血液氧合器的制造方法

血液氧合器的制造方法
【專利摘要】所公開的血液氧合器包括殼體、血液入口、血液出口、螺旋形渦環、進氣口、氧合器纖維束和氣體出口。所述殼體圍繞纖維束且提供用于血流路徑和連接器的結構。所述纖維膜包括氣體交換膜，當血液流動穿過所述膜時，所述氣體交換膜將氧氣轉移至血液并去除二氧化碳。所述螺旋形渦環引導血液流動經過所述纖維束。氣流室接收包括氧氣的吹掃氣并將所述吹掃氣分配至纖維膜，所述氣體然后與被氧合的血液交換。
【專利說明】血液氧合器
[0001 ] 政府許可權利
[0002]本發明根據由國立衛生研究院授予的授權號HL082631和HL118372由政府支持完成。所述政府對本發明具有某些權利。
技術領域
[0003]本發明總體上涉及血液氧合器裝置及其使用方法，具體說，涉及提供均勻流動和氧合的血液氧合器。
【背景技術】
[0004]中空纖維膜式血液氧合器是當下血液氧合的金標準。這些氧合器通常包含如在美國專利US5462619所總結的四個血流路徑構型之一:(1)經過環形束的縱向(軸向)流動(參見美國專利US4975247);(2)圍繞環形束的周向流動(參見美國專利US3794468);(3)穿過大體矩形橫截面的束的橫向流動(參見美國專利US5188801);和(4)經過環形束的徑向向外流動(參見美國專利US3422008)。上述文獻的說明書的全部內容被援引納入本文。
[0005]盡管在開心手術期間基于上述原理的膜式血液氧合器對心肺轉流來說是基本可接受的，但當它們用于更長持續時間(如幾天至幾周)的呼吸支持時，它們有許多問題。它們在非常有限的長期生物相容性和耐久性情況下具有相對大的血液接觸表面積、大的啟動準備體積和大的實際尺寸。這些氧合器的缺點與在這些氧合器內的固有血流動力學相關，包括經過所述纖維膜的不均勻血流、在這些血細胞和纖維膜之間的層流邊界流動區的存在和大的實際尺寸。
[0006]穿過所述纖維膜的非均勻血流導致在流路中的灌注過度和灌注不足。一旦血氧飽和，則灌注過度不具有任何額外益處。為了確保所有血細胞在灌注不足區域中良好氧合，需要更長的流路，因此導致血液與纖維膜表面的延長接觸和所述纖維膜的大表面積。當血液流動穿過纖維膜時，形成相對厚的血液邊界層。所形成的血液邊界層增大了關于氧擴散至血細胞的抵抗，所述血細胞不與纖維膜表面直接接觸。由于所述邊界層存在，氣體轉移效率可顯著受阻。因此，通常需要2至4平方米(m2)的氣體交換膜表面積和大的啟動準備體積以提供所需的氣體交換。所述非均勻血流有可能引起血液氧合器的血流路徑中的過度機械剪切應力或血瘀。這些是對血液激活和血栓形成的主要起因，導致有限的長期生物相容性和耐久性。此外，所述大的實際尺寸也限制用于流動式呼吸支持的耐磨損性。
[0007]在認識到關于上述專利所述邊界層區域的缺點的情況下，已經提出減小邊界層效果的方法，做法是通過引入二次流來增大血流路徑的剪切率和/或湍流。血液被引導以便垂直于所述纖維膜或相對于纖維膜以大角度流動。這種設計例子包括如美國專利US4639353(Takemura)和美國專利US5263924 (Mathewson)所述的那些例子，其說明書的全部內容被援引納入本文。Takemura描述了中空纖維束通過一系列導流結構而垂直于血流方向布置。Mathewson描述了整體式離心栗和膜式氧合器，其中所述中空纖維在周向上環繞所述離心栗的葉輪移位。血液通過氧合用中空纖維被栗送。Mathewson的設計的一個缺點是，在環形纖維束和外殼體壁之間存在潛在的停滯流動區。
