JPH0499573A - 体内留置式の中空糸型物質交換装置 - 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） 本発明は、体内留置式の中空糸型物質交換装置、特に患
者の肺を関与させずにＩＮ　ＶＩＶ［でｎＷ：血に酸素
を添加し、これから二酸化炭素を除去するために好適な
人工肺に関するものである１本発明は以下人工肺につい
て説明するが、本発明装置は人工腎臓、人工すい臓、腹
水ろ過器、などの体内に留置可能な中空糸型物質交１１
１または除去装置についても適用することができる。

（従来の技術） 血液ガス交換能不全の治療として通常吸気の酸素濃度を
高めたり、肺を機械的に損気することにより肺へのＭ索
の流入を高めることが行われているが１機械的人工呼吸
を避けたいか、肺が侵されており人工呼吸器でのガス交
換が不十分な場合には、代謝を抑制するか、さもなくば
人工肺でガス交換を行わなければならない８人工肺によ
るガス交換は、静脈血液をカニユーレで体外へ導出しガ
ス交換後、還血する体外循環方式が用いられている。　
しかしこの方法は装置も大きく、高度の掃作技術を要す
る上に、血液損傷や出血が多くて、救命率を上げ難かっ
た。ところが最近、中空糸のガス透過性向上に伴い１人
工肺の小型化が進み、また人工肺の適応に対する考えの
変化から血管内へ人工肺を挿入し、自己血流下でガス交
換する方法が開発さ九　注目を受けている　［Ｔｒａｎ
ｓ、　Ａｍ、　Ｓｏｃ。

Ａｒｔｌｆ、　Ｊ＋＋ｔ、Ｏｒｇ、　、　３３．５７０
バ１９８７）］。

かかる人工肺は、多数の中空糸の両端が開口するように
接着剤で集束固定して、その一端にガス出口チューブに
接続された第１のヘッダを装着し、他端にガス入口チュ
ーブに接続された第２のヘッダを装着し１人工肺をｎ派
内に導入する際に予めねじって人工肺を細径化した状態
で導入し、　しがる債に血管内で人工肺を逆方向にねじ
って個々の中空糸をばらけさせて、その閏を血液がなる
べく均等に流れるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記装置では中空糸束をねじるために、中空糸束の中心
部に金属、または樹脂からなる可撓性の長いスタイレッ
トを中空糸と平行に挿入し、中空糸束先端側および後端
側ヘッダに固定したのち、このスタイレットを軸として
人工肺をねじって人工肺の外径を細くする方法をとって
いる。

しかしながら上記の方法は煩雑であり、！ｉた一旦人工
肺をｎｗ内に挿入した後は、挿入部の形状、特によりの
戻りの状況が目視では確認し難く、戻し方が足りなかっ
たり、あるいは戻しすぎて逆のよりかかかるなど、部分
的なよりの不均一が起こる恐れがあり、静脈内に多数の
中空糸を、均等にばらけさせることは困難である。　し
たがって本発明の目的は人工肺のｎ派内への挿入が容易
で、　しかも多数の中空糸をｒＰＩ内で確実にばらけさ
せることのできる中空糸型の物質交換装置を提供するこ
とである。

（！ＩＢを解決するための手段） 本発明者らは、上記謀計のＭ決手段について種々検討し
た結果、伸縮手段を具備した小口径チューブを中空糸束
に平行に配置し、かつ中空糸束の両端集束固定部に固着
することにより、人工肺の静脈内への挿入が容易となり
、しかも挿入後多数の中空糸を均等にばらけさせる事が
できることを見いだし、本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、多数の中空糸の両端部を接着剤でｚ
束固定し、かつ該集束固定部の少なくとも後端部で中空
糸を開口させた中空糸束の先端に、内部に空胴を有する
円錐形状の第１のヘッダを装着し、　しかも該中空糸束
の他端に、第１のチューブが接続された第２のヘッダを
装着するとともに、該第１のチューブ側壁に設けた開口
がら伸縮手段を具えた第２チユーブを挿入して、その先
端を第１のヘッダの空胴に開口させ、がっ該第２のチュ
ーブを中空糸束の両端の集束固定部に固着させたことを
特徴とする体内装置式の中空糸型物質交換ａｔである。

（作用） 本発明の人工肺をｎ派内に挿入する場合には伸縮手段を
具えた第２のチューブ内にスタイレットを挿入して該チ
ューブを伸ばし、中空糸束の両接着固定端間を広げるこ
とにより中空糸束が緊張して人工肺を細くすることがで
き、　しかもスタイレットの弾性により血管内への挿入
が容易となる。

