JPH10504228A

JPH10504228A - Monofilament spacing of hollow fiber membrane and blood oxygen supplementation device incorporating the same

Info

Publication number: JPH10504228A
Application number: JP8502202A
Authority: JP
Inventors: フレデリックジェイ．レインハート，; アール．サイクスカーター，
Original assignee: バクスターインターナショナルインコーポレイテッド
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1998-04-28
Also published as: EP0764045A1; WO1995034373A1; CA2191438A1

Abstract

(57)【要約】その外側表面上に螺旋状に配置または形成されているモノフィラメント状スペーサ部材を有する改善された中空繊維半透過性膜、およびそのような改善された中空繊維膜を組み込んだ体外血液処理装置が開示されている。また、そのような中空繊維膜の製造方法、および同中空繊維膜を組み込んだ血液処理装置の連続的製造方法も開示されている。 (57) Abstract: An improved hollow fiber semipermeable membrane having a monofilamentary spacer member spirally disposed or formed on its outer surface, and an extracorporeal body incorporating such an improved hollow fiber membrane A blood processing device is disclosed. Also disclosed are a method for producing such a hollow fiber membrane and a method for continuously producing a blood processing apparatus incorporating the hollow fiber membrane.

Description

【発明の詳細な説明】中空繊維膜のモノフィラメント間隔保持および同膜を組み込んだ血液酸素補給装置本発明本発明は、広くは医療器具に関する。より具体的には、その外側表面上に螺旋状に配置された少なくとも１つのモノフィラメント状スペーサ部材を有する改善された中空繊維半透過性膜、およびそのような中空繊維半透過性膜を組み込んだ体外ガス交換装置に関する。発明の背景体外酸素補給システムは、典型的には、心肺機能に障害をもつ患者の血液にa ）酸素を補給するため、およびb）そのような患者の血液から二酸化炭素を除去するために用いられる。体外血液酸素補給システムが利用される最も一般的な臨床状況は、心肺バイパスが用いられる心臓・胸郭外科手術手続きをおこなう時に発生する。今日用いられている典型的な体外血液酸素補給システムは、そのシステム内に「中空繊維膜」として知られている多数の管状半透過性膜が配置されている剛性のハウジングを備えている。純粋酸素または酸素を含有するガス混合物が、中空繊維膜の管腔を通って流される一方、患者の血液は、中空繊維膜の外側表面の上を通過する。患者の血液を膜の外側表面と接触させることによって、酸素が膜を通過して拡散し、血液内に入っていくようにすることができる。それと同時に、二酸化炭素が血液からガス内へと逆方向に拡散していく。酸素の分圧（ＰＯ₂）および二酸化炭素の分圧（ＰＣＯ₂）は、多数の要因によって影響を受ける。そのような要因としては、a）ガス交換用に利用可能な表面積（つまり、血液が実際に中空繊維膜の外側表面と接触する面積）、b）ガス混合物内での酸素および二酸化炭素の相対濃度、c）中空繊維膜の管腔内でのガス混合物の圧力、d）中空繊維膜の外側表面を流れる血液の流量、e）中空繊維膜の外側表面を通る血液の膜厚、およびf）中空繊維膜の外側表面を通る血液の圧力および流量などが挙げられる。上に列挙した変数のうち多くは、装置を通って流れる血液および／またはガスの圧力、流量および／または相対濃度圧力を調整することによって制御可能ではあるが、変数「血液の膜厚」は、装置の設計の関数となる比重が大きいものであり、主として、装置内での個々の中空繊維間に存在する空間の大きさにより規定される。個々の膜間の間隔に一致が見られない時、つまりそれらの間隔に変動が見られる時には、血液の膜厚が変動する（つまり、厚すぎたり、薄すぎたりする）こと、および／または繊維網中に「デッドスポット」（つまり、血液が流れない収縮した領域）が存在することが原因で、酸素補給装置の効率が大幅に変動する結果になることがある。個々の中空繊維膜の繊維間間隔を一定に保持することが望ましいことを考慮した上で、従来技術による血液酸素補給装置の中には、個々の中空繊維膜間に所望の間隔を保持するための各種スペーサ手段を取り入れているものがある。中空繊維膜またはそれに類似した装置の間隔保持に利用されてきているそのようなタイプのスペーサ手段は、例えば、米国特許第4,066,553号（Ｂardonnet）、米国特許第4,368,124号（Ｂrumfield）、米国特許第4,341,631号（Ｈargitay）、米国特許第4,622,206号（Ｔorgeson）、米国特許第4,840,227号（Ｓchmidt）、米国特許第4,869,059号（Ａustin）、米国特許第4,874,514号（Ｃasey，Ｊr.）、米国特許第4,911,846号（Ａkasuら）、米国特許第4,950,391号（Ｗeickhardt）、米国特許第5,063,009号（Ｍizutani）、米国特許第5,141,031号（Ｂaurmeister ）、米国特許第5,198,110号（Ｈanai）、米国特許第4,140,637号（Ｗalter）、米国特許第4,031,012号（Ｇics）、米国特許第4,900,314号（Ｑuackenbush）、米国特許第4,293,418号（Ｆujiら）および米国特許第4,428,403号（Ｌeeら）（熱交換器に関する）に見られる。中でも、米国特許第4,293,418号（Ｆujiら）は、個々の中空繊維間に所定の間隔を保持するために、個々の中空繊維の外側表面の周囲に巻かれたスペーサヤーンを用いることを記載しているものとされている。米国特許第4,293,418号（Ｆu jiら）に記載されている個々のスペーサヤーンは、中空繊維間に実質的に等しく一定の空間が形成されるように、螺旋状に巻かれたテクスチャー化されたヤーンであることを特徴としている（第2欄、第67行〜第3欄、第1行）。米国特許第4,293 ,418号（Ｆujiら）に記載されているテクスチャー化された「スペーサヤーン」は、各種流体分離装置において個々の中空繊維間に特定の間隔を保持するためのものであるとされているが、血液酸素補給装置においてこのようなテクスチャー化されたヤーンを個々の中空繊維膜の間隔保持に用いることは、テクスチャー化されたヤーンが濾過媒体として作用する可能性があるという事実により、あまり望ましいものとはいえなくなる。その結果、血液は、個々のヤーンの周囲を単に通過するのではなく、ヤーンのテクスチャーを通して濾過されることになる。このようにテクスチャー化されたヤーンは濾過効果をもつものであるので、テクスチャー化されたヤーン内に血液細胞が停留する結果となり、付随的に血栓形成をもたらす可能性もある。また、多数の微細な繊維からなるマルチフィラメントヤーンでは、血液が接触する不活性表面積が必要以上に大きくなる。表面がそのように不必要なまでに広く接触していると、血液が接触するヤーン表面の構成要素と血液が接触することが原因で、望ましくない生体反応性血栓形成応答あるいはその他の生体不適合反応を誘発する可能性が高くなる。さらに、変形しやすい性格のものであるので、ヤーンは、中空繊維膜を平坦化する、すなわちそれを圧縮する可能性がある。その結果、ヤーンによってもたらされている所望のスペーサ幅に変化が生じることとなり、個々の中空繊維膜の隣接するガス交換表面間の血液流空間（つまり、血液の膜厚）にも変動・変化が見られる結果となる。マルチフィラメントのテクスチャー化された「ヤーン」に関わるもう１つの問題は、このようなヤーンが圧縮されると、平坦化して膨張しやすいものであることである。その結果、隣接する中空繊維膜の表面を必要以上に覆ってしまい、所望の間隔保持機能に影響を及ぼすこととなる。これらの要因を考慮に入れれば、マルチフィラメントのテクスチャー化された「スペーサヤーン」は、隣接する中空繊維膜間に特定の横方向間隔を保持する目的で用いると、最適であるとはいいがたいものであるといえる。日本国の公開特許出願平3（1991）-278821号公報（Ｆuji）に記載されている、従来技術による別の中空繊維膜間隔保持方法では、中空繊維膜の外側表面上に螺旋状に巻かれた２本のスペーサヤーンを用いており、それらの「スペーサヤーン」が反対方向に向かって互いに何度も交差するようにしている。このように反対方向に巻かれ交差するスペーサヤーンは、モノフィラメントでありうる。日本国の公開特許出願平3（1991）-278821号公報に記載されている反対方向に巻かれ交差する「スペーサヤーン」は、「スペーサヤーン」をこのように反対方向に交差する構成とすると、層状の液体流を遮断したり、分断したりする結果となるという事実により、中空繊維膜の外側表面の上の実質的に層状の流路を通るように、血液あるいはその他の液体の流れを導くはたらきをすることができない。このように血液流が遮断されたり、分断されたりすると、血液に乱流が発生し、溶血反応が起こったり、血栓が形成されたりする結果となる。また、特開平3（1991）- 278821号公報の反対方向に巻かれ交差する「スペーサヤーン」は、間隔を一定に保持する作用を果たすことができない。なぜなら、それらのヤーンは交差点において互いに重なり合っているからである。このように「スペーサヤーン」が重なり合っていると、各交差点において反復的に、スペーサヤーンの幅が２倍になる結果となる。したがって、もし隣接するハウジングの表面または隣接する中空繊維膜の表面に当接しているのなら、特開平3（1991）-278821号公報に記載のスペーサヤーンの交差点は、所望の間隔のほぼ２倍の間隔をもたらす結果となる。なぜなら、個々の「スペーサヤーン」要素が重なり合っている、つまり交差しているからである。また、中空繊維膜の間隔を保持するための従来技術による別の方法によれば、米国特許第5,141,031号（Ｂaurmeister）に記載されているように、個々の中空繊維間で別の横糸繊維を織る、または編むことが必要になる。個々の中空繊維間で横糸繊維を織ったり、編んだりするプロセスをおこなうと、中空繊維膜に損傷が与えられる結果となる。なぜなら、このようなプロセスでは、繊維の表面に力が及ぼされるからである。この織ったり編んだりするプロセス中に繊維に与えられる損傷を最小限にとどめるためには、よりコストの高い比較的強度の高い繊維を用いる必要がある。また、少なくともある種の膜酸素補給装置においては、横糸繊維は、血液流の方向に垂直に配置されている。その結果、中空繊維膜の外側表面上で血液流にはからずも乱流が生じたり、その流れが分断されてしまったりすることになる。個々の中空繊維膜間に所定の、つまり一定の間隔を保持しつつ、膜の表面を同時に改善する（promoting）ことを目的として、個々の中空繊維膜の外側表面の回りに巻くことができる、そうでなければその表面上に形成することができる新規なスペーサ装置を開発する必要性が、この技術分野には依然として存在している。発明の要旨本発明によれば、その外側表面上に１つ以上のモノフィラメントスペーサ部材が配置または形成された細長い管状の中空繊維膜が提供される。好ましくは、この少なくとも１つのモノフィラメントスペーサ部材は、螺旋形状に配置または形成される。本発明では単一の管状中空繊維膜上に２つ以上の螺旋状モノフィラメントスペーサ部材を配置または形成することも可能ではあるが、このような螺旋状モノフィラメントスペーサ部材は、中空繊維膜の外側表面上の層状血液流を遮断したり、分断したりすることがないように、いかなる点においても互いに重なり合ったり、交差したりしないのが望ましい。本発明の第１の実施形態においては、別個のモノフィラメント部材（例えば、モノフィラメント糸またはライン）が、管状の中空繊維膜の外側表面の周囲に螺旋状に巻き付けられるか、巻かれる。本発明の第２の実施形態によれば、螺旋状のモノフィラメントスペーサ部材は、中空繊維膜の外側表面上に、中実またはモノフィラメント状の構成による隆起した螺旋状リブとして形成されうる。このような隆起したモノフィラメント状リブは、管状中空繊維膜を押出成形するのに用いられる押出ダイに切り欠きまたはへこみを設けることによって形成できる。次に、押出ダイ、および／またはそのダイから押出されて出てくる中空繊維に回転力を加えると、押出成形されたリブが、管状膜の外側表面上に隆起したリブとしての所望の螺旋状の形状を呈することができるようになる。また、本発明によれば、上述した第１または第２の実施形態による螺旋状モノフィラメントスペーサ部材を有する複数の中空繊維膜を、互いに平行に近接した間隔で横並びの関係にあるように、動作可能に配置し（例えば束ねて（packed））、各膜の螺旋状モノフィラメント状部材が、隣接する膜の外側表面と当接するようにすることができる。このように配置することによって、横並びに隣接して配置された複数の膜の外側表面上に配置または形成された螺旋状モノフィラメントスペーサ部材は、このように隣接する膜の外側表面間に一定の、つまり所定の間隔・距離を規定し、保持する働きをすることができる。同様に、ハウジングの中実の隔壁または壁の隣に配置されている膜の外側表面上に配置されている、または形成されている螺旋状モノフィラメントスペーサ部材は、このような膜の外側表面と、隣接する隔壁または壁との間に特定の、つまり所定の間隔を保持するはたらきをする。さらに本発明によれば、上述した第１および／または第２の実施形態による、螺旋状に巻かれた、または螺旋状リブとして形成された中空繊維膜を組み込んだ体外膜酸素補給装置が提供される。この装置においては、複数の膜が互いにほぼ平行に近接した間隔で横並びの関係にあるように配置されており、このような膜それぞれのモノフィラメント状部材またはリブが、それに隣接する膜の外側表面と当接することによって、所定の、つまり一定の間隔をそれらの間に規定し保持するようにされている。さらに本発明によれば、互いに平行に近接した間隔で横並びの関係にあるように配置されている、１群または１束の個々の中空繊維膜を、膜酸素補給装置あるいはその他の体外血液処理装置内に配置することができる。また、中空繊維膜の外側表面上に配置されている螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が、血液流をそれらの膜の外側表面上の一定の経路に導くことができるように、血液流は、中空繊維膜の外側表面上で方向を変えられたり、その上を通過したりするようにされる。血液流が、中空繊維膜の長手方向の軸に平行に方向づけられる実施形態においては、螺旋状モノフィラメントスペーサ部材は、血液が螺旋状の流路を通るようにすることができる。血液流が中空繊維膜の長手方向の軸に平行ではない実施形態においては、螺旋状モノフィラメントスペーサ部材は、血液流が複数の螺旋状モノフィラメントスペーサ部材の１つに接触または衝突するたびに、血液が周期的に偏向したり片寄ったりするようにする。本発明のその他の目的および効果は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読み理解することによって、当業者には自明になるであろう。図面の簡単な説明図1は、外側表面上に本発明によるモノフィラメントスペーサが螺旋状に配置されている１本の中空繊維膜の斜視図である。図2は、本発明によるモノフィラメントスペーサが配置されている、横並びに配された２本の中空繊維膜の拡大斜視図である。図2aは、図2の一部の部分立面図である。図3aは、本発明によるモノフィラメント間隔保持された中空繊維膜を組み込んでいる熱交換器／膜酸素補給装置の斜視図である。図3bは、図3に示す膜酸素補給装置の上部平面図である。図3cは、図3aの血液熱交換器／膜酸素補給装置の分解図である。図3dは、図3aのライン3d−3dによる断面図である。図4は、図3の熱交換器／膜酸素補給装置の切り欠き立面図である。図4aは、図4の熱交換器／膜酸素補給装置の一部の断面図である。図4bは、図4aの領域4bの拡大断面図である。図5aは、外側表面上に螺旋状モノフィラメント状リブが形成されている本発明の第２の実施形態による中空繊維膜の製造に用いることができる押出ダイの斜視図である。図5bは、図5aの押出ダイから出てくる、本発明の第２の実施形態による中空繊維膜の斜視図である。図6は、連続的中空繊維膜が、a）中空繊維膜の外側表面の周囲にモノフィラメントを螺旋状に巻くパーン装置を通った後、b）膜酸素補給装置のような血液処理装置のコア要素に巻き付けられる、連続的製造方法を示す模式図である。図6aは、図6の部分6aの拡大斜視図である。好ましい実施形態の詳細な説明以下の詳細な説明および添付の図面は、本発明の現時点では好ましい実施形態を記載し説明することだけを目的として与えられるものであり、クレームされている発明の範囲をどのようなかたちでも限定することを意図しているものではない。ｉ．モノフィラメント状スペーサがその上に配置されている中空繊維膜図1〜図6を参照すると、本発明による好ましい中空繊維膜10はそれぞれ、外側表面14と、膜10を貫通して長手方向に延びている中空の管腔16とを有する管状の半透過性膜を含んでいる。１本以上のモノフィラメント状スペーサ部材が、膜10 の外側表面14上に配置または形成されている。膜10はそれぞれ、実質的に一定の厚さTをもつ半透過性の管状壁を有している。膜10上のモノフィラメント状スペーサ部材12はそれぞれ、断面の寸法（例えば直径）であるスペーサ幅ＳＷをもっている。各スペーサ12を隣接する表面（例えは、隣接する中空繊維膜の外側表面 14）に当接させることによって、スペーサ12が配置されている膜10の外側表面14 を、隣接する膜の外側表面14から、および／またはスペーサ12が当接している装置の何らかの隣接面から、１スペーサ幅ＳＷだけ離して保持することができる。血液膜酸素補給装置に適用して用いようとする場合、本発明の中空繊維膜10は、好ましくは、血液−ガス交換に適した半透過性材料から形成される。そのような材料としては、例えばセルロースジアセテートおよびセルローストリアセテートのようなセルロースエステル、例えばセルロースエーテルのようなセルロース誘導体、ポリアミド、ポリエステル、例えばポメチルメタクリレートのようなメタクリル酸ポリマーまたはアクリル酸ポリマー、ポリウレタン、有機シリコーンポリマー、ポリアクリロニトリルおよびそのコポリマー、ポリスルホン、ならびに、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィンが挙げられる。中空繊維膜10は、40〜60ミクロンの範囲である好ましい壁厚Ｔとなるように押出成形される。また、中空繊維膜10の好ましい管腔内径ＩＤは、270〜290ミクロンの範囲であり、その好ましい外径ＯＤは350〜410ミクロンの範囲である。このような好ましい中空繊維膜10の外側表面上に配置または形成される時、本発明の螺旋状スペーサ部材12は、好ましくは、有効スペーサ幅ＳＷ（例えば、スペーサの断面形状が円形であるのなら直径に相当する）が38〜63ミクロンの範囲となる。よって、１本の中空繊維膜10の螺旋状スペーサ部材12が、隣接する中空繊維膜 10の外側表面14に当接すると、そのように隣接する２本の中空繊維膜10は、スペーサ部材12の有効スペーサ幅ＳＷに等しい距離を介して、互いに隔てられて保持されることになる。スペーサ部材12が、膜10の外側表面14の周囲を一回完全に螺旋状に旋回した時の長手方向の距離を、ここでは「ピッチ間隔」Ｐと称する。中空繊維膜10の壁厚 Tが好ましい範囲である40〜60ミクロンである時に、血液膜酸素補給装置に適用すると、典型的には、螺旋状モノフィラメントスペーサ部材12が、2.6〜3.7ミリメートルの範囲のピッチ間隔Pをもつのが好ましいことになる。このようにピッチ間隔Pを2.6〜3.7ミリメートルの範囲内に保持することによって、各スペーサ部材12が隣接する中空繊維膜10の外側表面14と接触するいくつかの点は、互いに十分に近接したものになるので、スペーサ部材12のスペーサ幅ＳＷすなわち直径に等しい、一定の大きさの隙間すなわち空間が、隣接する外側表面14間に保持される結果となる。なお、所定のピッチ間隔Pは、中空繊維膜10の相対的たわみ性、可撓性または壁厚Tによって変化することは理解されたい。中空繊維膜10が相対的に高い可撓性またはたわみ性を有している実施形態においては、各スペーサ部材12が隣接する中空繊維膜10の外側表面14と接触する点の間の距離を最短とするために、短いピッチ間隔Ｐを用いるのが望ましい。一方、中空繊維膜10が相対的に高い剛性を有しており、たわみ性が低い実施形態においては、各スペーサ部材12が隣接する中空繊維膜10の外側表面14と接触する点の間の距離を最長とするために、長めのピッチ間隔Ｐを用いることができる。本発明の中空繊維膜10の重要な長所の一つとしては、このような膜10が、任意の形状のチャネル、または受け用構造体の中に巻いたり、積層させたり、巻き付けたり、あるいは配置したりすることができることであり、個々の中空繊維膜10 の外側表面間に一定の表面間距離を維持しつつ、その特定のチャネルまたは受け用構造体の形状に合わせることができることである。また、本発明の中空繊維膜 10は、中空繊維膜10の外側表面と、何らかの隣接する構造部材（すなわち、特定のハウジングの隔壁または壁、あるいは中空繊維膜10が配置される溝あるいはチャネル）との間に所望の一定間隔を保持することができる。本発明の中空繊維膜10は、任意のサイズ・形状のチャネル内に個別に配置することができ、かつ、それに合わせることができるので、多数の個別繊維が特定の位置に予め形成されていたり、織込まれて特定形状の群または網をなしていたりする従来技術による織込リボン、あるいはその他の織込設計に比べて、はるかに優れた効果が得られる。ｉｉ．