[0008]為了克服現有技術在非均勻血流路徑和較低生物相容性方面的不足，引入回轉葉輪以產生穿過環形纖維束的均勻血流，如美國專利US8496874所述。使用所加入的回轉葉輪來實現均勻血流可能是有利的。但將所述栗與血液氧合器集成至系統中可能引起制造困難和在所述集成系統中的復雜流路。
[0009]考慮到前述裝置的限制，人們需要結構緊湊的、高效的且無創傷的血液氧合器，其具有小的啟動準備體積和小的氣體交換膜表面積。

【發明內容】

[0010]公開了一種獨特的血液氧合器，其解決了現有技術的一個或多個缺陷。具體說，當與目前所知的氧合器技術相比時，本文所提供的血液氧合器具有獨特的血流分配控制，導致膜表面面積和啟動體積的顯著減小以及減輕創傷。還提供用于血液氧合器裝置的技術，其具有超越目前可購得的血液氧合器的一個或多個優點。在多個實施例中，所述裝置具有長期耐用性和可靠性且可被用于其它應用，在心胸手術期間的心肺轉流、在醫院里用于心肺支持或呼吸支持的體外膜氧合(ECMO)和非固定的ECMO。
[0011]根據本發明實施例的某些方面，一種血液氧合器包括殼體、血液入口、血液出口、螺旋形渦環、進氣口、氧合器纖維束和氣體出口。所述殼體包圍纖維束且提供用于血流路徑和連接器的結構。所述纖維束包括氣體交換膜，當血液流動穿過所述膜時，氣體交換膜將氧氣轉移至血液且除去二氧化碳。所述螺旋形渦環引導血液流動穿過所述纖維束。所述氣流室容納含氧氣的吹掃氣并將所述吹掃氣分配至纖維膜。
[0012]關于本發明實施例的其它方面，換熱器被集成至所述血液氧合器。所述換熱部件位于環形空間和所述纖維束之間。
[0013]關于本發明實施例的另外方面，提供一種包括血液氧合器和血栗的工具組。所述工具組尤其可被構造用于非固定的心肺支持和呼吸支持。
[0014]本發明的其它方面、特征和優點將簡單通過示出若干特定實施例和包括設想用來實行本發明的最佳模式的實施方式而從以下的詳述中顯而易見。本發明還能具有其它不同的實施例，并且在全都不背離本發明的精神和范圍情況下，其多個細節可在許多明顯方面被修改。因此，附圖和說明書被認為本質上是示例性的而非限制性的。
【附圖說明】
[0015]與以下對如圖所示的實施例的描述相關地來更詳細考慮本發明的上述和其它的特征、方面和優點，其中:
[0016]圖1是根據本發明實施例的某些方面的血液氧合器的立體圖，
[0017]圖2是圖1的血液氧合器的橫剖視圖，
[0018]圖3是在圖1的血液氧合器的螺旋形渦環中的在兩個高度的血流的示意圖，
[0019]圖4是在圖1的血液氧合器的螺旋形渦環和纖維束中的血流路徑的示意圖，
[0020]圖5a是圖1的血液氧合器的不同構件的透視圖，圖5b提供相同的透視圖且包括經過圖1的血液氧合器的血流路徑的示意圖，
[0021]圖6是進一步包括換熱器的圖1的血液氧合器的橫剖視圖，
[0022]圖7是根據本發明實施例的其它方面的血液氧合器的立體圖，
[0023]圖8是圖7的血液氧合器的橫剖側視圖。
[0024]圖9是圖7的血液氧合器的橫剖俯視圖，
[0025]圖10是圖7的血液氧合器的橫剖側視圖，
[0026]圖11是可拆卸附接至血栗的圖1的血液氧合器的立體圖，
[0027]圖12是用于流動式呼吸/心肺支持的圖1的血液氧合器的示意圖，
[0028]圖13是在圖1的血液氧合器的纖維束中的血流路徑的示意圖，
[0029]圖14是在圖1的血液氧合器中的血流場(4.0升/分鐘)的示意圖，其由計算流體動力學模型產生，
[0030]圖15是用于圖1的血液氧合器的示例性配置的框圖，該血液氧合器用于心肺轉流術。
【具體實施方式】
