JPH038779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 米国特許第3879293号（特公昭60−56497号に対
応）には加圧とシールのためのふくらまし得る部
材を有する膜拡散装置が記載されている。ふくら
まし得る部材は、膜支持部材手段によつて分離さ
れた拡散膜の積層体の最大表面と底面とのまわり
に位置するようにＵ字形であり、膜によつて分離
された二種の異なつた流体のための差し込んでい
る流路を形成する。

先行技術においてよく知られる平坦な部材であ
つても、または上記特許のＵ字形部材であつて
も、ふくらまし得る部材の目的は加圧流体が供給
されたとき積層体中の流体通路の過度のひろがり
を防止するように、積層体を剛直なケーシング内
に保持しながら膨張によつて膜の積層体へ選択的
に圧力を加えることである。これは、該装置を血
液酸素化装置、人工腎臓などに使用することを意
図する場合には特に重要である。

本発明によれば、本発明のふくらまし得る詰め
物部材の改良が開示されている。米国特許第
3879293号に記載されているように、ふくらまし
得る部材の端部は、ふくらんだとき自然に引込む
傾向がある。これはふくらんだ詰め物部材が作用
しないように膜積層体のいくつかを露出させる傾
向がある。

ふくらまし得る部材を慣用のやり方で一対のヒ
ートシールしたシートから製作するとき、縁のま
わりに平坦な周縁ヒートシールが存在する。この
ことはケーシングが詰め物端部の近くで周縁ヒー
トシールによる妨害なしに効果的にシールされる
ことを可能とするため、詰め物は必然的にさらに
短くなることを意味する。これはふくらんだ詰め
物の後退の問題を増大するように作用する。

本発明によれば、シールラインの端部を除き、
可撓性部材の縁から間隔を置いた中央シール線を
有する二重に折り畳まれた可撓性部材から製作さ
れ、得られたふくらまし得るシールした部材の対
向する折りたんだ端部はシールなしの対向端部を
形成するふくらまし得る部材が提供される。ヒー
トシールされたフランジを有しないこれらの端部
は、拡散装置の最初の組立てにおいて、ケーシン
グに密接することができ、そのためふくらむと
き、先行技術のように膜積層体の加圧に使用する
ふくらまし得る部材に比較してそれらの後退が少
ない。

別の具体例として、ふくらまし得る部材の二つ
の側部を一所に合体するシールされたフランジが
ふくらまし得る部材の外端から内側へ位置し、隣
接して位置する折りたたんだ一対の膜壁が外端を
形成し、そしてヒートシールは可撓性のふくらま
し得る部材のふくらまし得る室内に位置する端部
をふくらまし得る部材が備えることができる。こ
の構造はまた、ふくらんだ膜によつて加圧される
膜積層体の面積に同じ意義ある増加を可能とす
る。

図面を参照すると、第１図は内部のある部分を
想像線で示した、本発明を使用する血液酸素化装
置の斜視図である。

第２図は第１図の線２−２に沿つた、第１図の
血液酸素化装置の端部の垂直断面図である。

第３図は第２図の線３−３に沿つた血液酸素化
装置の端部の部分的な断面図である。

第４図は第３図の線４−４に沿つた、第１図な
いし第３図に使用されるふくらまし得る部材の分
離された拡大断面図である。

第５図は前記のふくらまし得る部材の第二の具
体例の第４図に類似な部分断面図である。

第１図ないし第４図を参照すると、図示された
血液酸素化装置は、米国特許第3879293号に示さ
れたものと類似であるが、しかしこゝで記載する
ような改良を持つている。

