[其他]中空纤维型充氧器

说明书

本发明涉及一种中空纤维型充氧器，这种中空纤维型充氧器适用于体外血液循环，在为通过充氧器的血液去除二氧化碳的同时为血液充氧。

通常的充氧器可以分为两类，即：气囊式充氧器和膜式充氧器。膜式充氧器包括平面膜型充氧器和中空纤维型充氧器，它与气囊式充氧器相比对血液造成的损伤，如溶血、蛋白质变性、凝血、血液粘结等较小而且一般公认为更接近生物肺的机理。尽管膜式充氧器优于气囊式充氧器，但气囊式充氧器仍然广泛地应用于开胸手术。

在现行的膜式充氧器中，血液流层必须很薄，以获得较高的充氧容量。狭窄的流动通路产生高的血液流动阻力，上述阻力阻碍了血液的流注。而血液是靠病人和充氧器之间的位差流过充氧器的。所以，使用膜式充氧器的体外血液循环回路必须在充氧器的上流端，即充氧器的静脉端，使用一个泵。这就带来一个问题：泵出口附近的压力超过通过血液回流导管和充氧器压力损失的总和，这将导致在血液回流线中压力增高如果压力增高过大，滚子泵中的管子可能膨胀爆裂。

另一个问题是：在开胸手术中，当需要为脑子和下半身分别实行体外循环时，则需要两台充氧器。

为了消除手术后的并发症，近年来在血液的体外循环中推荐采用脉动泵，这样血液体外循环更接近体内的血液的情况，而通常的充氧器的流动压力损失太高以致无法提供脉动血流。

欧州专利公报No103899提出在中空纤维型充氧气中用氧和二氧化碳进行交换的方法。这种中空纤维型充氧器是依靠使氧通过中空纤维膜内部并使血液沿中空纤维外部流动，即：流过由外套和中空纤维膜限定的空间，进行氧和二氧化碳交换。

但是，还没有一种充氧器能够依靠重力流动，并具有足够的气体交换率。

因此，本发明的任务之一就是要提供一种改进的中空纤维型充氧器，在该充氧器中，血流在外套的内壁和中空纤维外表面之间流动，氧则通过中空纤维内部流动，血液完全靠病人与充氧器之间的位差来流动而达到充氧器，并能在交换膜的面积比其他那些血液在中空纤维内流动的充氧器还要小的情况之下提供足够的气体交换率。

本发明的另一个任务是提供一种结构紧凑的上述中空纤维型充氧器，并确定具有高气体交换率的光滑血液通道的最佳尺寸参数。

根据本发明提供的中空纤维型充氧器包括一个两端相对的外套，一束数量很多的中空纤维沿外套内轴向穿过，而且每一根中空纤维提供一个气体交换膜，结合在外套端部的隔板，严密地封住中空纤维相对端，不使漏液但又不堵塞纤维的开口;一个气体进口和一个气体出口由上述中空纤维的内部将两端连通起来，以通过流体;一个由隔板、上述中空纤维外表面和上述外套内表面形成的血液腔;一个血液进口和一个血液出口设置在外套壁的相对部分，通过血液腔将二口连通起来，以通过流体。该充氧器特征在于中空纤维束端部填充密度d₁在靠近隔板处不超过30%，其中央填充密度d₂在靠近轴中点处为40%到50%，d₁/d₂的比率不超过0.6。

本发明的一些最佳实施例如下所述：

（1）纤维填充密度d₁/d₂的比率在0.4到0.6范围内。

（2）中空纤维束填充密度d₁在20%到30%范围内。

（3）中空纤维膜包括一个由聚烯烃制成的具有内径约为100到1000μm的多孔中空纤维，其壁厚约为10到200μm，平均孔径约200到2000＊，孔隙率为20%到80%，聚丙烯为最佳的聚烯烃材料。

（4）外套壁朝向轴中点呈锥形，这样壁的最小内径大约在中点，并从该点向相对两端扩大。

本发明的目的，特性和优点根据下面的附图说明很容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的中空纤维型充氧器的侧视剖面图;

图2、图3和图4图示了应用本发明充氧器的〈＆＆〉回路而布置;

图5是表示移氧量和压力损失△P与端部〈＆＆〉密度d₁关系的曲线图;

图6是表示移氧量和压力损失△P与中央填充密度〈＆＆〉关系的曲线图;

图7是表示移氧量和压力损失△P与〈＆＆〉率关系的曲线图;

图8是本发明另一个实施例的中空纤维型充氧器侧视剖面图;

图9是图8所示中空纤维充氧器的透视图。

参照图1，本发明的中空纤维型充氧器的〈＆＆〉实施例。