[0031]通過參照以下的說明、權利要求書和附圖，可以更好地理解上述發明。為了能使人們完成本發明實施而如下所述的實施例的描述不是想要限制優選實施例，而是用作其特定例。本領域技術人員應理解他們可容易地利用所公開的概念和具體實施例作為修改或設計其它方法和系統以實現本發明目的的基礎。本領域技術人員還應認識到這樣的等效組合未背離最寬泛的本發明精神和范圍。同樣在以下的說明中，出于解釋目的，陳述許多具體細節以便提供對本發明的深入理解。但對本領域技術人員顯而易見的是可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其它情況下，為避免不必要地使本發明晦澀難懂，眾所周知的結構和裝置以框圖形式被示出。
[0032]本文描述了用于血液氧合器的裝置、系統和方法。如圖1所示，血液氧合器100的外部包括具有頂部105和底部107的殼體110。殼體110的頂部105具有血液出口 125。在一些實施例中，所述殼體的頂部105包括排氣端口 135，并且在某些情況下可包括位于殼體110上的排風口 137(如圖2所示)。殼體110的底部107具有血液入口 120，并且在某些實施例中具有進氣口 130。
[0033]殼體110包圍血液氧合器100的內部構件，其如圖2所示包括氧合器纖維束150，并且所述殼體提供用于血流路徑和連接器的結構。在殼體110的底部107上的血液入口 120連接至螺旋形渦環140。本文所用的短語“螺旋形渦環”是指形成在所述纖維束的通常呈圓柱形的外表面和殼體內表面之間的圓柱形環面中的螺旋形或盤旋形的流路。所述流路的橫截面積通常在流路入口端最大且朝著出口端減小以至少部分抵消流速降低，否則將會在血液從流路流入纖維束時出現流速降低。
[0034]螺旋形渦環140具有第一端141(在圖3的低位示出)和第二端142(在圖3的高位示出)。血液入口 120在第一端141與螺旋形渦環140連接。延伸于螺旋形渦環140的第一端141和第二端142之間的通道限定出內腔143，內腔尺寸從第一端141朝第二端142減小。如圖3所示，當螺旋形渦環140的內腔143的尺寸減小時，其高度也以螺旋形狀方式上升。除內腔143夕卜，螺旋形渦環140還具有使內腔143連通至環形空間145的孔144，所述環形空間位于血液氧合器100的殼體110的內壁113和氧合器纖維束150的外表面147之間，如圖2和圖4所不。孔144允許血液從內腔143進入環形空間145。
[0035]通過螺旋形渦環140實現了穿過纖維束150的膜的均勻血流路徑。血液通過血液入口 120被引導至螺旋形渦環140，其沿周向(360度)逐漸將血液排出至在殼體110的內壁113和纖維束150的外表面147之間的環形空間145中。環形空間145大致呈圓柱形，隨著環形空間145從螺旋形渦環140延伸離開，環境空間的外周長優選呈圓錐形逐漸向內漸縮。螺旋形渦環140在周向上圍繞殼體110內部延伸且具有隨其呈螺旋形向上延伸而遞減的半徑。螺旋形渦環140的通入圓柱形環形空間145的孔144遞增且最終并入環形空間145。還有，螺旋形渦環140的孔144優選在距第一端141約300°處并入所述環形空間；即第二端142位于從第一端141起算的300°位置處。
[0036]纖維束150優選包括由數以千計的微孔中空纖維構成的圓柱形環形，所述微孔中空纖維的孔徑小于0.1微米。所述膜纖維是商業可購得的且其外徑尺寸范圍在250至400微米之間，壁厚在約30至50微米之間。纖維膜可以包括或可不包括抗血栓形成涂層，所述抗血栓形成涂層包含附接至每個纖維外側的肝素或功能性等效物。纖維束150的多孔性(孔隙率)根據所需要的穿過纖維束的壓力損失來定，通常在0.4至0.7的范圍內。或者，可使用涂覆的或有外皮的中空纖維以允許氧氣和二氧化碳穿過纖維外壁的無孔皮層擴散。所述纖維通常可呈帶狀被商業購得，借此，許多單獨纖維按照預定構型布置(如平直的或偏斜的、多向的、交織的、間隔的等等)，允許帶裹繞形成圓柱形或類圓錐形的集束形態。或者，所述纖維可像風箏線線軸那樣纏繞或卷繞。
