用于体外二氧化碳去除的多边形人工膜肺及其制备方法与流程

本发明涉及人工膜肺，尤其涉及一种用于体外二氧化碳去除的多边形人工膜肺及其制备方法。

背景技术：

1、体外循环是利用一系列特殊人工装置将回心静脉血引流到体外，经人工方法进行气体交换，调节温度并过滤后，输回体内动脉系统的生命支持技术。人工膜肺是上述体外循环中血液进行气体交换的关键部件，气体流经人工膜肺的中空纤维膜丝内腔，血液流经中空纤维膜丝外部，气体透过中空纤维膜丝与血液进行交换。

2、目前，市面上的人工膜肺的形状大都为圆形膜肺，内筒与中筒之间形成换热腔，换热腔内部封装换热膜丝，恒温水流经换热膜丝的内部，血液流经换热膜丝的外部。中筒与外筒之间形成气体交换腔，气体交换腔的内部封装用于气体交换的中空纤维膜丝，气体流经中空纤维膜丝内部，血液流经中空纤维膜丝外部。

3、现有人工膜肺的入血口、出血口分别设置于膜肺内筒上侧、外筒下侧，血液流经气体交换腔中空纤维束时，血液流动路径不一，血液流场不均匀，在血液流动缓慢区域易形成血栓。平均血液流动路径长，血液流经中空纤维束时压降大，易对血细胞造成损伤。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于体外二氧化碳去除的多边形人工膜肺及其制备方法，用以解决现有技术血液流场不均匀导致易发生血栓的问题。

2、一方面，本发明实施例提供了一种用于体外二氧化碳去除的多边形人工膜肺，包括膜肺本体，该膜肺本体的外表呈正多边形结构，且进一步包括：

3、中空纤维膜丝束，采用正多边形结构，通过将中空纤维膜丝编制成帘后以交叉层叠方式填充于框体的内部制备，且其边缘设有封胶区域；中空纤维膜丝采用管状中空结构，管壁上均匀分布有纳米级微孔；

4、框体，由位于中空纤维膜丝束两侧的第一盖板、第二盖板，以及固定于第一盖板、第二盖板之间边缘位置的立柱组成；第一盖板、第二盖板上均镂空设置若干孔洞，以供血液进入孔洞后流经中空纤维膜丝束；

5、气腔外壳，包覆于框体的边缘侧，其与框体之间形成上下设置且互不连通的进气腔和出气腔，并设有进气腔的进气口、出气腔的出气口；

6、血腔外壳，包覆于框体的正侧和背侧，其与第一盖板之间形成入血腔，其与第二盖板之间形成出血腔，并设有入血腔的入血口、出血腔的出血口，以供血液由入血腔经过中空纤维膜丝束进行气体交换并去除二氧化碳后到达出血腔，由出血口排出该人工膜肺。

7、上述技术方案的有益效果如下：现有人工膜肺一般用于体外氧合，上述人工膜肺可用于体外二氧化碳去除。较现有技术中的圆形膜肺，采用多边形人工膜肺后，血液流场更加均匀，不易形成血栓，降低了血栓的发生概率。膜肺内无换热结构，血液流经路径短，压降低，可进一步采用管道加热的方式换热。盖板多孔分布方案，利于外围血液均匀进入气体交换腔。

