｃで１．
８時間オーブン中で熱処理することにより捲縮をかけた
。このようにして得られた多孔質中空糸膜の平均捲縮振
幅は中空糸膜の外径の７０％、最大捲縮振幅／最大捲縮
振幅時捲縮半周期比は０．０３、また捲縮率は２．５％
であった。この捲縮をかけた多孔質中空糸膜を用いて以
下に述べるようにして前述の第１の態様に係わる人工肺
、第２の態様に係わる人工肺ならびに第１の態様に係わ
る人工肺において中空糸束の軸方向の中央において絞り
込まないタイプ（デ３の態様）の人工肺モジュールを作
成し、酸素ガスフラックス、酸素ガス添加能および炭酸
ガス排除能を計測した。結果を第３表に示す。

比較例 比較のために、延伸法により軸方向に延伸されて形成さ
れた平均細孔半径７００人の微細孔を有する、内径２０
０μｍ、肉厚２４μｍのポリプロピレン製多孔質中空糸
膜をそのまま用いて、実施例と同様に人工肺モジュール
を作成し、第１の態様に対して比較例１、第２の態様Ｇ
こ対して比較例２とし、酸素ガスフラックス、酸素ガス
添加能および炭酸ガス排除能を計測した。結果を第３表
に示す。

なお、本明細書中における各用語の定義および測定方法
は次の通りである。

巴径−血Ｕ 中空糸膜を任意に１０本抜きとり、鋭利なカミソリで０
．５ｍｍ程度の長さに輪切りにする。万能投影機にコン
プロファイルプロジェクタ−Ｖ−１２）でその断面を映
し出し、計測器にコンデジタルカウンターＣＭ−６８＞
でその外径ｄ０、内径ｄ２を測定し、肉厚ｔをｔ＝ｄｌ
−ｄ２により算出し、１０本の平均値とした。

空孔率」％工 中空糸膜を約２ｇとり、鋭利なカミソリにより５ｍｍ以
下の輪切りにする。得られた試料を水銀ポロシメーター
（カルロエロバ社６５Ａ型）にて１０００ｋｇ／ｃｍ２
まで圧力をかけ全細孔量（単位重さ当りの中空糸の細孔
体積）により空孔率を得る。

中空糸膜を万能表面形状測定器（（株小坂研究所製：５
Ｅ−３Ａ）にて３５ｍｍの長さにわたって表面の凹凸を
測定することによって捲縮状態を評価したとき、第４図
に示すように１測定中の最も振幅の大きい部分の振幅（
Ａ）を、その振幅を得たときの極大点から極小点までの
距離（Ｂ）で割った比（Ａ／Ｂ）を、１０ツトにつき１
０回測定しその平均値を最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時
捲縮半周期比とした。また１測定中の鰻も振幅の大きい
部分の振幅の１０回の平均値を平均捲縮振幅としな。

遥縮圭 初期長２５ｍｍで、引張試験機（東洋精機（体製；スト
ログラフ′Ｆ）にて中空糸膜の引張試験を行ない、荷重
がデニール当り１ｍｇのときと、５０ｍｇのときの伸び
の差を初期長で割った値を百分率で表わした。

酸素ガスフラックス 多孔質中空糸膜で有効長１４　ｃ　ｍ、有効膜面積０．
０２５ｍ２のミニ・モジュールを作成し、片方の端を閉
じた後、酸素で中空糸膜内部に１気圧の圧力をかけ、定
常状態になったときの酸素ガスの流量を流量計（草葺理
化学機器製作所、フロートメーター）により読み収った
直とした。

″素゛スゞ１１、ＩＩ吟　炭１ガスＪ′ＩＬ、費（第１
の態様） 中空糸膜で、有効長１３０ｍｍ、膜面積５．・１ｍ２の
人工肺モジュールを作成し、中空糸膜内部にウシ血液（
標準静脈血）をシングルパス（Ｓｉｎ（］ｌｅ　Ｐａｔ
ｈ　）で６．０．ｆｆ／ｍｉｎの流量で流し、中空糸膜
の外側へ純酸素を６．Ｑ、Ｑ／ｍｉｎの流量で流し、人
工肺入口および出口のウシ血液のｐＨ１炭酸ガス分圧（
ＰＣＯ２＞、’酸素ガス分圧（ＰＯ２）を血液ガス測定
装置（Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ社製、ＢＧＡ３型）により
測定し、人工肺入口と人工肺出口との分圧差を算出した
。なお人工肺モジュール仕様の詳細は第１表に示しな。