またｎ＃Ｉ！内に人工肺を挿入した後にスタイレットを
抜き去ると、ｉｌ！！２のチューブの収縮により中空糸
束の両接着固定端間が再び接近するので中空糸を均等に
ばらけさせることができる。

〈実施例） 次に本発明の中空糸型の物質交換装置の一実施例を図面
にて説明する。第１図は人工＃Ｌを静脈Ａ内に挿入した
状態を示す断面図であり、該人工肺は多数の中空糸２の
両端を集束し、該集束部を接着剤で固定８．８している
。第１図では中空糸束の接着固定部８で中空糸のｊＩｊ
端は開口している。

両端が集束固定された中空糸束の先端には、内部に空Ｗ
４１０を有する円錐形状の第１のへラダ１が装着されて
いる　ｄた中空糸束の後端には、ガス導出用の第１のチ
ューブ９が接続された第２のｌ＼マツダが装着されてい
る。そして該第１のチューブ９の側壁に設けられた開口
から第１チユーブ内に伸縮手段を具えた第２のチューブ
３が挿入され、該チューブは中空糸束の両端固定部８、
８を挿通して第１のへラダ１に設けられた空ＦＩＯに開
口している。第２のチューブ３は中空糸束の両端固定部
８．８で接着剤などで固定される。上記第１のチューブ
９の側壁に設けられた開口には上記第２のチューブと、
必要に応じて静脈内へ抗凝固側などを注入するため、あ
るいは血液をサンプリングするための第３のチューブ５
が挿入され、その先端は第２のへラダ６に設けられた開
口に液密に接続されている。上記第１のチューブ９の側
壁に設けられた開口は第２のチューブ３および第３のチ
ューブ５を挿入した後にＩＩＩ￥ｉなどで閉塞される。

本発明装置に用いる中空糸２としては人工臓器用に使用
可能なもの、例えばセルロース、セルロースアセテート
、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、
エチレンビニルアルコール、ポリアミド、ポリスルホン
、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ−４−メチルペンテン、シリコンなどからなる
中空糸を用いることがて゛きる。中空糸にクリンプ、カ
ールなどを施して中空糸に伸縮性を付与すると静脈内で
中空糸をより均一に分散できるため好テしい。

第１、第２、第３のチューブ３．　５．　９は公知の医
療用索材から製作されたものが用いられる。

好適にはポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリウレタン、シリコンゴム、ラテッ
クスゴム等がある。

伸縮手段を具えた第２のチューブ３として、シリコンゴ
ムやセグメント化ポリウレタンなどの様に伸長弾性率が
高い材質は、チューブ自体が伸縮性を具備しているので
好ましく用いられる一方、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミドの様に、それ自体では
伸縮性を示さないか、あるいは伸長弾性率の低い樹脂を
用いる場合には、例えば次のような伸縮手段を註ける必
要がある。

■予め第２のチューブと中空系の長さとを課員内留１時
の長さより長めにしておいて、血管への挿入時には伸ば
した状態で挿入し、血管内でたるませ　る。

０１９合わせ機構を持つ内外２本のチューブで形成する
。

■スリ合わせ機構を持つ内外２本のチューブの外部を伸
縮性の薄肉チューブでおおう。

■形状Ｓ己慣効果を有する樹脂、または金属を少なくと
も第２のチューブの一部に使用し、形状記憶効果を利用
して第２のチューブの可逆的伸縮を図る。

第２のチューブ３は、第１のチューブ９の側壁がら第１
のチューブ内及び中空糸束の電束固定部を通って第１の
へラダ１の内部空ｆ８！ｉｏに開口している。！ｉ第２
のチューブは中空糸束の電束固定部８．８にウレタン、
エポキシ、ンリフンなどの接着剤あるいはネットメルト
や各種の充填剤などにより固着されている。

第１及び第２のへラダ１、６はポリ塩化ビニル、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、シリコンなど
の樹脂が用いられる。特にポリウレタンなどの抗血液凝
固性を有する樹脂が好適である。第１のへラダ１の先端
は人工肺が血管内にスムースに挿入できるように円館形
状である事が好ましい、また第１のヘッダ１の内部は第
２のチューブ３から導入されたガスを一旦集め、次いで
各中空糸に均等に分配するための空Ｗ４１０が設けられ
ている。上記第１及び第２のヘッダ１．６はポリウレタ
ンなどの接着剤で中空糸束の両端に液密に装着される。