本発明の中空繊維膜を好ましい血液膜酸素補給装置内に組み込むこと本発明のモノフィラメントにより間隔保持された中空繊維膜10は、互いに異なる多数のタイプおよびサイズの血液酸素補給装置内に組み込むことができる。本発明の中空繊維膜10を組み込むことができる血液酸素補給装置の具体例としては、米国特許第5,120,501号に記載されており、カリフォルニア州、アービン92714 のバクスタヘルスケア社、ベントリー研究部からユニボックス^TM膜酸素補給システムとして市販されているものが挙げられる。本発明の中空繊維膜10がどのようにして特定の膜酸素補給装置内に組み込まれるかを説明することを目的として、米国特許第5,120,501号の膜酸素補給装置を本特許出願の図3、図4および図5に示す。また、米国特許第5,120,501号の全開示内容を本願では明示的に参考として援用する。図3〜図3dおよび図4〜図4bを参照すると、図示されている熱交換器／膜酸素補給装置40は、a）血液の温度を制御すること、およびb）血液のＰＯ₂およびＰＣＯ₂を所定の範囲内に維持することを目的として、体外血液回路に接続可能である。概略的にいうと、この熱交換器／膜酸素補給装置40は、熱交換体、すなわち蛇腹44と、熱交換ジャケット46とが組み込まれる外側ハウジングまたはシェル42を備えている。蛇腹44は、その外側表面上に円周方向に沿って形成された一連の環状リブまたはプリーツ48を有するほぼ円筒形の本体またはコアを備えている。これら一連の環状リブ48は、隣接するリブ48間に、それに対応する一連の環状で、互いにほぼ平行な血液受け溝またはチャネル50を規定している。熱交換ジャケット46は、その外側表面の周囲に延びている複数の環状フランジまたはリブ56を有しているほぼ円筒形の壁54を備えている。それによって、熱交換流体が円筒形の壁54の外側表面の周囲を通過し、その周囲の蛇腹44の内側表面と接触することを可能にする連続的な流体流路が形成される。このようなものであるので、円筒形の壁54と、それを取り巻く蛇腹44との間の流路58を通って熱交換流体が循環することによって、蛇腹44を加熱または冷却するように動作することができる。よって、同時に、蛇腹44の外側表面上の血液通路チャネル50を通って流れる血液を加熱または冷却することができる。図示されている熱交換器／膜酸素補給装置40の特定の実施形態においては、中空繊維膜10からなる多数の渦が、蛇腹44の外側表面上の各チャネル50内に配置され、かつそのような渦がそれぞれ、それに隣接する渦にほぼ平行で横並びの位置にあるように、１本の細長い中空繊維膜10を蛇腹44の外側表面の周囲に何回も巻き付ける。引き続いて、長い中空繊維膜に垂直方向の切れ込みを入れることによって、それぞれの渦が、蛇腹44の外側表面の周囲に巻き付けられた個々の中空繊維膜10となるようにする。それによって、互いに実質的に平行で横並びの関係にあるように配置された、別個にそれぞれ１群または１束84をなす複数の中空繊維膜10が、各チャネル50内にあるようにする。複数の中空繊維膜10からなる個別の群84はそれぞれ、好ましくは、各チャル50 内に積層されている、または巻き付けられている約240本〜260本の個別の中空繊維膜10から構成される。それぞれの膜10のモノフィラメントスペーサ部材12（例えば、別個のモノフィラメント部材または隆起したリブ）は、隣接する膜10の外側表面と当接する。それによって、個々の膜10間に所定の、つまり一定の間隔を保持することができる。また、蛇腹44の環状リブまたはプリーツ48に隣接して位置している複数の中空繊維膜10については、その中空繊維膜上に配置または形成されているモノフィラメントスペーサ部材12は、隣接するリブまたはプリート48 に当接する。それによって、これらの中空繊維膜10の外側表面と、蛇腹44の隣接面との間に一定の、つまり所定の間隔を保持することができる。個々の膜10をそれぞれの溝50内に巻き付ける、または積層させる前に、例えば螺旋状プラスチックバネのような空間を埋めるための部材（space occupying me mber）を各溝の底部領域に配置することによって、中空繊維膜10が、チャネル50 の底部をすっかりふさいでしまうことを防止することができる。よって、（例えばプラスチックバネのような）空間を埋めるための部材を各チャネル50の底部に存在させることによって、各チャネル50の最も内側の領域に血液通路用の隙間86を形成することができる。このようなものであるので、血液を、まず各チャネル50の底部の血液流用の隙間86に分流させたり、流れを変えたりした後、そのようなチャネル50のそれぞれでグループ分けされた個々の中空繊維膜10の外側表面の上を外側に向かって浸透させたり、通過させたりすることができる。したがって、当初外向きである血液流の方向は、各チャネル50内に配置された中空繊維膜10の長手方向の軸に対してほぼ垂直である。血液が、個々の中空繊維膜10の外側表面の上を外側に向かって浸透したり、通過したりしている間に、血液は、個々の中空繊維膜10の外側表面上に配置または形成されているモノフィラメントスペーサ部材12と接触する。螺旋状スペーサ部材に対してこのように接触または衝突するたびに、流れている血液の向きが横方向に偏向し、中空繊維10の長手方向の軸の方向にシフトする。よって、各中空繊維膜10の外側表面上に配置されている単一の螺旋状モノフィラメント状スペーサ部材12は、血液が中空繊維膜10の外側表面14を通過する時に、望み通りに螺旋状、または横方向にシフトした血液流路をつくることができるという機能も付随的に果たすことができる。本発明のこの局面は、図2aに矢印で具体的に示されている。単一のモノフィラメント状スペーサ部材12がもつ流れを方向づける機能、または流れを変える機能は、日本国の公開特許出願平3（1991）-278821号公報（Ｆujii）に記載されている、正反対の、互い違いに交差する方向に巻かれている多数のスペーサ部材では実現することができないものである。なぜなら、反対方向に巻き付けられたスペーサ部材が存在していると、このように螺旋状に方向づけられた血液流が不均等に流れる結果となったり、および／または第２の、反対方向を向いているスペーサ部材と流れが交差して衝突することによって血液の過度の乱流が生じたりする結果となるからである。血液をまずそれぞれの隙間86へと分流させたり、流れを変えたりすることによって、血液がまず蛇腹44の隣接する外側表面48と接触することが可能になる。そのことは、蛇腹44の内側表面上を循環している熱交換媒体の温度に従って、血液の加熱または冷却効果に直ちに影響を与える。よって、装置40を通って循環している血液は、隙間86から、個々の中空繊維膜10のガス交換用の外側表面を通って外側に向かって浸透したり流れ始めたりする前に、制御された温度になる。それぞれの束84の中空繊維膜10の対向する２つの端部は、血液吸込マニホルド 60の裏側に中実のブロック78を形成する中実のポッチング（potting）材料内に固定される。ポッチング材料78の背面79は面一に切断されている。それによって、中空繊維の管腔16の開口端部が、面79において開口部を形成し、膜10のそのような管腔16を通してガスが流入／流出できるようにする。装置40のシェル42のある側面上の、血液吸込マニホルド60のすぐ外側に配置されたガス通路マニホルド 70によって、所望のガスまたはガス混合物を個々の中空繊維膜10の管腔16を通して通過させることがより容易になる。ガス通路マニホルド70は、ほぼ中空の内部を有する剛性のシェルまたはケーシングを備えている。また、中実の隔壁72が、そのケーシングの中間領域を通って垂直方向に延びている。隔壁72は、ガス通路マニホルド70の内側チャンバをガス吸込チャンバ74と、ガス吐出チャンバ76との２つに分割する。複数の中空繊維膜10の第１の（吸込側）端部は、ポッチング材料ブロック78の左側に沿って垂直柱状に配置されており、それによって、ガスマニホルド70のガス吸込チャンバ74と位置合わせされ、流体接触している。同様に、複数の中空繊維膜10の第２の端部は、ポッチング材料ブロック78の右側に沿って垂直柱状に配置されており、それによって、ガスマニホルド70のガス吐出チャンバ76と位置合わせされ、流体接触している。このような構成を用いることによって、ガス吸込コネクタ80を通してマニホルド70のガス吸込チャンバ74内に注入されたガスまたはガス混合物（すなわち、純粋酸素、酸素／大気混合物、酸素／窒素混合物）は、その後、中空繊維膜10の管腔16の第１の開口端部内へと入った後、中空繊維膜10の管腔16を通って流れることになる。中空繊維膜10の管腔を通過した後、ガスまたはガス混合物は、中空繊維膜10の管腔16の第２の端部を通って外側に向かって流れ出し、ガス通路マニホルド70のガス吐出チャンバ76内へと流れ込む。その後、ガスまたはガス混合物を、ガス吐出コネクタ82を通して排出することができる。血液受けチャネルまたは溝50を通して血液をさらに容易に循環させるために、血液吸込マニホルド60が、シェル42のある側に形成または載置され、血液吐出マニホルド62が、シェル42の反対側に形成または載置される。血液が吸込マニホルド60をより容易に通ることができるように、血液吸込コネクタ64が血液吸込マニホルド60上に配置される一方、血液が吐出マニホルド62をより容易に通ることができるように、血液吐出コネクタ66が血液吐出マニホルド62上に配置される。血液吸込マニホルド60内の血液吸込流路は、流入してくる血液の流れを、血液吸込マニホルド60の内側表面上に形成された複数のスロット67から流出する別々の流れに分割するように構成されている。血液吸込マニホルド60のスロット67は、それぞれの溝またはチャネル50の最も内側の領域上に形成された実質的に中空の血液循環用の隙間86に対応して流体連絡されるように配置されている。それによって、スロット67から流出する血液が、まず循環用の隙間86内に流入した後、チャネル50を通り外側に向かって流れて、各チャネル50内に配置された中空繊維膜 10の外側表面上を流れるようにする。その結果、血液の流れは、膜10の外側表面 14上を通過する。このように血液を中空繊維膜10の外側表面14と接触させることによって、血液は、膜10の半透過性の壁を通して酸素を受け取ったり、二酸化炭素を吐出したりすることが可能になる。血液の、結果として生ずるＰＣＯ₂およびＰＯ₂は、ガスの内容物（つまり、ＦiＯ₂およびＦiＣＯ₂）と、個々の中空繊維膜10の管腔16を通過しているガス混合物の圧力とを調整することによって、制御されうる。ｉｉｉ．本発明の中空繊維膜を組み込んだ好ましい膜酸素補給装置の動作ここで、再び図3a〜図3dおよび図4〜図4bを参照すると、装置40の血液吸込コネクタ64は、患者の血管の血液が吸込コネクタ64を介して血液吸込マニホルド60 内に流入することができるように、患者の血管に接続される。同様に、血液吐出コネクタ66は、血液流出コネクタ66から流出する酸素補給された血液が、患者の動脈循環系に戻ることができるように、管を介して患者の動脈管構造に接続されている。上述の血液流がより容易に患者との間を往復することができるように、例えば蠕動性血液ポンプ、あるいはその他の血液ポンピング装置のような適切なポンピング手段が用いられる。所定の酸素含有ガス混合物（例えば、純粋酸素、あるいは例えば窒素のようなその他の適切なガスと酸素との混合物）の供給源が、管を介してガス吸込コネクタ80に接続されている。このような構成を用いることによって、所定の酸素含有ガス混合物が、ガス吸込チャンバ74内に入り、装置40の血液受け溝50内に配置された個々の中空繊維膜10の管腔16を通ることができる。個々の中空繊維膜10の管腔16を通過した後、使用済みのガスは、その後、ガス吐出チャンバ76内に入り、ガス吐出コネクタ82を通して排出される。酸素あるいはその他のガスの濃度を監視するための装置を、ガス吸込コネクタ 80またはガス吐出コネクタ82のいずれかに隣接する流路に接続することができる。それによって、装置40を出入りする酸素あるいはその他のガスの相対濃度の実行中の監視に備えることができる。また、ガス−混合物通路に沿った１つ以上の地点に圧力感知手段を配置することによって、装置40内ガス−混合物の圧力を監視することが可能となる。温度制御された熱交換流体（例えば、食塩水または水）を再度循環させるための装置が、熱交換器吸込コネクタ88および熱交換器吐出コネクタ90に接続されることによって、温度制御された熱交換媒体を、熱交換器ジャケット流路58を通り、周囲の蛇腹44の内側表面に接触するように再循環させることができる。血液吐出コネクタ66を通して装置40から出ていく血液の温度を監視し、流路58を通って循環している熱交換媒体の温度をサーモスタットあるいはその他の手段により調整することができる。その結果、血液流出コネクタ66を通って出ていく血液の温度を所定の温度範囲内に維持または制御することができる。血液内のＯ₂およびＣＯ₂の分圧が制御される際の効率および一貫性は、膜厚、および、装置40を通って流れる血液の接触する表面積が一貫したかたちで最適化され、維持されるように、個々の中空繊維膜10の外側表面14間に一定の、つまり所定のスペーサ幅ＳＷを維持できるかどうかにかかっていることは理解されたい。膜のそれぞれ束84内で個々の中空繊維膜10の外側表面14の周囲に螺旋状モノフィラメント状スペーサ部材12を配置することによって、各束84内の個々の中空繊維膜10が、望ましい所定のスペーサ幅ＳＷを介して互いに隔てられているようにすることができる。その結果、膜厚、および循環して中空繊維膜10の外側表面14 と接触する血液の量を、確実に一定で予想できるものとすることができ、ユニット毎の変動を最小限にとどめることができる。また、本願明細書において詳細に説明しているように、中空繊維膜10の外側表面14上にスペーサ部材12を螺旋状、または渦巻き状に配置または形成することによって、血栓が結果として形成される可能性のある、血液の不必要な遮断、分断あるいは乱流を引き起こすことなく、血液の流れを、個々の中空繊維膜10の外側表面14の周囲の乱流を起こさない層状の流路に方向づけることができる。また、個々のスペーサ部材12は、濡れ性ではないモノフィラメント材料から形成されるので、このようなスペーサ部材12は血液で濡れることがなく、マルチフィラメントの織込み型、またはヤーン型の濡れ性スペーサ部材では発生する可能性のある、装置40内での血液の停滞やホールドが結果として起こることがない。ｉｖ．本発明のモノフィラメントで間隔保持された中空繊維膜の製造方法本発明のモノフィラメントにより間隔保持された中空繊維膜10は、適切な任意の手段によって製造可能である。これには、以下に説明する２つの代替製造方法が含まれている。モノフィラメント状スペーサ部材12が、中空繊維の壁とは連続的に形成されていない別個のモノフィラメント部材からなる実施形態においては、このような別個のモノフィラメント部材12は、細長い管状中空繊維膜10の外側表面14の周囲に螺旋状に巻くことができる。このような別個のモノフィラメント状部材12は、管状中空繊維膜10の外側表面14の周囲に手を使って螺旋状に巻くこともできるし、自動化された機械を使って巻くこともできる。モノフィラメント状繊維を細長い中空繊維膜の周囲に螺旋状に巻くために用いることができる自動化された繊維巻き付け機械としては、例えば、その周囲に一定量のモノフィラメント状繊維が巻かれている動力駆動される中空コア型のパーンがある。中空繊維膜は、紡糸パーンの中心を通って長手方向に繰り出される。モノフィラメント状繊維は、パーンから紡ぎ出されて、前進している中空繊維膜の外側表面上へと向かう。その結果、モノフィラメント状繊維は、中空繊維膜の外側表面上に螺旋状に巻き付けられる。モノフィラメント状スペーサ部材12が、管状中空繊維膜10の外側表面14に形成された螺旋状リブを備えている、本発明の実施形態においては、そのようなリブは、図5aおよび図5bに示されているように、中空繊維膜10本体の一部として押出成形することができる。モノフィラメント状リブ付き中空繊維膜10dを形成するのに用いることができる押出ダイ100は、円筒形の外側部材104の中空の内側ボア内に配置された円形の内側コア部材102を備えている。１つ以上のへこみ106が、円筒形の外側コア104の管腔面上に形成されている。それによって、ダイ100によって押出成形される被加工物は、その外側表面上に単一の隆起したリブ12dを有するほぼ円形の中空の管10dの形状となる。外側ダイ部材104および／または押出されてくる被加工物に回転力を加えることによって、管状中空繊維膜10dの外側表面の周囲にリブ12dが螺旋状に形成されることになる。押出成形される被加工物がダイ100から出てくる速度に対する、外側ダイ部材104および／または被加工物の回転速度が、螺旋状リブ12dの目のつまり具合、すなわちピッチ間隔を決定する。図6は、別個の中空モノフィラメント状スペーサ部材がまず、前進している中空繊維膜の外側表面の周囲に巻き付けられた後、その部材が螺旋状に巻き付けられた中空繊維膜が、例えば膜酸素補給装置のコアのようなコア部材の外側表面上に巻き付けられるか、載置されるかするといったステップを連続的におこなうことを可能にする連続的製造プロセスの模式図である。図6に示されているように、細長い中空繊維膜100は、まずスプール102の周囲に巻き付けられる。中空繊維膜100は、スプール102から連続的に紡ぎ出されるか、引っばり出された後、動力の与えられているパーン106の中央通路104を通って繰り出される。モノフィラメント状スペーサ材料108（つまり、モノフィラメントラインまたは糸）は、はじめは端から端までパーン106の外側表面の周囲に巻かれている。パーン106が旋回するにつれて、モノフィラメント状スペーサ部材1 08は、パーン106の外側表面から巻きがほどかれる。それに伴って、前進している中空繊維膜100の外側表面の周囲に巻き付けられる。モノフィラメント状スペーサ部材108が、前進している中空繊維膜100の外側表面の周囲に巻き付けられる際の螺旋ピッチ間隔Ｐは、中空繊維膜100の供給速度を制御するか、変化させることによって、制御および／または調整することができる。動力の与えられているパーン106が旋回して、モノフィラメント状スペーサ繊維108を、前進している中空繊維膜100の外側表面の周囲に螺旋状に巻き付け終えた後、繊維が螺旋状に巻き付けられた中空繊維膜は、引き続いてローラ110および112を通って進み、例えば血液膜酸素補給装置の内側コアのようなコア部材114 の外側表面の周囲に巻き付けられる。このような部材としては、例えば、本願の図3a〜図3dおよび図4〜図4cに図示されている熱交換器／膜酸素補給装置40の中央蛇腹44が挙げられる。したがって、モノフィラメント状スペーサ部材108を中空繊維膜100の外側表面の周囲に螺旋状に巻き付けた後、引き続いて、その部材が螺旋状に巻かれた中空繊維膜10をコア部材114の外側表面の周囲に配置または巻き付けることは、中空繊維膜100の操縦・操作といった作業を介在させる必要もなく、連続的プロセスとして実現することができる。以上に本発明を、現時点では好ましい実施形態に言及しながら説明したが、本発明の意図する着想および範囲を超えることなく、本願明細書に記載された実施形態に対して各種追加、変更または改変を施すことができることは理解されたい。例えば、中空繊維膜10の外側表面14の周囲に巻き付けられている、または形成されている単一のモノフィラメント状スペーサ部材またはリブ12の代わりに、このような中空繊維膜10のそれぞれの上には、複数または多数のスペーサ部材またはリブ12を用いることができる。ただし、その場合、個々のスペーサ部材またはリブ12が重なり合って、その重なっている点、つまり交差している点で有効スペーサ幅が倍になったり広がったりすることがないようにする必要がある。したがって、本願明細書に記載されている望ましい流れ特性、および／または個々の中空繊維膜10と、それに隣接する表面との間の望ましい一定間隔を不均等にすることなく、２つまたは３つの平行なスペーサ部材またはリブ12を、単一の中空繊維膜10の外側表面14上に配置することができる。