8、基于上述人工膜肺的进一步改进，气腔外壳进一步包括：设有进气口的第一外壳，以及设有出气口的第二外壳；其中，

9、第一外壳设于框体的上部边缘侧，第一外壳的底部连接至框体的封胶区域，形成与进气口连通的进气腔；

10、第二外壳设于框体的下部边缘侧，第二外壳的顶部连接至框体的封胶区域，形成与出气口连通的出气腔；且进气腔、出气腔互不连通；

11、第一外壳的底部、第二外壳的顶部固定连接。

12、进一步，血腔外壳进一步包括：设有入血口的第三外壳，以及设有出血口的第四外壳；其中

13、第三外壳设于框体的正侧，第三外壳、第一外壳及第一盖板之间密封形成与入血口连通的入血腔；

14、第四外壳设于框体的背侧，第四外壳、第二外壳及第二盖板之间密封形成与出血口连通的出血腔。

15、进一步，入血腔内设有多个用于引导血液均匀分布的导血槽；并且，出血腔内也设置有多个用于引导血液均匀分布的导血槽。

16、进一步，该人工膜肺采用与其中空纤维膜丝束形状一致的正多边形结构；并且，

17、所述正多边形结构为正四边形或正六边形中的一种。

18、进一步，中空纤维膜丝束通过如下制备方法获得：

19、将上下两层中空纤维膜膜丝呈90°交叉层叠编织成正四边形帘；

20、将若干层四边形帘堆叠后，对堆叠结构的边缘使用胶体进行密封封堵，形成封胶区域；

21、切除部分胶体使中空纤维膜丝内部空腔流出，获得所需的中空纤维膜丝束，以供气体流经中空纤维膜丝内部；该中空纤维膜丝束呈正四边形，上方的相邻两侧面作为通气气体的进气侧，与之相对的另外两侧面作为通气气体的出气侧。

22、进一步，中空纤维膜丝束通过如下制备方法获得：

23、将三层中空纤维膜膜丝呈60°交叉层叠编织成正六边形帘；

24、将若干层六边形帘堆叠后，对堆叠结构的边缘使用胶体进行密封封堵，形成封胶区域；

25、切除部分胶体使中空纤维膜丝内部空腔流出，获得所需的中空纤维膜丝束，以供气体流经中空纤维膜丝内部；该中空纤维膜丝束呈正六边形，上方的相邻三侧面作为通气气体的进气侧，与之相对的另外三侧面作为通气气体的处气侧。

26、进一步，所述胶体为环氧树脂胶体；并且，

27、第一盖板、第二盖板的孔径呈外大内小、外密内疏分布。

28、进一步，该人工膜肺还包括控温组件、动力血泵；其中，

29、控温组件，设于该膜肺本体的血液输入管路或血液输出管路上，用于对血液控温；

30、动力血泵的输出端接入血腔的入血口。

31、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

32、1、可在体外氧合的同时，进行体外二氧化碳去除。

33、2、四边形结构及六边形结构的人工膜肺，较圆形膜肺血液流场更加均匀，不易形成血栓。

34、3、膜肺内无换热结构（采用管道加热的方式换热），血液流经路径短，压降低。

35、4、盖板小孔整列分布方案（孔径外大内小、外密内疏），利于外围血液均匀进入气体交换腔。

36、5、入血腔及出血腔内的导引槽结构设置，有利于血液快速均匀分布。

37、另一方面，本发明实施例还公开了一种上述多边形人工膜肺的制备方法，包括如下步骤：

38、s1.制备中空纤维膜丝束，使得该中空纤维膜丝束采用正多边形结构，通过将中空纤维膜丝编制成帘后以交叉层叠方式制备，且其边缘设有封胶区域；

39、s2.制备框体，并将中空纤维膜丝束置于框体内；该框体由位于中空纤维膜丝束两侧的第一盖板、第二盖板，以及固定于第一盖板、第二盖板之间边缘位置的立柱组成；第一盖板、第二盖板上均镂空设置若干孔洞，以供血液进入孔洞后流经中空纤维膜丝束；

40、s3.制备气腔外壳，使得气腔外壳包覆于框体的边缘侧，其与框体之间形成上下设置且互不连通的进气腔和出气腔，并设有进气腔的进气口、出气腔的出气口；

41、s4.制备血腔外壳，使得血腔外壳包覆于框体的正侧和背侧，其与第一盖板之间形成入血腔，其与第二盖板之间形成出血腔，并设有入血腔的入血口、出血腔的出血口，以供血液由入血腔经过中空纤维膜丝束进行气体交换并去除二氧化碳后到达出血腔，由出血口排出该人工膜肺。

42、提供
技术实现要素：
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本发明的重要特征或必要特征，也无意限制本发明的范围。