JPH10504228A

JPH10504228A - 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

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: CA2191438A1; EP0764045A1; WO1995034373A1

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。

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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】１．体外血液酸素補給用の中空繊維膜酸素補給装置であって、 a．内部に内側チャンバを規定する実質的に液密のハウジングと、 b．該ハウジングの該内側チャンバに、互いにほぼ平行で横並びの関係にあるように配置された多数の細長い、管状中空繊維膜であって、それぞれが、長手方向の軸と、第１の端部と、第２の端部と、長手方向に貫通している中空の管腔と、内側管腔表面と、外側表面とを有している、多数の細長い、管状中空繊維膜と、 c．血液流が該内側チャンバ内に入ることができるように、該ハウジングに形成された血液吸込口と、 d．血液が該内側チャンバから出ていくことができるように、該ハウジングに形成された血液吐出口と、 e．ガス流が、該第１の端部を通って該中空繊維膜の該管腔内に入ることができるように、該ハウジングに形成され、該中空繊維膜の該第１の端部に流体連結されているガス吸込口と、 f．ガスが、該第２の端部を通って該中空繊維膜の該管腔から出ることができるように、該ハウジングに形成され、該中空繊維膜の該第２の端部に流体連結されているガス吐出口と、 g．該多数の中空繊維膜のそれぞれの該外側表面上の螺旋状モノフィラメントスペーサ部材と、 h．該それぞれの中空繊維膜の該モノフィラメントスペーサ部材が、隣接する中空繊維膜の該外側表面と当接することによって、該膜の該外側表面間に一定間隔の距離を保持することができるように、該チャンバ内で束ねられている該多数の中空繊維膜と、を備えている中空繊維膜酸素補給装置。２．前記モノフィラメントスペーサ部材が、前記中空繊維膜とは別個に形成され、該中空繊維膜の前記表面の周囲に螺旋状に巻かれているモノフィラメント部材を備えている、請求項1に記載の装置。３．前記モノフィラメントスペーサ部材が、前記中空繊維膜の前記外側表面上に形成された螺旋形状の隆起したリブを備えている、請求項1に記載の装置。４．前記モノフィラメントスペーサ部材の有効スペーサ幅が0.002インチから0 .004インチであり、それによって、隣接する中空繊維膜の外側表面間に0.002インチから0.004インチの間隔を保持する、請求項1に記載の装置。５．一連の中空繊維受け溝が前記ハウジング内に形成されており、前記複数の中空繊維膜のうちいくつかが、該溝のそれぞれの中に、互いに平行に横並びの関係にあるように配置されている、請求項1に記載の装置。６．前記複数の溝がそれぞれ、前記中空繊維膜のない基底領域を有しており、流入してくる血液を、まず該溝の該基底領域内へと運ぶために血液吸込通路が設けられており、それによって、該血液がその後、該溝内に配置された該中空繊維膜の前記長手方向の軸にほぼ垂直な方向に、該溝の該基底領域から外側に向かって流れるようにし、そして、該中空繊維膜の前記外側表面の上を通過するようにする、請求項5に記載の装置。７．前記中空繊維膜の前記長手方向の軸に対してほぼ垂直な前記方向に流れている血液が、該膜上に配置された前記螺旋状モノフィラメントスペーサ部材に当接することによって、変更された流路へと偏向する、請求項6に記載の装置。８．単一の螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が、前記それぞれの中空繊維膜の前記外側表面上にある、請求項1に記載の装置。９．複数のモノフィラメントスペーサ部材が、前記それぞれの中空繊維膜の前記外側表面上にあり、かつ、該複数のスペーサ部材が、実質的に平行で交差しない螺旋形状である、請求項1に記載の装置。 10．前記モノフィラメントスペーサ部材が、38ミクロンから63ミクロンの幅をもつ、請求項1に記載の装置。 11．