また標準動脈血の性状は第２表に示した。

（第２の態様） 中空糸膜で、有効長９０ｍｍ、膜面積２．１ｍ２の人工
肺モジュールを作成し、中空糸膜外部にウシ血液（標準
静脈血）をシングルパス（ＳｉｎｇｌｅＰａｔｈ　＞で
６．ＱＮ／ｍｉｎの流量で流し、中空系膜の内側へ純酸
素を６．０ｇ／　ｍ　ｉ　ｎの流量で流し、人工肺入口
および出口のウシ血液のｐＨ１炭酸ガス分圧（ＰＣＯ２
）、酸素ガス分圧（ＰＯ２）を血液ガス測定器ｇ　（Ｒ
ａｄｉｏｍｅｔｅｒ社製、ＢＧＡＢ型）により測定し、
人工肺入口と人工肺出口との分圧差を算出しな。なお人
工肺モジュール仕様の詳細は第１表に示した。

（第３の態様） 第１の態様に係わる人工肺において中空糸束を軸方向の
中央において絞り込まない人工肺を作成し、同様に酸素
ガス添加能、炭酸ガス排除能の測定を行なった。

第２表 血液　　　　　　　　新鮮ヘパリン加生血へマドクリッ
ト値　　３５％（生理食塩水により調整） ヘモグロビン濃度　　１２±１　ｇ／ｄｌ過剰塩基　　
　　　　０±２ｍＥａ　／、Ｑ　　（重炭酸ソーダによ
り調整） 酸素飽和度　　　　　６５±５％ 炭酸ガス分圧　　　　４５±５ｍＯ 温度　　　　　　　　３７±２℃ （発明の効果） 以上述べたように本発明は、内径が１５０〜３００μｍ
、肉厚が１０〜１５０μｍの断面がほぼ円形の疎水性多
孔質中空糸膜であって、外径の３５〜１２０％の平均捲
縮振幅および０．０１〜０゜１の最大捲縮振幅／最大捲
縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．０
％であることを特徴とする多孔質中空糸膜であるから、
例えば該多孔質中空糸膜を用いて人工肺を作成し、この
人工肺において中空糸膜の外側に血液を循環させ、一方
、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場合、上記
のごとき捲縮により中空糸と中空糸との間隙が比較的大
きくかつ前後にわたって所定限度内で変化がつけられた
ものとなされるために、この間隙に空気ないしは酸素含
有ガスが溜まることはほとんど生じず、良好な血液の流
通がもたらされかつ血液と酸素含有ガスとの中空糸膜の
全面を介しての均一な接触がなされるために、高いガス
交換能が得られるもの上なる。本発明の多孔質中空糸膜
において、空孔率が５〜６０％、酸素ガスフラックスが
０．１〜２０００ｌ／ｍｉ　ｎ−ｍ２　・ａｔｍ、また
内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００μｍで
あり、さらに多孔質中空糸膜がポリプロピレンからなる
ものであり、加えて外径の５０〜１００％の平均捲縮振
幅および０゜０２〜０，０５の最大捲縮振幅／最大捲縮
振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２，０〜３．０％
であると上記したような効果はより一層優れたものとな
る。

本発明はまた、多孔質中空糸膜をガス交換膜として画え
てなる中空糸膜型人工肺において、該多孔質中空糸膜と
して内径が１５０〜３００μｍ、肉厚か１．０〜１５０
μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であって
、外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０１
〜０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比
を有し、捲縮率か１．０〜３．０％であるものを用いて
なることを特徴とする中空糸膜型人工肺であるから、中
空糸膜の外側に血液を循環し、中空系膜の内側に酸素含
有ガスを吹送する場合において、中空糸と中空糸との間
隙に酸素含有ガスないしは空気が溜まる虞れがなく、効
率よくガス交換が行なえるものである。また中空糸膜の
内側に血液を循環し、中空糸膜の外側に酸素含有ガスを
吹送する場合においても効率よくガス交換が行なえると
ともに、この態様の場合、特に中空糸束の軸方向の中央
において絞り込むことをしなくても、同様なガス交換効
率を得ることができる。すなわち、中空糸膜の内側に血
液を流すタイプにおいては、ガス交換中に、人工肺内の
酸素含有ガス中に含まれる水蒸気が人工肺のハウジング
内面に結露するため、中空糸表面が水滴で濡れてハウジ
ング内面に密着することがある。このため、中空糸束と
ハウジング内面とは所定の間隔をおいて中空糸束とハウ
ジング内面が密着しにくいようにしており、一方、中空
糸束の軸方向すべてにわたり間隔をあけたままにしてお
くと、その部分だけガスが流れてしまくことになるため
、中央部のみ絞り部を設けてチャンネリングが起きにく
いようにしている。ところが、本発明に係わる捲縮を施
した中空糸膜を用いると、ハウジングの内面との間隔を
大きくしなくても、中空糸膜自体が捲縮しているために
、ハウジング内面に結露が生じなとしても中空糸膜とハ
ウジング内面が密着することがなく、特に絞り部を設け
なくてもガス交換効率が落ちることがないためである。

