JPS6319074Y2

JPS6319074Y2 -

Info

Publication number: JPS6319074Y2
Application number: JP1981008937U
Authority: JP
Priority date: 1981-01-24
Filing date: 1981-01-24
Publication date: 1988-05-27
Also published as: JPS5776635U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、ガス交換膜を利用して血液のガス
交換を行なう膜型人工肺に関するものである。[Detailed description of the invention] This invention relates to a membrane oxygenator that performs blood gas exchange using a gas exchange membrane.

今日通常の体外循環に使用される人工肺は、血
液の中へ直接に酸素などのガスを吹きこんで血液
の酸素加を計る気泡型、血液を薄いフイルム状に
して酸素加を計る回転円板型、垂直網表面に血液
を流下させて酸素加を計るスクリーン型、人体の
肺と同様に膜（シリコン膜などが使われる）を通
して間接的に血液の酸素加を計る膜型、などに大
別される。上記従来の膜型人工肺には、第１図に
示す構造のものが知られている。図中１はシリコ
ンゴム等のガス交換膜から成り、内部に血液を流
通させる毛細管である。多数の毛細管１は相互に
所定の間隙を保ち、該間隙を流通する気体の流れ
が中心部においても良好なように束ねられ、両端
をポツテイング材２により固められて集束されケ
ーシング３内に収められている。上記集束部材２
はマニホールド４の端部に設けられた血液流通口
５に上記各毛細管１を連通して、上記マニホール
ド４に液密的に止着されている。 The artificial lungs used for normal extracorporeal circulation today are the bubble type, which measures the oxygen content of the blood by blowing oxygen and other gases directly into the blood, and the rotating disk type, which measures the oxygen content by turning the blood into a thin film. type, screen type that measures oxygenation by flowing blood down the surface of a vertical mesh, and membrane type that measures blood oxygenation indirectly through a membrane (such as a silicone membrane) similar to the human lungs. be done. As the above-mentioned conventional membrane oxygenator, one having a structure shown in FIG. 1 is known. In the figure, 1 is a capillary tube made of a gas exchange membrane made of silicone rubber or the like, through which blood flows. A large number of capillary tubes 1 maintain a predetermined gap between each other, and the gas flowing through the gap is bundled so that the flow of gas is good even in the center, and both ends are hardened with potting material 2 to be concentrated and housed in a casing 3. ing. The above focusing member 2
is fixed to the manifold 4 in a fluid-tight manner, with each capillary tube 1 communicating with a blood flow port 5 provided at the end of the manifold 4.

上記ケーシング３には上記マニホールド４が、
上記血液流通口５をケーシング３の外部に出して
支持されている。また上記ケーシング３には、上
記ケーシング３内に流入した酸素あるいは酸素と
空気あるいは酸素と二酸化炭素からなるガスの流
れが良好になるような位置に、ガス流通口６が設
けられ、上記ケーシング３内において、比較的気
密なガス流路が形成されている。しかして、生体
より取り出した静脈血は図示されていないポンプ
等により図中の矢印のようにマニホールド４の端
部の血液流通口５に流入させられ、マニホールド
４内に入つた後、各毛細管１に分配される。一方
上記ケーシング３に設けられたガス流通口６から
供給されたガスは、上記ケーシング３内において
毛細管１相互の間隙を流通する。その際、上記毛
細管１内を流通する血液のガス交換が行なわれ
る。即ち血液は動脈血化され、図中の矢印のよう
にマニホールド４に集まり血液流通口５から再び
生体に環流される。また交換後の不要となつたガ
スは図中の矢印のようにガス流通口６から排出さ
れる。 The casing 3 includes the manifold 4,
The blood circulation port 5 is exposed to the outside of the casing 3 and supported. Further, the casing 3 is provided with a gas flow port 6 at a position where oxygen, oxygen and air, or oxygen and carbon dioxide gas flowing into the casing 3 can flow well. A relatively airtight gas flow path is formed in the gas flow path. Then, the venous blood taken out from the living body is caused to flow into the blood circulation port 5 at the end of the manifold 4 as indicated by the arrow in the figure by a pump or the like (not shown), and after entering the manifold 4, each capillary tube 1 distributed to. On the other hand, gas supplied from the gas flow port 6 provided in the casing 3 flows through the gap between the capillary tubes 1 within the casing 3. At this time, gas exchange of the blood flowing through the capillary tube 1 is performed. That is, the blood is converted into arterial blood, collected in the manifold 4 as indicated by the arrow in the figure, and then circulated back into the living body through the blood circulation port 5. Further, the gas that is no longer needed after replacement is discharged from the gas flow port 6 as indicated by the arrow in the figure.