前記モノフィラメントスペーサ部材が、2.6ミリメートルから3.7ミリメートルの螺旋ピッチ間隔をもつ、請求項1に記載の装置。 12．前記管状中空繊維膜が、40ミクロンから60ミクロンの壁厚をもつ、請求項 1に記載の装置。 13．前記管状中空繊維膜の前記中空管腔が、270ミクロンから290ミクロンの直径をもつ、請求項1に記載の装置。 14．前記中空繊維膜が、350ミクロンから410ミクロンの外径をもつ、請求項1 に記載の装置。 15．モノフィラメントスペーサ部材が螺旋形状に配置または形成されている、管状半透過性中空繊維流体交換膜であって、半透過性膜材料で形成されている管状膜本体であって、長手方向の軸と、外側表面と、長手方向に貫通して延びている中空の管腔と、を有している管状膜本体と、該膜本体の該外側表面上の、螺旋形状のモノフィラメントスペーサ部材と、実質的に非圧縮性であり、所定の幅をもっている該モノフィラメントスペーサ部材と、を備えている膜。 16．前記モノフィラメントスペーサ部材が、前記中空繊維膜本体の前記外側表面の周囲に螺旋状に巻かれている別個のモノフィラメントを備えている、請求項 15に記載の膜。 17．前記螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が、前記中空繊維膜本体の前記外側表面上に形成された隆起した螺旋状リブを備えている、請求項15に記載の膜。 18．前記隆起したリブが、 a）前記外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブを備えた前記管状中空繊維膜本体を押出すように構成された押出ダイを設けるステップと、 b）該押出ダイから、押出された被加工物が現れるように、形成可能なプラスチック材料を該押出ダイを通して押出すステップであって、該押出された被加工物が、該外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブが形成されている該管状中空繊維膜本体を含んでいる、ステップと、 c）該押出ダイから出てくる該被加工物に回転力を加えることによって、該隆起したリブが、該膜本体の該外側表面上に該螺旋形状を呈するようにするステップと、を含んでいるプロセスによって形成される、請求項17に記載の膜。 19．前記隆起したリブが、 a）前記外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブを備えた前記管状膜本体を押出すように構成された押出ダイを設けるステップと、 b）該押出ダイから、押出された被加工物が出てくるように、形成可能なプラスチック材料を該押出ダイを通して押出すステップであって、該押出された被加工物が、該外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブが形成されている該管状膜本体を含んでいる、ステップと、 c）該押出ダイから該形成可能なプラスチック材料を押出しながら、該押出ダイの少なくとも一部を回転させることによって、該隆起したリブが、該中空繊維膜本体の該外側表面上に前記螺旋形状を呈するようにするステップと、を含んでいるプロセスによって形成される、請求項17に記載の膜。 20．単一のモノフィラメントスペーサ部材が、前記膜本体の前記外側表面上にある、請求項17に記載の膜。 21．複数のモノフィラメントスペーサ部材が前記膜本体の前記外側表面上にあり、かつ、該複数のスペーサ部材が、実質的に平行で交差しない螺旋形状である、請求項15に記載の膜。 22．前記モノフィラメントスペーサ部材が、38ミクロンから63ミクロンの幅をもつ、請求項15に記載の膜。 23．前記螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が、2.6ミリメートルから3.7ミリメートルの螺旋ピッチ間隔をもつ、請求項15に記載の膜。 24．前記管状膜本体が、40ミクロンから60ミクロンの壁厚をもつ、請求項15に記載の膜。 25．前記膜本体を貫通して長手方向に延びている前記中空管腔が、270ミクロンから290ミクロンの直径をもつ、請求項15に記載の膜。 26．前記膜本体が、350ミクロンから410ミクロンの外径をもつ、請求項15に記載の膜。 27．