[0037]纖維束150兩端被澆注密封在聚合物(如尿烷)中以形成上注封段154和下注封段152。所述束端在上注封段154和下注封段152處被切掉，以開通該中空纖維的內通道。吹掃氣穿過這些內管腔被分配。纖維束150在下注封段152和上注封段154處被貼附至殼體。血液和氣體在結構上通過下注封段152和上注封段154被分開。
[0038]如圖2所示，纖維束150被構造成允許血液從纖維束150的外表面147經中空纖維的內通到進入中心管腔160。中心管腔160被構造成接收行經纖維束的血液。管腔160的上端與血液出口 125連通。于是，血液從氧合器纖維束150的外表面147經過氧合器纖維束150進入中心管腔160，并經過血液出口 125離開殼體110。引導結構162可以可選地設置在中心管腔160內以幫助引導血液離開血液氧合器100。引導結構162從殼體110的底部107起垂直延伸出。
[0039]進氣口 130優選位于殼體110的底部107中。進氣口 130與下氣流室132連通，所述下氣流室允許將氣體分配入纖維束150的纖維膜。位于殼體110的頂部105上的上氣流室134接收來自纖維膜的排出氣體且允許所述氣體離開排氣端口 135。
[0040]血液氧合器100還優選包括排風口 137，如圖2所示，該排風口在殼體110內位于氣泡很可能聚積的位置。重要的是能夠在使用期間從血液氧合器100中除去氣泡體。氣泡通常是由在啟動準備時未能充分除去氣泡而滯留的空氣、破損的膜纖維或施加至血液的過度負壓而從液體中吸出氣體所造成的。
[0041]圖5a提供血液氧合器的透視圖，示出組裝好的血液氧合器100中的上述部件。圖5b示出相同的透視圖且還示出穿過血液氧合器100的血流路徑的示意圖。具體說，第一區段170示出血液進入血液氧合器100并從這里沿螺旋形流路區段171進入螺旋形渦環的路徑。從開口 144起至螺旋形禍環140止，血液也在流動線路17 2方向上從螺旋形禍環140向上流動且在沿周向圍繞纖維束150地延伸的連續豎直流路中進入環形空間145 ο隨著血液在流動線路172方向上向上流動，血液也在流動線路173方向上徑向向內且朝中心管腔160流動，然后向上經過中心管腔160并經血液出口 125離開。
[0042 ]血液氧合器100還能可選地提供換熱功能。如圖6所示，可選的換熱元件180以圍繞纖維束150的圓柱形環體形式設置。所述換熱元件180位于纖維束150的外表面147和環形空間145之間。所述換熱元件可由形成在一起的毛細管組成而形成圓柱形環體并且與所述纖維束注封在一起。所述換熱元件毛細管可由生物相容性的金屬或聚合物制成。在注封后，毛細管管腔可利用與如用于纖維束150的中空纖維的方法相同的方法被開通。設有經過換熱元件毛細管的單獨流路。在這種構型中，封閉腔室設置在殼體內，在上注封段154之上且在下注封段152之下。第一腔室134設置在上注封段154之上以用于吹掃氣且與排氣端口 135流體連通，而第二腔室534設置在上注封段154之上且與用于換熱介質的排出端口 535流體連通。同樣，第一腔室132還設置在下注封段152之下以用于吹掃氣且與進氣口 130(圖5未示出)流體連通，而第二腔室532設置在下注封段152之下且與用于供給熱傳遞介質的入口 530流體連通。當所述傳熱介質和吹掃氣分別流經換熱器毛細管和所述纖維膜時，血液被加熱并被控溫，而當血液沿徑向流經換熱元件180和纖維束150時，氧氣被轉移至血液且二氧化碳從血液中被除去。在不背離本發明的精神和范圍的情況下也可使用其它血液加熱方法。例如可用允許換熱的纖維代替一部分的氧氣纖維。這樣的構型也將使用(多個)中空管，中空管內部可流動有被控溫的水或其它流體以影響血液溫度變化和/或保持。
