(57)【要約】  体外熱交換器で使用するための毛細管束サブアセンブリは、それぞれが複数の毛細管セグメントを含む複数の毛細管層を画定するように、コア（２４）の周りに巻回される連続した毛細管（２２）を含む。毛細管セグメントは、それぞれが、コアの両端部に隣接する対向する末端部を画定する。各層の毛細管セグメントは、コアの軸に対して円周方向に整列され、各連続した層は、直前の層の半径方向外側にある。毛細管セグメントは、軸と非平行であり、対向する両末端部間の延長部において、軸の周りに部分的な螺旋を成す。各毛細管セグメントは、完全な１回転未満の回転を形成する（すなわち、３６０°未満巻回する）。各層内のセグメントは、互いに実質的に平行であるが、セグメントの配向は、ピッチまたは角度等によって層毎に異なる。【選択図】図１Ｂ
2014511198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体外血液回路用熱交換器で使用するための毛細管束サブアセンブリであって、
中心縦軸と、第１のコア端部と、前記第１のコア端部の反対側の第２のコア端部と、前記中心軸の方向における前記対向する両コア端部間の長さとを有する円筒状外面を画定する、基材コアと、
前記第１のコア端部に隣接する第１の末端部から、前記第２のコア端部に隣接する反対側の第２の末端部までの前記コア長さの大部分を横断する複数の毛細管セグメントをそれぞれが含む複数の層を画定するように、前記外面の周りに巻回され、各層の前記毛細管セグメントが、前記中心軸に対して実質的に円周方向に整列され、各連続した層は、直前の層の半径方向外側にある、少なくとも１つの連続した毛細管と、を備え、
前記毛細管セグメントのそれぞれの全体は、前記中心軸と非平行であり、
さらに、前記毛細管セグメントのそれぞれは、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、前記中心軸の周りに３６０°未満の部分的な螺旋を成す、
ことを特徴とする毛細管束サブアセンブリ。
【請求項２】
前記毛細管は、熱伝導性材料で形成される、
請求項１に記載の束サブアセンブリ。
【請求項３】
前記毛細管は、０．０１０〜０．０５０インチ（約０．２５４ｍｍ〜約１．２７０ｍｍ）の範囲の外径、および０．００５〜０．０３インチ（約０．１２７ｍｍ〜約０．７６２ｍｍ）の範囲の内径を有する、
請求項１に記載の束サブアセンブリ。
【請求項４】
前記複数の層は、第１の層と、第２の層とを含み、前記第２の層は、前記外面の反対側で前記第１の層に対して配置され、さらに、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部における前記中心軸に対する前記第１の層の前記毛細管セグメントのそれぞれの配向は、前記中心軸に対する前記第２の層の前記毛細管セグメントのそれぞれの配向と異なる、
請求項１に記載の束サブアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の層の前記毛細管セグメントは、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、あるピッチ方向を有し、前記第２の層の前記毛細管セグメントは、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、第２のピッチ方向を有し、前記第１のピッチ方向は、前記第２のピッチ方向と逆である、
請求項４に記載の束サブアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の層の前記毛細管セグメントは、右巻きピッチで配設され、前記第２の層の前記毛細管セグメントは、左巻きピッチで配設される、
請求項５に記載の束サブアセンブリ。
【請求項７】
前記複数の層はさらに、前記第１の層の反対側で前記第２の層に対して配置される、第３の層を含み、さらに、前記第３の層の前記毛細管セグメントは、それぞれが、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、あるピッチ方向を有し、前記第３の層の前記ピッチ方向は、前記第１のピッチ方向と同一である、
請求項５に記載の束サブアセンブリ。
【請求項８】
前記第１および第２の層の前記毛細管セグメントは、それぞれが、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、前記中心軸に対してある角度を画定し、前記第１の層の前記毛細管セグメントの前記角度は、前記第２の層の前記毛細管セグメントの前記角度と異なる、
請求項４に記載の束サブアセンブリ。
【請求項９】
前記複数の層はさらに、前記第１の層の反対側で前記第２の層に対して配置される、第３の層を含み、さらに、前記第３の層の前記毛細管セグメントは、それぞれが、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、前記中心軸に対してある角度を画定し、前記第３の層の前記毛細管セグメントの前記角度は、前記第１および第２の層の前記毛細管セグメントの前記角度と異なる、
請求項８に記載の束サブアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の層の前記毛細管セグメントは、前記対応する第１の末端部から前記対応する第２の末端部までの延長部において、実質的に互いに平行である、
請求項４に記載の束サブアセンブリ。
【請求項１１】
前記束サブアセンブリは、前記第１の層内に前記毛細管セグメントのそれぞれを相互接続する糸がないことを特徴とする、
請求項１に記載の束アセンブリ。
【請求項１２】
前記束サブアセンブリは、前記外面の周りに巻回される、複数の連続した毛細管を含み、前記複数の毛細管は、前記層を画定するように組み合わせる、
請求項１に記載の束サブアセンブリ。
【請求項１３】
前記層は、半径方向に可変のパッキングフラクションを画定する、
請求項１に記載の束サブアセンブリ。
【請求項１４】
熱交換を行うための体外血液回路装置であって、
血液入口から血液出口への血液流路と、熱交換入口から熱交換出口への熱交換流体経路とを画定する筐体と、
