본 연구의 목적은 정맥 내 폐 보조장치 설계에 있어서 기체전달을 예측하기 위하여 혈관 내 폐 보조장치를 정맥 내에 삽입하기 전, 여러 가지 설계조건에서 실험적 모델링을 통하여 예측식을 찾고자 시도하였다. 실험결과 중공사 충진율의 함수에 따라 기체전달을 예측할 수 있었다. 실험에 의하여 얻어진 기체전달은 예측식에 의한 기체전달과 유사하여, 식에 대한 신뢰성을 얻을 수 있었다. 그러므로, 중공사의 충진율의 함수에 따라 기체전달을 예측할 수 있으며, 혈관 내 폐 보조장치의 기체전달을 예측하는데 매우 유용하였다.

본 연구에서는, 혈관 내 폐 보조장치를 설계할 때 혈액의 압력손실에 대한 영향을 받지 않는 최적의 설계조건을 찾기 위하여 압력손실을 예측할 수 있는 관계식을 유도하고자 하였다. 정맥 내경의 직경을 3 cm로 고정하고 삽입되는 중공사 개수의 변화에 따른 압력손실을 측정하였으며 실험에 의하여 얻어진 압력손실과 장치의 전면면적과의 상관관계를 curve fitting을 통하여 유도하였고, 유도되어진 관계식을 이용하여 정맥 내에 삽입되는 중공사 개수의 변화에 따른 압력손실을 예측하였다. 그리고 실험을 통하여 예측되어진 값과 비교 검토하여 유사성을 찾고자 하였다. 실험결과 장치에서 액체 유속의 변화에 따라 압력손실은 2차 함수 형태로 변화됨을 알 수 있었다. 또한 장치의 전면면적이 감소하면 압력손실은 증가하였고 충진율이 증가하면 압력손실도 증가함을 알 수 있었다. 장치 내에서의 압력손실에 대한 관계식을 장치의 전면면적과 충진율의 함수로 유도할 수 있었으며, 관계식에 의하여 압력손실을 예측할 수 있었다. 또한, 실험에 의한 압력손실과 비교하였을 때 유사한 경향성을 보여 줌으로써 압력손실 예측의 신뢰성을 얻을 수 있었다.

인공폐는 실제 폐의 기능을 대행하는 장치이며, 주요 기능은 정맥혈에서 이산화탄소를 제거하고 산소를 첨가하여 동맥혈화하여 개심수술시 신체의 모든 조직에 충분한 양의 동맥혈을 공급한다. 또한 체외순환 생명보조장치(ECLS 또는 ECMO)는 심한 호흡부전증에 일반적으로 이용되지만 미래의 폐 이식에 사용될 것이다. 현재 미세다고엉 폴리프로필렌 중공사를 사용하고 있는 막형 인공 폐는 두 가지 문제가 있다. 환자의 체계적인 항응고가 필요하며, 오랜 기간의 사용은 막을 통하여 혈액 쪽에서 가스 쪽으로 혈청 누출을 일으킨다. 본 연구는 미세다공성 폴리프로필렌(PP)막에 폴리디메틸실록산(PDMS)을 적충한 PP/PDMS막을 제조하고, 폴리프로필렌 막에서 유발하는 혈청 누출을 최소화하는 기술에 대하여 연구하였다. Lee-White법에 의한 whole blood의 혈전형성 실험 후 사용된 막의 기체 투과도는 PP막에서는 크게 저하되었지만, PP/PDMS막에서는 거의 동일하게 유지되었다. 그러므로 PP막에서 유발되는 혈청 누출을 PP/PDMS막에서는 해결할 수 있었다. 또한, PP/PDMS막에서는 이산화탄소의 기체토과율이 산소보다 11.5배였다.