The present invention relates to a device for maintaining a monofilament interval of a hollow fiber membrane and a blood oxygen replenishing apparatus incorporating the same The present invention The present invention relates generally to medical devices. More specifically, an improved hollow fiber semi-permeable membrane having at least one monofilamentous spacer member spirally disposed on its outer surface, and an extracorporeal body incorporating such a hollow fiber semi-permeable membrane The present invention relates to a gas exchange device. Background of the Invention Extracorporeal oxygen supplementation systems are typically used to a) supplement oxygen in the blood of patients with impaired cardiopulmonary function, and b) remove carbon dioxide from the blood of such patients. The most common clinical situation in which an extracorporeal blood oxygenation system is utilized occurs when performing a cardiac / thoracic surgical procedure where cardiopulmonary bypass is used. A typical extracorporeal blood oxygenation system in use today has a rigid housing in which a number of tubular semi-permeable membranes known as "hollow fiber membranes" are located. Pure oxygen or a gas mixture containing oxygen is flowed through the lumen of the hollow fiber membrane, while the patient's blood passes over the outer surface of the hollow fiber membrane. By contacting the patient's blood with the outer surface of the membrane, oxygen can diffuse through the membrane and enter the blood. At the same time, carbon dioxide diffuses from the blood back into the gas. Oxygen partial pressure (PO _Two ) And the partial pressure of carbon dioxide (PCO) _Two ) Is affected by a number of factors. Such factors include: a) the surface area available for gas exchange (ie, the area where blood actually contacts the outer surface of the hollow fiber membrane); b) the relative concentrations of oxygen and carbon dioxide in the gas mixture. C) the pressure of the gas mixture within the lumen of the hollow fiber membrane, d) the flow rate of blood flowing over the outer surface of the hollow fiber membrane, e) the film thickness of blood through the outer surface of the hollow fiber membrane, and f) hollow Blood pressure and flow through the outer surface of the fibrous membrane. While many of the variables listed above can be controlled by adjusting the pressure, flow rate, and / or relative concentration pressure of blood and / or gas flowing through the device, the variable "blood film thickness" The specific gravity, which is a function of the design of the device, is large and is mainly determined by the size of the space existing between the individual hollow fibers in the device. When the spacing between the individual membranes is inconsistent, that is, when the spacing varies, the thickness of the blood varies (ie, is too thick or too thin) and / or fiber The presence of “dead spots” in the mesh (ie, contracted areas where blood does not flow) can result in a significant variation in the efficiency of the oxygenator. Taking into account that it is desirable to keep the inter-fiber spacing of the individual hollow fiber membranes constant, some prior art blood oxygen supplementation devices require that the desired spacing between individual hollow fiber membranes be maintained. There are some which incorporate various spacer means. Such types of spacer means that have been utilized for spacing hollow fiber membranes or similar devices are disclosed, for example, in US Pat. No. 4,066,553 (Bardonnet), US Pat. No. 4,368,124 (Brumfield), and US Pat. No. 4,341,631. (Hargitay), US Patent No. 4,622,206 (Torgeson), US Patent No. 4,840,227 (Schmidt), US Patent No. 4,869,059 (Austin), US Patent No. 4,874,514 (Casey, Jr.), US Patent No. 4,911,846 ( Akasu et al.), US Patent No. 4,950,391 (Weickhardt), US Patent No. 5,063,009 (Mizutani), US Patent No. 5,141,031 (Baurmeister), US Patent No. 5,198,110 (Hanai), US Patent No. 4,140,637 (Walter), US It is found in U.S. Pat. No. 4,031,012 (Gics), U.S. Pat. No. 4,900,314 (Quackenbush), U.S. Pat. No. 4,293,418 (Fuji et al.) And U.S. Pat. No. 4,428,403 (Lee et al.) (For heat exchangers). Among other things, U.S. Pat. No. 4,293,418 (Fuji et al.) Describes the use of spacer yarns wound around the outer surface of individual hollow fibers to maintain a predetermined spacing between individual hollow fibers. It is supposed to be. The individual spacer yarns described in U.S. Pat. No. 4,293,418 (Fuji et al.) Are textured yarns that are spirally wound so that a substantially equal and constant space is formed between the hollow fibers. (Column 2, line 67 to column 3, line 1). The textured "spacer yarns" described in U.S. Pat. No. 4,293,418 (Fuji et al.) Are said to be for maintaining a particular spacing between individual hollow fibers in various fluid separation devices. However, the use of such textured yarns in blood oxygenation devices for spacing individual hollow fiber membranes is due to the fact that the textured yarns may act as filtration media. It is not very desirable. As a result, blood will be filtered through the texture of the yarn rather than simply passing around the individual yarn. Because the textured yarn has a filtering effect, it can result in the retention of blood cells within the textured yarn, which can also result in thrombus formation. In addition, in the case of a multifilament yarn composed of a large number of fine fibers, the inert surface area with which blood comes into contact becomes unnecessarily large. If the surface is in such unnecessarily extensive contact, undesired bioreactive thrombogenic or other biocompatible reactions may occur due to contact of the blood with components of the yarn surface with which the blood comes into contact. Is more likely to trigger. In addition, because of the tendency to deform, the yarn may flatten the hollow fiber membrane, ie compress it. This results in a change in the desired spacer width provided by the yarn, and also in the blood flow space between adjacent gas exchange surfaces of the individual hollow fiber membranes (ie the blood film thickness). Is obtained. Another problem with multifilament textured "yarns" is that such yarns tend to flatten and expand when compressed. As a result, the surface of the adjacent hollow fiber membrane is unnecessarily covered, which affects the desired interval maintaining function. With these factors in mind, multifilament textured "spacer yarns" are less than optimal when used to maintain a specific lateral spacing between adjacent hollow fiber membranes. It can be said that. Another prior art hollow fiber membrane spacing method described in Japanese Patent Application Publication No. Hei 3 (1991) -278821 (Fuji) is to spirally wind the outer surface of a hollow fiber membrane. Two spacer yarns are used so that the "spacer yarns" cross each other many times in opposite directions. The spacer yarn wound and crossed in the opposite direction can be a monofilament. The "spacer yarn" wound and crossed in the opposite direction described in Japanese Patent Application Publication No. Hei 3 (1991) -278821 discloses a "spacer yarn" having such a configuration as to intersect in the opposite direction. Directs the flow of blood or other liquid through a substantially laminar flow path on the outer surface of the hollow fiber membrane, due to the fact that it results in the blocking or disruption of the laminar liquid flow I can't work. When the blood flow is cut off or cut off in this way, turbulence occurs in the blood, resulting in a hemolytic reaction or formation of a thrombus. Further, the "spacer yarn" wound and crossed in the opposite direction of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3 (1991) -278821 cannot perform the function of keeping the interval constant. Because the yarns overlap each other at the intersection. This overlapping of the "spacer yarns" results in a repetitive doubling of the spacer yarn width at each intersection. Therefore, if it is in contact with the surface of an adjacent housing or the surface of an adjacent hollow fiber membrane, the intersection of the spacer yarns described in JP-A-3 (1991) -278821 is approximately twice the desired spacing. Resulting in a spacing of This is because the individual "spacer yarn" elements overlap, ie, intersect. According to another prior art method for maintaining the spacing of hollow fiber membranes, another weft fiber is woven between individual hollow fibers as described in US Pat. No. 5,141,031 (Baurmeister). Or need to knit. The process of weaving or knitting the weft fibers between the individual hollow fibers results in damage to the hollow fiber membrane. This is because such a process exerts a force on the surface of the fiber. To minimize damage to the fibers during this weaving or knitting process, it is necessary to use more costly and relatively strong fibers. Also, at least in some membrane oxygenation devices, the weft fibers are arranged perpendicular to the direction of blood flow. As a result, a turbulent flow may occur on the outer surface of the hollow fiber membrane without being bound by the blood flow, or the flow may be interrupted. Can be wrapped around the outer surface of an individual hollow fiber membrane for the purpose of simultaneously promoting the surface of the membrane while maintaining a predetermined or constant spacing between the individual hollow fiber membranes, There is still a need in the art to develop new spacer devices that can otherwise be formed on its surface. Summary of the Invention According to the present invention, there is provided an elongated tubular hollow fiber membrane having one or more monofilament spacer members disposed or formed on an outer surface thereof. Preferably, the at least one monofilament spacer member is arranged or formed in a helical shape. While it is possible in the present invention to place or form more than one helical monofilament spacer member on a single tubular hollow fiber membrane, such helical monofilament spacer members may be provided on the outer surface of the hollow fiber membrane. It is desirable that they do not overlap or intersect at any point, so as not to interrupt or disrupt the layered blood flow. In a first embodiment of the invention, a separate monofilament member (eg, a monofilament yarn or line) is spirally wound or wound around the outer surface of a tubular hollow fiber membrane. According to a second embodiment of the present invention, the helical monofilament spacer member may be formed on the outer surface of the hollow fiber membrane as a raised helical rib in a solid or monofilament configuration. Such raised monofilament ribs can be formed by providing notches or dents in an extrusion die used to extrude the tubular hollow fiber membrane. Next, when a rotational force is applied to the extrusion die and / or the hollow fibers