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JPH0357784B2 - - Google Patents
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JPH0357784B2 - - Google Patents

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JPH0357784B2
JPH0357784B2 JP14786386A JP14786386A JPH0357784B2 JP H0357784 B2 JPH0357784 B2 JP H0357784B2 JP 14786386 A JP14786386 A JP 14786386A JP 14786386 A JP14786386 A JP 14786386A JP H0357784 B2 JPH0357784 B2 JP H0357784B2
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gas
blood
port
valve
passage
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JP14786386A
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JPS633870A (en
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Osamu Nomura
Shigeru Kawaguchi
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Terumo Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 (1) 技術分野 本発明は、多孔質膜を用いてガス交換を行う人
工肺に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Background of the Invention (1) Technical Field The present invention relates to an oxygenator that performs gas exchange using a porous membrane.

(2) 先行技術およびその問題点 たとえば、心臓外科手術を行う場合に、人工心
肺体外循環回路中に人工肺が取り付けられる。こ
の人工肺として多孔質膜よりなるガス交換膜を用
いたものが知られている。この場合、多孔質膜中
の微細孔を介して血液と酸素供給ガス(酸素富化
ガス)とが接触することにより、酸素供給ガスの
酸素が血液側に供給され、又同時に血液中の二酸
化炭素が酸素供給ガス側に移行し、いわゆるガス
交換が行なわれる。
(2) Prior art and its problems For example, when performing cardiac surgery, an oxygenator is attached to an artificial heart-lung extracorporeal circulation circuit. As this artificial lung, one using a gas exchange membrane made of a porous membrane is known. In this case, blood and oxygen supply gas (oxygen-enriched gas) come into contact through the micropores in the porous membrane, so that the oxygen in the oxygen supply gas is supplied to the blood side, and at the same time, the carbon dioxide in the blood is is transferred to the oxygen supply gas side, and so-called gas exchange takes place.

しかし、この人工肺のガス交換膜は血液中の水
蒸気の透過を完全に阻止することはできず、した
がつて、この種の人工肺を長時間使用した場合、
ガス交換膜のガス通路側(中空糸膜においては内
壁)に微細孔を透過した水蒸気が結露水となり、
人工肺の下方に溜まり、その部分の微細孔を閉塞
し、さらにはそのガス交換膜により形成されるガ
ス通路を閉塞し、人工肺のガス交換能を著しく低
下させることがあつた。
However, the gas exchange membrane of this oxygenator cannot completely prevent the permeation of water vapor in the blood, so if this type of oxygenator is used for a long time,
Water vapor that permeates through the micropores on the gas passage side of the gas exchange membrane (inner wall for hollow fiber membranes) becomes condensed water.
It accumulated in the lower part of the oxygenator, blocking the micropores in that area and further blocking the gas passage formed by the gas exchange membrane, resulting in a significant decrease in the gas exchange ability of the oxygenator.

そこで、本願発明者等は、上記結露水を除去す
る方法を検討した。
Therefore, the inventors of the present application investigated a method of removing the above-mentioned dew condensation water.

まず、第一の方法は、ガス導入口から流入させ
るガスの流量を多くしその圧力で結露水をガス排
出口より除去する方法である。この方法によれば
結露水は除去できるが、ガス通路側と血液通路側
の差圧が、多孔質膜のバブルポイントを越えるこ
とがあり、この場合多孔質膜を介して気泡が血液
側に流入し、極めて危険である。
First, the first method is to increase the flow rate of gas flowing in from the gas inlet and use the resulting pressure to remove condensed water from the gas outlet. Although condensed water can be removed using this method, the differential pressure between the gas passage side and the blood passage side may exceed the bubble point of the porous membrane, and in this case, air bubbles flow into the blood side through the porous membrane. and is extremely dangerous.

第二の方法は、ガス排出口に吸引手段を設け結
露水を吸引して除去する方法である。この方法に
よれば、血液中に気泡を流入させることなく安全
に結露水の除去ができる。
The second method is to provide a suction means at the gas outlet to suction and remove the condensed water. According to this method, condensed water can be safely removed without introducing air bubbles into the blood.

よつて、上記第二の方法が好ましいことが解つ
た。
Therefore, it was found that the second method described above is preferable.

しかし、上記方法を用いる場合、ガス排出口と
吸引手段とチユーブなどを用いて連通しなければ
ならないため、ガス排出口が開放状態とならず、
よつて、結露水によるガス排出口の閉塞、また連
通するチユーブの折れ曲がりなどによりチユーブ
が閉塞する危険性があり、実質的にガス排出口が
閉塞させた状態となり、そのような状態になると
ガス通路の圧力が高くなり、上記バブルポイント
を越えると血液中に気泡が流入する危険性があ
る。
However, when using the above method, the gas exhaust port cannot be opened because it is necessary to communicate the gas exhaust port with the suction means using a tube or the like.
Therefore, there is a risk that the gas outlet may be blocked by condensed water or the tube may become blocked due to bending of the communicating tube, effectively causing the gas outlet to become blocked, and in such a situation, the gas passage If the pressure increases and exceeds the bubble point, there is a risk that bubbles will flow into the blood.