前記筐体内に配置される毛細管束であって、中心軸と、第１のコア端部と、前記第１の端部の反対側の第２のコア端部と、前記中心軸の方向における前記両コア端部間の長さとを有する円筒状外面を画定するコアと、複数の毛細管層を画定するように、前記外面の周りに配置される複数の毛細管と、を含み、各層の前記毛細管は、前記中心軸に対して実質的に円周方向に整列され、各連続した層は、直前の層の半径方向外側にあり、前記毛細管のそれぞれは、前記中心軸と非平行であり、前記第１のコア端部に隣接する第１の開口端部から、前記第２のコア端部に隣接する第２の開口端部までの前記コア長さの大部分を横断し、前記毛細管のそれぞれは、前記対応する第１の開口端部から前記対応する第２の開口端部までの延長部において、前記中心軸の周りに３６０°未満の部分的な螺旋を成し、前記層の第１の層における前記毛細管の配向は、前記層の第２の層における前記毛細管の配向と異なる、毛細管束と、
前記毛細管のそれぞれの前記第１の開口端部の周りに配置され、前記第１の開口端部が、前記血液入口および前記熱交換入口のうちの１つに流体開口する、第１のバンドと、
前記毛細管のそれぞれの前記第２の開口端部の周りに配置され、前記第２の開口端部が、前記血液出口および前記熱交換出口のうちの１つに流体開口する、第２のバンドと、を備える、
ことを特徴とする体外血液回路装置。
【請求項１５】
前記第２の層は、前記外面の反対側で前記第１の層に対して配置される、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の層の前記毛細管は、前記対応する第１の開口端部から前記対応する第２の開口端部までの延長部において、あるピッチ方向を有し、前記第２の層の前記毛細管は、前記対応する第１の開口端部から前記対応する第２の開口端部までの延長部において、第２のピッチ方向を有し、前記第１のピッチ方向は、前記第２のピッチ方向と逆である、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の層の前記毛細管は、右巻きピッチで配設され、前記第２の層の前記毛細管は、左巻きピッチで配設される、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の層の前記毛細管は、前記対応する第１の開口端部から前記対応する第２の開口端部までの延長部において、実質的に互いに平行である、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の層の前記毛細管のそれぞれは、前記中心軸に対して第１の角度で配設され、前記第２の層の前記毛細管のそれぞれは、前記中心軸に対して第２の角度で配設され、前記第１の角度は、前記第２の角度と異なる、
請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記毛細管束は、前記第１の層の前記毛細管のそれぞれを相互接続する糸がないことを特徴とする、
請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記コアは、中央流路と、前記中央流路から前記外面への半径方向開口部を形成し、前記中央流路は、前記層を通る血液の半径方向の流れを確立するように、前記血液入口に流体接続される、
請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の開口端部は、前記熱交換入口に流体接続され、前記第２の開口端部は、前記熱交換出口に流体接続され、さらに、体外血液回路に接続されたときに、前記熱交換器は、前記血液入口からおよび前記複数の毛細管の間で半径方向に血液の流れを方向付けるように、さらには、前記毛細管のそれぞれのルーメンを通して熱交換流体を方向付けるように構成される、
請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
体外血液回路装置の熱交換器で使用するための毛細管束を作製する方法であって、
コア基材の第１のコア端部に隣接する第１の末端部から、前記コアの反対側の第２のコア端部に隣接する第２の末端部まで延在する、第１の毛細管セグメントを形成するように、前記コアの外側円筒面に沿って第１の方向に連続した毛細管を誘導することであって、前記第１の末端部は、前記第１の毛細管セグメントの全体が前記コアの中心軸と非平行であるように、前記第２の末端部から円周方向にオフセットされ、前記第１の毛細管セグメントは、前記外面を３６０°未満横断する、誘導することと、
前記第１の毛細管セグメントに直接隣接する第２の毛細管セグメントを形成するために、前記第１の方向と逆の第２の方向に前記連続した毛細管を誘導することであって、第２の毛細管セグメントは、対向する第１および第２の末端部を含む、誘導することと、
前記第１および第２の毛細管セグメントを組み合わせて、前記中心軸の周りに実質的に円周方向に整列する毛細管セグメントの第１の層の一部分を形成し、前記第１の層の半径方向外側にファイバーセグメントの第２の層を形成するように、前記コアに対して往復様式で前記連続した毛細管を誘導することと、を備えている、
ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記毛細管は、転回地点で前記第１および第２の毛細管セグメントの第２の末端部を連続的に形成する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１および第２の毛細管セグメントは、実質的に平行である、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の層の前記毛細管セグメントは、第１のピッチ方向に延在し、前記第２の層の前記毛細管セグメントは、第１のピッチ方向と逆の第２のピッチ方向に延在する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の層の前記毛細管セグメントのそれぞれの前記第１および第２の末端部の円周方向のオフセットは、前記第２の層の前記毛細管セグメントのそれぞれの前記第１および第２の末端部の円周方向のオフセットと異なる、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記連続した毛細管を誘導するステップは、
前記コアに対してファイバーガイドを往復させることと、
前記ファイバーガイドの往復運動と同時に前記コアを回転させることとであって、前記コアは、前記ファイバーガイドの各横断運動中に、３６０°未満回転させることと、を含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記毛細管セグメントのそれぞれを流体開口し、複数の別々の毛細管を形成するように、前記対応する第１および第２の末端部に隣接する前記毛細管セグメントのそれぞれを切断することをさらに含む、