ところで、上記従来の膜型人工肺においては、
下記のような欠点がある。 By the way, in the conventional membrane oxygenator mentioned above,
It has the following drawbacks.

ケーシング３内を流れるガス中の水分が各毛
細管１に結露しやすく、そのため、毛細管１の
ガス交換膜上に水が被膜を形成し、毛細管１の
膜を通して行なわれるガス交換の効率を著しく
低下させてしまう。 Moisture in the gas flowing inside the casing 3 tends to condense on each capillary tube 1, and as a result, water forms a film on the gas exchange membrane of the capillary tube 1, significantly reducing the efficiency of gas exchange performed through the membrane of the capillary tube 1. It ends up.

ケーシング３の流通口６は、ケーシング３に
比べ小さいので、ケーシング３内のガスの流れ
に疎密、遅速が生じて層流となりやすい。ま
た、多数の毛細管１は、緻密、均等に、かつ充
分な張力をもたせて取り付けることがむづかし
い。そのため、ケーシング３の移動とかケーシ
ング３に外力が加わつたりして、ケーシング３
がゆれるたびに毛細管１は、位置づれを起こし
てしまう。つまり、毛細管１の各々の間隙が不
均一になつてしまう。その結果、毛細管１の束
において、ガスがよく流通しガス交換が盛んに
行なわれるところと、ガスがほとんど流通せず
ガス交換がほとんど行なわれないところが生
じ、全体としてガス交換の効率が低下してしま
う。 Since the flow port 6 of the casing 3 is smaller than the casing 3, the gas flow within the casing 3 tends to be dense and slow, resulting in a laminar flow. Furthermore, it is difficult to attach a large number of capillary tubes 1 densely, uniformly, and with sufficient tension. Therefore, if the casing 3 moves or an external force is applied to the casing 3, the casing 3
Each time the capillary tube 1 sways, the position of the capillary tube 1 shifts. In other words, the gaps between the capillary tubes 1 become non-uniform. As a result, in the bundle of capillary tubes 1, there are parts where gas flows well and gas exchange takes place actively, and places where gas hardly flows and gas exchange takes place, resulting in a decrease in the efficiency of gas exchange as a whole. Put it away.

この考案は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、毛細管型のガス交換膜上に水の
被膜が形成せず、ガス交換膜に均一にガスが流通
し、効果的にガス交換を行なうことのできる膜型
人工肺を提供することにあり、ケーシングにこの
ケーシング中のガスを多数の毛細管に向けて送る
送風装置を設けることによつて、ケーシング中を
ガスが均一に流通するようにするとともに、ガス
交換膜上での水の被膜形成を防止したものであ
る。 This idea was made in view of the above circumstances, and its purpose was to prevent the formation of a water film on the capillary-type gas exchange membrane, to allow gas to flow uniformly through the gas exchange membrane, and to enable effective gas exchange. The purpose of the present invention is to provide a membrane oxygenator capable of carrying out this process, and by providing a blower device in the casing to direct the gas in the casing toward a large number of capillary tubes, the gas can be distributed uniformly in the casing. It also prevents water from forming a film on the gas exchange membrane.

以下、この考案を図面を参照して説明する。 This invention will be explained below with reference to the drawings.

第２図は、この考案の一実施例を説明するもの
で、第１図と同一符号は、同一構成要素を示し、
その説明は省略する。図中、符号１０は、ケーシ
ング３中のガスを多数の毛細管１……に向けて均
一に流すためのフアン（送風装置）であり、この
フアン１０は、ケーシング３外に取り付けられて
いる駆動モータ１１に連結されている。 FIG. 2 illustrates an embodiment of this invention, and the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same components.
The explanation will be omitted. In the figure, reference numeral 10 denotes a fan (air blower) for uniformly flowing gas in the casing 3 toward a large number of capillary tubes 1, and this fan 10 is connected to a drive motor attached outside the casing 3. 11.