発明の目的 本発明の目的は、上記先行技術の問題点を解決
し、体外循環時に、血液中に気泡が流入する危険
性を回避し、安全かつ効率的に結露水を除去する
ための吸引回路を取り付けて使用できる人工肺を
提供することにある。
Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, and to provide a suction circuit for safely and efficiently removing condensed water while avoiding the risk of air bubbles flowing into blood during extracorporeal circulation. The aim is to provide an artificial lung that can be used by attaching a

上記目的を達成するものは、筒状ハウジング
と、該筒状ハウジング内に収納され、該筒状ハウ
ジング内をガス通路と血液通路に区画する多孔質
膜より形成されたガス交換膜と、前記ガス通路と
連通するガス導入口を有するガス導入側ポートお
よびガス排出口を有するガス排出側ポートと、前
記血液通路と連通する血液流入ポートおよび血液
流出ポートとを有する人工肺において、前記ガス
排出側ポートに前記ガス通路と前記血液通路の差
圧が前記多孔質膜のバルブポイントを越える前に
開放し、かつガス排出側ポート内部が陰圧状態と
なつたときに閉塞している弁を設けた人工肺であ
る。
A device that achieves the above object includes a cylindrical housing, a gas exchange membrane formed of a porous membrane housed in the cylindrical housing and partitioning the inside of the cylindrical housing into a gas passage and a blood passage, and In an artificial lung having a gas inlet port having a gas inlet communicating with a passage, a gas outlet port having a gas outlet, and a blood inflow port and a blood outflow port communicating with the blood passage, the gas outlet port The artificial artificial body is provided with a valve that opens before the pressure difference between the gas passage and the blood passage exceeds the valve point of the porous membrane, and closes when the inside of the gas discharge side port becomes a negative pressure state. It's the lungs.

さらに、前記弁が、通常大気圧では閉塞してお
りガス排出側ポート内に圧力がかかつた時に開放
するものであることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the valve is normally closed at atmospheric pressure and opens when pressure is applied to the gas discharge side port.

また、前記弁が、通常大気圧では開放しており
ガス排出側ポート内が陰圧になつた時に閉塞する
ものであることが好ましい。
Further, it is preferable that the valve is normally open at atmospheric pressure and closed when the inside of the gas discharge side port becomes negative pressure.

さらに、前記ガス交換膜が、中空糸膜束であ
り、中空糸膜内部にガス通路が形成され、中空糸
膜外壁と筒状ハウジング内部より血液通路が形成
されているものであることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the gas exchange membrane is a hollow fiber membrane bundle, a gas passage is formed inside the hollow fiber membrane, and a blood passage is formed from the outer wall of the hollow fiber membrane and the inside of the cylindrical housing.

発明の具体的説明 本発明の人工肺を第1図ないし第5図に示す実
施例を用いて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The artificial lung of the present invention will be described in detail using embodiments shown in FIGS. 1 to 5.

本発明の人工肺1は、筒状ハウジング20と、
筒状ハウジング20内に軸方向に収納された多孔
質膜より形成されたガス交換膜である中空糸膜4
の集合体と、中空糸膜4の両端部をハウジングに
液密に保持する隔壁12,13とを有し、筒状ハ
ウジング20内はガス通路と血液通路3に区画さ
れ、筒状ハウジングの端部である隔壁12の上方
には中空糸膜4の内部空間であるガス通路に連通
するガス導入口5を有するキヤツプ状のガス導入
側ポート6と、隔壁13の下方に設けられ中空糸
膜4の内部空間に連通するガス排出口7を有する
キヤツプ状のガス排出側ポート8が取り付けられ
ている。
The artificial lung 1 of the present invention includes a cylindrical housing 20,
A hollow fiber membrane 4, which is a gas exchange membrane formed from a porous membrane, is housed in the axial direction within the cylindrical housing 20.
and partition walls 12 and 13 that fluid-tightly hold both ends of the hollow fiber membrane 4 in the housing, and the inside of the cylindrical housing 20 is divided into a gas passage and a blood passage 3, Above the partition wall 12, which is a section, is a cap-shaped gas introduction side port 6 having a gas introduction port 5 that communicates with the gas passage, which is the internal space of the hollow fiber membrane 4; A cap-shaped gas exhaust side port 8 having a gas exhaust port 7 communicating with the internal space of the housing is attached.

筒状ハウジング20にはさらに血液通路3と連
通する血液流入ポート9および血液流出ポート1
0を有している。そして、ガス排出側ポート8に
ポート8内部と外部とを連通または遮断する弁1
1が設けられている。
The cylindrical housing 20 further includes a blood inflow port 9 and a blood outflow port 1 that communicate with the blood passageway 3.
It has 0. A valve 1 that communicates with or shuts off the inside of the port 8 and the outside is connected to the gas discharge side port 8.
1 is provided.

多孔質膜としては、上記の中空糸膜、平膜のい
ずれでもよいが、好ましくは中空糸膜である。
The porous membrane may be either the above-mentioned hollow fiber membrane or flat membrane, but preferably a hollow fiber membrane.

よつて、人工肺1は平膜型、中空糸膜型のいず
れでもよく、また、中空糸の内部に血液を流す通
常のタイプの人工肺でもよい。好ましくは、上記
した中空糸膜の外側に血液を流すタイプのもので
あり、この人工肺を用いれば、圧力損失が少ない
ため循環回路中の人工肺の前に送血ポンプを設け
る必要がなく、人体からの落差のみによる脱血に
て血液を人工肺に送ることができる。
Therefore, the oxygenator 1 may be either a flat membrane type or a hollow fiber membrane type, or may be a normal type of oxygenator in which blood flows inside the hollow fibers. Preferably, the oxygenator is of the type that allows blood to flow outside the hollow fiber membrane as described above, and if this oxygenator is used, there is no need to provide a blood pump in front of the oxygenator in the circulation circuit because the pressure loss is small. Blood can be sent to the artificial lung by removing blood only by the drop from the human body.

