[发明专利]膜式人工肺及其制造方法

说明书

本发明涉及膜式人工肺及其制造方法。更具体地说，涉及适合于在血液体外循环中从血液中排出二氧化碳和向血液里加入氧气的膜式人工肺，这种人工肺的优点在于它的气体交换能力，特别是排放二氧化碳的能力，它甚致在长时间的工作中能阻止发生血浆渗漏的可能性，并且显示出良好的生物相容性以及只有最低程度的血小板损失，本发明更具体地涉及上述人工肺的制造方法。

现今作为心切开术的辅助装置，业已使用的膜式人工肺，它适合于实现通过使循环的血液中通过具有良好透气性的气体交换膜与含氧的气体相接触的方法进行气体交换。要求这种气体交换膜除出有良好的透气性和高的机械强度外，还要求它防止血液在长期的循环过程中可能引起的血浆渗漏，还要避免血液在与气体交换膜的接触中产生以血凝、形成微血栓、血小板的损失、血浆蛋白质的变质或以溶血形式出现的损失。现行的膜式人工肺可归入两大类：即均相膜和多孔膜。作为均相膜主要用的是硅膜。对比之下多孔膜可用不同材料制成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚氨脂和聚酰胺等。由于均相硅膜本身强度不足，不能制造壁厚小于100μm的膜，因此限制了它的透气性，特别是对二氧化碳的透气性能差。当数以万计的中空纤维硅膜被扎成束以获得所要求的气体交换能力并用这样的束替代均相硅膜时，用这种束的装置带来了为了容纳上述中空纤维束装置就要做得很大，这使灌注体积也要成比例地增大且束的价格昂贵等许多缺点。多孔膜在其壁厚方向上具有许多能透过多孔膜的小孔。由于多孔膜是疏水性的，它们不允许血浆通过小孔，换句话说，它们不允许血浆由血管侧到气体侧的渗漏，但允许来自馈气系统的氧气加到血液中去，而把血流中的二氧化碳排入废气中。然而多孔膜被弄湿后，其作用也就降低了（由于是高透性蒸汽）。有时在长时间的使用时，在血液循环中就出现血浆渗漏，尽管并不总是如此。甚致在人工肺的制造过程中所做的水渗漏试验中已证实没有反常现象的多孔膜也发现有这种现象。因此，这种现象在使用中发生的。只有少数几种制造多孔膜材料从生物相容性观点来看是令人满意的，如由血小板损失就证明了这一点。

为了克服上述多孔膜所存在的各种弊端，我们已经提出了一种在多孔膜中具有由硅油阻塞小孔的人工肺（日本专利申请号昭和58（1983）-92325），以及一种在多孔膜中具有用硅橡胶阻塞小孔的改进了的人工肺（日本专利申请号昭和59（1984）-105384）。这种在多孔膜中具有用硅橡胶阻塞小孔的人工肺已经消除了通常用多孔膜做的老式人工肺所带来的血浆渗漏问题。然而从排出二氧化碳的能力来看不能说该人工肺是令人满意的。例如，它难以实现在具有少量体外循环血液的ECCO₂R（体外排除二氧化碳）中排除病人活体中产生的大量二氧化碳。

因此，本发明的一个目的是提供一种新颖的膜式人工肺和它的制造方法。

本发明再一个目的是提供一种能在体外血液循环中从血液中排出二氧化碳并向血液加入氧气的头等的膜式人工肺，这种人工肺的优点在于它的气体交换能力上，它能在长时间的使用中具有阻止血浆渗漏的能力，显示出良好的生物相容性，且只有少量的血小板损失，本发明目的还有提供上述人工肺的制造方法。

本发明还有一个目的是提供一种最适合于ECCO₂R的膜式人工肺及其制造方法。

上述目的是由用一种具有壁厚为5至80μm，孔隙率在20～80%范围内，孔径在0.01到5μm的多孔疏水性膜作为气体交换膜的膜式人工肺来完成，该人工肺的特征在于气体交换膜的小孔是由直径比小孔小的微粒阻塞，并且至少暴露在循环的血液的气体交换膜的表面是疏水性的。

本发明公开了一个膜式人工肺，其中气体交换膜是中空纤维膜。本发明也公开了一种膜式人工肺，其中空纤维膜的内径在100到1000μm范围内。本发明进一步公开了一种膜式人工肺，其中小孔是由充填微小粒子所阻塞。本发明公开了一种具由疏水性物质做成的微小粒子的膜式人工肺。本发明公开了一种膜式人工肺，其中微小粒子是由疏水性物质做成，并且至少在循环中暴露在血液中的微小粒子表面涂有疏水性物质。本发明进一步公开了一种膜式人工肺，其中气体交换膜是由烯族树脂材料做成。本发明公开了一种膜式人工肺，其中气体交换膜是用聚丙烯做成的。本发明还公开了一种膜式人工肺，其微小粒子的直径约在0.003到1.0μm范围内。