JPH0116504B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 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あり、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置が
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ある。 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
あることから、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
によつ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
ることがあつた。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、異常のない
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−
92325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59−105384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
炭酸ガス除去能は充分なものとは言えず、例えば
ECCO₂R（Extra Corporeal CO₂ Romoval；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
であつた。 発明の目的 従つて本発明は、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ECCO₂R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。 上記諸目的は、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、前記
多孔質膜の細孔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（第１発明）
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、前記ガス交換膜とし
て、肉厚５〜80μｍ、空孔率20〜80％、細孔径
0.01〜5μｍおよび内径100〜1000μｍの中空糸状多
孔質膜を用い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、前記微粒子の分散液を
前記中空糸状多孔質膜の内部に流入させて濾過さ
せる膜型人工肺の製造方法を示すものである。 上記諸目的は、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、前記
多孔質膜の細孔よりも小さな親水性微粒子の分散
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、さらに該微粒子の少なくとも血液との接触面
を疎水化処理することを特徴とする膜型人工肺の
製造方法（第２発明）により達成される。 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。 上記諸目的は、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
孔質疎水性膜を用いた人工肺の製造方法におい
て、該多孔質疎水性膜をアルコールと接触させて
浸水化処理を行なつた後、水を分散媒とする前記
多孔質膜の細孔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（第３発明）
により達成される。 本発明はまた、ガス交換膜がオレフイン系樹脂
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、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。 上記諸目的は、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、前記
多孔質膜の細孔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た後該
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（第４発明）により達成される。 本発明はまた、生体適合性疎水性樹脂が含フツ
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、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
合体である膜型人工肺の製造方法を示すものであ
る。 発明の具体的構成 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１ａ〜ｃ図は、本発明の膜型人工肺の製造方
法（第１発明）の一実施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、多孔質膜であつて、その肉厚は５〜80μ
ｍ、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0.01〜5μｍ、
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〜
1000μｍ、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
フイン系樹脂であり、特に好ましくは、ポリプロ
ピレンであり、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
示すように前記多孔質膜の細孔よりも小さな微粒
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
ンブラツク、ホワイトカーボン等の無機物質、あ
るいは、ポリスチレンラテツクス、スチレンゴム
（SBR）ラテツクス、ニトリルゴム（NBR）ラ
テツクス等の高分子ラテツ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0.003〜1.0μｍ、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
としては、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。また、
本実施態様の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１〜３Kg／cm²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、あまり極端に圧力がかか
ると該膜構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のガス交換膜２の細孔４内に引つかか
り、ちよ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。 ガス交換膜２の細孔４が微粒子３により閉塞さ
れた後、第１ｃ図に示すように、ガス交換膜２の
表面部位、本実施態様にお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。 また、第２発明は、第１発明において前記、微
粒子３が親水性である場合に、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方法である。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
としは、シリコーンゴムや含フツ素樹脂等が、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室温硬化型（RTV）のも
のが用いられ、１液型、２液型のいずれであつて
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
ツ素樹脂としては、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、ブロツクコポリマー、ランダムコポ
リマー等のいずれであつてもよい。）よりなる母
体ブロツクに、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ツ
クが結合したいわゆるＡ−Ｂ型ブロツク共重合体
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）₂H、−CH₂
（CF₂）₄H、−CH₂CF₃、−CH₂CH₂（CF₂）₇CF₃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あ
る。一方、母体ブロツ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−
エチルヘ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
ル系ブロツ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われない虞れがあ
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。該ブロツク共重合体は、主鎖内にペルオ
キシ結合を有する母体ブロツ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つて得られ得る。 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ツク共重合
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、シクロヘキノン等のケトン類、
メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、sec
−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
側鎖を有するビニルモノマーを１成分とするビニ
ル系ブロツク共重合体を用いる場合、該ビニル系
ブロツ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トロールは必要で
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（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重量％、好ましくは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、メチルフエニルシリコーンオイル、メチルク
ロロフエ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
分）重量比で２：８〜８：２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３発明は、第１発明において多孔質膜が疎水
性であり、かつ分散媒が水である場合には、分散
液を流す前にエタノール、イソプロパノール等の
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る方法であ
る。 第２ａ〜ｅ図は、第４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４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４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
交換膜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ツ素樹脂が
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重量％、好ま
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重量％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10μｍを超えるとガス交換膜２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４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つ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２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、本発明の膜型人工肺の製造