中空糸膜4は、多孔質膜であつて、内径100〜
1000μm、肉厚は5〜200μm、好ましくは10〜
100μm、空孔率は20〜80%、好ましくは30〜60
%、また細孔径は0.01〜5μm、好ましくは0.01〜
1μmのものである。また、多孔質膜に使用され
る材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリ
ル、セルロースアセテート等の疏水性高分子材料
が用いられる。好ましくは、ポリオレフイン系樹
脂であり、特に好ましくは、ポリプロピレンであ
り、延伸法または固液層分離法により壁に微細孔
が形成されたものがより好ましい。
The hollow fiber membrane 4 is a porous membrane, and has an inner diameter of 100~
1000μm, wall thickness 5-200μm, preferably 10-200μm
100μm, porosity 20-80%, preferably 30-60
%, and the pore diameter is 0.01 to 5 μm, preferably 0.01 to 5 μm.
It is 1 μm. Further, as the material used for the porous membrane, hydrophobic polymeric materials such as polypropylene, polyethylene, polysulfone, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, and cellulose acetate are used. Preferably, it is a polyolefin resin, particularly preferably polypropylene, and one in which micropores are formed in the wall by a stretching method or a solid-liquid layer separation method is more preferred.

筒状ハウジング20は、例えば円筒状をした透
明体で形成される。透明体で形成するのは内部の
確認が容易だからである。
The cylindrical housing 20 is formed of, for example, a cylindrical transparent body. The reason why it is made of transparent material is that it is easy to check the inside.

そして、このハウジング20内にその軸方向に
向けて約5000〜100000本の多数の中空糸膜4が収
納されており、さらに、中空糸膜4はハウジング
20の両端に中空糸膜4の両端がそれぞれ開放さ
れた状態で隔壁12,13により液密状態に固定
されている。隔壁12,13は、ポリウレタン、
シリコーンゴムなどのポツテイング剤で形成され
る。ハウジング20の両端部付近には血液流入ポ
ート9、血液流出ポート10が設けられている。
よつて、ハウジング20内の上記隔壁12,13
ではさまれた部分は、中空糸膜4の内部側のガス
通路と中空糸膜4の外側の血液通路3とに仕切ら
れている。
A large number of hollow fiber membranes 4 of about 5,000 to 100,000 are housed in the housing 20 in the axial direction. They are each fixed in a liquid-tight state by partition walls 12 and 13 in an open state. The partition walls 12 and 13 are made of polyurethane,
It is formed using a potting agent such as silicone rubber. A blood inflow port 9 and a blood outflow port 10 are provided near both ends of the housing 20.
Therefore, the partition walls 12 and 13 inside the housing 20
The portion sandwiched between them is partitioned into a gas passage inside the hollow fiber membrane 4 and a blood passage 3 outside the hollow fiber membrane 4.

そして、隔壁12の外側にはガス導入口5を有
するガス導入側ポート6が、隔壁13の外側には
ガス排出口7を有するガス排出側ポート8が取り
付けられており、これらの取り付けは、締め付け
リング15を用いて行なわれる。また締め付けリ
ングを用いず、ハウジング20に超音波、高周波
などを用いての融着、接着剤を用いて接着または
機械的に嵌合させてもよい。
A gas inlet port 6 having a gas inlet 5 is attached to the outside of the partition wall 12, and a gas outlet port 8 having a gas outlet 7 is attached to the outside of the partition wall 13. This is done using a ring 15. Further, without using a tightening ring, the housing 20 may be fused using ultrasonic waves, high frequencies, etc., bonded using an adhesive, or mechanically fitted.

そして、ガス排出側ポート8には、ポート内部
と外部とを連通または遮断する弁11が取り付け
られている。そして、この弁11は、ガス通路と
血液通路の差圧がガス交換膜を形成する多孔質膜
のバブルポイントを越える前に開放状態となり、
かつガス排出側ポート内が陰圧となつたときに閉
塞状態となつているような弁である。
A valve 11 is attached to the gas discharge side port 8 to communicate or cut off communication between the inside of the port and the outside. The valve 11 is opened before the pressure difference between the gas passage and the blood passage exceeds the bubble point of the porous membrane forming the gas exchange membrane.
The valve is also closed when the inside of the gas discharge side port becomes negative pressure.

多孔質膜のバブルポイントとは、多孔質膜の一
方に気体を接触させ、他方に液体を接触させたと
き、多孔質膜より液体側に気泡が流入するときの
気体側と液体側の差圧をいう。つまり、弁11
は、人工肺使用時に多孔質膜を介してガス通路側
から血液通路側に気泡が流入する前に少なくとも
開放するものである。
The bubble point of a porous membrane is the differential pressure between the gas and liquid sides when air bubbles flow into the liquid side from the porous membrane when gas is brought into contact with one side of the porous membrane and liquid is brought into contact with the other side. means. In other words, valve 11
is opened at least before air bubbles flow from the gas passage side to the blood passage side via the porous membrane during use of the oxygenator.

バブルポイントは、多孔質膜により相違する。 The bubble point differs depending on the porous membrane.

そして、上記の条件を満足する弁の形態とし
て、2つの形態が考えられる。
There are two possible valve configurations that satisfy the above conditions.

