JPH0275330A - 中空糸膜型物質移動装置 - 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１ 本発明は、疎水性中空糸膜の束を備え、該中空糸膜の内
外において血液等の物質の移動を行う中空糸膜型物質移
動装置に関する。

【従来の技術］ 従来、この種の物質移動装置としては、例えば心臓手術
等において、患者の血液を体外に導き、これに酸素を添
加しかつ炭酸ガスを除去するために用いる中空糸膜型人
工肺がある。この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なほぼ平行に配設させてなり
、該中空糸膜の内側または外側に血液を循環させ、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
空糸膜壁を介して血液と接触させ所望のガス交換を行う
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
ポリプロピレンなとの疎水性の多孔質中空糸膜が主とし
て用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のように疎水性多孔質中空糸膜を用
いた人工肺においては、必然的に中空糸膜の表面が濡れ
にくくなるため使用前のブライミング操作時に中空糸膜
同士の間隙に空気が溜まり、いわゆるエアトラップされ
た状態が生じて膜同士が密着しやす（所謂ブロッキング
現象が生じ、そのため完全な脱気を行うことができなか
った。このように脱気が不十分な状態で使用すると、血
液の流通が悪くなり、またこの捕捉された空気の塊によ
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
阻害されガス交換率が低下するという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
疎水性中空糸膜同士のブロッキング現象の発生を低減で
き、ブライミング操作時の脱気が容易であるとともにガ
ス交換効率を損なうことがない中空糸膜型物質移動装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明は、疎水性中空糸膜
の束を備え、該中空糸膜の内外において物質の移動を行
う中空糸膜型物質移動装置において、前記疎水性中空糸
膜束の中に複数の親水性糸状体を分散させたことを特徴
とする。前記親水性糸状体は、具体的には、再生セルロ
ース膜により形成されてなり、又は疎水性膜を親水化処
理したものであり、さらに前記糸状体は中空糸又は中実
糸であることが好ましい、なお、ここでいう中実糸とは
空胴を有さず物質の移動に寄与することのない糸状体を
いう、また、前記糸状体の混合率は１〜７０（％）であ
ることが好ましい。

［作　用］ 上記のように構成された中空糸膜型物質移動装置におい
ては、疎水性中空糸膜束の中に、親水性糸状体が複数本
分散されているため、中空糸膜同士のブロッキング現象
が低減され、したがって使用前のブライミング操作が容
易になるとともにガス交換効率の低下が防止される。ま
た、このように親水性糸状体を疎水性中空糸膜束の中に
分散させる方法は、製造が容易であるとともに安価であ
り、さらにこの親水性糸状体を中実糸又は中空糸とし、
その混合率を１〜７０　（％ｌ　とすることにより、ブ
ロッキング現象の発生を十分に防止してブライミング操
作が容易になるとともに高いガス交換効率を維持できる
ものである。

【実施例１ 以下１本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る中空糸膜型人工肺の構
造の左半分を断面して示す正面図である。この中空糸膜
型人工肺は、中空糸膜の外側に血液を循環させるととも
に、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送させて、血液
中の二酸化炭素とガス中の酸素とのガス交換を行うもの
である。すなわち、この中空糸膜型人工肺ｌはハウジン
グ２を備え、このハウジング２は筒状本体３の両端部に
環状の取付はカバー４．５を設けてなる。ハウジング２
内には全体に広がって多数の、例えばｔｏ、ｏｏｏ〜６
０．０００本の多孔質中空糸膜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、取付はカバー４
．５内においてそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔
壁７．８によりそれぞれ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の外周面と上記
ハウジング２の内面とともに血液室９を構成してこれを
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と血液室９とを隔離するものであ
る。また、ハウジング２の一方には血液を供給する血液
導入口ｌＯが設けられており、ハウジング２の他方には
血液を排出する血液導出口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が設けられており、
筒状本体３内に挿通される多数の多孔質中空糸膜６から
なる中空糸束６ａの外周を締め付けるようになっている
、また、取付はカバー４．５にはそれぞれ酸素含有ガス
導入口１３及び酸素含有ガス導出口１４が形成されてい
る。

上記中空糸束６ａを構成する多孔質中空糸膜６は疎水性
膜、例えばポリプロピレンの膜により形成されている。

この疎水性膜としては、その他ポリエチレン、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリスルフォン、ポリアクリロニ
トリル、ポリウレタン、ポリアミド等を用いることがで
きる。そして、この疎水性多孔質中空糸膜６−間には複
数、例えば３０００本の親水性糸状体１５が混入し分散
されている。すなわち、本実施例の人工肺では、膜表面
の濡れ性が向上した親木性糸状体１５を分散させること
により隣接する多孔質中空質膜６同士の間隙に空気が溜
まる状態を防止し、ブロッキング現象の発生を防止する
ものである。この親水性糸状体１５の材料としては、血
液中への溶出等の問題が生じることがなく、かつ均一に
製造できるものであればよく、ガス交換ができないもの
でも５またガス交換ができるものでもよい。

前者としては、例えば再生セルロース膜があり、また後
者としては、無孔性の疎水性膜（シリコーン樹脂膜）を
親水化したものか、多孔質疎水性膜の細孔にシリカ等の
親水性微粒子を充填したり、表面に親水性コーティング
を施して全体として親水化したものがある。また、親水
性糸状体１５としては中実糸でも中空糸でもよいが、無
孔質中実糸を使用すれば製造が容易であるとともに、内
部に空胴を有さないので、血液中の血漿がガス側に漏出
するおそれがないという利点を有する。