酸素化装置１０は、頂部部材１４で閉鎖された
ケーシング１２を備え、そしてシールされた血液
の入口１６および出口１８を含む。

ケーシング１２の下側の開口２０，２２はそれ
ぞれ酸素入口および出口へ接続のためであり、酸
素の流れは普通血液の流れに対して向流である。
特に酸素化装置１０は心臓の手術などを受ける患
者の血液を酸素化するため米国特許第4061470号
に記載の装置に使用するように適合する。前に引
用した特許および特に米国特許第3757955号に記
載のようなたたんだ膜積層体２４が設けられ、
別々の多数の流路が血液入口および出口１６，１
８および酸素入口および出口２０，２２と流れ連
通に適合する。

膜積層体２４は、引用した米国特許第375795号
によつて知られているように、平坦な、あらかじ
め折られたバツキングの上に重ねた単一片の膜お
よび膜支持網をジグザグ状に折りたたんで構成さ
れ、膜の一方の側に血液のための複数のポケツト
様液路と、膜の他の側に酸素のための複数の差し
込んでいる流路とを持つ。積層体２４は端部２５
においてそれぞれの流路から血液が外部へ漏れな
いように両端面においてポツテイングコンパウン
ドでシールされる。積層体２４は血液流路および
酸素流路がそれぞれ入口および出口１６，１８お
よび２０，２２へ面するようにケーシング１２へ
収容され、その後Ｏ−リングシールを介してカバ
ー１４をケーシング１２の開口部へ接着またはヒ
ートシールし、開口部を閉鎖する。その際カバー
１４の下表面には血液入口および出口１６，１８
およびそのためのマニホールドに対面する部分を
除いて接着剤が塗布され、積層体の上縁をカバー
１４へ接着する。この結果積層体２４の血液流路
はその出入口１６，１８のみと連通し、反対側の
酸素流路はその出入口２０，２２のみと連通す
る。

積層体２４の中央部分のまわりに、積層体２４
の中央部分を加圧するためのＵ字形のふくらまし
得る部材２６が位置する。ふくらまし得る部材２
６の外側縁に隣接して、折りたたまれた膜支持裏
打ち材２９の縦に延びる切取り部分２８が位置
し、該切取り部分は積層体２４中の膜の大部分に
わたつて均一な流れのために、膜のたたみ域全体
を通じ血液および酸素をそれぞれの流路に分布す
るためのマニホールド手段として役立つ。積層体
２４の端部２５は、それぞれの流路から膜積層体
２４の端部の外への漏出を防止するため、例えば
前に引用した特許に記載のようにポツテイングコ
ンパウンドでシールされる。カバー１４は対応し
ケーシング１２へシールされる。

ケーシング１２のそれぞれの端部に位置する剛
直な詰め物部材手段３０は、ポツトした端部のシ
ール能力を強化するように積層体２４の端部に対
して定常的な圧縮を提供する。図示するように、
めいめいの詰め物部材手段３０は、一対のテーパ
になつた剛直な直立部材３２を含み、一般にＨ字
形の構造を形成するように交差部材３４によつて
一体に接続されており、ポリエチレン、ポリスチ
レン等から簡単な安価な成形作業によつて製作す
ることができる。積層体２４のポツトした端部
は、ケーシング１２の各端部でテーパになつた部
材３２の間に位置する。テーパになつた部材３２
および積層体２４は、積層体の端部がテーパにな
つた部材間で圧縮され、該部材はまた積層体のポ
ツトした端部のシール能力を強化するようにケー
シング１２の内壁に対して密着するのに釣り合つ
ている。

第２図および第３図に示すように、容器１２の
側壁３６および端壁３８は、互いに平行でなく、
底壁３１から僅かに外方へ広がる内壁を形成す
る。この理由は、成形作業が終了した後ケーシン
グからコアの除去を容易にする僅かの（例えば
1゜）外側へのテーパまたは抜き角を持つようにケ
ーシング１２を設計することが該ケーシング１２
に利用し得る成形プロセスにおいて非常に重要な
経済的利益が存在するからである。