まず第一の形態は、通常状態つまりガス流入中
であつてガス排出口が閉塞していない状態では閉
塞しており、ガス排出口が閉塞したとき開放する
タイプのものである。この場合弁11はガス通路
と血液通路の差圧がガス交換膜のバブルポイント
を越える前に開放するものであることが必要であ
る。このような弁11を設けることによりガス排
出口が何等かの原因により閉塞した時およびガス
排出口に取り付けられる結露水吸引手段のチユー
ブが折れ曲がり閉塞し、ガス通路の内圧が上昇し
たときに開放する。
The first type is a type that is closed in a normal state, that is, when gas is flowing in and the gas outlet is not blocked, and opens when the gas outlet is blocked. In this case, the valve 11 must open before the differential pressure between the gas passage and the blood passage exceeds the bubble point of the gas exchange membrane. By providing such a valve 11, it opens when the gas outlet is blocked for some reason, or when the tube of the condensed water suction means attached to the gas outlet bends and becomes blocked, and the internal pressure of the gas passage increases. .

第1の形態で使用される弁の構造は、上記働き
をするものであればどのようなものでもよい。多
孔質膜のバブルポイントは大体10〜103cmAqであ
り、血液通路側の圧力は通常0〜50cmAq程度で
あり、またガス通路側の圧力は通常0〜10cmAq
程度である。よつて、弁はガス排出側ポート内部
の圧力が10cmAq以上となつたとき、より安全に
は5cmAq以上となつたときに開放するものであ
ることが好ましい。
The structure of the valve used in the first embodiment may be of any type as long as it functions as described above. The bubble point of a porous membrane is approximately 10 to 10 3 cmAq, the pressure on the blood passage side is usually about 0 to 50 cmAq, and the pressure on the gas passage side is usually 0 to 10 cmAq.
That's about it. Therefore, it is preferable that the valve opens when the pressure inside the gas discharge side port becomes 10 cmAq or more, or more safely, 5 cmAq or more.

通常状態では閉塞しており上記のような圧力で
開放する弁としては、第2図および第3図に示す
ように、ガス排出側ポートに孔34を設け、この
孔34を覆うように可撓性材料(例えば、シリコ
ンゴム、ラテツクスゴムなどのゴム、ポリオレフ
インエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポ
リウレタンエラストマーなどのエラストマー)に
て形成した弁部材36をガス排出側ポートの表面
に固着する。そして、固着は弁部材36の全周で
はなく一部分のみ行う。よつて、固着されていな
い部分において弁部材36は、開放することがで
きる。また、弁11は、上記の形態に限られず、
例えば、前記弁部材の代わりに、硬質部材で形成
した弁部材を蝶番にてガス排出側ポートに固定
し、さらに蝶番部分に弁部材が閉塞する方向に押
しつけ、かつガス排出側ポート内部の圧力が10cm
Aq以上となつたとき、より安全には5cmAq以上
となつたときに開放するばねを設けたもの、ま
た、前記弁部材の代わりに、ガス排出側ポートの
孔を閉塞する球状の弁部材およびその弁部材をポ
ートの孔に押しつけるばねを収納したもの、さら
に、ガス排出側ポートの孔の全周に外方に突出す
るリブを設け、このリブ全周に接し孔を閉塞する
硬質部材からなる弁部材をガス排出側ポートと弁
部材とを連結する複数のばねを用いて固定したも
のなどが考えられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a valve that is closed in the normal state and opens at the pressure described above has a hole 34 in the gas discharge side port and a flexible valve that covers the hole 34. A valve member 36 made of a flexible material (for example, a rubber such as silicone rubber or latex rubber, or an elastomer such as a polyolefin elastomer, a polyamide elastomer, or a polyurethane elastomer) is fixed to the surface of the gas discharge side port. Further, the fixation is performed not over the entire circumference of the valve member 36 but only on a portion thereof. Thus, the valve member 36 can be opened in the unsecured portion. Further, the valve 11 is not limited to the above-mentioned form,
For example, instead of the valve member described above, a valve member made of a hard material is fixed to the gas discharge side port with a hinge, and the valve member is further pressed against the hinge portion in the closing direction, and the pressure inside the gas discharge side port is reduced. 10cm
A valve with a spring that opens when the pressure exceeds Aq, or more safely, 5 cmAq or above, and a spherical valve member that closes the hole of the gas discharge side port instead of the above-mentioned valve member. A valve that contains a spring that presses the valve member against the hole in the port, and is further provided with a rib that protrudes outward around the entire circumference of the hole in the gas discharge side port, and is made of a hard member that contacts the entire circumference of the rib and closes the hole. It is conceivable that the member is fixed using a plurality of springs that connect the gas discharge side port and the valve member.

第2の形態は、通常状態つまりガス流入中であ
つてガス排出口が閉塞していない状態では開放し
ており、吸引手段が作動しガス排出側ポート内部
が陰圧となつたときに閉塞するタイプのものであ
る。この場合弁11はガス排出側ポート内部が大
気圧よりある程度低くなつたときに閉塞するもの
であることが必要である。このような弁を設ける
ことにより、通常状態では、開放しているので、
ガス排出口が何等かの原因により閉塞した時およ
びガス排出口に取り付けられる結露水吸引手段の
チユーブが折れ曲がり閉塞しても、ガス排出側ポ
ート内部の圧力は上昇せず、血液中に気泡が流入
することがない。
The second form is open in the normal state, that is, when gas is flowing in and the gas outlet is not blocked, and is closed when the suction means is activated and the inside of the gas outlet port becomes negative pressure. It is of type. In this case, it is necessary that the valve 11 closes when the pressure inside the gas discharge side port becomes lower than atmospheric pressure to some extent. By providing such a valve, it is open under normal conditions, so
Even if the gas outlet is blocked for some reason or the tube of the condensed water suction means attached to the gas outlet is bent and blocked, the pressure inside the gas outlet port will not increase and air bubbles will flow into the blood. There's nothing to do.