[0043]如圖7所示，血液或可經過鄰近纖維束150中段的流路進入殼體110，而不必經殼體110底部進入殼體110。具體說且參照圖7至圖10，殼體110可包括頂部殼體段602、底部殼體段604和中部殼體段610。雖然每個這種殼體段通常呈圓柱形，但頂部殼體段602和底部殼體段604優選具有相同直徑且還被構造成與如圖2所示的殼體110的相應部分相似，而中部殼體段610具有更大直徑以便加入螺旋形渦環640。底部殼體段604包括如上所述構造的進氣口 130，第一腔室132與進氣口 130連通以接收吹掃氣。
[0044]類似地，纖維束150設置在殼體110內部且這樣就位，S卩，纖維束150的下注封段152位于底部殼體段604內，纖維束150的上注封段154位于頂部殼體段602內，并且纖維束150的中心換氣部分位于中部殼體段610內。頂部殼體段602還包括如上所述構造的排氣端口 135和如上所述構造的且與內部中心管腔160連通的血液出口 125，所述中心管腔可選地包括引導結構162，它們也都如上所述地構造。
[0045]尤其參見圖7和圖8，螺旋形渦環640位于纖維束150的外表面147和殼體110的內壁113之間的空間中。如圖8所示，圓形血液入口 120位于中部殼體段610的中間。在血液入口120的內端121，血流路徑開始豎向變寬，經過渡區域620擴張至螺旋形渦環140的完全豎直高度(通常在尺寸上等于纖維束150的徑向吸收性部分)。在過渡區域620豎向擴張血流路徑時，其也通過縮窄在纖維束150的外表面147和殼體110的內壁113之間的間隙使流路漸窄，如在圖9的自上而下的剖視圖中最佳示出的那樣。
[0046]繼續參見圖9，在螺旋形渦環640的端部(即從過渡區域620的內端122起轉過360°后)，殼體110的內部113幾乎與纖維束150的外表面147接觸。于是，經血液入口 120進入并從那里進入過渡區域620的血液隨著其流經過渡區域620而分叉，且從過渡區域620進入螺旋形渦環640而開始圍繞纖維束150循環。此外，當血液圍繞纖維束150循環穿過螺旋形渦環640時，與纖維束150接觸的一部分血液量徑向進入多孔纖維束，而更接近殼體110的內部113的那部分血液量繼續其圍繞纖維束150圓周流動，直到其最終進入纖維束150。在這種構型中，360°圍繞纖維束150且從纖維束150的底部至頂部地獲得了流過纖維束150的均勻血流。
[0047]如圖11所示，血液氧合器100可被連接至血栗230。栗230被連接至血液氧合器100的血液入口，例如通過具有標準構型的快速連接器190。此外，栗230和血液氧合器100可作為工具組來一起提供。可以想到，所述工具組可包括使血液氧合器100起效所需的各種構件。這樣的工具組尤其可有助于流動式心肺和呼吸支持。在某些構型中，血栗230和血液氧合器100可作為單個單元都被包含在殼體110中。
[0048]血液氧合器100可類似地被連接至便攜式氧氣瓶且被穿戴在使用者身上，如圖12
(a)所示。圖12(a)示出便攜式氧氣瓶的束帶708，在這種情況下，便攜式氧氣瓶可背在使用者背部上。所述氧氣瓶被連接至血液氧合器100。同樣，血液氧合器100和氧氣瓶可放置在手推車或包740內，從而使用者可如圖12(b)所示地管控。尤其如圖12(a)所示，氧濃縮器730可就位以接收來自便攜式氧氣瓶的氧氣并將其送至血液氧合器100。氧濃縮器730將空氣轉換為高氧濃度(>90%)氣體。可設置便攜式驅動控制臺以便可選擇地封閉每個氧濃縮器730、電池電源組和用于血栗的電子裝置、流動傳感器和血氣傳感器。可設置包括上述組件中的至少兩個的工具組。
