JP2016531660A - クロスフローろ過装置 - Google Patents

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Abstract

第１の供給側開口部及び第２の供給側開口部を有する供給ボリュームと、クリーンサイドと、ろ過膜と、を備え、ろ過膜は供給ボリューム及びクリーンサイドを隔離しており、ろ過膜は血漿／血清に透過性を有する一方で血液細胞を保持する細孔を有する、全血液ろ過装置。【選択図】図１

Description

本発明はクロスフローろ過装置、特に、血液細胞の分離のために迅速且つ簡潔にろ過プ
ロセスを可能にする全血液ろ過装置に関する。
血液細胞の分離は、特に、人間の血液を分析するために必要とされる。分離された血漿
／血清及び血液細胞を得るために、人間の血液に遠心分離を適用することで、分離が得ら
れる。しかしながら、遠心分離のプロセスは特別な装置を必要とし、かつ、一定期間を必
要とする。特に、例えば救急車両内のような、緊急用途において、遠心分離のプロセスは
実用的ではない。さらに、個人的使用または薬学にとっても、遠心分離のプロセスは高価
であり、かつ、多大な労力を必要とする。それゆえ、全血液ろ過のため簡潔で低価格な装
置が必要とされている。
続く血漿／血清への全血液分離は、ポイントオブケア検査装置に有利であってもよく、
患者看護について即座な決定をするため、臨床検査室の外で迅速な血液分析結果を得るた
めに、患者のもとで、または患者の近くで、迅速な血液分析を提供するために使用される
。一般的に臨床現場即時検査は、非研究所員によって行われる。迅速な前述の血漿ろ過プ
ロセスは、迅速な血液分析を容易にし、ポイントオブケア装置のための新しい操作条件を
可能にする。なぜなら、それらのほとんどは全血液とともに、または非常に少ない血漿／
血清の産出量をもたらす前述のマイクロデバイスとともに、作動する。全血液分離プロセ
スはまた、ポイントオブケア装置に統合可能である。
本発明は、簡潔なビルドアップを有し、信頼性があり、迅速なろ過プロセスを可能とす
る全血液ろ過装置を提供する。
ここで使用する“全血液”という用語は、一般的に凝固していない血漿と細胞組織から
構成される血液を指す。血漿は容量の５０％〜６０％程度となり、つまり、赤血球（赤い
血液細胞、またはＲＢＣｓ）、白血球（白い血液細胞、またはＷＢＣｓ）及び、血小板（
板）は容量の４０％〜５０％程度となる。ここで使用する“全血液”という用語は、動物
の全血液を指しているが、人間被験者の全血液であることが好ましい。
全血液細胞の総数に９０％〜９９％で寄与する赤血球は、両凹の円板の形状をしており
、形状のくずれていない状態で約２μｍの厚さを有し直径約７μｍと測定される。骨髄の
成熟の間、赤血球は核を失う。赤血球は、必要に応じて形状を変えるための柔軟性を与え
る細胞膜たんぱく質のスペクトリン及び他のたんぱく質を含んでいる。このたんぱく質の
独特で柔軟な形状が、赤血球が非常に狭い毛細結果を通過可能としており、また、酸素と
二酸化炭素を移すための最大限の表面積を提供している。柔軟性により赤血球自身を引き
伸ばし可能としたり、直径を約１．５μｍよりも小さくしたりするので、この柔軟性が、
全血液サンプルからろ過によって赤血球を分離することを特に困難としている。通常の全
血液は、１マイクロリットルあたりおおよそ４．５百万〜５．５百万の赤血球を有してい
る。赤血球の寿命は、循環する血流において、おおよそ１２０日である。赤血球の１つの
中心的な構成要素は、組織に運ぶための酸素を結びつけ、また酸素を放して肺に廃棄物と
して運ばれる二酸化炭素を結びつけるヘモグロビンである。ヘモグロビンは、赤血球の赤
い色の要因であり、従って全体において血液の赤い要因である。
白血球は、全血液細胞の総数のおよそ１％未満であり、別の白血球グループ（リンパ球
、顆粒球と単球）に区別されてもよい。白血球は、血管外遊出を経て毛細血管を出る。さ
らに、白血球は、アメーバ状の動き及び正の走化性によって、組織間隔を通って移動可能
である。白血球は、およそ６μｍ〜およそ２０μｍの直径を有している。白血球は、身体
の防御メカニズムに加わっている。例えば、バクテリアやウイルスの侵入を防いでいる。
血小板は、およそ０．９μｍ〜およそ１．３μｍの厚さ及びおよそ２μｍ〜およそ４μ
ｍの長さを有する最も小さい血液細胞である。血小板は、凝固にとって重要な酵素及び他
の物質を含む膜結合型の細胞片である。特に、血小板は血管の切れ目を塞ぐのを助ける一
時的な血小板血栓を形成する。
“血漿”という用語は、血液とリンパ液の液体部分を指しており、血液の総量のおよそ
半分となる（例えば、質量のおよそ５０％〜およそ６０％）。血漿は、細胞を欠いており
、血清と違って、凝固しない。そのため、血漿は全ての凝固因子を含んでおり、特にフィ
ブリノーゲンを含んでいる。フィブリノーゲンは、質量のおよそ９０％〜９５％が水であ
る鮮やかな黄色がかった液体である。
“血清”という用語は、完全に凝固することが許される時に、血液から分離する鮮やか
な液体を指しており、それゆえ、血清は凝固している間に、特にフィブリノーゲンが取り
除かれた血漿である。血漿のように、血清は色において明るい黄色である。
ここで使用する“無細胞”という用語は、例えば遠心分離によって用意される容積にお
いて、細胞（赤血球、白血球、血小板）が全く無い、または、実質的にまったくない血漿
／血清サンプルを示す。実質的には無細胞である、または、無細胞であるサンプルは、分