上記人工肺りをｎ脈Ａ内に挿入するためには、例えば第
２図に示すようなスタイレット７がｌ・要である。かか
るスタイレットは金属あるいは樹脂からなる可撓性の硬
質の針金状のものであり、後端にはスタイレット７を保
持するためのループ部１１が設けられ、該ループ部に近
接してスタイレフトを所定の長さチューブ内に挿入する
ためのストッパ１２が設けられている。スタイレットに
は中空糸束と第２のチューブを同時に伸長させうる剛性
が求められるため、通常樹脂性よりは金属性が、またス
プリング構造よりは針金状かワイヤ構造が好適に用いら
れる。

次に本発明装置の使用方法について説明する。

まず第３図に示すように人工１１１ｉＬの第２のへラダ
６に接着された第１のチューブ９の側壁に設けられた開
口から第１のチューブ内に挿入された第２のチューブ３
の開口端から、第２図に示すスタイレヲト７を挿入して
先端を第１のヘッダに当接させ、更にスタイレットに設
けられたストッパ１２が第２のチューブ３の開口端に当
接するまで挿入する。

この状態では人工肺の両端接着固定部８．８間の距離が
広げらて長くなるので、中空糸束が緊領し人工肺は細く
なる。この中空糸束を緊張させた状態で人工肺りを静脈
内に挿入する。その際、中空糸束がｍ径化されているこ
ととスタイレット７の弾性により人工肺りの静脈内への
押入は容易である。

人工肺りが静脈内に留置されたことを確認した後、スタ
イレット７を抜き去ると第】図に示すように第２のチュ
ーブ３の収縮により中空糸束の両端接着固定部８．８が
再び接近するので、中空糸が撓んでｎ脈Ａ内でばらけ、
各中空糸の間を血液が流れるようになる。上記ｎ派内で
の中空糸のばらけ状態は予め＊酸で確認することが８来
る。

人工肺を静脈内に挿入する場合には第３図に示すように
、中空糸束を緊張させた状君で挿入してもよいが、さら
に挿入を容易とするため、人工肺を袋に収納した状態で
静脈内に挿入することが好ましい、かかる人工肺を収納
するａ１６は第４図に示すように先端が円錐状のチュー
ブ状であり、該チューブ状の袋には先端付近にチューブ
状の袋内を延在させた分離用（ビールオフ）の紐、また
はテープ１５の一端を固定した接着部分１３から末端ま
で至る、例えば２列のミシン目やＶ字状の切込みよりな
る分離ライン１４が設けられている。このチューブ状の
袋１６を使用する場合には、チューブ状の袋１６内に人
工肺を収納した後（第５区）、袋内を生理食塩水等で満
たして空気を追い出し、人工肺の導出部で袋の開口部を
閉塞し、穿刺用グイレータ−により袋毎ｆＨＦ内に挿入
する０人工肺が所定の位置に挿入されてから分離用テー
プ１５を手元に引くと、分離ライン１４のところで袋が
分割される。この状形で袋を手元に引くと袋が容易に抜
去できる。

（実施例　１） 内径２．０ｍ、外径４．０−１長さ３６ｃ■のンリコン
ゴム製の第２のチューブ３の周りに内径２００、外径２
５０μ、長さ約４１ｃｍのポリプロピレン多孔質中空糸
を１０００本配列口重端部に於ける直径が１０ｍｍにな
るように両端を気束し、シリコン接着部でシールしてシ
リコンゴム製のチューブと固着した第３図に示す人工肺
を製作した。かかる人工肺を第４図に示すチューブ状袋
内に収納し、次いで直径１．０ｍｓの金属製スタイレッ
トをｔｌ、２のチューブに挿入して中空糸束を直線状（
約４０ｃｍ）に伸長し、袋の端部を第５図のように閉塞
した。その後穿刺により大靜派内に挿入した。チューブ
状袋を抜去し、さらにスタイレットを除去すると、シリ
コンゴム製の第２のチューブ３の収縮力によって、中空
糸束の長平方向に短縮化が起こり、ｔｆｌｌｌ内で中空
糸束が直径３５ｍｍ程度にばらけな形状で留置される。