[0049]血液氧合器100還可選擇地包括動脈和靜脈取樣口(未示出)，其允許通過注射器采集血樣，例如(僅通過非限制例子方式)傳統的旋塞型或管塞型取樣口。取樣口應設置成從纖維束150之前和之后的位置抽取全部血液，以允許使用者調節血流速度、氣體輸送速率和pH值以控制氧濃度。
[0050]如本文所構造的血液氧合器100的設計使血液流動達到最佳。血液氧合器的輸送患者血液的許多構件通常是圓柱形或圓形以促進均勻流動且減小湍流和停滯。血液以相對于纖維束150外表面的切向血流速度進入血液入口 120。一部分血液量主要以切向速度繼續流入渦環，而一部分血液量以螺旋周向速度逐漸離開渦環而進入環形空間145。這種血流排出機制提供了在通過螺旋形渦環140進入纖維束之前的圍繞纖維束150的具有等壓分布的周向流動場。借助這種等壓分布，血液徑向向內流過纖維束150中的纖維膜。因為從纖維束150的外表面和內表面起的長度在360度環繞且從下注封段152到上注封段154都是相同的，故借助纖維膜中的最小壓力損失實現均勻血流。圍繞纖維束150外表面的血流的切向速度的存在引起在初始徑向流過纖維束處的混合效果，以減小血液邊界層并將紅血細胞置于更緊密接觸狀態，從而減少C02( 二氧化碳)和擴散02(氧氣)。圖13和圖14示出源于本文所述構型的血液氧合器100的示例性血流路徑。
[0051]血液氧合器100的設計還允許優化的氣體流動和擴散。所述下氣流室132接收來自進氣口 130的吹掃氣并將氧氣分配至嵌入在纖維束150的注封材料(且尤其是下注封段152)中的敞開管腔纖維。所述氧氣流過所述管腔且經各纖維膜的外壁擴散入血液，從而允許進行血液氧合。同時，來自血液的二氧化碳擴散入纖維膜管腔并從血液中被除去。所述吹掃氣體流過所述纖維且經殼體110的下流動室134的、位于上注封段154之上的排氣端口 135離開血液氧合器100。下氣流室132確保在所有纖維中同時形成低壓和均勻吹掃氣。進氣口 130接收吹掃氣以將吹掃氣送至血液氧合器100內部。
[0052]血液流入和流出連接器可具有為了所期望的血流速度和壓力所需要的尺寸。通常，盡管可使用其它尺寸，但這樣的裝置配備有1/4英寸或3/8英寸倒鉤配件，所述倒鉤配件接納標準的體外接管。
[0053]圖15提供示出使用血液氧合器100的一個示例性配置的框圖。血液從患者經引流套管210被取走并進入儲器220。血栗230迫使血液從儲器220進入(如上所述構造的)血液氧合器100并經返回套管215回到患者。氣體/氧氣源240與血液氧合器100連通以提供氧氣。在那些采用換熱功能的構型中，水熱循環器250優選也與血液氧合器100連通。傳感器可被用于取回血液信息，例如血氣濃度傳感器261、血流速度傳感器262和血液溫度傳感器263。
[0054]多個實施例可包括如用在血液透析中的用于過濾血液成分的微孔膜以。另外，多個實施例可包括過濾器(如深度過濾器、網狀泡沫材料、微孔過濾、過濾介質等)用于在流體被驅動穿過所述過濾器時捕獲微粒物質。
[0055]本文所公開的血液氧合器100相比于其它相似設計的血液氧合器具有更好的可制造性。血液氧合器100包括比其它血液氧合裝置更少的組件。而且，可輕易接近接合處和結合區域，這使得血液氧合器100更容易、成本更低且更可靠地制造。