析システムの阻害を妨げるように、続く血漿／血清分析のために必要とされている。
ここで使用する“クリーンサイド”という用語は、ろ過装置の無細胞側を示す。分離さ
れた血漿／血清は、ろ過装置のクリーンサイドに集められてもよい。
ここで使用する“溶血”という用語は、赤血球の破裂を指している。例えば、科学的、
熱的または機械的な影響のため、周囲の液体にヘモグロビン及び他の中心的な構成要素の
リリースを引き起こす。溶血は、血漿／血清にピンク色から赤色の色あいをみることで、
視覚的に感知可能である。
“親水性”という用語は、９０度より小さい水滴または血滴の接触角度となる表面を指
しており、“疎水性”の表面は、９０度より大きい水滴または血滴の接触角度となる。
“減少した親水性”という用語は、未処理の中空糸膜型ろ過材の水滴または血滴の接触
角度より大きい水滴または血滴の接触角度を指す。
分画分子量は、膜によって溶質の９０％、望ましくは９５％、さらに望ましくは９９％
が保持される分子量の溶質（ダルトン、記号Ｄａ）、または膜によって９０％、望ましく
は９５％、さらに望ましくは９９％を保持される分子（例えば、球状たんぱく質）の分子
量と定義される。
望ましい実施形態において、全血液の中空糸膜型ろ過材は、およそ８０００ｋＤａより
小さい、望ましくは１００００ｋＤａより小さい、さらに望ましくは２００００ｋＤａよ
り小さい、分子を通過させる。言い換えると、分画分子量は、８０００ｋＤａを超えてお
り、望ましくは１００００ｋＤａを超えており、さらに望ましくは２００００ｋＤａを超
えている。結果として、赤血球、白血球と血小板は保持されるが、血漿構成要素は保持さ
れない。
本発明の例示的な実施形態によると、第１の供給側開口部及び第２の供給側開口部を有
する供給ボリュームと、クリーンサイドと、ろ過膜と、を備え、前記ろ過膜は、前記供給
ボリューム及び前記クリーンサイドを隔離しており、前記ろ過膜は、血漿／血清に浸透性
を有する一方で血液細胞を保持する細孔を有しており、前記第１の供給側開口部は、血漿
／血清が前記ろ過膜を浸透するとともに前記第２の供給側開口部を通って前記ボリューム
を出るように、前記第１の供給側開口部から前記供給ボリュームまで血液供給するために
、第１の血液ポンプに、望ましくはルアーロック接続によって、結合されるように適合さ
れる、ことを特徴とする全血液ろ過装置を提供する。
このように、分析目的のために人の血液から速やかに血漿／血清が分離されることがで
きるような血液ろ過のための簡潔な装置を提供可能である。分析目的のため、入手された
血漿／血清または細胞濃縮物のどちらかが使用可能である。研究室の外及び遠心分離器が
利用できないような場合にもまた適用可能であるように、上述の装置は増強が簡潔で扱い
やすくなっている。膜は、血液の血漿／血清を通過させ、血液細胞を保持することに適合
されている。特に、複数のフローを繰り返して流す場合に、血漿／血清の量が溜められる
ように、膜は１循環フローにつき、ある一定量の血漿／血清を通過させるように適合され
ている。膜のろ過部分、つまりはろ過材の未処理サイドの表面（例えば中空糸膜型ろ過材
の内空）、または、ろ過装置の供給ボリュームは粘着及び血液細胞の機械的／化学的破壊
を回避するために適合されてもよく、血液細胞の流動及び血漿／血清の保持が、膜の目詰
まりが回避されてもよいように血液細胞を洗い流す場合がある。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第２の供給側開口部は、血漿／血清が前記ろ
過膜を浸透するとともに、血液細胞が前記第２の供給側開口部を通って前記ボリュームを
出るように、前記第２の供給側開口部から前記供給ボリュームまで血液を供給するために
、第２の血液ポンプに、望ましくはルアーロック接続によって、結合されるように適合さ
れる。
このように、全血液ろ過装置を通して、前方及び後方への血流を生み出すことができ、
反復することで、ある一定量の血漿／血清が全血液から分離される。特に、要望の血漿／
血清量が全血液から分離される限り、前方及び後方へ反復して血流が生み出される。血液
ポンプは、自動で逆流が生み出されるような、モータ駆動装置、手動駆動の装置、あるい
は、ばね又は圧縮空気あるいはその類の蓄エネルギ素子と組み合わされた装置であっても
よいことに留意されたい。
本発明の例示的な実施形態によると、全血液ろ過装置は、前記第１の供給側開口部及び
前記第２の供給側開口部の一方に結合される少なくとも１つの血液ポンプをさらに備える
。
このように、血液ポンプを含めて手元に完全な全血液ろ過装置を有することを可能とし
ており、ろ過プロセスは直接的に開始可能である。血液を血液ポンプに注入するために、
血液ポンプは取り外されてもよいことに留意されたい。血液ポンプは交換される場合があ
る。
本発明の例示的な実施形態によると、前記少なくとも１つの血液ポンプは、例えば、電
気的駆動、含気性的駆動、または磁気的駆動で自動的に処理される。
本発明の例示的な実施形態によると、前記少なくとも１つの血液ポンプは手動の血液ポ
ンプである。
このように、動力源を必要としない全血液ろ過装置が提供される。血液ポンプは、針を
連結するための連結部を有する注射器であってもよい。
本発明の例示的な実施形態によると、全血液ろ過装置は、前記第１の供給側開口部及び
前記第２の供給側開口部の一方と結合される第２の血液ポンプをさらに備える。
このように、さらなるモータ駆動の構成要素は必要とされておらず、かつ、全血液ろ過