壁３６の内表面の抜き角度に対応して、第２図
に示すように、テーパ部材３２は底から頂部へ増
大した厚みを持つており、そのためテーパになつ
た部材の内表面４０は一般に平行であり、その外
表面はハウジング１２の抜き角に対応する態様で
広がる。

めいめいのテーパになつた部材３２は、積層体
２４の端部を正確な位置関係に保持する役目をす
る端部フランジ部材４２を有し、積層体２４の隅
は各テーパ部材３２とフランジ４２との間に形成
された隅部４４に嵌合する。

第３図に示すように、ケーシング１２の端壁３
８の内表面も、外方への抜き角を有し、そして各
フランジ４２は対応してテーパになり、そのため
それらの内表面は互いに平行で、一方それらの外
表面は壁３８の抜き角に対応する態様で広がる。

この結果Ｈ字形の剛直な詰め物部材３０は、膜
積層体２４の隅のまわりに位置し、そしてケーシ
ング１２内に収納することができ、ケーシング１
２の壁が小さい抜き角度で広がるという事実にも
かゝわらず、積層体２４の端部に対してその垂直
位置の大部分において一般に定常的な側方への圧
縮を提供する。この結果として、各自の形を持つ
剛直な詰め物部材３０は、特に積層体２４の端部
の上方部分において、直立部材３２のテーパ形状
によつて積層体端部の下方部分で感じられる圧縮
量と実質的に等しい圧縮量を提供する。これはケ
ーシング１２のテーパ壁のそうしなければ変化す
る影響を排除する。この効果は積層体２４のシー
ル端に発生する流体の漏出に対するそれ以上の保
証を提供することである。

第４図はＵ字形のふくらまし得る部材２６の構
造の細部を図示する。ふくらまし得る部材２６
は、全体として米国特許第3879293号の対応する
Ｕ字形のふくらまし得る部材に形状および機能が
類似であり、積層体２４の三側面のまわりにＵ字
形に保つことができ、そして吹込口のチユーブ５
０を含んでいる可撓性のふくらまし得る構造であ
る。

先行技術では平坦な周縁ヒートシールが存在し
ていた該部材の端部には、第４図の具体例におい
ては折つた端部のみが見られる。ふくらまし得る
部材２６の全体は一枚のシートよりなり、それは
端部５２において二重に折りたたまれ、端部５２
の線に平行な線５４に沿つてヒートシールされ
る。ヒートシール５４は勿論その端部を除いて可
撓性をふくらまし得る部材２６の縁から間隔を置
き、単一の断面ループを形成するように図示する
やり方でふくらまし得る部材の二層が重なる。

ふくらまし得る部材２６の端部５２間のそれぞ
れの対向する側面５６は、次にシール部材２６と
するために横断シールその他をもつて一所にシー
ルすることができる。

部材２６は、詰め物部材３０が積層体の端部に
設置されるとき、Ｕ字形状に設置されるように積
層体２４のまわりに巻かれる。次に全体のアセン
ブリは本発明装置の組立てのためにケーシング１
２内へ収納することができる。

第５図は、こゝで示す以外は第４図の具体例と
実質的に類似構造である本発明のふくらまし得る
Ｕ字形部材の別の具体例２６ａを示す。この例に
おいては部材２６ａは前の具体例と同じく一対の
周縁をヒートシールしたポリ塩化ビニル製シート
でよい。しかしながらヒートシールされたフラン
ジ５８は、ふくらまし得る部材２６ａの二つの側
面を一体に保持し、ふくらまし得る部材２６ａの
外端から内方に位置し、該外端は隣り合つて位置
する折りたたんだ膜壁７０の一対によつて形成さ
れ、ヒートシール５８は内方に位置しそして可撓
性のふくらまし得る部材２６ａのふくらまし得る
室内に折りたたまれる。ふくらまし得る部材２６
ａの反対端は同様の構造にすることができ、一
方、隣接する側部は前の具体例のように横にシー
ルライン５６ａでシールすることができる。