さらに、結露水除去のため吸引手段を作動させ
たときに閉塞するため確実に結露水を除去でき
る。第2の形態で使用される弁の構造は、上記働
きをするものであればどのようなものでもよい。
通常ガス排出側ポート内の圧力は概ね大気圧と同
等であり、結露水を吸引するために吸引手段を作
動させたときのガス排出側ポート内部の圧力は−
5〜1000cmAqであり、大気圧より低くなるので、
弁はガス排出側ポート内部が大気圧より5cmAq、
より確実には1cmAq以上低くなつたときに閉塞
するものであることが好ましい。通常状態では開
放しており上記のような圧力となつたときに閉塞
する弁としては、第4図および第5図に示すよう
に、ガス排出側ポートに孔34を設け、この孔3
4より少し離れた位置に、孔34を包囲するよう
に複数のスペーサー38を離間して(好ましく
は、等間隔離間する)固着する。さらに、そのス
ペーサーの上に可撓性材料(例えば、シリコンゴ
ム、ラテツクスゴムなどのゴム、ポリオレフイン
エラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウ
レンタンエラストマーなどのエラストマー)にて
形成した弁部材36を固着する。よつて、スペー
サーのない部分において弁は、開放している。ま
た、弁部材36は、ガス排出側ポート内部が、大
気圧より5cmAq、より確実には1cmAq以上低く
なつたときにガス排出側ポート側にへこみ孔34
を閉塞する。
Furthermore, since it is closed when the suction means is activated to remove condensed water, it is possible to reliably remove condensed water. The structure of the valve used in the second embodiment may be any structure as long as it functions as described above.
Normally, the pressure inside the gas exhaust port is approximately equal to atmospheric pressure, and when the suction means is activated to suck up condensed water, the pressure inside the gas exhaust port is −
5 to 1000 cmAq, which is lower than atmospheric pressure,
The internal pressure of the valve on the gas discharge side is 5cmAq below atmospheric pressure.
More reliably, it is preferable that the occlusion occurs when the temperature drops to 1 cmAq or more. As shown in FIGS. 4 and 5, the valve that is open under normal conditions and closed when the above pressure is reached is provided with a hole 34 in the gas discharge side port.
A plurality of spacers 38 are spaced apart (preferably equally spaced) and fixed at positions slightly apart from each other to surround the hole 34. Further, a valve member 36 made of a flexible material (for example, a rubber such as silicone rubber or latex rubber, or an elastomer such as polyolefin elastomer, polyamide elastomer, or polyurethane elastomer) is fixed onto the spacer. Therefore, the valve is open in the area where there is no spacer. In addition, the valve member 36 has a recessed hole 34 in the gas discharge side port when the pressure inside the gas discharge side port becomes lower than atmospheric pressure by 5 cmAq, more certainly by 1 cmAq or more.
occlude.

また、弁は、上記の形態に限られず、例えば、
前記弁部材の代わりに、硬質部材で形成した弁部
材を蝶番にてガス排出側ポートに固定し、さらに
蝶番部分に弁部材を開放する方向に引つ張り、か
つガス排出側ポート内部が、大気圧より5cmAq、
より確実には1cmAq以上低くなつたときに弁部
材により孔を閉塞させるばねを設けたもの、ま
た、前記弁部材の代わりに、ガス排出側ポートの
孔を閉塞可能な球状の弁部材およびその弁部材を
通常状態では孔を閉塞しないように把持するばね
を収納したもの、さらに、ガス排出側ポートの孔
の全周に外方に突出するリブを設け、このリブ全
周に接し孔を閉塞越能な硬質部材からなる弁部材
をガス排出側ポートと弁部材とを通常状態では弁
部材が孔を閉塞しないように連結する複数のばね
を用いて固定したものなどが考えられる。
Moreover, the valve is not limited to the above-mentioned form, for example,
Instead of the above-mentioned valve member, a valve member made of a hard member is fixed to the gas discharge side port with a hinge, and the valve member is pulled on the hinge portion in the direction of opening, and the inside of the gas discharge side port is made large. 5cmAq from atmospheric pressure,
More reliably, a spring is provided that closes the hole with a valve member when the temperature drops to 1 cmAq or more, and a spherical valve member that can close the hole of the gas discharge side port in place of the valve member and its valve. It houses a spring that grips the member to prevent the hole from being blocked in the normal state, and a rib that protrudes outward is provided around the entire circumference of the hole of the gas discharge side port, and this rib is in contact with the entire circumference to prevent the hole from being blocked. It is conceivable that a valve member made of a flexible hard material is fixed to the gas discharge side port and the valve member using a plurality of springs that connect the valve member so that the valve member does not close the hole in a normal state.

また、弁11の位置はガス排出側ポートであれ
ばいずれの位置でもよい。
Moreover, the position of the valve 11 may be any position as long as it is a gas discharge side port.

次に、ガス排出口7に取り付けられて使用され
る結露水吸引手段について説明する。
Next, the condensed water suction means used by being attached to the gas discharge port 7 will be explained.