装置はエネルギと独立して使用されてもよい。特に、手動駆動の血液ポンプはまた、人の
静脈から血液を抜き取るために使用可能である注射器であってもよい。特に、針は注射器
から取り外されてもよく、かつ、注射器は全血液ろ過装置にプラグ接続されてもよい。こ
の目的のため、第１の供給側開口部と第２の供給側開口部の一方が開口されており、かつ
、血液ポンプに結合されていない。第１の供給側開口部と第２の供給側開口部のもう一方
は、第１の供給側開口部と第２の供給側開口部のもう一方側で保持している全血液を受け
入れるために第２の血液ポンプと結合されてもよい。
本発明の例示的な実施形態によると、第２の血液ポンプは、血流の受入に偏られるため
、且つ、減少された偏りに血流をリリースするために適合される弾性ボリュームを備える
。
このように、ろ過プロセスの次の反復に対して再び流れてもよいように、最終的にろ過
されず残った血液を、第２の血液ポンプが受け入れ、かつ、蓄えてもよい。このように、
１つの血液ポンプを作動のみ可能とし、弾性ボリュームのためにもう一方の血液ポンプは
、受け入れ用に拡張し、血流リリースを請け負う。例えば、第２の血液ポンプのように、
第１の血液ポンプ側で、圧力が前方への流れに対して適用されてもよいように、弾性ゴム
またはバネの搭載されたプランジャが使用されてもよい。圧力を開放すると、前方及び後
方へ流れるプロセスが、第１の血液ポンプ側のみの作動で繰り替えされてもよいように、
第２の血液ポンプの弾発性が第１の血液ポンプに戻る液体の再度の流れを含める。偏って
いるメンバはシリンダ内のエアボリュームであってもよい。シリンダの受入ボリュームは
、移動可能なプランジャによって、偏っているエアボリュームから分離されてもよい。
本発明の例示的な実施形態によると、前記ろ過膜は、第１の終端開口部と第２の終端開
口部とともに内腔を有する少なくとも１つの中空糸膜型ろ過材を備え、前記内腔は、前記
第１の供給側開口部が前記第１の終端開口部と連通し、且つ、前記第２の供給側開口部が
前記第２の終端開口部と連通するように前記供給ボリュームを備える。
このように、ろ過プロセスは、中空糸膜型ろ過材方法によるクロスフローろ過によって
行われてもよい。特に、複数の中空糸膜もまた適用されてもよく、複数の中空糸膜の複数
の内腔各々が、第１の終端開口部と第２の終端開口部を有しており、かつ複数の第１の終
端開口部は第１の供給側開口部と連通されており、複数の第２の終端開口部は第２の供給
側開口部と連通されている。特に、中空糸膜は、第１の供給側開口部及び第２の供給側開
口部に流体密封接続を有するために、第１の終端開口部及び第２の終端開口部で筐体内に
鉢植えされてもよい。中空糸膜はセラミック製の中空糸膜または高分子材料製の中空糸膜
であってもよい。
本発明の例示的な実施形態によると、前記全血液ろ過装置は、前記ろ過膜を含む筐体を
さらに備え、前記筐体は、前記第１の供給側開口部及び前記第２の供給側開口部を備え、
前記筐体は、前記クリーンサイドと連通する出口開口部をさらに備える。
このように、分離された血液の血漿／血清はクリーンサイドに集められ、出口開口部に
まとめて供給される。例えば出口開口部は、例えば注射器のようなさらなる容器に結合さ
れてもよい。出口開口部もまた血漿／血清収集装置に結合されており、続く分析手順に適
用されてもよい。筐体は、ろ過排水をサポートするために出口に向かって狭くなってもよ
い。筐体は中空糸膜または中空糸膜束を受け入れるための受入部分を有する２つの部分か
らなる筐体であってもよい。受入部分は中空糸膜または繊維膜束をきつく締めて固定して
もよい。こうすることで、中空糸膜または繊維膜束が筐体の組立て時に両方の筐体部分の
終端で締めて固定され、製造プロセスは簡潔化される。
本発明の例示的な実施形態によると、前記中空糸膜はイオン性溶液で前処理される繊維
である。
イオン性溶液で中空糸膜を前処理することで溶血を減少してもよい。溶血とは血液細胞
の破壊を意味しており、特に赤血球の破壊を意味する。例えば、イオン性溶液は塩化ナト
リウム溶液（ＮａＣｌ）であってもよいし、特に塩化ナトリウム等張液（０．９％ ｍ：
ｖ）であり、赤血球内の浸透圧を減少し、かつ、毛細管効果を減少するために中空糸膜を
予湿する。
本発明の例示的な実施形態によると、前記中空糸膜は、血漿／血清に浸透性を有する一
方で血液細胞を保持する細孔を有するセラミック材料製である。
本発明の例示的な実施形態によると、前記中空糸膜は親水性を減少するようにコーティ
ングされた膜である。親水性は望ましくは前記全血液が前記膜との最初の接触をする前記
ろ過部分で減少されるべきである。減少された親水性のため、前記毛細管効果は前記血液
細胞にとってより破壊的にはならない。
このように、残っている血液細胞から血液の血漿／血清を分離するための適正なろ過プ
ロセスを構成可能とする中空糸膜にとって不活性かつ血液適合性な材料を有することがで
きる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記中空糸膜は、血漿／血清に浸透性を有する一
方で血液細胞を保持する細孔を有する高分子材料製である。
このように、製造容易な材料で中空糸膜は形成できる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記筐体は、縦拡張部を有し、前記第１の供給側
開口部は第１の開口方向を有し、前記第２の供給側開口部は第２の開口方向を有し、前記