extruded from the die, the extruded ribs form the desired spiral spiral as raised ribs on the outer surface of the tubular membrane. Can be presented. Further, according to the present invention, a plurality of hollow fiber membranes having the helical monofilament spacer member according to the above-described first or second embodiment can be operated so as to be in a side-by-side relationship at a parallel and close interval to each other. (Eg, packed) such that the helical monofilamentary member of each membrane abuts the outer surface of the adjacent membrane. With such an arrangement, the helical monofilament spacer member disposed or formed on the outer surface of the plurality of side-by-side adjacent membranes is thus constant between the outer surfaces of the adjacent membranes. That is, it can function to define and maintain a predetermined interval and distance. Similarly, a helical monofilament spacer member disposed on or formed on the outer surface of a membrane located next to a solid septum or wall of the housing is provided on the outer surface of such a membrane, It serves to maintain a specific, or predetermined, spacing between adjacent partitions or walls. Further, according to the present invention, there is provided an extracorporeal membrane oxygen supplementation device incorporating a hollow fiber membrane spirally wound or formed as a spiral rib according to the first and / or second embodiments described above. You. In this device, a plurality of membranes are arranged in a side-by-side relationship with each other substantially parallel and closely spaced such that the monofilament-like members or ribs of each such membrane are associated with the outer surface of the membrane adjacent thereto. The abutment defines and maintains a predetermined, or constant, spacing between them. Further in accordance with the present invention, a group or bundle of individual hollow fiber membranes, arranged in a side-by-side relationship at parallel, closely spaced intervals, can be combined with a membrane oxygenator or other extracorporeal blood treatment device. Can be placed within. The blood flow is also applied to the hollow fiber membrane so that a helical monofilament spacer member disposed on the outer surface of the hollow fiber membrane can direct the blood flow to a certain path on the outer surface of the membrane. On the outer surface of the vehicle. In embodiments where the blood flow is directed parallel to the longitudinal axis of the hollow fiber membrane, the helical monofilament spacer member may allow blood to pass through the helical flow path. In embodiments where the blood flow is not parallel to the longitudinal axis of the hollow fiber membrane, the helical monofilament spacer member may be configured such that each time the blood flow contacts or impinges on one of the plurality of helical monofilament spacer members, the blood flows. Be deflected and offset periodically. Other objects and advantages of the present invention will become apparent to one of ordinary skill in the art upon reading and understanding the following detailed description, with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a perspective view of one hollow fiber membrane in which a monofilament spacer according to the present invention is spirally arranged on an outer surface. FIG. 2 is an enlarged perspective view of two side-by-side hollow fiber membranes on which a monofilament spacer according to the present invention is arranged. FIG. 2a is a partial elevational view of a portion of FIG. FIG. 3a is a perspective view of a heat exchanger / membrane oxygenation device incorporating a monofilament spaced hollow fiber membrane according to the present invention. FIG. 3b is a top plan view of the membrane oxygen replenishing device shown in FIG. FIG. 3c is an exploded view of the blood heat exchanger / membrane oxygenation device of FIG. 3a. FIG. 3d is a cross-sectional view taken along line 3d-3d in FIG. 3a. FIG. 4 is a cutaway elevation view of the heat exchanger / membrane oxygen replenisher of FIG. FIG. 4a is a cross-sectional view of a portion of the heat exchanger / membrane oxygen supplement device of FIG. FIG. 4b is an enlarged sectional view of a region 4b of FIG. 4a. FIG. 5a is a perspective view of an extrusion die that can be used to manufacture a hollow fiber membrane according to a second embodiment of the present invention having a helical monofilament rib formed on an outer surface. FIG. 5b is a perspective view of a hollow fiber membrane according to a second embodiment of the present invention emerging from the extrusion die of FIG. 5a. FIG. 6 shows that the continuous hollow fiber membrane passes through a) a panning device that spirally winds a monofilament around the outer surface of the hollow fiber membrane, and b) the core elements of a blood treatment device such as a membrane oxygenator. FIG. 4 is a schematic view showing a continuous manufacturing method wound around the wrapping. FIG. 6a is an enlarged perspective view of a part 6a of FIG. Detailed Description of the Preferred Embodiment The following detailed description and the accompanying drawings are provided by way of illustration and description of the presently preferred embodiments of the invention only, and limit the scope of the claimed invention in any manner. It is not intended. i. Hollow fiber membrane with a monofilament spacer disposed thereon Referring to FIGS. 1-6, preferred hollow fiber membranes 10 according to the present invention each have a tubular semi-permeable membrane having an outer surface 14 and a hollow lumen 16 extending longitudinally therethrough. Contains a membrane. One or more monofilament spacer members are disposed or formed on the outer surface 14 of the membrane 10. The membranes 10 each have a semi-permeable tubular wall having a substantially constant thickness T. Each monofilament spacer member 12 on the membrane 10 has a spacer width SW that is the cross-sectional dimension (eg, diameter). By abutting each spacer 12 on an adjacent surface (e.g., the outer surface 14 of an adjacent hollow fiber membrane), the outer surface 14 of the membrane 10 on which the spacers 12 are located is reduced by the outer surface 14 of the adjacent membrane. And / or from any adjacent surface of the device with which the spacer 12 abuts can be held one spacer width SW apart. When used in a blood membrane oxygenation device, the hollow fiber membrane 10 of the present invention is preferably formed from a semi-permeable material suitable for blood-gas exchange. Such materials include, for example, cellulose esters such as cellulose diacetate and cellulose triacetate, cellulose derivatives such as cellulose ethers, polyamides, polyesters, methacrylic or acrylic polymers such as pomethyl methacrylate, polyurethanes, Organic silicone polymers, polyacrylonitrile and its copolymers, polysulfones and polyolefins such as, for example, polyethylene and polypropylene. Hollow fiber membrane 10 is extruded to a preferred wall thickness T in the range of 40-60 microns. The preferred lumen inner diameter ID of the hollow fiber membrane 10 is in the range of 270 to 290 microns, and the preferred outer diameter OD thereof is in the range of 350 to 410 microns. When placed or formed on the outer surface of such a preferred hollow fiber membrane 10, the helical spacer member 12 of the present invention preferably has an effective spacer width SW (eg, if the cross-sectional shape of the spacer is circular). (Corresponding to diameter) is in the range of 38-63 microns. Thus, when the helical spacer member 12 of one hollow fiber membrane 10 abuts the outer surface 14 of an adjacent hollow fiber membrane 10, the two adjacent hollow fiber membranes 10 It will be kept separated from each other by a distance equal to the effective spacer width SW. The longitudinal distance when the spacer member 12 has once completely spiraled around the outer surface 14 of the membrane 10 is referred to herein as the "pitch spacing" P. When applied to a blood membrane oxygenation device when the wall thickness T of the hollow fiber membrane 10 is in the preferred range of 40-60 microns, the helical monofilament spacer member 12 typically has a thickness in the range of 2.6-3.7 mm. It is preferable to have the pitch interval P. By keeping the pitch spacing P in the range of 2.6 to 3.7 millimeters in this manner, some points where each spacer member 12 contacts the outer surface 14 of the adjacent hollow fiber membrane 10 are sufficiently close to one another. The result is that a gap or space of equal size equal to the spacer width SW or diameter of the spacer member 12 is retained between adjacent outer surfaces 14. It should be understood that the predetermined pitch interval P changes depending on the relative flexibility, flexibility, or wall thickness T of the hollow fiber membrane 10. In embodiments where the hollow fiber membrane 10 has relatively high flexibility or flexibility, the distance between the points where each spacer member 12 contacts the outer surface 14 of the adjacent hollow fiber membrane 10 is minimized. Therefore, it is desirable to use a short pitch interval P. On the other hand, in embodiments where the hollow fiber membrane 10 has relatively high rigidity and low flexibility, the distance between the points at which each spacer member 12 contacts the outer surface 14 of the adjacent hollow fiber membrane 10 Can be used to make the longest pitch interval P. One of the important advantages of the hollow fiber membrane 10 of the present invention is that such a membrane 10 can be wound, laminated, wrapped, or arranged in any shape channel or receiving structure. And that it can be adapted to the shape of that particular channel or receiving structure while maintaining a constant