吸引手段は、トラツプ22と、トラツプ22と
ガス排出口7とを連通するチユーブ24と、吸引
装置26と、この吸引装置26とトラツプ22と
を接続する接続チユーブ28とからなつている。
トラツプ22は、人工肺1から除去される結露水
を捕捉、貯溜するためのものである。吸引装置2
6は、例えばポンプを具備し、ガス排出側ポート
8内を陰圧にし、ガス通路内に陰圧高流量の気流
を発生させ、内部の結露水をトラツプ22まで吸
引するものである。吸引装置26はガス通路に10
/分以上の気流を発生し得る能力を有すること
が好ましい。
The suction means consists of a trap 22, a tube 24 that communicates the trap 22 and the gas outlet 7, a suction device 26, and a connecting tube 28 that connects the suction device 26 and the trap 22.
The trap 22 is for capturing and storing condensed water removed from the oxygenator 1. Suction device 2
Reference numeral 6 is equipped with, for example, a pump, which makes the inside of the gas discharge side port 8 negative pressure, generates a negative-pressure high-flow airflow in the gas passage, and sucks the condensed water inside to the trap 22. The suction device 26 is located in the gas passage.
It is preferable to have the ability to generate an airflow of 1/min or more.

また、ガス導入口5は、酸素富化ガス供給装置
(図示しない)を連通する途中にバルブ(例えば
手動開閉コツク)32を有する空気導入ポート3
0を設けることが好ましい。上記の吸引手段を作
動させるときに、ガス導入口より酸素富化ガス供
給装置を取り外すことなく、バルプ32を開放す
ることにより、ガス通路内を確実に陰圧にするこ
とができるからである。また、この空気導入ポー
ト30はガス導入側ポート6に直接取り付けても
よい。この場合ガス導入側ポート6にはガス導入
口5のほかに空気導入ポート30が設けられるこ
とになる。
Further, the gas inlet 5 is an air inlet port 3 having a valve (for example, a manual opening/closing valve) 32 in the middle of communicating with an oxygen enriched gas supply device (not shown).
It is preferable to provide 0. This is because when the above-mentioned suction means is operated, by opening the valve 32 without removing the oxygen-enriched gas supply device from the gas inlet, the inside of the gas passage can be reliably brought to negative pressure. Further, this air introduction port 30 may be directly attached to the gas introduction side port 6. In this case, the gas introduction side port 6 is provided with an air introduction port 30 in addition to the gas introduction port 5.

次に、本発明の人工肺の実施例を説明する。 Next, an embodiment of the artificial lung of the present invention will be described.

実施例 1 円筒状ハウジング(内径80mm)に多孔質中空糸
膜(内径150μm、外径240μm)約50000本を収納
し両端をハウジングにポリウレタンを用いて液密
に固定した。上記人工肺の膜面積は約3m2であつ
た。ポリウレタンにより形成された隔壁の一方に
ガス導入側ポートを締め付けリングを用いてい取
り付けた。
Example 1 Approximately 50,000 porous hollow fiber membranes (inner diameter 150 μm, outer diameter 240 μm) were housed in a cylindrical housing (inner diameter 80 mm), and both ends were fixed to the housing in a liquid-tight manner using polyurethane. The membrane area of the oxygenator was approximately 3 m 2 . A gas introduction side port was attached to one side of the partition wall formed of polyurethane using a tightening ring.

また、他方の隔壁には、第2図および第3図に
示すように、直径7mmの孔を有し、この孔を覆う
ように半楕円状(直線部分の長さ約20mm、直線部
分から円弧の頂点までの長さが約20mm)をしたシ
リコンゴム(厚さ3mm)にて形成した弁部材をそ
の直線部分の端部から約3mmをガス排出側ポート
の表面に室温硬化型シリコンゴムにて固着したガ
ス排出側ポートを締め付けリングを用いて取り付
けた。尚、弁は、固着されていない部分において
開放することができた。
In addition, as shown in Figures 2 and 3, the other partition wall has a hole with a diameter of 7 mm, and the hole is covered with a semi-elliptical shape (the length of the straight part is approximately 20 mm, and the length of the straight part is approximately 20 mm). The valve member is made of silicone rubber (thickness: 3mm) with a length of about 20mm to the top of the valve member, and about 3mm from the end of the straight part is attached to the surface of the gas discharge side port using room temperature curing silicone rubber. The stuck gas exhaust port was attached using a tightening ring. Note that the valve could be opened in the unfixed portion.

この人工肺を用いガス導入口より酸素富化ガス
を10/分で流入させ、血液流入ポートより牛血
を5/分で流入させたとき、ガス排出口を手で
閉塞した。そのとき弁が開放し牛血中に気泡流入
することはなかつた。
Using this artificial lung, oxygen-enriched gas was allowed to flow in from the gas inlet at a rate of 10/min, and bovine blood was allowed to flow in from the blood inlet port at a rate of 5/min, and the gas outlet was closed by hand. At that time, the valve was opened and no air bubbles were allowed to flow into the bovine blood.

実施例 2 ガス排出側ポートに設けられた弁以外は実施例
1の同様なものとした。
Example 2 The same structure as in Example 1 was used except for the valve provided at the gas discharge side port.

弁としては、第4図および第5図に示すよう
に、ガス排出側ポートに孔を設け、この孔の中心
より約10mm離れた位置に、孔を包囲するように6
個のスペーサー(厚さ約1mm)を等間隔に固着
し、さらに、そのスペーサーの上に円盤状(直径
約30mm)をしたシリコンゴムにて形成した弁部材
を固着したものを用いた。この弁は、スペーサー
のない部分において開放している。
As shown in Fig. 4 and Fig. 5, the valve is provided with a hole in the gas discharge side port, and a 6mm hole is placed around the hole at a position approximately 10 mm away from the center of the hole.
Spacers (about 1 mm thick) were fixed at regular intervals, and a disk-shaped valve member (about 30 mm in diameter) made of silicone rubber was fixed on top of the spacers. This valve is open where there is no spacer.