請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、毛細管熱交換器に関する。より具体的には、本開示は、体外血液回路用熱交換器において有用な毛細管束、および関連する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体間熱交換器は、多くの異なる産業で使用され、典型的には、意図する最終用途と関連して構成される。例えば、熱交換器は、体外または心肺バイパス回路の重要な構成要素である。ちなみに、体外血液回路は、一般的に、患者の循環系の静脈部分から血液を取り出し、その血液を動脈部分に戻すために心肺バイパス（すなわち、心肺バイパス機械）の間で使用される。体外血液回路は、概して、静脈ラインと、静脈血液ライン貯蔵部と、血液ポンプと、酸素付加器と、熱交換器と、動脈ラインと、血液輸送配管と、ポートと、構成要素を相互接続する接続部品とを含む。熱交換器は、所望に応じて、体外血液の温度を調整する。例えば、熱交換器は、酸素付加器の上流に位置付けて、酸素供給前に、患者から到達した血液を冷却するように動作させることができ、代替として、熱交換器は、体外血液を加温するように動作させることができる。
【０００３】
熱交換器と患者の血液との間の熱伝達の方向に関わらず、体外血液回路用熱交換器は、概して、金属ベローズと、多数の金属管またはプラスチック管（毛細管）とから成り、水等の好適な熱交換流体が管ルーメンを通してポンプで送られる一方で、血液は、管外側の周りを流れる。熱交換流体は、（血液の温度に対して）加熱または冷却することができる。血液が管に接触すると、血液と熱交換流体との間で意図される方向に熱伝達が起こる。代替として、熱交換流体が管外側の周りを流れる状態で、血液を管ルーメンに通すことができる。
【０００４】
回路の主要容量に対する影響が最小であるように、体外熱交換器は、望ましくは、できる限り小型であり、それでも、高い熱交換効率を提供する。これらの要件を満たすために、毛細管は、極小径または繊維様である（例えば、外径約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）以下）。熱交換流体は、毛細管の壁厚によって体外回路の血液から流体的に分離され、流体を別々のままに保つが、一方の流体からもう一方の流体への熱の伝達を可能にする。
【０００５】
一般的な毛細管の配管形式は、マットの中へ多数の極小径管を事前に組み付ける。毛細管は、編むか、織るか、または別様には、マットの経糸を形成する糸または縫い合わせでひとまとめに保持される。熱交換器用途の場合、毛細管マットは、毛細管束を形成するために、何らかの方法でまとめて束にしなければならない。典型的に、マットは、コアまたは心棒の周りに巻き付けられるか、または巻き取られる。マットが心棒の周りに連続的に巻回されると、マットがそれ自体に巻き付き、または巻回し、一連の半径方向に増大する層をもたらす。マットの毛細管は、従来では、管がマットの幅と非平行であるように「偏らされる」。マットがそれ自体に巻き付けられるときに、以降の層の毛細管が、先行する層の毛細管の間の空隙の中に入れ子になるのを防止するために、逆の偏り角度を伴うマットの２つの層をコアに同時に巻回することができる。
【０００６】
非常に有望である一方で、毛細管マットに基づく熱交換器には特定の欠点がある。例えば、編むまたは織る工程の複雑さのため、毛細管マットは高価である。さらに、毛細管のサイズ、偏り、材料、間隔等が固定され、よって、これらのパラメータのうちの１つ以上が変動させて得られる可能な利点を利用することができない。
【０００７】
毛細管束はまた、他の物質伝達デバイス、および特に血液酸素付加器でも使用される。ちなみに、酸素付加器とともに用いられる毛細管は、熱交換器の毛細管と明らかに異なり、酸素付加器の毛細管は、多孔性または半浸透性であるが、熱交換器の毛細管は、流体不浸透性である。これらの違いは、流体流特性に影響を及ぼし、製造技術に影響を与え得る。いずれにしても、上記説明に類似する織った毛細管マットは、酸素付加器の毛細管束を形成するために使用することができる。代替の手法において、単一の毛細管または毛細管の帯は、回転コア上へ直接巻回され、螺旋巻回パターンを生じる。１つのそのような酸素付加器の束巻回技術は、特殊な巻回装置で酸素付加器の毛細管を巻回する手段を別途説明している、米国特許第４，９７５，２４７号に記載されている。そのような技術を熱交換器の毛細管束に適用することができるかどうかに関わらず、米国特許第４，９７５，２４７号の螺旋巻回形式（および他の類似の技術）は、各層内の毛細管の交互配置をもたらす。多くの場合、この交互配置は、体外血液回路用熱交換器の機能および性能に対して最適でない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に照らして、低コストおよび生産の直接制御を組み合わせた、改善された熱交換器用毛細管束の製造技術、ならびにそのような技術に起因する毛細管束および熱交換器に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のいくつかの態様は、体外血液回路用熱交換器で使用するための毛細管束サブアセンブリに関する。毛細管束サブアセンブリは、基材コアと、少なくとも１つの連続した毛細管とを含む。コアは、中心縦軸と、第１のコア端部と、第１の端部の反対側の第２のコア端部と、中心軸の方向における対向する両コア端部間の長さとを有する円筒状外面を画定する。毛細管は、それぞれが複数の毛細管セグメントを含む複数の層を画定するために、外面の周りに巻回される。毛細管セグメントは、少なくともコア長さの大部分を横断し、各毛細管セグメントは、第１のコア端部に隣接する第１の末端部、および第２のコア端部に隣接する第２の末端部を画定する。各層の毛細管セグメントは、中心軸に対して円周方向に整列され、各連続した層は、直前の層の半径方向外側にある。毛細管セグメントのそれぞれの全体は、中心軸と非平行であり、対応する対向する両末端部間の延長部において、中心軸の周りに部分的な螺旋を成す。その際、完全に１回転せずに、中心軸の周りに各毛細管を巻回するか、またはセグメントを巻き付ける（すなわち、３６０°未満巻回する）。
【００１０】