第１の開口方向及び前記第２の開口方向の各々は、前記筐体の前記縦拡張部に対して傾斜
可能であり、前記筐体の前記縦拡張部及び前記第１の開口方向間の傾斜と、前記筐体の前
記縦拡張部及び前記第２の開口方向間の傾斜とは、１０°〜８０°の間であり、望ましく
は３０°〜６０°の間であり、さらに望ましくは４５°±５°である。
このように、第１の供給側開口部及び第２の供給側開口部に結合された血液ポンプは操
作するのがより簡単である。その装置は解剖学的な操作を可能とする。例示的な実施形態
によると出口開口部は第１の開口部及び第２の開口部の方向とは異なる方向に方向づけら
れる。
本発明の例示的な実施形態によると、全血液ろ過装置は、前記第１の供給開口部に固定
的に接続される血液ポンプである第１の弾性的風船及び前記第２の供給側開口部に固定的
に接続される血液ポンプである第２の弾性的風船をさらに備え、前記筐体は、前記血液サ
ンプルを供給するための前記ろ過ボリュームに連通されるサンプル注入口をさらに備える
。
このように、ピストンは動かされる必要はないので、操作がより簡単である。血液ポン
プを有するろ過装置は、１つの入口開口部及び１つの出口開口部を備える１つの閉じた系
として設計されてもよい。全装置が容易に無菌状態を維持できるように、入口開口部およ
び出口開口部は明確に定義される。
本発明の例示的な実施形態によると、サンプル注入口は、前記血液サンプルを供給する
ために前記ろ過ボリュームに連通する注入針として設計される。
このように、血液サンプルが容易にプラグ接続される場合がある。特に穿設可能な隔膜
を有するサンプル容器のような標準的な血液容器が接続される場合がある。
本発明の例示的な実施形態によると、前記筐体はＵ字状の拡張部を有しており、前記第
１の供給側開口部及び前記第２の供給側開口部は対応する開口方向を有しており、第１の
血液ポンプ及び第２の血液ポンプは、隣り合うように接続されて配置される。
このように、装置はコンパクトに、かつ操作しやすいように設計されてもよい。特に、
両側の血液ポンプが隣り合うように配置されたプッシュボタンを有していてもよい。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１の供給側開口部に着脱可能に接続される
第１の血液ポンプ及び前記第２の供給側開口部に着脱可能に接続される第２の血液ポンプ
をさらに備え、前記第１の血液ポンプ及び前記第２の血液ポンプは、隣り合うように配置
され、単一ユニットを形成する。
このように、モジュラーシステムは、対応するプラグを供給可能である。２つのポンプ
を有するポンプユニットは、両ポンプが１つのプラグ接続ステップで筐体に接続可能であ
るように、筐体の第１の供給開口部及び第２の供給開口部を含む供給開口配置に対応する
ジオメトリを有する２つの開口部を備える。これにより、救急医学への適応またはポイン
トオブケア検査装置に高い関連性を有することが可能である。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１の血液ポンプおよび前記第２の血液ポン
プは、ピストン駆動される手動ポンプであり、その各々はプッシュボタンを有しており、
前記プッシュボタンは対応する操作方向を有しており、前記全血液ろ過装置が携帯式であ
る場合、前記プッシュボタンは交互に操作可能である。
このように、全血液ろ過装置が手動操作される時に、プッシュボタンが交互に操作され
てもよい。例えば、装置が携帯式であるとき、プッシュボタンはユーザの親指で交互に操
作されてもよい。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１の血液ポンプ及び前記第２の血液ポンプ
の一方が、前記筐体から分離される場合において、患者から血液を得るために注入針に着
脱可能に連結される。
このように、血液ポンプは、ポンプ内に血液を送る必要なく、患者から血液を得るため
に直接的に使用されることができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記筐体は、出口開口部に向かって狭くなる。
このように、自重により血漿／血清は出口開口部に到達し、正しい方向が推定した。
本発明の例示的な実施形態によると、前記クリーンサイド側の前記筐体表面は、疎水性
であるか、または疎水性にコーティングされる。
このように、筐体への付着による血漿／血清の廃棄物は回避可能である。
上記特徴もまた結びつけられてもよいことに留意されたい。たとえ細部において明確に
述べられなくても、上記特徴の結合もまた共同作用の効果を導く場合がある。
プロセスの別の実施形態において、全血液のサンプルは、血液細胞がまだサンプル内に
あって、異なる手法により血液細胞が使い果たされる。異なる手法は、例えば、遠心分離
または沈殿による血漿／血清からの血液細胞の不完全な分離である。
本発明による全血液ろ過装置はまた、例えば獣医学、食品製造技術、環境科学のような
他分野において、そして一般的に科学研究所内において、固液または液液の分離ツールと
して使用されてもよい。特に、全血液ろ過装置は、高濃度懸濁物質の効率的かつ緩やかな
分離手法、携帯システムおよび高感度な特定システムに使用可能である。例えば生産プロ
セスにおける分析の品質保証の場合であるようなろ過プロセスにおいて、本発明による全
血液ろ過装置を使用することが大変好ましい。分離されるサンプル量およびろ過液の量が
少ない、例えば２０ｍｌより少ない、より好ましくは１０ｍｌより少ない。