この人工肺を用いガス導入口より酸素富化ガス
を3/分で流入させ、血液流入ポートより牛血
を3/分で流入させた。約4時間経過したとき
人工肺内部に結露水の発生が見られた。そこでガ
ス排出側ポートのガス排出口に吸引手段を取り付
け吸引装置を作動させた。
Using this artificial lung, oxygen-enriched gas was allowed to flow in at 3/min from the gas inlet, and bovine blood was allowed to flow in at 3/min from the blood inflow port. After about 4 hours, condensed water was observed inside the oxygenator. Therefore, a suction means was attached to the gas discharge port of the gas discharge side port and the suction device was activated.

尚、この時ガス導入口に取り付けたバルブを開
放状態とした。この吸引装置の作動によりガス通
路内には20/分程度の気流が発生しているもの
と思われる。またこの時のガス排出側ポート内の
圧力が−10cmAq程度となつたとき弁部材は、ガ
ス排出側ポート側にへこみ孔を閉塞し、結露水の
除去を行うことができた。
At this time, the valve attached to the gas inlet was opened. It is thought that the operation of this suction device generates an airflow of about 20/min in the gas passage. Further, when the pressure inside the gas exhaust port at this time reached approximately -10 cmAq, the valve member was able to close the recessed hole on the gas exhaust side port side and remove the condensed water.

発明の具体的作用 本発明の人工肺1は体外循環回路中に設けら
れ、人工肺1の血液流入ポート9から流入した血
液はハウジング20とガス交換膜である中空糸膜
4との間により形成された血液通路3を通る間に
二酸化炭素が除去され、酸素が添加される。この
とき、ガス導入口5からは酸素を含んだガスがガ
ス交換膜である中空糸膜4内に流される。そし
て、何等かの原因によりガス排出口7が閉塞した
ときガス排出側ポート8の弁11よりガスが排出
されるためガス通路内の圧力があまり高くなるこ
とがなく、中空糸膜4を介して気泡が血液に流入
することがない。また、人工肺のガス通路内に発
生した結露水を除去するためにガス排出口7に取
り付けて使用される吸引手段の作動中は上記弁1
1は閉塞しているので結露水を確実に除去でき
る。
Specific Effects of the Invention The oxygenator 1 of the present invention is installed in an extracorporeal circulation circuit, and blood flowing in from the blood inflow port 9 of the oxygenator 1 is formed between the housing 20 and the hollow fiber membrane 4 which is a gas exchange membrane. Carbon dioxide is removed and oxygen is added while passing through the blood passageway 3. At this time, gas containing oxygen is flowed from the gas inlet 5 into the hollow fiber membrane 4, which is a gas exchange membrane. When the gas outlet 7 is blocked for some reason, the gas is discharged from the valve 11 of the gas outlet port 8, so the pressure in the gas passage does not become too high and the gas is discharged through the hollow fiber membrane 4. No air bubbles enter the blood. In addition, when the suction means attached to the gas outlet 7 is in operation to remove condensed water generated in the gas passage of the oxygenator, the valve 1 is
1 is closed so that condensed water can be removed reliably.

発明の具体的効果 本発明の人工肺は、筒状ハウジングと、該筒状
ハウジング内に収納され、該筒状ハウジング内を
ガス通路と血液通路に区画する多孔質膜より形成
されたガス交換膜と、前記ガス通路と連通するガ
ス導入口を有するガス導入側ポートおよびガス排
出口を有するガス排出側ポートと、前記血液通路
と連通する血液流入ポートおよび血液流出ポート
とを有する人工肺において、前記ガス排出側ポー
トに前記ガス通路と前記血液通路の差圧が前記多
孔質膜のバルブポイントを越える前に開放し、か
つガス排出側ポート内部が陰圧状態となつたとき
に閉塞している弁を設けた人工肺であるので、体
外循環時に、血液中に気泡が流入する危険性を回
避し、安全かつ効率的に結露水を除去するための
吸引手段を取り付けて使用できる。
Specific Effects of the Invention The artificial lung of the present invention includes a cylindrical housing and a gas exchange membrane formed of a porous membrane housed within the cylindrical housing and partitioning the inside of the cylindrical housing into a gas passage and a blood passage. and an oxygenator having a gas inlet port having a gas inlet that communicates with the gas passage, a gas outlet port having a gas outlet, and a blood inflow port and a blood outflow port that communicate with the blood passage. A valve that opens before the differential pressure between the gas passage and the blood passage exceeds the valve point of the porous membrane at the gas exhaust side port, and closes when the inside of the gas exhaust side port becomes a negative pressure state. This artificial lung is equipped with a suction means to safely and efficiently remove condensed water, avoiding the risk of air bubbles flowing into the blood during extracorporeal circulation.

さらに、前記弁が、通常大気圧では閉塞してお
りガス排出側ポート内に圧力がかかつた時に開放
するものであれば、ガス排出口が何等かの原因に
より閉塞した時およびガス排出口に取り付けられ
る結露水吸引手段のチユーブが折れ曲がり閉塞
し、ガス通路の内圧が上昇したときに開放するの
で、確実に体外循環時に、血液中に気泡が流入す
る危険性を回避することができる。
Furthermore, if the valve is normally closed at atmospheric pressure and opens when pressure is applied to the gas exhaust port, it will prevent the gas exhaust port from closing when the gas exhaust port is blocked for some reason. Since the tube of the attached dew water suction means is bent and closed and opened when the internal pressure of the gas passage increases, it is possible to reliably avoid the risk of air bubbles flowing into the blood during extracorporeal circulation.