そのように構成されたサブアセンブリにより、従来の毛細管マットおよび付随するコストが排除され、毛細管セグメントの配向（ならびに他のパラメータ）を層毎に変動させることができる。この特徴は、その結果、熱交換器の一部として用いられたときに、熱伝達率および圧力降下を含む、サブアセンブリから生じる毛細管束の最適化された性能を促進する。いくつかの実施形態において、各個々の層の毛細管セグメントは、互いに平行であるが、毛細管セグメントの配向は、層毎に異なる。例えば、第１の層の毛細管セグメントは、第１のピッチ方向で配向されるが、直接隣接した第２の層の毛細管セグメントは、逆のピッチ方向で配向される。関連する実施形態において、第１の層の毛細管セグメントは、中心軸に対して第１の角度で配向されるが、直接隣接した第２の層の毛細管セグメントは、異なる第２の角度で配向される。これらの、および他の構造によって、直接隣接した層の毛細管セグメントは、互いの間に入れ子にならない。さらに、２つ（またはそれ以上）の層の間で毛細管セグメントのピッチまたは角度を変動させることによって、所望のパッキングフラクションを達成することができ、かつ、層間の血流の所望の剪断率を最適化するためにそれを選択することができる。
【００１１】
本開示の原理に従うさらに他の態様は、熱交換のための体外血液回路装置に関する。装置は、筐体と、毛細管束とを含む。筐体は、血液流路と、熱交換流体経路とを画定する。血液流路は、血液入口と血液出口との間に画定される。熱交換流体経路は、熱交換入口と熱交換出口との間に画定される。毛細管束は、筐体内に配置され、コアと、コアの外面の周りに配置される複数の毛細管とを含む。毛細管は、複数の層を画定し、各層の毛細管は、実質的に円周方向に整列される。各連続した層は、直前の層の半径方向外側にある。管は、それぞれが、コアの対応する端部に隣接して位置する、対向する第１および第２の開口端部を有し、コアの長さの大部分を横断する。その際、管のそれぞれは、コアの中心軸と非平行であり、中心軸の周りに３６０°未満の部分的な螺旋を成す。第１の層の管の配向（例えば、ピッチ方向、角度等）は、第２の層の管の配向と異なる。第１のバンドは、毛細管のそれぞれの第１の開口端部の周りに配置され、第１の開口端部は、血液入口または熱交換入口に流体開口する。第２のバンドは、毛細管のそれぞれの第２の開口端部の周りに配置され、第２の開口端部は、対応する血液出口または熱交換出口に流体開口する。体外血液回路に組み立てられると、装置は、所望の方向における患者の血液との熱交換を達成するように動作する。例えば、より低温の液体を、熱交換流体経路を介して、毛細管ルーメンを通してポンプで送ることができ、患者からの血液は、毛細管の間を半径方向に流れ、血液からの熱は、熱交換液体へ完全に伝達され、それによって、患者の血液を冷却する。
【００１２】
本開示の原理に従うさらに他の態様は、体外血液回路装置の熱交換器で使用するための毛細管束を作製する方法に関する。本方法は、コアの外側円筒面に沿って第１の方向に連続した毛細管を誘導して、コアの第１のコア端部に隣接する第１の末端部から、コアの反対側の第２のコア端部に隣接する第２の末端部まで延在する、第１の毛細管セグメントを形成することを含む。第１の末端部は、第１の毛細管セグメントの全体がコアの中心軸と非平行であるように、第２の末端部から円周方向にオフセットされる。さらに、第１の毛細管セグメントは、外面を３６０°未満横断する。連続した毛細管はさらに、第１の毛細管セグメントに直接隣接する第２の毛細管セグメントを形成するために、第１の方向と逆の第２の方向に誘導される。第２の毛細管セグメントは、対向する第１および第２の末端部を画定するように形成される。そのように形成された第１および第２の毛細管セグメントを組み合わせて、中心軸の周りに実質的に円周方向に整列する毛細管セグメントの第１の層の一部分を形成する。最後に、連続した毛細管は、第１の層の半径方向外側に毛細管セグメントの第２の層を形成するために、コアに対して往復様式で誘導される。いくつかの実施形態において、第１の層の毛細管セグメントのピッチ方向および／または角度は、第２の層の毛細管セグメントのそれと異なる。さらに他の実施形態において、毛細管は、多数の円周方向の層を形成するように誘導される。他の実施形態において、毛細管セグメントは、別々の開口端毛細管を形成するために切断される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本開示の原理に従う毛細管束の側面図である。
【図１Ｂ】線１Ｂ−１Ｂに沿った、図１Ａの毛細管束の断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの毛細管束の斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａの束が設けられた毛細管の側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの毛細管の一部分の拡大端面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの毛細管の一部分の拡大側面図である。
【図３Ａ】本開示の原理に従って毛細管束サブアセンブリを形成する際に有用な、基材巻回コアの簡略側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの巻回コアの端面図である。
【図４Ａ】巻回コアに毛細管を巻回する初期段階を例示する、簡略側面図である。
【図４Ｂ】巻回コアに毛細管を巻回する初期段階を例示する、簡略側面図である。
【図５Ａ】２つの毛細管セグメントの形成を含む、毛細管のさらなる巻回を例示する、簡略側面図である。
【図５Ｂ】第１の層の形成を含む、毛細管のさらなる巻回を例示する、簡略側面図である。
【図５Ｃ】線５Ｃ−５Ｃに沿った、図５Ｂの配設の断面図である。
【図６Ａ】第１の層上への第２の層の形成を含む、毛細管のさらなる巻回を例示する、簡略側面図である。
【図６Ｂ】線６Ｂ−６Ｂに沿った、図６Ａの配設の断面図である。
【図７Ａ】図３Ａの巻回コアに組み付けられる巻回ピンを含む、本開示の毛細管サブアセンブリを形成する際に有用な、巻回デバイスの簡略側面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのデバイスの端面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのデバイスの簡略側面図であり、本開示の原理に従ってそこに巻回される毛細管を含む。
【図８Ａ】本開示の原理に従う毛細管束サブアセンブリの簡略側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの毛細管束サブアセンブリから生成される毛細管束の簡略側面図である。