本発明に係る上記説明および別の一面が、以下に詳述される実施形態を参照して明らか
にされ説明されるだろう。
本発明の例示的な実施形態は、以下、図面を参照しながら下記に述べられる。
本発明に係る例示的な全血液ろ過装置を示す。 ２つの部分からなる筐体の例示的な実施形態を示す。 全血液ろ過装置の発明の例示的な実施形態を示す。 例示的な全血液ろ過装置の組み立てを示す。 風船ポンプを備える例示的な実施形態を示す。 風船ポンプを備える例示的な実施形態の操作を示す。 本発明の例示的な実施形態による血液サンプル容器のプラグ接続を示す。 本発明の例示的な実施形態によるモジュラーろ過装置を示す。 例示的なモジュラー装置のろ過筐体モジュールとポンプモジュールを示す。 ポンプユニットにプラグ接続される針を示す。 本発明の例示的な実施形態による再組立てされたモジュラーろ過装置を示す。
図１は、全血液ろ過装置の例示的な実施形態を示す。全血液ろ過装置１は、筐体１０を
備える。筐体１０はろ過膜３０を有してもよく、ろ過膜３０は中空糸膜３５の形をしてい
てもよい。図１は中空糸膜を例示する、特に拡大図である。しかしながら、複数の中空糸
膜もまた筐体１０内に使用される場合があると理解してもよい。ろ過装置は供給ボリュー
ム２０を備えており、供給ボリュームはろ過された全血液を受け入れる。ろ過膜３０は、
供給ボリュームを分離する、つまり、ろ過材の未処理サイドをクリーンサイドから分離す
る。中空糸膜３５を有するろ過装置１を提供することで、供給ボリュームは中空糸内腔３
６内にある。複数の中空糸膜を提供することで、中空糸膜の複数の内腔３６は供給ボリュ
ーム２０を提供する。供給ボリューム２０は、第１の供給側開口部２１および第２の供給
側開口部２２を有する。中空糸膜は、ろ過材を通過しない液体の迂回を回避するために筐
体に取付けられてもよい。この取付けはエポキシ樹脂、ポリウレタン、ハウジングポリマ
ー等の溶解で鉢植えされることで実現されてもよい。第１の血液ポンプ１１０は、第１の
供給側開口部２１と結合されていてもよいし、一方で第２の血液ポンプ１２０は、第２の
供給側開口部２２と結合されていてもよい。第１の供給側開口部及び第２の供給側開口部
は筐体１０にそれぞれの血液ポンプを結合するのに使用可能である。１つまたは複数の中
空糸膜３５を提供すると、中空糸内腔の各々は第１の終端開口部３１および第２の終端開
口部３２を有する。内腔３６の第１の終端開口部３１の各々は、第１の供給側開口部に結
合されてもよく、かつ、内腔３６の第２の終端開口部３２の各々は第２の供給側開口部２
２に結合されてもよい。このように、複数の中空糸膜もまた第１と第２の供給側開口部２
１、２２に結合される場合がある。ろ過プロセスを開始すると、第１の血液ポンプ１１０
が、供給ボリューム２０内に第１の供給側開口部２１を通して血液を供給してもよい。ろ
過膜は、血液の血漿／血清を通過させるように適合され、血液細胞を保持してもよい。こ
のように血漿／血清はろ過膜３０の膜壁を通過し、ろ過装置のクリーンサイド４０に到達
する。図１で示す実施形態中のクリーンサイドは筐体内にある。このように血液の血漿／
血清９８は、ろ過膜３０を通過して、筐体１０のクリーンサイドに集められる。血液細胞
９９は、ろ過膜の未処理サイドに保持されるだろう、そして、早かれ遅かれ回収容器に向
け第２の供給側開口部を通過して筐体から出るだろう。例えば、回収容器は、受入ボリュ
ームを有する第２の血液ポンプ１２０であってもよい。例えば、第２の血液ポンプの受入
ボリュームは、可変ボリューム１２１であってもよく、血液細胞９９とともに全血液９７
を受け入れ時に拡張してもよいが血漿／血清９８の少なくとも一部を失う。可変ボリュー
ムは、図１に示されるような弾性部材によって実現されてもよい。可変ボリュームはまた
、図１の代わりに示されるように、シリンダ及びピストンによって実現されてもよい。破
線左側にある構成要素は、上述した可変ボリュームと同じものであってもよい。ピストン
は、第１のポンプ側への圧力を下げる時に、自動的に逆方向への力を生み出すように荷重
されるバネであってもよい。バネ荷重は、機械バネや圧縮空気によって供給されてもよい
。ろ過膜または中空糸膜の特定の長さによって、血液の血漿／血清９８の小さい部分だけ
が一回の反復で通過できるようにしてもよいし、第２の血液ポンプの受入ボリューム内に
集められた血液９７がろ過プロセスを繰り返すように逆流されてもよい。このように、前
方または後方へ流す複数回の反復が行われ、早かれ遅かれ必要とされる血液の血漿／血清
の総量が筐体１０内のろ過膜のクリーンサイド４０に集められるように、血流の各々が、
血液の血漿／血清のある一定部分を分離可能である。分離された血液の血漿／血清９８は
、例えばさらなる血漿／血清容器に集められるために、出口開口部４１を通って筐体１０
から出てもよい。
中空糸膜は、セラミック材料製であってもよいし、高分子材料製であってもよい。中空
糸膜または一般的に中空糸膜型ろ過装置は、血液の血漿／血清を通過させ、血液細胞を保
持するための細孔を有していてもよい。例えば細孔の大きさは１００ナノメータから１０
００ナノメータの間であってよい。中空糸膜の表面は、血液細胞を破壊しないために、１
０ミクロンより小さい粗さであってもよい。中空糸膜は、等張食塩水溶液で、特に等張塩
化ナトリウム溶液で、事前に洗い流されてもよい。この事前の洗い流しにより、ろ過膜の
表面を濡らし、かつ、ろ過膜をナトリウムイオン及び塩化物イオンで覆う。等張液中の塩