方法は行なわれ得るが、第１発明〜第４発明にと
つて、以上の操作は人工肺の組立前にも実施可能
であるが、モジユール組立後におこなうこがより
好ましい。 第３図は、本発明の膜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ある。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、全体が広がつて多数
の、例えば10000〜60000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
向に沿つ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１１，１２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８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
けるようになつている。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
がつて、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
なつている。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60〜80％、その他
筒状本体８内では約30〜60％であり、中空糸束１
７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イング材、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
度の高い樹脂によつて目止めをした後、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、取付けカバー９，１０の径以上の大きさの型
カバーで、ガス交換膜２の各両端を完全に覆つ
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
イング材を流入する。流し終つて樹脂が硬化すれ
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２５，２６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を取付けカバー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
流体である血液入口２９および出口３０が形成さ
れている。 この隔壁１１，１２と、流路形成部材１９，２
０とにより形成される隔壁１１，１２の周縁部の
空〓部には、該空〓部に連通する少なくとも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、Ｏリング
（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ある。したがつて、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
体は血液であり、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25μｍ、空孔率45％、平均孔
径700Åのポリプロピレン製中空糸膜を用いて、
膜面積1.6m²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
液入口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、血液入口２７
よりシリカ（コロイダルシリカ、平均直径100
Å）／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
を行なつた。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
なつ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イングした。 得られた膜型人工肺のガス交換膜を、電子顕微
鏡（倍率10000倍）で観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つて
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1000ml／min・m²・mmHg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1900ml／min・
m²・mmHg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
を行なつた。 (1) 生体外（in vitro）評価 新鮮ヘパリン加牛血を用い、酸素ガス分圧35
mmHg、炭酸ガス分圧45mmHg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
能評価を行なつた。なお用いられた牛血のヘモ
グロビン含量は12ｇ／dlで、温度は37℃であつ
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。 また血液流量1500ml／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つた。 (2) 動物試験 雑犬を用いて30時間の静脈−動脈の部分体外
循環試験を行なつた。循環時間と血漿漏出量と
の関係は第３表および第６図に示すとおりであ
つた。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200μｍ、肉厚25μｍ、空孔率45％、平均孔
径700Åのポリプロピレン製中空糸膜を用いて、
膜面積1.6m²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、血液入口よりシリカ
（コロイダルシリカ、平均直径100Å）／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、乾燥を行なつた。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（２：５：
25）：50）の３重量％濃度のメチルエチルケト
ン／メチルイソブチルケトン（容量比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10000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
気フラツクスを測定した結果は10ml／min・m²・
mmHgであり、このことから超微細孔膜になつて
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
を行なつた。結果をそれぞれ第１〜３表および第
４〜６図に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】 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、内厚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、前記多孔質膜の細孔よりも小さな微粒
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（第１発明）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
ECCO₂R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。 本発明はまた、ガス交換膜として、内厚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、前記
多孔質膜の細孔よりも小さな親水性微粒子の分散
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、さらに該微粒子の少なくとも血液との接触面
を疎水化処理することを特徴とする膜型人工肺の
製造方法（第２発明）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ECCO₂R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り、疎水
性化処理されておりよりガス交換能に優れた膜型
人工肺を容易に製造できるものである。 本発明はまた、ガス交換膜として、内厚５〜
80μｍ、空孔率20〜80％、細孔径0.01〜5μｍの多
孔質疎水性膜を用いた人工肺の製造方法におい
て、該多孔質疎水性膜をアルコールと接触させて
浸水化処理を行なつた後、水を分散媒とする前記
多孔質膜の細孔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（第３発明）
であるから、極めて容易に、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
ECCO₂R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。 本発明はまた、ガス交換膜として、内厚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、前記
多孔質膜の細孔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た後該
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（第４発明）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ECCO₂R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。

【図面の簡単な説明】

第１ａ〜ｃ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、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、前記多孔質膜の細孔
   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 前記ガス交換膜として、肉厚５〜80μｍ、空
   孔率20〜80％、細孔径0.01〜5μｍおよび内径100
   〜1000μｍの中空糸状多孔質膜を用いる特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の膜型人工肺の
   製造方法。 ４ 前記微粒子の分散液を前記中空糸状多孔質膜
   の内部に流入させて濾過させ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 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、前記多孔質膜の細孔
   よりも小さな親水性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、さらに該微粒
   子の少なくとも血液との接触面を疎水化処理する
   ことを特徴とする膜型人工肺の製造方法。 ６ 微粒子がシリカである特許請求の範囲第５項
   に記載の膜型人工肺の製造方法。 ７ ガス交換膜として、肉厚５〜80μｍ、空孔率
   20〜80％、細孔径0.01〜5μｍの多孔質疎水性膜を
   用いた人工肺の製造方法において、該多孔質疎水
   性膜をアルコールと接触させて浸水化処理を行な
   つた後、水を分散媒とする前記多孔質膜の細孔よ
   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。 ８ ガス交換膜がオレフイン系樹脂製のものであ
   る特許請求の範囲第７項に記載の膜型人工肺の製
   造方法。 ９ 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８項に記載の膜型人工肺の製造
   方法。 １０ 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、前記多孔質膜の細
   孔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た後該多孔質膜の少
   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。 １１ 生体適合性疎水性樹脂が含フツ素樹脂また
   はシリコーンゴム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 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１１
   項に記載の膜型人工肺の製造方法。