【図９】図１Ａの毛細管束を含む、本開示の原理に従う熱交換器装置の簡略断面図である。
【図１０】図１Ａの毛細管束を含む、本開示の原理に従う体外回路装置の分解斜視図である。
【図１１】図１０の装置の簡略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の原理に従い、体外血液回路用熱交換器装置の一部として有用な、毛細管束２０の一実施形態を図１Ａ〜１Ｃに示す。毛細管束２０は、複数の極小径毛細管または熱伝達要素（図１Ａ〜１Ｃで概略的に例示する）２２と、コア２４と、随意のバンドまたはキャップ２６ａ、２６ｂとを含む。種々の構成要素に関する詳細は、下で提供される。しかしながら、一般に、毛細管２２は、巻回毛細管束サブアセンブリの初期形成を含む、下で説明する方法に従って、コア２４の周りに形成される。バンド２６ａ、２６ｂ（提供された場合）は、コア２４の周りに毛細管２２を固定する役割を果たす。毛細管束２０は、種々の最終用途応用で用いることができるが、特に、体外血液回路で用いられる熱交換器または熱交換器装置の一部として有用である。いくつかの実施形態において、毛細管束２０は、体外血液回路（または流体間で熱の伝達を必要とする他の環境）内で、独立型熱交換器装置の一部として接続される。代替として、本開示の毛細管束は、例えば、酸素付加器および熱交換器装置を組み合わせた熱交換器としての役割を果たす、組み合わせデバイスに組み付けるか、またはその一部として形成することができる。
【００１５】
毛細管２２は、図２Ａ〜２Ｃでより明らかに示されるように、極小径管（例えば、中空マイクロフィラメントまたはマイクロファイバー）である。毛細管２２は、熱伝導性のポリマーまたは金属、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリウレタンで形成される。毛細管２２は、約０．０１０インチ〜約０．０５０インチ（約０．２５４ｍｍ〜約１．２７０ｍｍ）の範囲の外径、および約０．００５インチ〜約０．０３０インチ（約０．１２７ｍｍ〜約０．７６２ｍｍ）の範囲の内径を有することができるが、他の寸法も考慮される。毛細管２２は、互いから独立し、糸または縫い合わせによって相互接続されない。図２Ｂおよび２Ｃで最良に示されるように、毛細管２２は、複数の同心円層２８ａ〜２８ｃを画定するように配設され、各層２８ａ〜２８ｃの毛細管２２は、直接隣接した層２８ａ〜２８ｃの管２２に対して偏らせる。
【００１６】
図２Ａ〜２Ｃで表される毛細管２２の同心円層２８ａ〜２８ｃ等の毛細管束２０によって具現化される、種々の特徴の説明は、本開示の原理に従ってそれを作製する方法を参照して最良に理解される。より具体的には、本開示の態様は、巻回毛細管束サブアセンブリを形成する方法、ならびに毛細管束２０を生成するためのサブアセンブリの以降の処理に関する。これを考慮して、図３Ａおよび３Ｂは、毛細管２２（図２Ａ）の適用または形成前の、巻回基材コアまたは心棒３０の簡略図である。ちなみに、巻回コア３０は、最終的な毛細管束２０（図１Ａ〜１Ｃ）のコア２４（図１Ａ〜１Ｃ）とすることができ、したがって、熱交換器内で使用するように構成することができ、または、毛細管束サブアセンブリの製造中に用い、その後でコア２４と置き換えることができる。それとは関係なく、巻回コア３０は、円筒状外面３２を有し、または画定し、また、対向する第１の端部３４および第２の端部３６を画定する。コア３０の円筒形状は、中心縦軸Ｃを画定し、長さＬは、中心軸Ｃの方向においてコア端部３４、３６の間に画定される。
【００１７】
毛細管２２（図２Ａ）は、最初に図４Ａで表されるように、最初に、外面３２の周りに毛細管４０の１つ以上の連続した長さを適用（巻回）することによって形成される。いくつかの実施形態では、複数の連続した毛細管４０を、上の説明に相応したコア３０に、同時に適用することができる。しかしながら、図を簡単にするために、以下の説明は、単一の毛細管４０を提供する。連続した毛細管４０は、最初に、出発点Ｓで、第１のコア端部３４に隣接する外面３２に固定される。例えば、外面３２で、またはそれに対して毛細管４０を保持するために、接着剤、保持デバイス（例えば、ローラー）、摩擦等を用いることができる。毛細管４０は、次いで、部分的に螺旋様の様式で（すなわち、中心軸Ｃと非平行に）外面３２に沿って横断させる。図４Ｂで示されるように、例えば、巻回の初期段階は、出発点Ｓから第２のコア端部３６に隣接する終点Ｅまで毛細管４０を延在させることを含む。出発点Ｓと同様に、終点Ｅは、第２のコア端部３６から若干離間することができる。さらに、終点Ｅは、外面３２、保持デバイス（例えば、ローラー）に毛細管４０を接着すること、巻回コア３０に載置された巻付体またはピンの周りに毛細管４０を巻き付けること、摩擦等の、種々の技術によって毛細管４０に構築することができる。それとは関係なく、このようにして横断させたときに、適用した毛細管４０は、この時点で、外面３２に沿って延在する（そして、張力を与えた状態で保持される）第１の毛細管セグメント５０を画定し、出発点Ｓおよび終点Ｅは、それぞれ、第１のコア端部３４および第２のコア端部３６に隣接する、第１の毛細管セグメント５０の対向する第１の末端部５２および第２の末端部５４を有効に画定する。第１の毛細管セグメント５０は、コア長さＬの少なくとも大部分を横断する。対向する両末端部５２、５４は、第１の毛細管セグメント５０が巻回コア３０の中心軸Ｃと非平行であるように、互いに円周方向にオフセットされる。第１の末端部５２から第２の末端部５４までの延長部における第１の毛細管セグメント５０の配向は、中心軸Ｃに対する第１の毛細管セグメント５０のピッチ方向および角度を画定する役割を果たす。特に、第１の末端部５２および第２の末端部５４は、（第１の毛細管セグメント５０が、円筒状外面３２の周りに部分的な螺旋を成すことを特徴とするように）互いに円周方向にオフセットされるが、第１の毛細管セグメント５０の部分的な螺旋は、中心軸Ｃの周りを１回転しない。すなわち、第１の毛細管セグメント５０は、第１の末端部５２から第２の末端部５４までの延長部において、中心軸Ｃの周りに３６０°未満巻回し、したがって、完全な螺旋形を画定しない。
【００１８】