この状態下で第２のチューブ内に酸素ガスを流し、中空
糸内空と通じている第】のチューブに陰圧をがけると、
酸素ガスは第２のチューブ内を流れ第１のヘッダにいた
り、次いで中空糸内部を流れて、多孔質の中空糸壁を介
して血液に酸素を与えながら第１のチューブの出口から
流出してくる。第３のチューブを設置しである場合には
、このチューブに抗凝固剤を流して第２のヘッダから血
液中に抗凝固剤を持続注入して、人工肺における血栓形
成防止に役立てることができる。

（実施例　２） １！１６区は本発明装置を腹膜透析に用いた例を示した
ものである。この例では、第２のチューブ３には内径１
．２ｍ、外径２．５箇簡の、予め熱処理によりカールを
かけた長さ１８ｃ■のポリ塩化ビニル製チューブが用い
られている。中空糸２はクリンプを付与された人工腎鰍
用ポリスルホン腹（内径２００μ、外径２８０μ、透水
性１５ｉ１／分／　ｒｒｒ　／　ｍｍ）Ｉｇ、８００本
）よりなり、中空糸束の先端の接着固定部８で（Ｊ中空
部分が目詰めされ後端の接着固定部８では開口させ、直
径１２に１１、収縮時の長さ１６ｃｍに集束させている
。

本装置の中空糸内部を生理食塩水で満たした後、スタイ
レットによってポリ塩化ビニル製の第２のチューブを１
８ｃｍに伸長し、導入用ガイドをもちいて穿刺により１
１Ｍ１７を通してＴＩ腔内に導入する。

スタイレットをゆっくり抜去すると、ポリ塩化ビニル製
チューブのカールの回復にともない中空糸束が収縮し、
１６ｃ■長の留置型装置としてａｍ内に留置する１次い
で第１のチューブ９を患者より高い位置に置いた透析液
バッグ１８につなぐと、透析液は落差により中空糸内に
送り込ま九　さらに腹を透過して腹腔に流入する。数時
間透析液を腹腔内に保持した後、透析液バッグを患者よ
り低い位Ｉに１くと、中空糸内部に１圧が付与されて、
１ＩＩｒｌ内の透析液が膜を通して装置内に吸引され、
第１チユーブから透析液バッグに瓢められる９本発明装
置を用いると効果的に腹−透析を実施することができる
。

この方法では、透水性を示す中空糸のボアが０．０１μ
程度の大きさなので万−透析側が汚染されても、菌が腹
腔内に流入することがなく、安全に治療することができ
る。

（発明の効果） 以上のように本発明装置は、中空糸束を予め伸長し、装
置の直径を小さくした状態で、穿刺法によって　体内に
挿入し、しかる後中空糸束の長さを短縮して、各中空糸
を均一にばらけさせ、この状態で体内に留置する事によ
り装置が体内から抜けることを防止するとともに、中空
糸閏陳を広げて体液との有効な接触面積を増し、効果的
なかつ比較的外傷の少ないＩＮ　ＶＩＶＯでの物質交換
（除去）が可能となる。

本発明装置を用いることにより静脈内ガス交換、静脈内
透析（濾過）、腹膜透析などのＩＮ　ＶＩＶＯでの新し
い体液浄化法が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置をｎＲ内に留置した状態を示す断面
図であり、第２図はスタイレットの平面図であり、第３
図は静脈内に留置する前の装置の断面図であり、第４図
は本発明装置を収納するチューブ状袋の斜視図であり、
第５図はチューブ状袋内に本発明装置を収納した状態を
示す斜視図であり、第６図は本発明装置をＷ腔内に留置
した状態を示す一部断面図である。 Ａ、静脈 し１人工肺 第１のヘッダ 第２のチューブ スタイレット 第１のチューブ 中空糸 第２のへ・／ダ 接着固定部 空胴 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の中空糸の両端部を接着剤で集束固定し、かつ該集
   束固定部の少なくとも後端部で中空糸を開口させた中空
   糸束の先端に、内部に空胴を有する円錐形状の第１のヘ
   ッダを装着し、しかも該中空糸束の他端に第１のチュー
   ブが接続された第２のヘッダを装着するとともに、該第
   １のチューブ側壁に設けた開口から伸縮手段を備えた第
   ２のチューブを挿入して、その先端を第１のヘッダの空
   胴に開口させ、かつ該第２のチューブを中空糸束の両端
   の集束固定部に固着させたことを特徴とする体内留置式
   の中空糸型物質交換装置。