次に上記のように構成されたこの考案に係る膜
型人工肺の作用を説明する。 Next, the operation of the membrane oxygenator according to the invention constructed as described above will be explained.

上記ケーシング３の下方の流通口６からケーシ
ング３内に供給されたガスは、フアン１０により
強く均一なガス流となり、血液が流通している毛
細管１の束へと向かう。各毛細管１間の間隙は、
前記したように不均一になつてしまつているが、
上記したようにガス流は、強くかつ均一なので、
上記ガスは、ほぼ均一に各毛細管１に接触するこ
とになる。また、毛細管１を通過するガス流は、
フアン１０の作用で比較的速いので、ガス中の水
分が結露し毛細管１のガス交換膜上に水が被膜を
形成し、ガス交換を阻害するということもない。
このように、この考案に係る膜型人工肺において
は、ケーシング３中のガス流が強く均一となるこ
とと、その結果、毛細管１での水被膜の形成が阻
止できることとにより、従来の膜型人工肺に比
べ、著しくガス交換率を高めることができる。 Gas supplied into the casing 3 from the lower flow port 6 of the casing 3 is turned into a strong and uniform gas flow by the fan 10, and is directed toward the bundle of capillary tubes 1 through which blood is flowing. The gap between each capillary tube 1 is
As mentioned above, it has become uneven, but
As mentioned above, the gas flow is strong and uniform, so
The above gas comes into contact with each capillary tube 1 almost uniformly. Moreover, the gas flow passing through the capillary tube 1 is
Since the action of the fan 10 is relatively fast, there is no possibility that moisture in the gas will condense and form a film on the gas exchange membrane of the capillary tube 1, thereby inhibiting gas exchange.
As described above, in the membrane type oxygenator according to this invention, the gas flow in the casing 3 becomes strong and uniform, and as a result, the formation of a water film in the capillary tube 1 can be prevented. Compared to an artificial lung, the gas exchange rate can be significantly increased.

なお上記実施例においては、毛細管状のガス交
換膜を使用した場合を示しているが、シート状に
ガス交換膜を形成し多数層状に配設してもよい。 In the above embodiment, a capillary gas exchange membrane is used, but the gas exchange membrane may be formed in a sheet shape and arranged in multiple layers.

また、ガスの流通口６は、上記実施例において
は、ケーシング３の相対する端部に設けてある
が、ケーシング内を流通するガスの流れが良好で
ありさえすればよく例えば、両ガス流通口６を同
じ側面に設けてもよい。そして、第３図に示すよ
うに、内部に案内板２０を設けた構造でもよい。 Further, in the above embodiment, the gas flow ports 6 are provided at opposite ends of the casing 3, but it is only necessary that the gas flow within the casing be good, for example, both gas flow ports may be provided. 6 may be provided on the same side. Further, as shown in FIG. 3, a structure may be adopted in which a guide plate 20 is provided inside.

また、フアン１０の位置も任意の位置に設けて
もよくケーシング３内のガスを均一に毛細管１…
…に向けて送ることができる構成であればよい。
なお風量は適宜調整可能とし状況に応じて最適な
条件を選択できるようにしてよいことは勿論であ
る。 Further, the fan 10 may be provided at any position, and the gas inside the casing 3 can be uniformly distributed through the capillary tube 1...
Any configuration that can send it to... is fine.
It goes without saying that the air volume may be adjusted as appropriate so that optimal conditions can be selected depending on the situation.

また、冷却部をケーシング３内に設けることに
より除湿できる事は言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that by providing a cooling section within the casing 3, dehumidification can be achieved.