surface-to-surface distance between the outer surfaces of the individual hollow fiber membranes 10. In addition, the hollow fiber membrane 10 of the present invention includes an outer surface of the hollow fiber membrane 10 and any adjacent structural member (that is, a partition or wall of a specific housing, or a groove or a channel in which the hollow fiber membrane 10 is disposed). At a desired constant interval. The hollow fiber membrane 10 of the present invention can be individually arranged in a channel of any size and shape, and can be adjusted to it, so that a large number of individual fibers are pre-formed at specific positions, A much better effect is obtained compared to woven ribbons or other woven designs according to the prior art, which are woven into groups or nets of a specific shape. ii. Incorporating the hollow fiber membrane of the present invention into a preferred blood membrane oxygenation device The hollow fiber membranes 10 spaced by the monofilaments of the present invention can be incorporated into many different types and sizes of blood oxygenation devices. A specific example of a blood oxygen replenishing device into which the hollow fiber membrane 10 of the present invention can be incorporated is described in U.S. Pat.No. 5,120,501, and is obtained from Bentley Research Department, Baxta Healthcare Company of Irvine 92714, California. ^TM Commercially available membrane oxygenation systems can be mentioned. For the purpose of explaining how the hollow fiber membrane 10 of the present invention is incorporated into a particular membrane oxygenator, the membrane oxygenator of U.S. Pat.No. 5,120,501 is shown in FIGS. 4 and FIG. The entire disclosure of U.S. Patent No. 5,120,501 is expressly incorporated herein by reference. Referring to FIGS. 3-3 d and 4-4 b, the illustrated heat exchanger / membrane oxygenator 40 comprises: a) controlling the temperature of the blood; and b) PO of the blood. _Two And PC O _Two Can be connected to an extracorporeal blood circuit for the purpose of maintaining within a predetermined range. Broadly, the heat exchanger / membrane oxygenator 40 includes an outer housing or shell 42 into which a heat exchanger or bellows 44 and a heat exchange jacket 46 are incorporated. The bellows 44 comprises a generally cylindrical body or core having a series of annular ribs or pleats 48 formed circumferentially on its outer surface. The series of annular ribs 48 define a corresponding series of annular, substantially parallel blood receiving grooves or channels 50 between adjacent ribs 48. Heat exchange jacket 46 includes a generally cylindrical wall 54 having a plurality of annular flanges or ribs 56 extending around its outer surface. This creates a continuous fluid flow path that allows the heat exchange fluid to pass around the outer surface of the cylindrical wall 54 and contact the inner surface of the bellows 44 therearound. As such, the heat exchange fluid circulates through a flow path 58 between the cylindrical wall 54 and the bellows 44 surrounding it to operate to heat or cool the bellows 44. be able to. Thus, at the same time, the blood flowing through the blood passage channel 50 on the outer surface of the bellows 44 can be heated or cooled. In the particular embodiment of the heat exchanger / membrane oxygenator 40 shown, multiple vortices of hollow fiber membrane 10 are located in each channel 50 on the outer surface of bellows 44 and as such. One elongate hollow fiber membrane 10 is wrapped around the outer surface of the bellows 44 many times such that each vortex is in a substantially parallel and side-by-side position with the adjacent vortex. Subsequently, a vertical cut is made in the long hollow fiber membrane so that each vortex is an individual hollow fiber membrane 10 wrapped around the outer surface of the bellows 44. Thereby, a plurality of hollow fiber membranes 10, each in a group or bundle 84, each arranged in a substantially parallel and side-by-side relationship with each other, are within each channel 50. Each individual group 84 of a plurality of hollow fiber membranes 10 is preferably comprised of about 240 to 260 individual hollow fiber membranes 10 stacked or wound in each char 50. . The monofilament spacer members 12 (eg, separate monofilament members or raised ribs) of each membrane 10 abut the outer surface of the adjacent membrane 10. As a result, a predetermined, that is, constant, interval between the individual films 10 can be maintained. Further, with respect to the plurality of hollow fiber membranes 10 located adjacent to the annular ribs or pleats 48 of the bellows 44, the monofilament spacer member 12 arranged or formed on the hollow fiber membranes has the ribs or the pleats adjacent thereto. Contact 48. Thereby, a constant, that is, a predetermined interval can be maintained between the outer surface of the hollow fiber membrane 10 and the adjacent surface of the bellows 44. Before winding or laminating the individual membranes 10 in the respective grooves 50, by placing a space occupying member in the bottom region of each groove, for example a helical plastic spring. In addition, it is possible to prevent the hollow fiber membrane 10 from completely blocking the bottom of the channel 50. Therefore, by providing a member for filling the space (such as a plastic spring) at the bottom of each channel 50, a gap 86 for a blood passage can be formed in the innermost region of each channel 50. As such, the blood is first diverted into the blood flow gap 86 at the bottom of each channel 50, or the flow is changed, and then the individual hollows are grouped in each such channel 50. It can penetrate or pass over the outer surface of the fiber membrane 10 outward. Accordingly, the direction of the blood flow, which is initially outward, is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the hollow fiber membrane 10 disposed within each channel 50. While blood is penetrating or passing outwardly over the outer surface of each hollow fiber membrane 10, blood is deposited or formed on the outer surface of each hollow fiber membrane 10. Contact with the monofilament spacer member 12. Each such contact or collision with the helical spacer member causes the direction of the flowing blood to deflect laterally and shift in the direction of the longitudinal axis of the hollow fiber 10. Thus, a single helical monofilament spacer member 12 disposed on the outer surface of each hollow fiber membrane 10, as blood passes through the outer surface 14 of the hollow fiber membrane 10, forms a spiral, or as desired, blood. The function that a laterally shifted blood channel can be created can also be fulfilled. This aspect of the invention is illustrated in FIG. 2a by arrows. The function of directing or changing the flow of a single monofilament spacer member 12 is described in Japanese Patent Application Publication No. 3 (1991) -278821 (Fujii). This cannot be realized with a large number of spacer members wound in a direction intersecting the direction of the arrow. This is because the presence of the oppositely wrapped spacer members may result in an uneven flow of the blood flow thus spirally directed and / or in a second, oppositely directed direction. This is because excessive turbulence of blood may be caused by the collision of the flow with the spacer member that is present. By diverting or changing the flow of blood first into the respective gap 86, it is possible for the blood to first contact the adjacent outer surface 48 of the bellows 44. That immediately affects the heating or cooling effect of the blood, depending on the temperature of the heat exchange medium circulating on the inner surface of the bellows 44. Thus, blood circulating through the device 40 is controlled before it begins to penetrate and flow outwardly from the gap 86 through the gas exchange outer surface of the individual hollow fiber membrane 10. Temperature. The two opposite ends of the hollow fiber membrane 10 of each bundle 84 are secured in a solid potting material forming a solid block 78 on the back of the blood suction manifold 60. The back surface 79 of the potting material 78 is cut flush. Thereby, the open end of the hollow fiber lumen 16 forms an opening at the surface 79 to allow gas to flow in / out through such lumen 16 of the membrane 10. A gas passage manifold 70 located on one side of the shell 42 of the device 40 and immediately outside the blood suction manifold 60 allows the desired gas or gas mixture to pass through the lumen 16 of the individual hollow fiber membrane 10. It will be easier. Gas passage manifold 70 comprises a rigid shell or casing having a substantially hollow interior. Also, a solid partition wall 72 extends vertically through an intermediate region of the casing. The partition 72 divides the inside chamber of the gas passage manifold 70 into two parts, a gas suction chamber 74 and a gas discharge chamber 76. The first (suction side) ends of the plurality of hollow fiber membranes 10 are arranged in a vertical column along the left side of the potting material block 78, thereby aligning with the gas suction chamber 74 of the gas manifold 70. Is in fluid contact. Similarly, the second ends of the plurality of hollow fiber membranes 10 are arranged in a vertical column along the right side of the potting material block 78, thereby aligning with the gas discharge chamber 76 of the gas manifold 70, Fluid contact. By using such an arrangement, the gas or gas mixture (ie, pure oxygen, oxygen / air mixture, oxygen / nitrogen mixture) injected into the gas inlet chamber 74 of the manifold 70 through the gas inlet connector 80 is then After entering into the first open end of the lumen 16 of the hollow fiber membrane 10, it will flow through the lumen 16 of the hollow fiber membrane 10. After passing through