この時点で、第１の毛細管セグメント５０の第２の末端部５４が外面３２に対して確立されており、図５Ａで示されるように毛細管４０の巻回を継続することで、毛細管４０は、外面３２に沿って反対方向に横断し、第１の毛細管セグメント５０の第２の末端部５４から、第１のコア端部３４に向かって延在する。第１の毛細管セグメント５０の第１の末端部５２と概ね整列されるが、そこから円周方向にオフセットされた場所において、連続した毛細管４０は、上の説明に相応した外面３２に対して（張力を与えた状態で）保持される。したがって、この巻回パターンは、第１のコア端部３４に隣接する第１の末端部６２と、第２のコア端部３６に隣接する第２の末端部６４とを有する、第２の毛細管セグメント６０を確立する。毛細管４０の連続した性質のため、一般的に、第１の毛細管セグメント５０および第２の毛細管セグメント６０の第２の末端部５４、６４が形成または共有される。他に記述がなければ、転回地点７０は、巻回された毛細管４０において確立され、セグメント５０、６０は、連続した毛細管の一体的または同質な部分のままである。
【００１９】
いくつかの実施形態において、第１の毛細管セグメント５０の第１の末端部５２と第２の末端部５４との間の円周方向のオフセット（すなわち、円周方向の円弧長さ）は、第１の毛細管セグメント５０および第２の毛細管セグメント６０の第１の末端部５２、６２の間の円周方向のオフセットに対応する。この構造によって、次に、第２の毛細管セグメント６０は、第１の毛細管セグメント５０と実質的に平行（例えば、真の平行関係の５°以内）である。代替として、第２の毛細管セグメント６０の配設または配向は、第１の毛細管セグメント５０と実質的に平行である必要はない。それとは関係なく、対応する第１の末端部６２と第２の末端部６４と間の第２の毛細管セグメント６０の延長部は、中心軸Ｃに対して非平行であり、外面３２の周りに３６０°未満巻回する。
【００２０】
毛細管４０の連続した張った状態の巻回を同様の様式で進行させ、毛細管４０を、円筒面３２に沿って連続的に横断させ、第１のコア端部３４および第２のコア端部３６に隣接する円周方向にオフセットされた場所の間を往復させる。図５Ｂおよび５Ｃで示されるように、さらなる毛細管セグメントがこのように形成され、各セグメントは、上で説明される第１の毛細管セグメント５０および第２の毛細管セグメント６０に実質的に平行であり得る、対応する対向する両末端部間の延長部において、ある配向を有する。図５Ｂの側面図では、さらなる毛細管セグメント８０〜９２を見ることができ、図５Ｃの断面図では、毛細管セグメントの全てを示している。図５Ｂおよび５Ｃで表される巻回の中間段階で、毛細管セグメントの第１の層１００が生じる。図５Ｃで最良に例示されるように、第１の層１００は、対応する毛細管セグメント（図中、共通して「Ａ」で示される）のそれぞれが、中心軸Ｃの周りで実質的に同心円であること、または中心軸Ｃに対して互いに実質的に円周方向に（例えば、真の同心円配設または円周方向の整列の５％以内で）整列されることを特徴とする。第１の層の毛細管セグメントＡは、それぞれ、外面３２を３６０°未満横断するので、セグメントＡは、第１の層１００を画定する際に互いに交互配置されない。２つ以上の連続した毛細管４０を同時に巻回することができ、それが第１の層のセグメントＡを集合的に形成することが想起されるであろう。それとは関係なく、第１の層のセグメントＡのそれぞれは、第１の層のセグメントＡのもう一方とともに連続し、各セグメントＡの両末端部は、流体閉鎖される。
【００２１】
連続した毛細管４０の往復巻回をさらに続けることで、第１の層１００の半径方向外側にさらなる毛細管層を生じさせる。図６Ａおよび６Ｂは、第２の層１１０を形成するための、巻回コア３０の周りの毛細管４０のさらなる張力を与えた巻回を表す。第２の層１１０は、第１の層１００の半径方向外側にあるが、それと接触する。説明の目的のために過ぎないが、追加された第２の層１１０の毛細管を第１の層１００の毛細管とより明らかに区別するために、第１の層１００上へ巻回された毛細管４０の部分を、斑点を付して例示している。第２の層１１０は、複数の毛細管セグメント（図中、概して「Ｂ」で示される）から成る。第２の層の毛細管セグメントＢは、第２の層の毛細管セグメントＢのそれぞれが、別様にはそれぞれ第１のコア端部３４および第２のコア端部３６に隣接して位置する、対向する第１の末端部１１２および第２の末端部１１４（第２の層の毛細管セグメントＢ１について識別される）の間に延在するという点で、第１の層の毛細管セグメントＡに類似する。さらに、第２の層の毛細管セグメントＢは、上で説明したように、中心軸Ｃと非平行であり、中心軸Ｃの周りに３６０°未満（完全な１回転未満）の部分的な螺旋を成す。しかしながら、第２の層の毛細管セグメントＢの配向は、第１の層の毛細管セグメントＡの配向と異なる。
【００２２】
いくつかの実施形態において、第２の層の毛細管セグメントＢのピッチ方向は、第１の層の毛細管セグメントＡのピッチ方向と逆である。例えば、第１の層の毛細管セグメントＡのそれぞれは、対応する第１の末端部から対応する第２の末端部までの延長部において、左巻きのピッチ方向を有するが、第２の層の毛細管セグメントＢのそれぞれは、対応する第１の末端部から対応する第２の末端部までの延長部において、右巻きのピッチ方向を有すると説明することができる。代替として、または加えて、中心軸Ｃに対する第２の層の毛細管セグメントＢのそれぞれの角度は、中心軸Ｃと第１の層の毛細管セグメントＡのそれぞれの間に画定される角度と異なる。異なるピッチ方向および／または角度のため、第２の層の毛細管セグメントＢは、第１の層の毛細管セグメントＡの間に入れ子にならない。逆の偏りまたはピッチ方向の目的は、２つの層１００、１１０の間での毛細管セグメントＡ、Ｂのあらゆる入れ子状態を防止することであるが、この入れ子状態は、液体の流れ（例えば、血流）に対する増大した抵抗、およびそこを通って（すなわち毛細管セグメントの間を）流れる液体（例えば、血液）に対する望ましくない、予測不可能な剪断をもたらし得る。代替として、毛細管セグメントＡ、Ｂは、中心軸Ｃに対する他の角度または偏りを有することができる。
【００２３】
層間のピッチ方向および／または角度差のさらなる理解を容易にするために、本開示の原理に従ってコア外面３２に沿って確立される、予め定義された巻回の転回場所を参照することが有用であり得る。例えば、図７Ａおよび７Ｂは、それぞれ、端部３４、３６に隣接するコア３０の外面３２に組み付けられ、そこから外側へ延在する巻き付けピン１２０、１２２を、簡略化した形態で例示する。説明を容易にするために、図７Ａの配向と関連して、第１のコア端部３４に隣接する巻き付けピン１２０を、「上位」巻き付けピンと称し、第２のコア端部３６に隣接する巻き付けピン１２２を、「下位」巻き付けピンと称するが、巻回コア３０は、巻回工程中に垂直に配向される必要はないことを理解されたい。これを考慮して、図７Ａおよび７Ｂは、１２個の上位巻き付けピン１２０ａ〜１２０ｌ、および１２個の下位巻き付けピン１２２ａ〜１２２ｌを例示するが、任意の他の数も許容される。