上記親水性糸状体１５の混合率は１〜７゜（％）である
ことが好ましい、ここで、「混合率」は全体（全疎水性
多孔質中空糸膜６及び全親水性糸状体１５）の本数に対
する分散させた親水性糸状体１５の本数の百分率（％）
で定義される。混合率が１（％）未満であれば、ブライ
ミング操作を十分に行うことができず、また、７゜（％
）より多いと十分なガス交換効率が得られない、上記範
囲の中でより好ましい混合率の範囲は、５〜５０（％）
であり、さらにより好ましい範囲はｌＯ〜４０（％）で
ある、１０％未満、特に５％以下では親水性糸状体を十
分分散させた状態で全体にいきわたせることが困難であ
り、部分的にブライミングできない箇所ができる。４０
％より多い場合、特に５０％以上であれば、親水性糸状
体が中実糸の場合では性能が下がり、また親水性糸状体
が中空糸の場合は一般にコストが割高になる。

第２図（ａ）〜（ｃ）は上記糸状体１５の中空糸束６ａ
中への混合方法を示すものである。すなわち、先ず、同
図（ａ）に示すように紡糸ラインに設置されている紡糸
装置１６にて紡糸された疎水性中空糸膜６を一度ボビン
１７に巻き取り、次に同図（ｂ）に示すようにボビン１
７に巻き取った中空糸膜６とともに、他のボビン１７ａ
に巻回された親水性糸状体１５をかせ巻機に設けられる
多角形状のかせ１８に巻き取って無端周回状の中空糸束
６ａ’を形成し、続いてこの無端周回状の中空糸束６ａ
′をその周回方向の特定部位で切断することにより、同
図（Ｃ）に示すような前述の親水性糸状体１５が混入さ
れた有端直線状の中空糸束６ａを得ることができる。

本発明者は上記本発明の効果を確認するために以下の実
験を行った。

（実験例） 第１図に示したような中空糸膜型人工肺Ａ（充填率５０
％）に対し、全中空糸膜の１０（％）を絹糸に換えた人
工肺Ｂをそれぞれ５個ずつ作成した。これらの人工肺Ａ
、ＨにＨｂ（ヘモグロビン濃度）　＝１２　（ｇ／ｄｌ
　）　、ＳｖＯ！　（静脈血酸素飽和度）＝３０（％）
、Ｔ（温度）＝３７（’Ｃ）の生血を４（２７分）流し
、完全にブライミングしたとき、ＳＡＯ，（動脈血酸素
飽和度）の平均値は人工肺Ａでは８１（％）であったが
、人工肺Ｂでは９０（％）となった、すなわち、本発明
による人工肺Ｂの方がＳＡＯ□が大きくなり、その分多
孔質中空糸膜同士の密着が防止されガス交換効率が向上
していることが判明した。また、ハウジングを叩いて完
全に濡れさせてから、同じ条件で測定すると、人工肺Ａ
の方は５Ａ０２の平均値が９５（％）であったのに対し
て、人工肺Ｂのそれは９２（％）となり、人工肺Ｂの方
が変化幅が少なく、したがってブライミングが良くなさ
れていることが判明した。

尚、上記実施例（こおいては、本発明を中空糸膜型人工
肺に適用した例について説明したが、本発明はその他中
空糸膜型の人工腎臓等、さらには浄水器等にも適用でき
ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、疎水性吊空糸膜の束を備
え、・該中空糸膜の内外において物質の移動を行う中空
糸膜型物質移動装置において、前記疎水性中空糸膜束の
中に複数の親水性糸状体を分散させるようにしたので、
中空糸膜同士のブロッキング現象の発生が低減され、し
たがってブライミング操作が容易になるとともにガス交
換効率の低下が防止される。また、このように親水−性
糸状体を疎水性中空糸膜束の中に分散させる方法は、製
造が容易であるとともに安価であり、またこの糸状体を
中実糸又は中空糸とし、その混合率を１〜７０（％）と
することにより、ブロッキング現象の発生を十分に防止
してブライミング操作が容易になるとともに高いガス交
換効率を維持できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る中空糸膜型人工肺を半
分断面して示す正面図、第２図は親水性糸状体の疎水性
中空糸膜束内への混入方法を示す図である。 ｌ・・・中空糸膜型人工肺、　　　　２・・・ハウジン
グ６・・・疎水性多孔質中空糸膜、　６ａ・・・中空糸
束１５・・・親水性糸状体、　　　　　　１６・・・紡
糸装置１７．１７ａ−−−ボビン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）疎水性中空糸膜の束を備え、該中空糸膜の内外に
   おいて物質の移動を行う中空糸膜型物質移動装置におい
   て、前記疎水性中空糸膜束の中に複数の親水性糸状体を
   分散させたことを特徴とする中空糸膜型物質移動装置。
2. （２）前記親水性糸状体は再生セルロース膜により形成
   されてなる請求項１記載の中空糸膜型物質移動装置。
3. （３）前記親水性糸状体は疎水性膜を親水化処理したも
   のである請求項１記載の中空糸膜型物質移動装置。
4. （４）前記糸状体が中空糸である請求項１乃至３のいず
   れか１つに記載の中空糸膜型物質移動装置。
5. （５）前記糸状体が中実糸である請求項１乃至３のいず
   れか１つに記載の中空糸膜型物質移動装置。
6. （６）前記糸状体の混合率（本数）が１〜７０（％）で
   ある請求項１乃至５のいずれか１つに記載の中空糸膜型
   物質移動装置。