化ナトリウムの濃度は、浸透圧の差が回避されるように、等張液中及び血液細胞中におい
て浸透圧が同じとなるように選択される。さらに、この事前の洗い流しにより、膜の細孔
には液体が満たされ、血液が多孔性のろ過材に接触の結果、溶血の要因であると考えられ
る親水性のろ過膜材の毛細管現象の効果を減少する。事前の洗い流しは、血液のろ過前に
、例えば、血液のろ過を始める直前または数分前に、等張液が流されて達成されてもよい
。
中空糸膜は、ろ過膜材の表面の濡れ性を修正するためにコーティングされてもよい。毛
細管現象は、内腔のろ過部分がより疎水性になされる時に減少されることが可能であり、
それゆえに溶血を防止可能である。
図２は、第１の上側の筐体部分１０ａ及び第２または下側の筐体部分１０ｂを有する筐
体１０のさらなる実施形態を示す。筐体１０は２つ以上の筐体部分から構成されてもよい
ことに留意されたい。図２の下側の筐体部分１０ｂは、ろ過された血漿／血清を供給する
ための出口開口部４１を有する。さらなる容器は、出口開口部と結合されていてもよい。
この容器は、供給ボリューム２０とクリーンサイド４０間の拡大される圧力差を生み出す
ために排出されるように適合されてもよい。膜３０は、中空糸膜または中空糸膜束の形状
における該当箇所が、両方の筐体部分１０ａ、１０ｂ間に、きつく締められて固定されて
もよい。締付け部分１１、１２が供給開口部２１、２２に対応してもよい。これにより、
簡単な製造プロセスを可能とする。
図３は、全血液ろ過装置の例示的な実施形態を示す。全血液ろ過装置は、筐体１０と、
第１の血液ポンプ１１０と、第２の血液ポンプ１２０と、を有する。ろ過装置の筐体は、
第１の供給側開口部２１と第２の供給側開口部２２とを有する。第１の供給側開口部２１
は、筐体１０の拡張部に関して傾けられる第１の開口方向を有する。第２の供給側開口部
はろ過装置の筐体１０の拡張部に関してもまた傾けられる開口方向を有する。傾斜は１０
°から８０°の間であり、好ましくは３０°から６０度の間であり、さらに好ましくは４
５°±５°である。全血液ろ過装置は、血漿または血清を排出するための出口開口部４１
を有する。血漿用または血清用の容器４２は、出口開口部４１と接続されてもよく、血漿
用または血清用の容器４２はさらなる分析のために血漿／血清を集めてもよいということ
に留意されたい。分析もまた血漿用容器４２内で行われてもよいことに留意されたい。ろ
過装置の筐体１０は、筐体の向きが正しければ、血漿／血清が自動的に出口開口部４１に
到達するように、出口開口部４１に向かって狭められてもよいことに留意されたい。狭め
ること及び出口４１は、供給側開口の方向に対して、反対方向または通常方向に配置され
る。
図４は、全血液ろ過装置の例示的な実施形態の組立てを示す。ポンプユニット１１０、
１２０は、供給側開口部２１、２２にプラグ接続されてもよい。図４に示す実施形態では
、第１の供給側開口部及び第２の供給側開口部の供給方向と筐体１０の縦拡張部との間に
実質上の傾斜はない。例えば、第１の血液ポンプ１１０内にいれられた血液サンプルは、
血漿または血清がクリーンサイド４０に到達するためにろ過材を介して通過するように、
ろ過ボリューム２０を介して押されてもよい。集められた血漿または血清は、出口開口部
４１を通って筐体１０を出てもよいし、血漿用または血清用の容器４２に集められてもよ
い。筐体１０（図４の筐体だけではなく、一般的な筐体も含む）は、ろ過装置の筐体壁に
付着による血漿または血清の廃棄物が全くまたはほとんど生じないように疎水性の表面ま
たは疎水性にコーティングされた表面を有してもよいことに留意されたい。ろ過装置の筐
体１０は、筐体の向きが正しければ血漿または血清が自動的に出口開口部４１に到達する
ように、出口開口部４１に向かって狭められてもよいことに留意されたい。
図５は、本発明のさらなる例示的な実施形態を示しており、血液ポンプは風船５１、５
２として設計されている。図５に示す装置は、例えば、外部の血液容器（図５では不図示
）を受け入れるための注入針２５を備える血液サンプル入口２３をさらに有する。風船５
１、５２は、供給側開口部２１、２２で筐体１０に固定的に接続されてもよい。このよう
に、開口されているのは入口開口部２３と出口開口部４１だけであるように、装置全体が
密封的に閉じられていてもよい。血漿用または血清用の容器４２は、出口開口部４１に接
続されてもよい。
図６は、図５において示される装置の操作を示す。血液容器２４は、サンプル血液の入
口２３を介して全血液ろ過装置に血液を供給するために、注入針２５（図６不図示）にプ
ラグ接続される。風船５１と風船５２を交互に押すことで、血液はろ過ボリューム２０ま
たは風船５１のいずれかに入り、血漿または血清を得るために、血液がろ過ボリューム２
０を介して交互に流れてもよい。血漿／血清は出口４１を通って、筐体１０を出てもよい
。
図７は、血液容器２４の操作を示す。血液容器２４は、サンプル血液入口開口部２３と
プラグ接続されている。血液容器２４は隔壁を有していてもよく、注入針２５によって貫
通されてもよい。
図８は、筐体１０がＵ字形状である発明のさらなる例示的な実施形態を示す。出口開口
部４１は、血漿用または血清用の容器４２がＵ状に曲げられた部分に接続されるように、
Ｕ状に曲げられた部分に配置されてもよい。供給入口開口部２１、２２は、血液ポンプ１
１０及び血液ポンプ１２０が隣り合うよう配置される場合に対応する開口方向を有する。
第１の血液ポンプ１１０および第２の血液ポンプ１２０が、第１と第２の入口開口部２１