【００２４】
巻き付けピン１２０ａ〜１２０ｌ、１２２ａ〜１２２ｌのそれぞれは、互いに縦方向に整列され、巻き付けピン１２０ａ〜１２０ｌ、１２２ａ〜１２２ｌは、図７Ｃで示されるように、連続した毛細管４０の巻回中の転回場所として機能する。これを考慮して、第１の層の毛細管セグメントＡのそれぞれの（中心軸Ｃに対する）角度は、上位巻き付けピン１２０ａ〜１２０ｌの１つから円周方向に「次の」層の巻き付けピン１２２ａ〜１２２ｌまで、連続した毛細管４０を延在させることによって決定される（その逆も同じである）。例えば、図７ＣにおいてＡ１で識別される第１の層の毛細管セグメントに関して、セグメントＡ１は、第１の上位巻き付けピン１２０ａから第２の下位巻き付けピン１２２ｂまで延在する（すなわち、図７Ｃの配向に関連して、セグメントＡ１は、時計回り方向に延在する）。Ｂ１で識別される第２の層の毛細管セグメントは、第１の上位巻き付けピン１２０ａから反時計回り方向に延在するだけでなく、第１１の下位巻き付けピン１２２ｋでも終了する。第１２の下位巻き付けピン１２２ｌを事実上「飛ばす」ことによって、第２の層の毛細管セグメントＢ１は、第１の層の毛細管セグメントＡ１の角度と異なる角度で配向される。第２の層１１０（図６Ｂ）を形成する際の連続した毛細管４０の巻回は、この同じパターンを伴い、第２の層の毛細管セグメントＢの全てが第１の層の毛細管セグメントＡと異なって配向されることを決定付ける。
【００２５】
連続した毛細管４０の巻回を同様の様式でさらに続けることで、さらなる半径方向外側への層が生じ、各層は、中心軸Ｃに対して実質的に円周方向に整列され、中心軸Ｃと非平行であり、かつ、中心軸Ｃの周りに３６０°未満の部分的な螺旋を成す、複数の毛細管セグメントから成る。毛細管セグメントの配向（例えば、ピッチ方向、角度等）は、上で説明したように、中間層が入れ子になることを妨げるために層毎に異なる。巻回工程中に、他の変数を導入することができる。例えば、ピッチ方向または角度を変動させることに加えて、またはその代替として、特定の層内の毛細管セグメントの数を変動させることができる。例えば、異なる内径および／または外径を有する毛細管を異なる毛細管層で用いることによって、毛細管自体を１つの層から次の層へと異なったものとすることができる。これらの変動は、その結果、結果として生じる毛細管束２０（図１Ａ）の所望のパッキングフラクションを達成することができる。この開示の目的で、パッキングフラクションは、毛細管セグメントによって占有される束空間の単位体積の割合を意味するように定義される。パッキングフラクションは、単位体積が既知の液体によって満たされたときの重量増加によって毛細管セグメント間の間隙空間を測定する従来の方法を含む、当技術分野で知られている方法で決定することができる。半径方向外側に位置する特定の領域または区間におけるパッキングフラクションは、その領域または区間の半径方向内側の半径方向の境界で、対応する巻回工程を中断し、その段階での区間を決定し、次いで、その段階での区間または割合を決定する際に、その領域または区間の外側半径方向の境界までの巻回工程を続けることによって決定され得る。当技術分野で知られている計算は、その前の値を使用して領域または区間のパッケージングフラクションを決定する。
【００２６】
所望の数の毛細管層が巻回コア３０に巻回されると、巻回工程が完了し、その結果、図８Ａで例示される毛細管束サブアセンブリ１５０がもたらされる。最終的な毛細管束サブアセンブリ１５０に設けられる層の数は、所望の目標性能に従って選択することができる。サブアセンブリの形態において、連続した毛細管４０は、どの毛細管セグメント（全体として１５２で参照される）も、（可能性として、連続した毛細管４０の両端部を除いて）外側に開口しないように、連続したままである。熱交換器の一部としての使用を容易にするために、毛細管セグメント１５２は、次いで、例えば切断手順を介して、対応する対向する両末端部でそれぞれが開口されなければならない。例えば、毛細管セグメント１５２における張力を与えた状態を維持するために、随意のバンド２６（図１Ａ）を、巻回された毛細管４０に適用する。毛細管セグメント１５２は、次いで、（図８Ａにおいて、毛細管セグメントのうちの１つ、１５２ａについて識別される）対向する両末端部１５４、１５６に近接した場所で（例えば、従来の高温ナイフで）切断される。毛細管セグメント１５２のそれぞれの流体閉鎖した、または連続した両末端部１５４、１５６は、したがって、除去されるか、または別様には、毛細管ルーメンに対して開口され、その結果、概して図８Ｂで識別される別々の毛細管２２がもたらされ、各毛細管２２は、（図８Ｂで、毛細管のうちの１つ、２２ａについて識別される）対向する第１の開口端部１６０と第２の開口端部１６２との間に延在する。随意に、両端部１６０、１６２は、当業者に知られているような固化埋め込み用化合物の中に埋め込むことができる。他に記述がなければ、切断工程（および随意の埋め込み工程）は、図８Ａの毛細管束サブアセンブリ１５０を図８Ｂの毛細管束２０に移行する。連続した両末端部がもはや存在しないということを除いて、毛細管２２は、上で説明される毛細管セグメント１５２（図８Ａ）と本質的に同一である。毛細管２２は、前述した複数の同心円層を形成し、各層は、中心軸Ｃと非平行に延在し、中心軸Ｃの周りに部分的な螺旋（３６０°未満）を成す。特に、毛細管束２０は、別の場合であれば従来のマットに基づく熱交換器束で見られるような、毛細管２２を相互接続する糸または縫い合わせを含まない。さらに、上の説明に相応して、可変的なパッキングフラクションまたは他の変形例を束２０に組み込むことができる。毛細管束２０は、次いで、熱交換器を形成するために、他の構成要素を組み付けることができる。
【００２７】
毛細管束サブアセンブリ１５０を形成する上で説明した方法は、巻回コア３０に埋め込まれた巻き付けピンの周りに毛細管を巻回することを含むが、他の技術も意図される。例えば、連続巻回装置を使用することができ、この装置は、毛細管４０（図５Ｂ）または毛細管４０の帯を、巻回コア３０に対して往復様式で移動させる、ファイバーガイドと、ファイバーガイドに対して巻回コア３０を回転させる、回転載置部材とを含む。この構造により、巻回コア３０は、ファイバーガイドの往復運動とともに連続的に回転するが、ファイバーガイドの各横断運動中に、３６０°未満回転する。他の実施形態において、巻回コア３０は、延長することができる。以降の切断動作中に、サブアセンブリ１５０（図８Ａ）は、単一のサブアセンブリ１５０から２つの（またはそれ以上の）毛細管束２０を作成するために、１カ所以上の中間の場所で切り離される。関連した実施形態において、細長いサブアセンブリ１５０のセグメント１５２は、３６０°を超えて横断することができ、最終的な毛細管束２０は、結果として生じる管２２が３６０°未満巻き付く縦方向の場所で切断される。