the lumen of the hollow fiber membrane 10, the gas or gas mixture flows outwardly through the second end of the lumen 16 of the hollow fiber membrane 10 and exits the gas discharge chamber 76 of the gas passage manifold 70. Flow into the inside. Thereafter, the gas or gas mixture can be exhausted through the gas discharge connector 82. To more easily circulate blood through the blood receiving channel or channel 50, a blood suction manifold 60 is formed or mounted on one side of the shell 42, and a blood discharge manifold 62 is formed or mounted on the opposite side of the shell 42. Is placed. The blood suction connector 64 is located on the blood suction manifold 60 so that blood can more easily pass through the suction manifold 60, while the blood discharge can be performed so that blood can more easily pass through the discharge manifold 62. A connector 66 is located on the blood ejection manifold 62. The blood suction flow path in the blood suction manifold 60 is configured to split the incoming blood flow into separate flows exiting from a plurality of slots 67 formed on the inner surface of the blood suction manifold 60. ing. The slots 67 of the blood suction manifold 60 are arranged to be in fluid communication with substantially hollow blood circulation gaps 86 formed on the innermost region of each groove or channel 50. . Thereby, the blood flowing out of the slot 67 first flows into the circulation gap 86, and then flows outward through the channels 50, on the outer surface of the hollow fiber membrane 10 arranged in each channel 50. To make it flow. As a result, the blood flow passes over the outer surface 14 of the membrane 10. By bringing the blood into contact with the outer surface 14 of the hollow fiber membrane 10 in this manner, the blood can receive oxygen and discharge carbon dioxide through the semi-permeable wall of the membrane 10. Blood resulting PCO _Two And PO _Two Is the gas content (ie, FiO _Two And FiCO _Two ) And the pressure of the gas mixture passing through the lumen 16 of the individual hollow fiber membrane 10 can be controlled. iii. Operation of a preferred membrane oxygenator incorporating the hollow fiber membranes of the present invention. Referring again to FIGS. 3a-3d and FIGS. 4-4b, the blood suction connector 64 of the device 40 allows blood from a patient's blood vessel to flow into the blood suction manifold 60 via the suction connector 64. Connected to the patient's vein so that it can. Similarly, the blood ejection connector 66 is connected via tubing to the patient's arterial tract structure so that oxygenated blood flowing out of the blood outflow connector 66 can return to the patient's arterial circulation. . Appropriate pumping means, such as, for example, a peristaltic blood pump or other blood pumping device, are used to allow the above-described blood flow to travel more easily to and from the patient. A supply of a predetermined oxygen-containing gas mixture (e.g., pure oxygen or a mixture of oxygen with another suitable gas, e.g., nitrogen) is connected to the gas suction connector 80 via a tube. By using such a configuration, a predetermined oxygen-containing gas mixture enters the gas suction chamber 74 and passes through the lumen 16 of each hollow fiber membrane 10 located in the blood receiving groove 50 of the device 40. Can be. After passing through the lumen 16 of each hollow fiber membrane 10, the used gas then enters the gas discharge chamber 76 and is discharged through the gas discharge connector 82. A device for monitoring the concentration of oxygen or other gas can be connected to a flow path adjacent to either the gas suction connector 80 or the gas discharge connector 82. Thereby, an on-going monitoring of the relative concentration of oxygen or other gas entering and exiting the device 40 can be provided. Also, by placing pressure sensing means at one or more points along the gas-mixture passage, it is possible to monitor the pressure of the gas-mixture in the device 40. A device for recirculating a temperature controlled heat exchange fluid (e.g., saline or water) is connected to the heat exchanger suction connector 88 and the heat exchanger discharge connector 90 to provide a temperature controlled heat exchange fluid. The media can be recirculated through the heat exchanger jacket channel 58 and into contact with the inner surface of the surrounding bellows 44. The temperature of the blood exiting the device 40 through the blood discharge connector 66 is monitored, and the temperature of the heat exchange medium circulating through the flow path 58 can be adjusted by a thermostat or other means. As a result, the temperature of blood exiting through blood outflow connector 66 can be maintained or controlled within a predetermined temperature range. O in blood _Two And CO _Two The efficiency and consistency in controlling the partial pressure of the individual hollow fibers is such that the film thickness and the contact surface area of the blood flowing through the device 40 are optimized and maintained in a consistent manner. It should be understood that it depends on the ability to maintain a constant, ie, predetermined, spacer width SW between the outer surfaces 14 of the membrane 10. By disposing the helical monofilament spacer member 12 around the outer surface 14 of the individual hollow fiber membrane 10 within each bundle 84 of membranes, the individual hollow fiber membranes 10 within each bundle 84 They can be separated from one another via the width SW. As a result, the film thickness and the amount of blood that circulates and contacts the outer surface 14 of the hollow fiber membrane 10 can be reliably and consistently and predictable, minimizing unit-to-unit variation. it can. Also, as described in detail herein, a thrombus may be formed by helically or spirally arranging or forming the spacer member 12 on the outer surface 14 of the hollow fiber membrane 10. Directs blood flow into a turbulent, non-turbulent laminar flow path around the outer surface 14 of the individual hollow fiber membrane 10 without causing possible unnecessary blockage, disruption or turbulence of the blood. be able to. Also, since the individual spacer members 12 are formed from a non-wettable monofilament material, such spacer members 12 are not wetted by blood, and are not woven with multifilament woven or yarn-type wettable spacer members. No stagnation or hold of blood in the device 40 can occur, which can occur. iv. Method for producing hollow fiber membranes spaced apart by monofilaments of the present invention The hollow fiber membrane 10 held by the monofilaments of the present invention can be manufactured by any suitable means. This includes the two alternative manufacturing methods described below. In embodiments where the monofilament spacer member 12 comprises a separate monofilament member that is not formed continuously with the wall of the hollow fiber, such a separate monofilament member 12 may be provided on the outer surface of the elongated tubular hollow fiber membrane 10. Can be spirally wound around 14. Such a separate monofilament member 12 can be helically wound around the outer surface 14 of the tubular hollow fiber membrane 10 by hand or can be wound using an automated machine. Automated fiber winding machines that can be used to spirally wind a monofilament fiber around an elongated hollow fiber membrane include, for example, a power-driven machine around which a certain amount of monofilament fiber is wound There is a hollow core type pan. The hollow fiber membrane is unwound longitudinally through the center of the spinning pan. The monofilamentary fibers are spun from the pan and onto the outer surface of the advancing hollow fiber membrane. As a result, the monofilament fibers are spirally wound on the outer surface of the hollow fiber membrane. In an embodiment of the present invention, where the monofilament spacer member 12 comprises a helical rib formed on the outer surface 14 of the tubular hollow fiber membrane 10, such a rib is shown in FIGS.5a and 5b. As described above, it can be extruded as a part of the hollow fiber membrane 10 body. An extrusion die 100 that can be used to form a monofilament ribbed hollow fiber membrane 10d includes a circular inner core member 102 disposed within a hollow inner bore of a cylindrical outer member 104. One or more indentations 106 are formed on the luminal surface of the cylindrical outer core 104. Thereby, the workpiece extruded by the die 100 is in the form of a substantially circular hollow tube 10d having a single raised rib 12d on its outer surface. By applying a rotational force to the outer die member 104 and / or the workpiece to be extruded, a rib 12d is spirally formed around the outer surface of the tubular hollow fiber membrane 10d. The rotational speed of the outer die member 104 and / or the workpiece relative to the speed at which the workpiece to be extruded emerges from the die 100 determines the occlusion of the spiral ribs 12d, ie, the pitch spacing. FIG. 6 shows that a separate hollow monofilament spacer member is first wound around the outer surface of the advancing hollow fiber membrane, and then the member is spirally wound into a hollow fiber membrane, e.g., a membrane oxygen supplement. FIG. 3 is a schematic diagram of a continuous manufacturing process that allows for continuous steps such as being wound or placed on an outer surface of a core member, such as the core of the device. As shown in FIG. 6, the elongated hollow fiber membrane 100 is first wound around a spool 102. The hollow fiber membrane 100 is continuously spun or drawn from a spool 102 and then unwound through a central passage 104 of a powered pan 106. A monofilamentary spacer material 108 (ie, a monofilament line or thread) is initially wrapped around the