互いに平行に近接した間隔で横並びの関係に配置されている、１群の付着されていない別個の管状中空繊維膜を備えている流体交換システムであって、該群内の該膜がそれぞれ、半透過性膜材料で形成されている管状膜本体であって、長手方向の軸と、外側表面と、長手方向に貫通して延びている中空の管腔と、を有している管状膜本体と、該膜本体の該外側表面上の、螺旋形状のモノフィラメントスペーサ部材であって、それぞれが実質的に非圧縮性であり、所定の幅を有しているモノフィラメントスペーサ部材と、を備えている、流体交換システムであって、該それぞれの膜本体上の該モノフィラメントスペーサ部材が、隣接する膜本体の外側表面と当接することによって、該複数の膜本体の該外側表面が、該モノフィラメントスペーサ部材の幅に等しい距離を介して、互いに隔てられるようになる、流体交換システム。 28．前記複数の膜本体の前記管腔を通して第１の交換流体を通過させるための第１の流体流路と、前記複数の半透過性膜本体の前記間隔の設けられた外側表面の間を、該外側表面に接触して第２の交換流体を通過させるための第２の流体流路と、をさらに備えている、請求項27に記載の流体交換システム。 29．前記第２の交換流体が、まず前記管状中空繊維膜の前記長手方向の軸にほぼ垂直な方向に流れるようにするために、前記第２の流体流路が構成されており、それによって、該第２の交換流体が流入して、前記モノフィラメントスペーサ部材と接触し、その結果、該中空繊維膜の該長手方向の軸の方向にそらされる、請求項28に記載のシステム。 30．前記モノフィラメントスペーサ部材が、前記中空繊維膜本体の外側表面の周囲に螺旋状に巻かれている別個のモノフィラメントを備えている、請求項27に記載のシステム。 31．前記螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が、前記中空繊維膜本体の前記外側表面上に形成された隆起した螺旋状のリブを備えている、請求項27に記載のシステム。 32．前記隆起したリブが、 a）前記外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブを備えた前記管状中空繊維膜本体を押出すように構成された押出ダイを設けるステップと、 b）該押出ダイから、押出された被加工物が出てくるように、形成可能なプラスチック材料を該押出ダイを通して押出すステップであって、該押出された被加工物が、該外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブが形成されている該管状中空繊維膜本体を含んでいる、ステップと、 c）該押出ダイから出てくる該被加工物に回転力を加えることによって、該隆起したリブが、該膜本体の該外側表面上に前記螺旋形状を呈するようにするステップと、を含んでいるプロセスによって形成される、請求項31に記載のシステム。 33．前記隆起したリブが、 a）前記外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブを備えた前記管状膜本体を押出すように構成された押出ダイを設けるステップと、 b）該押出ダイから、押出された被加工物が出てくるように、形成可能なプラスチック材料を該押出ダイを通して押出すステップであって、該押出された被加工物が、該外側表面上に少なくとも１つの隆起したリブが形成されている該管状膜本体を含んでいる、ステップと、 c）該押出ダイから該形成可能なプラスチック材料を押出しながら、該押出ダイの少なくとも一部を回転させることによって、該隆起したリブが、該中空繊維膜本体の該外側表面上に前記螺旋形状を呈するようにするステップと、を含んでいるプロセスによって形成される、請求項31に記載のシステム。 34．単一のモノフィラメントスペーサ部材が、前記膜本体の前記外側表面上にある、請求項27に記載のシステム。 35．複数のモノフィラメントスペーサ部材が前記膜本体の前記外側表面上にあり、かつ、該複数のスペーサ部材が、実質的に平行で交差しない螺旋形状である、請求項27に記載のシステム。 36．前記モノフィラメントスペーサ部材が、38ミクロンから63ミクロンの幅をもつ、請求項27に記載のシステム。 37．前記螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が、2.6ミリメートルから3.7ミリメートルの螺旋ピッチ間隔をもつ、請求項27に記載のシステム。 38．