【００２８】
いくつかの構造において、その周りに毛細管４０（図５Ｂ）が巻回される巻回コア３０は、半径流式熱交換器装置内での組立および使用のために構成される。他の実施形態において、毛細管束サブアセンブリ１５０（または毛細管束２０）は、巻回コア３０から除去し、特定の熱交換器用に特別に設計された別個のコア上に組み立てることができる。図１Ｂで示されるように、次いで、熱交換器コア２４は、種々の形態を取ることができ、概して、入口２００と、中央流路２０２と、１つ以上の出口開口部２０４とを画定する。入口２００は、流路２０２に流体開口し、出口開口部２０４も同様である。結果として生じる熱交換器装置が、流路２０２を通って流れる（および別様に、入口２００を介して流路２０２に進入する）流体に対して半径方向外側の流れパターンを与えることを意図する実施形態に関して、その壁厚を通して突出する開口部２０４を、コア２４の内側部分に沿って形成することができる。出口開口部２０４（複数可）の他の場所も同様に許容される。ちなみに、「熱交換器」という用語は、毛細管束２０と、熱交換器コア２４とを含む構成要素である。そのように定義される熱交換器は、別に外側筐体および種々の流体ポートを含む、独立型の完成した熱交換器装置またはデバイスの一部として利用することができる。代替として、そのように定義される熱交換器は、熱交換および１つ以上のさらなる機能を行う、組み合わせ体外血液回路装置またはデバイスのサブアセンブリ構成要素としての役割を果たすことができる。
【００２９】
熱交換器装置２１０の１つの実施例は、図９で概ね表されるように、筐体２２０内に束２０を組み付けることによって、毛細管束２０とともに構成される。筐体２２０は、種々の形態を取ることができ、概して、毛細管束２０、血液入口２２４、血液出口２２６、熱交換入口２２８、および熱交換出口２３０を受容するようにサイズ決定される、チャンバ２２２を含むかまたは画定する。熱交換器装置２１０が、熱交換流体を毛細管２２のルーメン（模式的に描画されている）に通すことによって機能する実施形態に関して、血液入口２２４は、コア２４の中央流路２０２に流体接続される。血液出口２２６は、毛細管束２０の半径方向反対側のチャンバ２２２に流体接続される。熱交換入口２２８は、毛細管２２の第１の開口端部（または流入端部）１６０に流体接続されるが、熱交換出口２３０は、毛細管２２の第２の開口端部（または流出端部）１６２に流体接続される。
【００３０】
熱交換器装置２１０が体外血液回路の一部として組み立てられたときに、患者からの血流は、血液入口２２４において導入される。熱交換液体は、熱交換入口２２８において導入される。熱交換器装置２１０は、熱交換器装置２１０を通って流れる血液を加熱または冷却し得る。酸素要求量を削減するために心臓手術中に（特に幼児および小児の手術において）低体温症が引き起こされ得るので、また、血液の急速な再加温が不所望に気泡塞栓を生じさせるので、段階的に血液を再加温し、塞栓形成を防止するために、一般に、熱交換器２１０が使用される。熱交換器装置２１０で使用される熱伝達媒体は、水または他の好適な流体を含むことができる。図９は、熱交換入口２２８での進入、および熱交換出口２３０での退出を伴う、熱交換器装置２１０、および特に毛細管２２を通る熱交換媒体の流れを示す、（「流体」と表示された）矢印を含む。血液は、コア流路２０２の中を流れた後に、毛細管２２を通って半径方向外側に順次移動する。血流の方向は、（「血液」と表示された）矢印によって示される。
【００３１】
さらに他の実施形態において、毛細管束２０（およびコア２４）は、熱交換の他にも機能を行う他の流体処理装置またはデバイスの中に、またはその一部として組み込まれる、熱交換器とすることができる。例えば、図１０は、上で説明した毛細管束２０を組み込んだ、組み合わせ酸素付加器および熱交換器装置３００を例示する。装置３００はさらに、酸素付加器３０２と、種々の筐体構成要素（全体として３０４ａ〜３０４ｃで参照される）とを含む。酸素付加器３０２は、当技術分野で知られている任意の形態を取ることができ、筐体構成要素３０４ａ〜３０４ｃもそのようにすることができる。図を簡単にするために、図１０は、毛細管２２（全体として参照される）から離れたコア２４を例示する。他の実施形態において、装置３００は、その上に熱交換器コア２４が配置される、別個の支持コアを含むことができる。
【００３２】
図１１は、簡略化した形態で、装置３００を通る流体の流れを示す。熱伝達媒体は、矢印「流体」で示されるように、熱交換器の毛細管束２０を通って流れる。血液は、熱交換器の毛細管束２０を通って流れた後に、半径方向外側に順次移動し、別様には熱交換器の毛細管束２０の周りに配設される、酸素付加器３０２を通る。血流の方向は、「血液」と表示された矢印によって示される。図１１はまた、酸素付加器３０２を通る酸素含有媒体の流れを示す、（「ガス」と表示された）矢印も含む。酸素付加器３０２は、熱交換器毛細管束２０を（例えば、１つ以上の連続した微孔性繊維として）同心円状に取り囲み得る。本開示の熱交換器の毛細管束２０は、酸素付加器３０２を含む場合もあれば、含まない場合もある、数多くの他の装置の中に組み込むことができることを理解されるであろう。
【００３３】
本開示の毛細管束、毛細管束サブアセンブリ、およびその製造方法は、従来のデバイスおよび方法に勝る、顕著な改善を提供する。熱交換器製品が、巻回中に、巻回された毛細管（複数可）の１つ以上の特性を選択することを可能にすることによって、本開示の熱交換器の毛細管束は、削減されたコスト、制御されたパッキングフラクション、および随意に、可変的な毛細管直径を呈する。
【００３４】
本開示を好適な実施形態を参照して説明したが、当業者は、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形状および細部の変更を行うことができることを認識するであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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