、２２への結合が１つのステップで可能であるように、１つのユニットとして設計されて
もよい。第１の血液ポンプは第１のプッシュボタン１１２を有していてもよく、第２の血
液ポンプは第２のプッシュボタン１２２を有していてもよい。両血液ポンプを隣り合うよ
うに配置することで、プッシュボタン１１２、１２２は同一方向を有し、装置全体が簡単
に操作可能であり、図８で示されるようにオペレータが交互にプッシュボタン１１２、１
２２を押してもよい。
図９は、モジュラー全血液ろ過装置の分離モジュールを示す。モジュールの１つは、第
１と第２の供給側開口部２１、２２や血漿または血清の出口開口部４１を有する筐体１０
である。別のモジュールは、第１の血液ポンプ１１０と第２の血液ポンプ１２０によって
構成されるポンプモジュール１３０である。各血液ポンプは、プッシュボタン１１２、１
２２を有する。図１０で示されるように、分離しているポンプユニット１３０によって針
１３３とのプラグ接続を可能とする。このように、患者から針１３３を介する手法で血液
を取得可能であり、プッシュボタン１１２を引くことによって、第１の血液ポンプ１１０
内に直接的に血液を取得可能である。その後、十分な血漿が血漿容器４２内に集められる
限り、交互に第１と第２のプッシュボタン１１２、１２２を押すことによるろ過プロセス
を始めるため、ポンプユニット１３０が筐体１０に再組立て可能であるように、針は取り
外される。
“comprising”という用語は、他の要素やステップを除外するものではなく、また、不
定冠詞“ａ”や“ａｎ”は複数を除外するものではない。異なる実施形態と関連して述べ
られる要素もまた結びつけ可能であるということに留意されたい。
特許請求の範囲中の引用符号は、特許請求の範囲を限定するように解釈されないことに
留意されたい。
１ ろ過装置
１０ 筐体
１０ａ 上側の筐体部分１０ａ
１０ｂ 下側の筐体部分１０ｂ
１１ 第１の締付け部分
１２ 第２の締付け部分
２０ 供給ボリューム
２１ 第１の供給側開口部
２２ 第２の供給側開口部
２３ サンプル入口開口部
２４ サンプル血液容器
２５ サンプル入口開口部の注入針
３０ ろ過膜
３１ 内腔の第１の終端開口部
３２ 内腔の第２の終端開口部
３５ 中空糸膜
３６ 中空糸膜の内腔
４０ クリーンサイド
４１ 出口開口部
４２ 血漿用または血清用の容器
５１ 第１の風船ポンプ
５２ 第２の風船ポンプ
９７ 血液／全血液
９８ 血漿／血清
９９ 血液細胞
１１０ 第１の血液ポンプ
１１２ 第１のポンププッシュボタン
１１３ 注入針
１２０ 第２の血液ポンプ
１２１ 第２の血液ポンプの弾性ボリューム
１２２ 第２のポンププッシュボタン
１３０ ポンプユニット

Claims (22)

  1. 第１の供給側開口部（２１）及び第２の供給側開口部（２２）を有する供給ボリューム
    （２０）と、
    クリーンサイド（４０）と、
    ろ過膜（３０）と、
    を備え、
    前記ろ過膜は、前記供給ボリューム及び前記クリーンサイドを隔離しており、
    前記ろ過膜は、血漿／血清（９８）に浸透性を有する一方で血液細胞（９９）を保持す
    る細孔を有しており、
    前記第１の供給側開口部は、血漿／血清が前記ろ過膜を浸透するとともに前記第２の供
    給側開口部を通って前記ボリュームを出るように、前記第１の供給側開口部から前記供給
    ボリュームまで血液供給（９７）するために、第１の血液ポンプに結合されるように適合
    される、ことを特徴とする全血液ろ過装置。
  2. 前記第２の供給側開口部（２２）は、血漿／血清（９８）が前記ろ過膜（３０）を浸透
    するとともに、血液細胞（９９）が前記第２の供給側開口部（２１）を通って前記ボリュ
    ームを出るように、前記第２の供給側開口部から前記供給ボリュームまで血液を供給する
    ために、第２の血液ポンプに結合されるように適合される、ことを特徴とする請求項１に
    記載の全血液ろ過装置。
  3. 前記第１の供給側開口部（２１）及び前記第２の供給側開口部（２２）の一方に結合さ
    れる少なくとも１つの血液ポンプ（１１０）をさらに備えることを特徴とする請求項１又
    は２に記載の全血液ろ過装置。
  4. 前記少なくとも１つの血液ポンプ（１１０）は手動の血液ポンプであることを特徴とす
    る請求項３に記載の全血液ろ過装置。
  5. 前記第１の供給側開口部（２１）及び前記第２の供給側開口部（２２）の一方と結合さ
    れる第２の血液ポンプ（１２０）をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいず
    れか１項に記載の全血液ろ過装置。
  6. 前記第２の血液ポンプ（１２０）は、血流（９７、９９）の受入に偏られるため、且つ
    、減少された偏りに血流をリリースするために適合される弾性ボリューム（１２１）を備
    えることを特徴とする請求項４に記載の全血液ろ過装置。
  7. 前記ろ過膜（３０）は、第１の終端開口部（３１）と第２の終端開口部（３２）ととも
    に内腔を有する少なくとも１つの中空糸膜（３５）を備え、
    前記内腔は、前記第１の供給側開口部（２１）が前記第１の終端開口部（３１）と連通
    し、且つ、前記第２の供給側開口部（２２）が前記第２の終端開口部（３２）と連通する
    ように前記供給ボリュームを備える、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に