前記管状膜本体が、40ミクロンから60ミクロンの壁厚をもつ、請求項27に記載のシステム。 39．前記膜本体を貫通して長手方向に延びている前記中空管腔が、270ミクロンから290ミクロンの直径をもつ、請求項27に記載のシステム。 40．前記膜本体が、350ミクロンから410ミクロンの外径をもつ、請求項27に記載のシステム。 41．長手方向の軸と、体外血液処理装置内に配置された外側表面と、を有する１群の半透過性中空繊維膜の上で血液流を導く方法であって、 a．螺旋状モノフィラメントスペーサ部材を、該群内の該それぞれの中空繊維膜の該外側表面上に設けるステップと、 b．該複数の中空繊維膜の該長手方向の軸が互いにほぼ平行となるように、かつ、該それぞれの中空繊維膜の該外側表面上の該螺旋状モノフィラメントスペーサ部材が隣接する中空繊維膜の該外側表面と当接するように、該複数の中空繊維膜を互いに近接した横並びの関係に配置させることによって、該群内で互いに隣接する中空繊維膜の外側表面間に第１の間隔による距離を保持するステップと、 c．該群内の該個々の中空繊維膜の該外側表面間を血液が流れるようにすることによって、該血液流が、該螺旋状モノフィラメントスペーサ部材に衝突し、該部材によって導かれるようにするステップと、を含んでいる方法。 42．前記ステップa．が、前記モノフィラメントスペーサ部材に、2.6ミリメートルから3.7ミリメートルの螺旋ピッチ間隔をもたせるステップをさらに含んでいる、請求項41に記載の方法。 43．前記ステップa．が、隣接する中空繊維膜の外側表面間の前記第１の距離が、350ミクロンから410ミクロンの間に維持されるように、前記モノフィラメントスペーサ部材に350ミクロンから410ミクロンの幅を持たせるステップをさらに含んでいる、請求項41に記載の方法。 44．前記ステップc．が、血液流が、まず前記個々の中空繊維膜の前記長手方向の軸に平行ではない方向に流れるようにすることによって、該血液流が前記モノフィラメントスペーサ部材に衝突するたびに、該血液流を、該中空繊維膜の該長手方向の軸の方向にそらせるようにするステップをさらに含んでいる、請求項41に記載の方法。 45．細長い中空繊維膜の外側表面上にモノフィラメントスペーサ部材を螺旋状に巻いた後、該中空繊維膜を血液処理装置の内側コアの周囲に巻き付けるための連続的方法であって、 a）外側表面を有する細長い管状の中空繊維膜を設けるステップと、 b）細長いモノフィラメント部材を設けるステップと、 c）該中空繊維膜を第１の通路に沿って長手方向に前進させるステップと、 d）該中空繊維膜が該通路に沿って進む間に、該モノフィラメント部材を該中空繊維膜の該外側表面の周囲に巻き付けることによって、該モノフィラメント部材が、該中空繊維膜の該外側表面の周囲に螺旋状に巻き付けられるようにするステップと、 e）該中空繊維膜を、該中空繊維膜の周囲に螺旋状に巻き付けられた該モノフィラメント部材と共に、血液処理装置の内側コア部材の周囲に巻き付けるステップと、を含んでいる方法。 46．前記モノフィラメント部材がまず、貫通するように形成された中空の通路を有するパーン上に配置され、前記中空繊維膜が、該パーンの該中空の通路を通してさらに進められ、かつ、該中空繊維膜が前記第１の通路に沿って進められている間に、該パーンが、該中空繊維膜の前記外側表面の周囲に該モノフィラメント部材を螺旋状に巻くために用いられる、請求項45に記載の方法。 47．前記血液処理装置の前記コア部材が、該部材の外側表面の周囲に形成された一連の溝を有しており、前記外側表面の周囲に螺旋状に配置された前記モノフィラメントスペーサを有する前記中空繊維膜が、該コア部材の該外側表面の周囲に巻き付けられることによって、該中空繊維膜が所定の回数だけ回転すると、該溝のそれぞれの中に巻き付けられる、請求項45に記載の方法。 48．前記巻き付けるステップ（ｄ）が、パーンによっておこなわれる、請求項 45に記載の方法。 49．f）前記中空繊維膜が進む速度を、前記モノフィラメント部材を巻き付ける速度に対して制御することによって、該モノフィラメントスペーサ部材が、所定の螺旋ピッチ間隔をもつようにするステップをさらに含んでいる、請求項45に記載の方法。 50．前記モノフィラメントスペーサ部材が、2.6ミリメートルから3.7ミリメートルの螺旋ピッチ間隔をもつように、前記進む速度が、前記巻き付ける速度に対して制御される、請求項49に記載の方法。