ところで、第４図および第５図は、この考案に
係る人工肺（第３図に示す構造）において、血液
（静脈）中の炭酸ガスがケーシング３内のガス中
へ移動する量のフアン１０の駆動、停止による差
を比較した図である。第４図は、静脈中の炭酸ガ
ス分圧を横軸に、炭酸ガスの移動量を縦軸にとつ
て比較したものである。また、第５図は、同じく
静脈中の炭酸ガス分圧を横軸にとり、静脈中の炭
酸ガス分圧と動脈中の炭酸ガス分圧との差を縦軸
にとつて比較したものである。図に示すように、
フアン１０を駆動した方が大幅に炭酸ガス移動量
が増加しており、ガス交換率が高まることを示し
ている。これは、ケーシング３中でフアン１０を
駆動することによつて、ケーシング３内のガスの
流れが均一かつ強くなるとともに、これによつて
毛細管型のガス交換膜上での水被膜形成が防止さ
れることによるものであることは明らかである。
なお、人工肺の操作条件は下記のようである。 By the way, FIGS. 4 and 5 show the amount of carbon dioxide gas in the blood (vein) transferred to the gas in the casing 3 of the fan 10 in the artificial lung according to this invention (the structure shown in FIG. 3). FIG. 4 is a diagram comparing the difference between driving and stopping. FIG. 4 compares the partial pressure of carbon dioxide in the veins on the horizontal axis and the amount of movement of carbon dioxide on the vertical axis. Furthermore, FIG. 5 similarly shows a comparison between the partial pressure of carbon dioxide in the veins on the horizontal axis and the difference between the partial pressure of carbon dioxide in the veins and the partial pressure of carbon dioxide in the arteries on the vertical axis. As shown in the figure,
The amount of carbon dioxide gas transferred increases significantly when the fan 10 is driven, indicating that the gas exchange rate increases. This is because by driving the fan 10 in the casing 3, the gas flow inside the casing 3 becomes uniform and strong, and this prevents the formation of a water film on the capillary-type gas exchange membrane. It is clear that this is due to the
The operating conditions for the oxygenator are as follows.

・ケーシング内容量 ………20 ・風量 ………２×10³／min ・酸素ガス流量 ………３／min ・血液流量 ………1.0／min ・膜面積 …………1.0m² ・湿度 ………35％以上説明したようにこの考案による膜型人工肺
は、血液流路とガス流路を区画してシリコンゴム
や多孔性ポリプロピレン等のガス交換膜からなる
多数の毛細管がケーシング内に設けられた膜型人
工肺において、上記ケーシングにこのケーシング
中のガスを均一に多数の毛細管に送る送風装置を
設けることによつて、ケーシング中をガスが均一
に流通するようにするとともに、ガス交換膜上で
の水被膜形成を防止したので、ガス交換率を著し
く高めることができるという優れた利点を有する
ものである。・Casing internal capacity……20 ・Air flow rate……2×10 ³ /min ・Oxygen gas flow rate……3/min ・Blood flow rate……1.0/min ・Membrane area……1.0m ²・Humidity ......35% As explained above, the membrane oxygenator of this invention has a large number of capillaries made of gas exchange membranes made of silicone rubber, porous polypropylene, etc. inside the casing, dividing the blood flow path and the gas flow path. In the membrane oxygenator provided in the membrane oxygenator, a blower device is provided in the casing to uniformly send the gas in the casing to a large number of capillary tubes, so that the gas circulates uniformly in the casing and gas exchange is facilitated. Since the formation of a water film on the membrane is prevented, it has the excellent advantage of significantly increasing the gas exchange rate.

[Brief explanation of drawings]

第１図は、従来の膜型人工肺を示す構成図、第
２図は、この考案に係る膜型人工肺の一実施例を
示す構成図、第３図は、同じく他の実施例を示す
構成図、第４図および第５図は、この考案に係る
人工肺において、血液中の炭酸ガスがケーシング
内のガス中へ移動する量のフアンの駆動、停止に
よる差を比較した図である。１……ガス交換膜、３……ケーシング、１０…
…フアン。 Fig. 1 is a block diagram showing a conventional membrane oxygenator, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the membrane oxygenator according to this invention, and Fig. 3 is a block diagram showing another embodiment. The configuration diagram, FIG. 4, and FIG. 5 are diagrams comparing the difference in the amount of carbon dioxide gas in the blood transferred into the gas in the casing depending on whether the fan is driven or stopped in the artificial lung according to the invention. 1... Gas exchange membrane, 3... Casing, 10...
…Juan.

Claims

[Scope of utility model registration request]

In a membrane oxygenator, a casing is provided with a large number of capillary tubes made of a gas exchange membrane made of a polymeric material such as silicone rubber or porous polypropylene to separate a blood circuit and a gas flow path. characterized by being equipped with a blower device that prevents moisture in the gas from condensing on the plurality of capillary tubes by sending the gas supplied to the plurality of capillary tubes as a uniform gas flow toward the plurality of capillary tubes. membrane oxygenator.