さらに本発明の中空糸膜型人工肺において、中空糸膜の
空孔率が５〜６０％、中空糸膜の酸素ガスフラックスが
０．１〜２０００．９／ｍｉｎ・ｍ２　・ａｔｍ、中空
糸膜の内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００
μｍであり、また中空糸膜がポリプロピレンからなるも
のであり、さらに中空糸膜が外径の５０〜１００％の平
均捲縮振幅および０５０２〜０．０５の最大捲縮振幅７
／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０
〜３．０％であると、さらに優れた性能を有するよりコ
ンパクトな人工肺となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による中空糸膜型人工肺の一実施態様を
示す半断面図、第２図は同実施態様における中空糸膜充
填率に関する各部位を示す断面図、第３図は本発明によ
る中空糸膜型人工肺の他の実施態様を示す半断面図であ
り、また第４図は最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半
周期比（Ａ／Ｂ）の測定位置を示す図面である。 １．３１・・・中空糸膜型人工肺、 ２．３２・・・ハウジング、 ３．３３・・・筒状本体、６・・・多孔質中空糸膜、７
．８．３７．３８・・・隔壁、９・・・ガス室、１０．
４０・・・酸素含有ガス導入口、１１．４１・・・酸素
含有ガス専出口、１３．４３・・・中空糸束、 ２５．４５・・・血液導入口、 ２６．４６・・・血液導出口、３つ・・・血液室。 特許出願人　　　テ　ル　モ　株　式　会　社代理人　
　　弁理士　　　　八　１）　幹　雄第１図 第２図

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０
   μｍの断面がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であって
   、外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０１
   〜０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比
   を有し、捲縮率が１００〜３．０％であることを特徴と
   する多孔質中空糸膜。
2. （２）空孔率が５〜６０％である特許請求の範囲第１項
   に記載の多孔質中空糸膜。
3. （３）酸素ガスフラックスが０．１〜２０００ｌ／ｍｉ
   ｎ・ｍ＾２・ａｔｍである特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の多孔質中空糸膜。
4. （４）内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が２０〜１００
   μｍである特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
   記載の多孔質中空糸膜。
5. （５）ポリプロピレンからな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多孔質中空糸膜。
6. （６）外径の５０〜１００％の平均捲縮振幅および０．
   ０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半
   周期比を有し、捲縮率が２．０〜３．０％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多孔質中空
   糸膜。
7. （７）多孔質中空糸膜をガス交換膜として備えてなる中
   空糸膜型人工肺において、該多孔質中空糸膜として内径
   が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍの断面
   がほぼ円形の疎水性多孔質中空糸膜であつて、外径の３
   ５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０１〜０．１の
   最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲
   縮率が１．０〜３．０％であるものを用いてなることを
   特徴とする中空糸膜型人工肺。
8. （８）中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜の内側
   に酸素含有ガスを吹送するものである特許請求の範囲第
   ７項に記載の中空糸膜型人工肺。
9. （９）中空糸膜の内側に血液を循環し、中空糸膜の外側
   に酸素含有ガスを吹送するものである特許請求の範囲第
   ７項に記載の中空糸膜型人工肺。
10. （１０）中空糸膜の空孔率が５〜６０％である特許請求
    の範囲第７項〜第９項のいずれかに記載の中空糸膜型人
    工肺。
11. （１１）中空糸膜の酸素ガスフラックスが０．１〜２０
    ００ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａｔｍである特許請求の範囲
    第７項〜第１０項のいずれかに記載の中空糸膜型人工肺
    。
12. （１２）中空糸膜の内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が
    ２０〜１００μｍである特許請求の範囲第７項〜第１１
    項のいずれかに記載の中空糸膜型人工肺。
13. （１３）中空糸膜がポリプロピレンからなるものである
    特許請求の範囲第７項〜第１２項のいずれかに記載の中
    空糸膜型人工肺。
14. （１４）中空糸膜が外径の５０〜１００％の平均捲縮振
    幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮
    振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜３．０％
    である特許請求の範囲第７項〜第１３項のいずれかに記
    載の中空糸膜型人工肺。