[0056]在以上說明中，已參照其具體實施例描述了本發明。但顯然在不背離本發明的更寬泛的精神和范圍的情況下可以對所述具體實施例進行各種修改和改變。因此，說明書和附圖被認為是示例性的而沒有限制性意味。在整個說明書和權利要求書范圍內，除非上下文另有要求，否則詞語“包括”和其變體如“包含”和“含有”將被理解為暗指包含所指出的物體、元件或步驟或者物體組、元件組或步驟組，但不排除任何其它物體、元件或步驟或者物體組、元件組或步驟組。此外，不定冠詞“一”或“一個”旨在表示一個或多個由該冠詞修飾的物體、元件或步驟。
【主權項】
1.一種血液氧合器，包括: 殼體，該殼體包括血液入口和血液出口、與所述血液入口流體連通的螺旋形渦環和氧合器纖維束； 所述螺旋形渦環限定出圍繞所述纖維束的外周延伸的內腔，所述內腔的寬度從所述螺旋形渦環的第一端朝向所述螺旋形渦環的第二端減小，并且所述內腔被構造成均勻地將血液分配至所述纖維束的外表面。2.根據權利要求1所述的血液氧合器，其中，所述第二端位于離所述第一端300°處。3.根據權利要求1所述的血液氧合器，所述殼體進一步包括進氣口。4.根據權利要求3所述的血液氧合器，其中，所述進氣口與在所述殼體中位于所述纖維束之下的下氣體室流體連通。5.根據權利要求4所述的血液氧合器，其中，所述下氣體室被構造成將氣體送入所述纖維束中的各管腔。6.根據權利要求1所述的血液氧合器，其中，所述纖維束進一步包括上封段和下封段。7.根據權利要求1所述的血液氧合器，進一步包括連接至所述血液入口的血栗。8.根據權利要求7所述的血液氧合器，其中，所述血栗在所述殼體內。9.根據權利要求1所述的血液氧合器，進一步包括位于所述氧合器纖維束的所述外表面和環形空間之間的換熱元件，所述環形空間位于所述殼體的內壁和所示氧合器纖維束的外表面之間。10.根據權利要求1的血液氧合器，進一步包括引導結構，所述引導結構從所述殼體的底部起垂直延伸且穿過位于所述氧合器纖維束內的中心管腔。11.根據權利要求1所述的血液氧合器，進一步包括在所述氧合器纖維束內的中心管腔，所述中心管腔被構造成接收從所述氧合器纖維束的所述外表面行經所述氧合器纖維束的血液并將血液引導至所述血液出口。12.根據權利要求1所述的血液氧合器，所述螺旋形渦環進一步包括被構造成允許血液從所述內腔進入環形空間的孔，所述環形空間位于所述殼體的內壁和所示氧合器纖維束的外表面之間。13.根據權利要求12所述的血液氧合器，其中，所述螺旋形渦環的所述孔漸增且最終并入所述環形空間。14.根據權利要求1所述的血液氧合器，進一步包括血流過渡區域，其從處于所述血液入口的內端處的第一高度尺寸豎向擴寬至第二高度尺寸，所述第二高度尺寸等于所述氧合器纖維束的徑向吸收性部分的高度尺寸。15.一種用于通過血液氧合器氧合血液的方法，包括: 通過入口接收血液流并將所述流引導入限定出內腔的螺旋形渦環，所述內腔的寬度從所述螺旋形渦環的第一端朝向所述螺旋形渦環的第二端減小并且所述內腔被構造成均勻地將血液分配至所述纖維束的外表面； 其中所述血液從所述螺旋形渦環移動經過所述氧合器纖維束并進入中心管腔，并且所述血液隨著所述血液移動經過所述纖維束并進入所述中心管腔而被氧合； 通過連接至所述中心管腔的血液出口將所述血液排出。16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述血液以大體均勻的血流分布行經所述氧合器纖維束。
【文檔編號】A61M1/34GK105828848SQ201480070141
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月23日
【發明人】吳忠俊, 巴特利·P·格里菲思
【申請人】馬里蘭大學，巴爾的摩