outer surface of the pan 106 from end to end. As the pan 106 pivots, the monofilament spacer member 108 unwinds from the outer surface of the pan 106. Along with that, it is wound around the outer surface of the advancing hollow fiber membrane 100. The helical pitch spacing P as the monofilament spacer member 108 is wound around the outer surface of the advancing hollow fiber membrane 100 is controlled and controlled by controlling or varying the feed rate of the hollow fiber membrane 100. And / or can be adjusted. After the powered pan 106 swirled and finished helically winding the monofilament spacer fibers 108 around the outer surface of the advancing hollow fiber membrane 100, the fibers were helically wound. The hollow fiber membrane continues through rollers 110 and 112 and is wrapped around the outer surface of a core member 114, such as the inner core of a blood membrane oxygenator. Such members include, for example, the central bellows 44 of the heat exchanger / membrane oxygen supplement device 40 illustrated in FIGS. 3a-3d and 4-4c of the present application. Therefore, after the monofilament spacer member 108 is spirally wound around the outer surface of the hollow fiber membrane 100, the hollow fiber membrane 10 in which the member is spirally wound is subsequently wound around the outer surface of the core member 114. Can be realized as a continuous process without the need for intervention such as operation and operation of the hollow fiber membrane 100. While the present invention has been described with reference to the presently preferred embodiments, various additions, changes, or modifications to the embodiments described herein without departing from the intended concept and scope of the invention. It should be understood that For example, instead of a single monofilamentous spacer member or rib 12 wrapped or formed around the outer surface 14 of the hollow fiber membrane 10, on each such hollow fiber membrane 10 A plurality or multiple spacer members or ribs 12 can be used. However, in that case, it is necessary to prevent the individual spacer members or ribs 12 from overlapping and the effective spacer width from being doubled or expanded at the overlapping point, that is, at the crossing point. Thus, without unequal the desired flow characteristics described herein and / or the desired uniform spacing between individual hollow fiber membranes 10 and their adjacent surfaces, two or three parallel A suitable spacer member or rib 12 can be disposed on the outer surface 14 of a single hollow fiber membrane 10.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者カーター，アール．サイクスアメリカ合衆国サウスカロライナ 29576，ミュレルズインレット，ソーミルロード − マウントギリアード 839────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Carter, Earl. Sykes United States South Carolina 29576, Murrells Inlet, SO -Mill Road-Mount Gillier De 839

Claims

[Claims] 1. A hollow fiber membrane oxygenation device for extracorporeal blood oxygenation, a. A substantially liquid-tight housing defining an inner chamber therein; b. In a substantially parallel and side-by-side relationship with the inner chamber of the housing; A plurality of elongated, tubular hollow fiber membranes, each arranged longitudinally Directional shaft, a first end, a second end, and a hollow lumen extending longitudinally therethrough. A number of elongated, tubular hollow fiber membranes having an inner lumen surface, and an outer surface; , c. The housing is shaped so that blood flow can enter the inner chamber. The blood inlet formed, d. In the housing, allow blood to exit the inner chamber A formed blood outlet, e. Gas flow may enter the lumen of the hollow fiber membrane through the first end. And formed in the housing and fluidly coupled to the first end of the hollow fiber membrane. Gas inlet that is f. Gas can exit the lumen of the hollow fiber membrane through the second end. Formed in the housing and fluidly connected to the second end of the hollow fiber membrane. Gas outlets g. Spiral monofilament on the outer surface of each of the plurality of hollow fiber membranes A spacer member; h. The monofilament spacer members of the respective hollow fiber membranes are adjacent By abutting the outer surface of the hollow fiber membrane, a constant distance is maintained between the outer surfaces of the membrane. The multiple bundled in the chamber so that a separation distance can be maintained. A hollow fiber membrane, A hollow fiber membrane oxygen replenishing device comprising: 2. The monofilament spacer member is formed separately from the hollow fiber membrane. A monofilament portion spirally wound around the surface of the hollow fiber membrane The device of claim 1 comprising a material. 3. The monofilament spacer member is positioned on the outer surface of the hollow fiber membrane. The device of claim 1, comprising a helically-shaped raised rib formed in the rib. 4. The effective spacer width of the monofilament spacer member is from 0.002 inch to 0 .004 inches, thereby providing 0.002 inches between the outer surfaces of adjacent hollow fiber membranes. The device of claim 1, wherein the device retains 0.004 inches from the inch. 5. A series of hollow fiber receiving grooves are formed in the housing and the plurality of hollow fiber receiving grooves are formed in the housing. Some of the hollow fiber membranes have a parallel side-by-side relation in each of the grooves. The device of claim 1, wherein the device is arranged to engage. 6. Each of the plurality of grooves has a base region without the hollow fiber membrane, A blood suction passage is provided to carry incoming blood first into the base area of the groove. The blood, whereby the blood is then placed in the channel Outwardly from the base region of the groove in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the membrane. And flow over the outer surface of the hollow fiber membrane. 6. The device of claim 5, wherein 7. Flowing in the direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the hollow fiber membrane Blood is applied to the helical monofilament spacer member disposed on the membrane. 7. The device of claim 6, wherein upon contact, the device deflects into the altered flow path. 8. A single helical monofilament spacer member is provided for each of the hollow fibers. The device of claim 1, wherein the device is on the outer surface of a membrane. 9. A plurality of monofilament spacer members are in front of each of the hollow fiber membranes. The plurality of spacer members are substantially parallel and non-intersecting on the outer surface. The device of claim 1, wherein the device is in a spiral shape. Ten. The monofilament spacer member has a width of 38 to 63 microns. The device of claim 1, comprising: 11． The monofilament spacer member is 2.6 mm to 3.7 mm The device of claim 1 having a helical pitch spacing of Torr. 12． The tubular hollow fiber membrane has a wall thickness of 40 microns to 60 microns. An apparatus according to claim 1. 13. The hollow lumen of the tubular hollow fiber membrane has a diameter of 270 microns to 290 microns. The device of claim 1, wherein the device has a diameter. 14. The hollow fiber membrane has an outer diameter of 350 microns to 410 microns. An apparatus according to claim 1. 15． The monofilament spacer member is arranged or formed in a spiral shape, A tubular semi-permeable hollow fiber fluid exchange membrane, A tubular membrane body formed of a semi-permeable membrane material, comprising: a longitudinal axis; A tubular membrane body having a surface and a hollow lumen extending therethrough. When, A helically shaped monofilament spacer member on the outer surface of the membrane body; The monofilament spacer is substantially incompressible and has a predetermined width. Components, A membrane comprising: 16． The monofilament spacer member is disposed on the outer surface of the hollow fiber membrane main body. Claim: comprising a separate monofilament spirally wound around a surface. 15. The membrane according to 15. 17． The helical monofilament spacer member is the hollow fiber membrane main body. The membrane of claim 15, comprising raised spiral ribs formed on an outer surface. . 18． The raised ribs a) said tubular hollow fiber with at least one raised rib on said outer surface; Providing an extrusion die configured to extrude the body of the membrane; b) A formable plus so that the extruded workpiece emerges from the extrusion die. Extruding a tic material through the extrusion die, the extruded workpiece An object is formed in the tubular body having at least one raised rib formed on the outer surface. A step including an empty fiber membrane body; c) applying a rotational force to the workpiece coming out of the extrusion die, A step that causes the raised rib to assume the spiral shape on the outer surface of the membrane body. And 18. The film according to claim 17, formed by a process comprising: 19. The raised ribs a) The tubular membrane body with at least one raised rib on the outer surface Providing an extrusion die configured to extrude; b) Formable plastic so that the extruded workpiece comes out of the extrusion die. Extruding a stick material through the extrusion die, the extruded material being extruded. The tubular article having at least one raised rib formed on the outer surface A step including a membrane body; c) while extruding the formable plastic material from the extrusion die, By rotating at least a portion of b, the raised ribs Providing the spiral shape on the outer surface of the membrane body; 18. The film according to claim 17, formed by a process comprising: 20. A single monofilament spacer member is provided on the outer surface of the membrane body. 18. The membrane according to claim 17, wherein there is. twenty one. A plurality of monofilament spacer members are on the outer surface of the membrane body. And the plurality of spacer members have a spiral shape that is substantially parallel and does not intersect. The membrane according to claim 15, twenty two. The monofilament spacer member has a width of 38 to 63 microns. 