得られた酸素化装置は、特に多孔質疎水性膜、
例えば顕著に改良されたガス移動速度を有する孔
径0.1ミクロンを有するポリプロピレンフイルム
を使用するとき、このタイプの酸素化装置の顕著
な利点を発揮することができる。同時に本発明
は、酸素化装置内の動揺する血圧によつて発生す
る漏出に対して増加した保証を提供し、そして全
体の酸素および二酸化炭素の移動速度にも実質的
な改善を提供する。

特定の具体例においては、第２図に示す壁３１
に隣接するその底部におけるケーシング１２の室
の幅は約7.87cmにすることができる。ケーシング
の頂部の対応する幅は、ケーシングは0.254cmの
抜き勾配を与えるため、約8.13cmにすることがで
きる。部材３０のテーパはこれに対応する。

本発明のふくらまし得る部材２６および２６ａ
は、血液酸素化装置内において積層体２４を圧縮
するため流体圧でふくらましたとき、膨張により
端部５２または７０の後退の度合いが小さいの
で、積層体２４の最大表面を比較的均一に加圧
し、圧縮することができる。

これにより積層体２４中の血液流路を流れる血
液の圧力に抗して血液をフイルム状に保ち、血液
への酸素の拡散および血液から外気への二酸化炭
素の移動の効率を高める。

上記は例証のみの目的で提供したものであり、
特許請求の範囲に記載する本発明を制限すること
を意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による血液酸素化装置の斜視
図、第２図は第１図の装置の端部の垂直断面図、
第３図は同装置端部の部分断面図、第４図はふく
らまし得る部材の拡大断面図、第５図は別の具体
例の第４図と同様の拡大断面図である。 １０は血液酸素化装置、１２はケーシング、１
６は血液入口、１８は血液出口、２０は酸素入
口、２２は酸素出口、２４は膜積層体、２６はふ
くらまし得る部材、３０は詰め物部材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状拡散膜と、同じくシート状のその支
   持体とを重ねてジグザグ状に折りたたんだ積層体
   をケーシング中に収容してなる膜拡散装置におい
   て、該積層体の少なくとも向い合つた最大表面と
   ケーシング内壁との間に配置された流体圧でふく
   らまし得る部材を備え、前記ふくらまし得る部材
   は、一枚の可撓性部材をその対向端において二重
   に折りたたみ、両縁を前記ふくらまし得る部材の
   ふくらまし得る室内において対面接触させ、両端
   を除いて前記可撓性部材の縁から間隔を置いて中
   央シール線に沿つてシールしてなる単一の断面ル
   ープ形状を有し、前記折りたたんだ対向端は前記
   ケーシングに対して密接して位置し、それにより
   ふくらましたとき、前記対向端の後退の度合いが
   対向端において外方へ突出するフランジシールを
   有するふくらまし得る部材に比較して少ないこと
   を特徴とする膜拡散装置。 ２ シート状拡散膜と、同じくシート状のその支
   持体とを重ねてジグザグ状に折りたたんだ積層体
   をケーシング中に収容してなる膜拡散装置におい
   て、該積層体の少なくとも向い合つた最大表面と
   ケーシング内壁との間に配置された流体圧でふく
   らまし得る部材を備え、前記ふくらまし得る部材
   は対向する端部およびそれに隣接して設けられた
   フランジを有するシール線を有し、前記対向する
   端部は隣接して位置する内側へ折りたたまれた一
   対の膜壁によつて形成され、前記フランジは前記
   対向対部からふくらまし得る部材の中央に向つて
   間隔を置いた位置で前記可撓性部材のふくらまし
   得る室内に位置し、前記対向する端部は前記ケー
   シングに対して密接して位置し、それによりふく
   らましたとき、前記対向する端部の後退の度合い
   が対向端において外方へ突出するフランジシール
   を有するふくらまし得る部材に比較して少ないこ
   とを特徴とする膜拡散装置。