生活の中の化学工学 – 問題84：人間の肺と人工肺、どちらがより効果的か？
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この投稿は最後にyjqin1によって2015年9月26日23時49分に編集されました。一般的に、数千万年にわたる進化を経て、多くの動植物の器官は完璧な状態に達しています。工学の分野には、バイオミメティクスという学問さえあります。 私たちが人工的に作った装置は、必ずしも人間の臓器に劣るのでしょうか？ 私の博士論文は、膜接触器を用いて廃水からアンモニアを除去するものです。このプロセスは現在、完全に工業的に応用されており、他に方法はない。同様に廃水中のアンモニア窒素値を基準値まで下げて硫酸アンモニウムまたは塩化アンモニウムという副産物を製造するもので、投資コストや薬剤の添加量が同じであっても、電力消費量は廃水1m3あたり15～45キロワット時から0.7キロワット時に削減される。 これが膜の魔法だ！ 実際、疎水性のポリプロピレン中空繊維微孔疎水膜で作られた膜コンポーネント（膜接触器）は、もともとこのような汚れた仕事のために作られたわけではなく、人命を救うためのものでした。 膜コンタクターは人工肺として使われ、患者が心臓手術を受ける際に胸が開かれている状態で使用されます。心臓は切られて縫われ、もちろんとっくに鼓動を止めていた。血液はポンプで循環させられている。 しかし、大動脈から出てきた血液は必ず肺を通らなければならない。手術の際にはこの方法ではダメのようで（処理されるのは静脈血だ）、新鮮な空気中の酸素を血液に溶け込ませ、血液中の二酸化炭素をすぐに排出させるための別の装置が必要だ。 過去、このような作業は充填塔を使って行われていましたが、化学業界の方々としては、これを見て笑えないでしょうか？ カナダのマギル大学のT. M. S. Chang教授は、上記の膜コンタクターを充填塔に代わって、心臓手術時の人工肺として使用しました。 アメリカの病院で心臓手術に使用される人工肺の料金は3000ドルです。 人工肺に使われる膜コンポーネントがどれくらいの大きさか、お分かりですか？では、あなたの肺の体積はどれくらいですか？ どちらがより効果的ですか？なぜですか？ これは連続する3つの質問で、一緒に答えてください。
この問題は少し難しく、専門家でなければ答えることができません。
何でも度娘で調べるとよい。Medos Medizintechnik AGの膜型酸素化装置は中国市場において最も高いシェアを占めており、約19.7％である。Medtronic Incの膜型酸素化装置のシェアは約8.6％、Sorin Group Italia S.r.L.のものは約12.1％、Edwardsのものは約17.6％である。その他のブランドのシェアは合計で約46％であり、そのうち国産の膜型酸素化装置のシェアは全体の約35％を占めている。国内企業は主に西安、広東、天津などに4社存在するが、これらの企業は材料の選定や製造工程など多くの面でまだ未熟であるため、製品の品質が不安定である。膜型酸素化装置の国産化に伴い、それに付随する製品の生産額は年間4000～6000万円に達する見込みです。
アメリカとヨーロッパには膜型酸素化器を製造する企業が多数ありますが、その核心である微孔疎水中空繊維膜は、MEMBRANA社の欧米にある数つの子会社が製造している製品です。この種のフィルム糸は、安くても1平方メートルあたり30ドルです。国内の模造品は一般的に1平方メートルあたり5元で、30倍以上も差があります。 ですから、私の推測では、国内で膜型人工肺を製造しているメーカーも輸入された膜を使用しているのだと思います。 医療市場に参入するのは非常に難しく、私たちはこの分野で取り組むことなど考えたこともありませんでした。 今日会った2人の同僚は、それぞれ微細多孔質撥水膜メーカーのMEMBRANAとGoreの中国代理店で、どうやら二人とも儲かっているようだ。
もう少し話しましょう。 ネットユーザーは思わず尋ねる。「国内の企業が製造するフィルム糸は偽物だと言うのですが、それにはあなた自身が製造するものも含まれるのですか？」あるいは尋ねる：あなたのもまたそうではないか？ いい質問です！ アメリカとドイツの企業が製造するポリプロピレン多孔質中空繊維膜は、「長寿面」法によって製造されている； 国内の複数の企業が製造するポリプロピレン多孔質中空繊維膜は、「蘭州ラーメン」法を用いて製造されている； 当社が製造するポリプロピレン多孔質中空繊維膜は、「油条を揚げる」方法で製造されています； 当社が製造するポリテトラフルオロエチレンの微多孔質中空繊維膜は、「ポップコーン方式」で製造されています。 長寿麺、蘭州ラーメン、油条、ポップコーン。とても分かりやすく、違いもはっきりしてくる。