    記載の全血液ろ過装置。
  8. 前記ろ過膜（３０）を含む筐体（１０）をさらに備え、
    前記筐体は、前記第１の供給側開口部（２１）及び前記第２の供給側開口部（２２）を
    備え、前記筐体は、前記クリーンサイドと連通する出口開口部（４１）をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の全血液ろ過装置。
  9. 前記中空糸膜（３５）は、イオン性溶液で事前に洗い流すことで前処理される膜である
    ことを特徴とする請求項７又は８のいずれか１項に記載の全血液ろ過装置。
  10. 前記イオン性溶液は、塩化ナトリウム溶液であることを特徴とする請求項９に記載の全
    血液ろ過装置。
  11. 前記中空糸膜（３５）は、親水性を減らした、望ましくは親水性低下コーティングをし
    た、さらに望ましくは疎水性コーティングをした、膜であることを特徴とする請求項７か
    ら１０のいずれか１項に記載の全血液ろ過装置。
  12. 前記中空糸膜（３５）は、血漿／血清（９８）に浸透性を有する一方で血液細胞（９９
    ）を保持する細孔を有するセラミック材料製であることを特徴とする請求項７から１１の
    いずれか１項に記載の全血液ろ過装置。
  13. 前記中空糸膜（３５）は、血漿／血清（９８）に浸透性を有する一方で血液細胞（９９
    ）を保持する細孔を有する高分子材料製であることを特徴とする請求項７から１１のいず
    れか１項に記載の全血液ろ過装置。
  14. 前記筐体（１０）は、縦拡張部を有し、
    前記第１の供給側開口部（２１）は第１の開口方向を有し、
    前記第２の供給側開口部（２２）は第２の開口方向を有し、
    前記第１の開口方向及び前記第２の開口方向の各々は、前記筐体の前記縦拡張部に対し
    て傾斜しており、
    前記筐体の前記縦拡張部及び前記第１の開口方向間の傾斜と、前記筐体の前記縦拡張部
    及び前記第２の開口方向間の傾斜とは、１０°〜８０°の間であり、望ましくは３０°〜
    ６０°の間であり、さらに望ましくは４５°±５°であることにより、
    前記第１の供給側開口部（２１）及び前記第２の供給側開口部（２２）に結合される血
    液ポンプが扱いやすくなっている、ことを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に
    記載の全血液ろ過装置。
  15. 前記第１の供給開口部（２１）に固定的に接続される血液ポンプである第１の弾性的風
    船（５１）及び前記第２の供給側開口部（２２）に固定的に接続される血液ポンプである
    第２の弾性的風船（５２）をさらに備え、
    前記筐体は、前記血液サンプルを供給するための前記ろ過ボリューム（２０）に連通さ
    れるサンプル注入口（２３）をさらに備える、ことを特徴とする請求項８から１４のいず
    れか１項に記載の全血液ろ過装置。
  16. サンプル注入口（２３）は、前記血液サンプルを供給するために前記ろ過ボリューム（
    ２０）に連通する注入針として形成されることを特徴とする請求項１５に記載の全血液ろ
    過装置。
  17. 前記筐体（１０）はＵ字状の拡張部を有しており、
    前記第１の供給側開口部（２１）及び前記第２の供給側開口部（２２）は対応する開口
    方向を有しており、
    第１の血液ポンプ及び第２の血液ポンプは、隣り合うように接続されて配置されること
    を特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の全血液ろ過装置。
  18. 前記第１の供給側開口部（２１）に着脱可能に接続される第１の血液ポンプ（１１０）
    及び前記第２の供給側開口部（２２）に着脱可能に接続される第２の血液ポンプ（１２０
    ）をさらに備え、前記第１の血液ポンプ（１１０）及び前記第２の血液ポンプ（１２０）
    は、隣り合うように配置され、単一ユニットを形成することを特徴とする請求項１７に記
    載の全血液ろ過装置。
  19. 前記第１の血液ポンプ（１１０）及び前記第２の血液ポンプ（１２０）は、ピストン駆
    動される手動ポンプであり、その各々はプッシュボタン（１１２、１２２）を有しており
    、前記プッシュボタンは対応する操作方向を有しており、前記全血液ろ過装置が携帯式で
    ある場合、前記プッシュボタンは交互に操作可能であることを特徴とする請求項１８に記
    載の全血液ろ過装置。
  20. 前記第１の血液ポンプ（１１０）及び前記第２の血液ポンプ（１２０）の一方が、前記
    筐体（１０）から分離される場合において、患者から血液を得るために注入針（１１３）
    に着脱可能に連結されることを特徴とする請求項１９に記載の全血液ろ過装置。
  21. 前記筐体（１０）は、前記出口開口部（４１）に向かって狭くなることを特徴とする請
    求項８から２０のいずれか１項に記載の全血液ろ過装置。
  22. 前記クリーンサイド（４０）側の前記筐体（１０）は、疎水性の表面を有するまたは疎
    水性にコーティングされることを特徴とする請求項８から２１のいずれか１項に記載の全
    血液ろ過装置。
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