16. The membrane according to claim 15, wherein the membrane has twenty three. The helical monofilament spacer member is between 2.6 mm and 3.7 mm. 16. The membrane of claim 15, having a helical pitch spacing of liters. twenty four. The method of claim 15, wherein the tubular membrane body has a wall thickness between 40 microns and 60 microns. The membrane as described. twenty five. The hollow lumen extending longitudinally through the membrane body is 270 micron 16. The membrane of claim 15, wherein the membrane has a diameter of from about 290 microns. 26. The method of claim 15, wherein the membrane body has an outer diameter of 350 microns to 410 microns. On the membrane. 27. A group of attachments arranged in a side-by-side relationship at parallel, closely spaced intervals Fluid exchange system comprising a separate tubular hollow fiber membrane that is not Each of the membranes in the group A tubular membrane body formed of a semi-permeable membrane material, comprising: a longitudinal axis; A tubular membrane body having a surface and a hollow lumen extending therethrough. When, A helically shaped monofilament spacer member on the outer surface of the membrane body. Monofilaments, each of which is substantially incompressible and has a predetermined width Spacer members, A fluid exchange system comprising: The monofilament spacer member on the respective membrane body is adjacent to the adjacent membrane body. The outer surfaces of the plurality of membrane bodies are brought into contact with the outer surface of the Are separated from each other by a distance equal to the width of the filament spacer member. Fluid exchange system. 28. For passing a first exchange fluid through the lumen of the plurality of membrane bodies. A first fluid flow path; The outer surface between the spaced outer surfaces of the plurality of semipermeable membrane bodies A second fluid flow path for contacting the surface and passing a second exchange fluid; 28. The fluid exchange system according to claim 27, further comprising: 29. The second exchange fluid is first applied approximately to the longitudinal axis of the tubular hollow fiber membrane. The second fluid flow path is configured to flow in a substantially vertical direction; , Whereby the second exchange fluid flows into the monofilament spacer Contacting a member, thereby deflecting in the direction of the longitudinal axis of the hollow fiber membrane; 29. The system according to claim 28. 30. The monofilament spacer member has an outer surface of the hollow fiber membrane main body. 28.Containing a separate monofilament helically wound therearound. The described system. 31. The helical monofilament spacer member is the hollow fiber membrane main body. 28.The method of claim 27, comprising a raised helical rib formed on the outer surface. system. 32. The raised ribs a) said tubular hollow fiber with at least one raised rib on said outer surface; Providing an extrusion die configured to extrude the body of the membrane; b) Formable plastic so that the extruded workpiece comes out of the extrusion die. Extruding a stick material through the extrusion die, the extruded material being extruded. The tubular article having at least one raised rib formed on the outer surface A step comprising a hollow fiber membrane body; c) applying a rotational force to the workpiece coming out of the extrusion die, A step in which the raised ribs assume the spiral shape on the outer surface of the membrane body. And 32. The system of claim 31, wherein the system is formed by a process comprising: 33. The raised ribs a) The tubular membrane body with at least one raised rib on the outer surface Providing an extrusion die configured to extrude; b) Formable plastic so that the extruded workpiece comes out of the extrusion die. Extruding a stick material through the extrusion die, the extruded material being extruded. The tubular article having at least one raised rib formed on the outer surface A step including a membrane body; c) while extruding the formable plastic material from the extrusion die, By rotating at least a portion of b, the raised ribs Providing the spiral shape on the outer surface of the membrane body; 32. The system of claim 31, wherein the system is formed by a process comprising: 34. A single monofilament spacer member is provided on the outer surface of the membrane body. 28. The system of claim 27, wherein there is. 35. A plurality of monofilament spacer members are on the outer surface of the membrane body. And the plurality of spacer members have a spiral shape that is substantially parallel and does not intersect. 28. The system of claim 27. 36. The monofilament spacer member has a width of 38 to 63 microns. 28. The system of claim 27, wherein 37. The helical monofilament spacer member is between 2.6 mm and 3.7 mm. 28. The system of claim 27, having a helical pitch spacing of liters. 38. The method according to claim 27, wherein the tubular membrane body has a wall thickness of 40 microns to 60 microns. The described system. 39. The hollow lumen extending longitudinally through the membrane body is 270 micron 28. The system of claim 27, wherein the system has a diameter from about 290 microns. 40. 28. The method of claim 27, wherein the membrane body has an outer diameter of 350 microns to 410 microns. On-board system. 41. Having a longitudinal axis and an outer surface disposed within the extracorporeal blood treatment device A method of directing blood flow over a group of semipermeable hollow fiber membranes, a. Spiral monofilament spacer members, each said hollow fiber in said group Providing on the outer surface of a membrane; b. The longitudinal axes of the plurality of hollow fiber membranes are substantially parallel to each other. The helical monofilament space on the outer surface of the respective hollow fiber membrane The plurality of hollow fibers so that the support member contacts the outer surface of the adjacent hollow fiber membrane. By arranging the membranes in a side-by-side relationship close to each other, the Maintaining a distance according to a first spacing between the outer surfaces of the abutting hollow fiber membranes; c. Allowing blood to flow between the outer surfaces of the individual hollow fiber membranes in the group. And the blood flow impinges on the helical monofilament spacer member, Causing it to be guided by the member; The method that contains. 42. Step a. But, 2.6mm to 3.7mm on the monofilament spacer member 42. The method of claim 41, further comprising the step of: Law. 43. Step a. But, The first distance between the outer surfaces of adjacent hollow fiber membranes is between 350 microns and 410 microns. 350 micron on the monofilament spacer member to be maintained during the 42. The method of claim 41 further comprising the step of having a width of 410 microns from Ron. The described method. 44. Step c. But, The direction in which blood flow is first not parallel to the longitudinal axis of the individual hollow fiber membranes The blood flow through the monofilament spacer section Each time it strikes a material, the blood flow is diverted in the direction of the longitudinal axis of the hollow fiber membrane. 42. The method according to claim 41, further comprising the step of causing the event to occur. 45. Spiral monofilament spacer member on outer surface of elongated hollow fiber membrane And then wind the hollow fiber membrane around the inner core of the blood treatment device. A continuous method, a) providing an elongated tubular hollow fiber membrane having an outer surface; b) providing an elongated monofilament member; c) advancing the hollow fiber membrane longitudinally along a first path; d) holding the monofilament member inside the hollow fiber membrane while the By winding the monofilament portion around the outer surface of the empty fiber membrane A material is spirally wound around the outer surface of the hollow fiber membrane. Tep, e) the monofil wound spirally around the hollow fiber membrane. Step around the inner core member of the blood treatment device together with the filament member. And The method that contains. 46. A hollow passage formed so that the monofilament member first penetrates; And the hollow fiber membrane passes through the hollow passage of the pan. And the hollow fiber membrane is advanced along the first passage. While the pan is around the outer surface of the hollow fiber membrane, the monofilament 46. The method according to claim 45, wherein the method is used to spirally wind a member. 47. The core member of the blood processing device is formed around an outer surface of the member. A plurality of grooves, the monoflic being spirally disposed around the outer surface. Wherein said hollow fiber membrane having a filament spacer surrounds said outer surface of said core member. When the hollow fiber membrane rotates a predetermined number of times by being wound around 46. The method of claim 45, wherein the method is wound into each of the grooves. 48. The wrapping step (d) is performed by a pan. The method according to item 45. 49. f) winding the monofilament member at a speed at which the hollow fiber membrane advances. By controlling the speed of the monofilament spacer member, Step of having a constant spiral pitch spacing 46. The method of claim 45, further comprising: 50. The monofilament spacer member is 2.6 mm to 3.7 mm The traveling speed is equal to the winding speed so as to have a helical pitch interval of Torr. 50. The method of claim 49, wherein the method is controlled.