また、前記弁が、通常大気圧では開放しており
ガス排出側ポート内が陰圧になつた時に閉塞する
ものであれば、ガス排出口が何等かの原因により
閉塞した時およびガス排出口に取り付けられる結
露水吸引手段のチユーブが折れ曲がり閉塞して
も、弁よりガスが流出するため、ガス通路内の圧
力は上昇せず、血液中に気泡が流入することがな
い。さらに、結露水除去のため吸引手段を作動さ
せたときに、弁は閉塞するため確実に結露水を除
去できる。
In addition, if the valve is normally open at atmospheric pressure and closes when the inside of the gas exhaust port becomes negative pressure, the valve will be closed when the gas exhaust port is blocked for some reason and the gas exhaust port will close. Even if the tube of the attached dew water suction means is bent and blocked, the gas flows out from the valve, so the pressure in the gas passage does not increase and no air bubbles flow into the blood. Further, when the suction means is operated to remove condensed water, the valve is closed, so that condensed water can be reliably removed.

さらに、前記ガス交換膜が、中空糸膜束であ
り、中空糸膜内部にガス通路が形成され、中空糸
膜外壁と筒状ハウジング内部により血液通路が形
成されているものであれば、圧力損失が少ないた
め循環回路中の人工肺の前に送血ポンプを設ける
必要がなく、人体からの落差のみによる脱血にて
血液を人工肺に送ることができる。
Furthermore, if the gas exchange membrane is a hollow fiber membrane bundle, a gas passage is formed inside the hollow fiber membrane, and a blood passage is formed between the outer wall of the hollow fiber membrane and the inside of the cylindrical housing, the pressure loss Since the amount of blood is small, there is no need to provide a blood pump in front of the oxygenator in the circulation circuit, and blood can be sent to the oxygenator by removing blood only by the drop from the human body.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例の人工肺を示す破
断側面図、第2図は、本発明の人工肺に使用する
弁を有するガス排出側ポートの一形態を示す図、
第3図は、第2図のガス排出側ポートの弁の部分
を示す断面図、第4図は、本発明の人工肺に使用
する弁を有するガス排出側ポートの一形態を示す
図、第5図は、第4図のガス排出側ポートの弁の
部分を示す断面図である。 1……人工肺、3……血液通路、4……中空糸
膜、5……ガス導入口、6……ガス導入側ポー
ト、7……ガス排出口、8……ガス排出側ポー
ト、9……血液流入ポート、10……血液流出ポ
ート、11……弁、20……筒状ハウジング、2
6……吸引装置、30……空気導入ポート、34
……孔、36……弁部材。
FIG. 1 is a cutaway side view showing an artificial lung according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a gas discharge side port having a valve used in the artificial lung of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the valve portion of the gas exhaust side port in FIG. 2, FIG. FIG. 5 is a sectional view showing the valve portion of the gas discharge side port in FIG. 4. 1... Artificial lung, 3... Blood passage, 4... Hollow fiber membrane, 5... Gas inlet, 6... Gas inlet port, 7... Gas outlet, 8... Gas outlet port, 9 ... Blood inflow port, 10 ... Blood outflow port, 11 ... Valve, 20 ... Cylindrical housing, 2
6... Suction device, 30... Air introduction port, 34
...hole, 36...valve member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 筒状ハウジングと、該筒状ハウジング内に収
納され、該筒状ハウジング内をガス通路と血液通
路に区画する多孔質膜より形成されたガス交換膜
と、前記ガス通路と連通するガス導入口を有する
ガス導入側ポートおよびガス排出口を有するガス
排出側ポートと、前記血液通路と連通する血液流
入ポートおよび血液流出ポートとを有する人工肺
において、前記ガス排出側ポートに前記ガス通路
と前記血液通路の差圧が前記多孔質膜のバブルポ
イントを越える前に開放し、かつガス排出側ポー
ト内部が陰圧状態となつたときに閉塞している弁
を設けたことを特徴とする人工肺。 2 前記弁が、通常大気圧では閉塞しておりガス
排出側ポート内部に圧力がかかつた時に開放する
ものである特許請求の範囲第1項に記載の人工
肺。 3 前記弁が、通常大気圧では開放しておりガス
排出側ポート内部が陰圧になつた時に閉塞するも
のである特許請求の範囲第1項に記載の人工肺。 4 前記ガス交換膜が、中空糸膜束であり、中空
糸膜内部にガス通路が形成され、中空糸膜外壁と
筒状ハウジング内部により血液通路が形成されて
いる特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
かに記載の人工肺。
[Scope of Claims] 1. A cylindrical housing, a gas exchange membrane formed of a porous membrane housed within the cylindrical housing and partitioning the inside of the cylindrical housing into a gas passage and a blood passage, and the gas passage. In the oxygenator, the oxygenator has a gas inlet port having a gas inlet communicating with the oxygen source, a gas outlet port having a gas outlet communicating with the blood passageway, and a blood inflow port and a blood outflow port communicating with the blood passageway, A valve is provided that opens before the differential pressure between the gas passage and the blood passage exceeds a bubble point of the porous membrane and closes when the inside of the gas discharge side port becomes a negative pressure state. Characteristic artificial lung. 2. The artificial lung according to claim 1, wherein the valve is normally closed at atmospheric pressure and opens when pressure is applied inside the gas discharge port. 3. The artificial lung according to claim 1, wherein the valve is normally open at atmospheric pressure and is closed when the inside of the gas discharge port becomes negative pressure. 4. The gas exchange membrane is a hollow fiber membrane bundle, a gas passage is formed inside the hollow fiber membrane, and a blood passage is formed between the outer wall of the hollow fiber membrane and the inside of the cylindrical housing. The artificial lung according to any of paragraph 3.
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