JP2000070360A

JP2000070360A - 中空糸膜型透析器

Info

Publication number: JP2000070360A
Application number: JP11266418A
Authority: JP
Inventors: Shingo Takezawa; 真吾竹沢; Noriyuki Hosoya; 範行細矢; Masatomi Sasaki; 正富佐々木
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2000-03-07
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3257999B2

Abstract

(57)【要約】【課題】専用の装置を必要とせずに、簡単な構成で大
量液置換の血液透析が可能な透析器提供する。【解決手段】筒状のハウジング内に、中空糸膜の束
と、該中空糸膜で隔てられた第１の流路および第２の流
路を有し、該中空糸膜を介して該第１の流路を流れる体
液と、該第２の流路を流れる透析液との間で透析および
限外濾過を行う透析器であって、透析液上流側では、該
第２の流路を流れる透析液の圧力は、該第１の流路を流
れる体液の圧力より高く、かつ透析液下流側では、該第
２の流路を流れる透析液の圧力は、該第１の流路を流れ
る体液の圧力より低くなるように設定されており、日本
人工臓器学会で定める人工腎臓性能評価基準に準じて測
定したｉｎｖｉｔｒｏ系におけるβ２−ミクログロブ
リンのクリアランスが７３．２ｍｌ／ｍｉｎ以上である
ことを特徴とする中空糸膜型透析器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透析器に関する
ものである。詳しく述べると、例えば血液浄化療法にお
いて使用される中空糸膜型透析器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】血液浄化療法において、血液と透析液
との間で大量液置換をする方法としては、血液透析濾過
法、オンライン血液透析濾過法（Henderson,L.W.et al:
Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs 24 465-467(197
8)）およびプッシュアンドプル血液透析濾過法（Usuda,
M.et al:Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs28 24-27(1
982)）が知られている。

【０００３】前記血液透析濾過法において大量液置換
を行うには、透析液の他に大量のパイロジェンフリーの
置換液を必要とするが、この置換液の作製には手間と時
間がかかり、また、置換液は高価であるため、コストも
高い。

【０００４】一方、前記オンライン血液透析濾過法お
よび前記プッシュアンドプル血液透析濾過法では、透析
液を置換液として用いるので、上記欠点は生じない。し
かしながら、オンライン血液透析濾過法では、透析液回
路から透析液の一部を取り出し、これを血液体外循環回
路中に供給するための専用の装置を必要とし、また、プ
ッシュアンドプル血液透析濾過法では、血液と透析液と
の限外濾過の方向を経時的に変更するために、透析液回
路の途中に、正転／逆転可能なポンプと透析液貯留容器
とを有する透析液供給・回収ラインを分岐して設ける必
要がある。従って、いずれの場合にも、別途に専用の装
置を付加する必要があり、回路構成が複雑となるという
欠点がある。

【０００５】他方、筒体の内部に多数の毛細管が血液
の流通口に連絡されて集束状態で収められ、上記筒体の
内径はこの筒体の略中央部において他の部分よりも径小
に狭められ、筒体内の毛細管の集束状態が、筒体の内径
が径小に狭められた部位において他の部位より密にされ
た透析器（実公昭５６−２２９１１号）が知られてい
る。

【０００６】しかしながら、このように筒状体の内径
が縮径されているということは、中空糸膜の集束の外周
部が縮径部を構成する硬い筒状体の突条で押圧されるこ
とになるので、該集束外周部付近の中空糸膜が歪み、ま
た、該集束の芯部では充填率が変わらない、すなわち、
中空糸膜同士の間隙が変わらないという欠点があった。

【０００７】また、前記縮径部のために中空糸膜の集
束の筒状体への挿入が困難なため組付作業に長時間を要
し、コストアップとなるという欠点もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目
的は、新規な透析器を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、専用の装置を必要
とせずに、簡単な構成で大量液置換の血液透析が可能な
透析器提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記諸目的は、筒状
のハウジング内に、中空糸膜の束と、該中空糸膜で隔て
られた第１の流路および第２の流路を有し、該中空糸膜
を介して該第１の流路を流れる体液と、該第２の流路を
流れる透析液との間で透析および限外濾過を行う透析器
であって、透析液上流側では、該第２の流路を流れる透
析液の圧力は、該第１の流路を流れる体液の圧力より高
く、かつ透析液下流側では、該第２の流路を流れる透析
液の圧力は、該第１の流路を流れる体液の圧力より低く
なるように設定されており、日本人工臓器学会で定める
人工腎臓性能評価基準に準じて測定したｉｎｖｉｔｒ
ｏ系におけるβ２−ミクログロブリンのクリアランスが
７３．２ｍｌ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする中空
糸膜型透析器により達成される。

【００１１】また、本発明は、前記クリアランスが、
７３．２ｍｌ／ｍｉｎから９３．０ｍｌ／ｍｉｎである
ことを特徴とする中空糸膜型透析器により達成される。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、本発明の透析器を図面を参
照しつつ説明する。

【００１３】図１は、本発明の透析器を含む血液体外
循環回路の構成例を模式的に示す回路構成図である。同
図に示すように、血液体外循環回路１０は、脱血ライン
１１Ａと透析器１と、返血ライン１１Ｂと、除水コント
ロール手段１７とを有している。

【００１４】脱血ライン１１Ａは、チューブ１２と、
該チューブ１２の途中に設置された送血用のポンプ１３
および除泡用のチャンバー１４で構成されており、脱血
ライン１１Ａの一端は、針管を介して患者の動脈に接続
され、他端は、透析器１の血液流入口３４に接続されて
いる。

【００１５】また、返血ライン１１Ｂは、チューブ１
５と、該チューブ１５の途中に設置された除泡用のチャ
ンバー１６とで構成されており、返血ライン１１Ｂの一
端は、針管を介して患者の静脈に接続されている。

【００１６】除水コントロール手段１７は、一端が透
析器１の透析液流入口３６に接続されたチューブ１８
と、一端が透析器１の透析液流出口３７に接続されたチ
ューブ１９と、透析液をチューブ１８および１９内にそ
れぞれ同流量でかつ反対方向に送液する複式ポンプ２０
と、複式ポンプ２０を迂回するようにその両端がチュー
ブ１９に接続されたバイパスチューブ２１と、バイパス
チューブ２１の途中に設けられた除水ポンプ２２とで構
成されている。

【００１７】なお、前記ポンプ１３としては、ローラ
ーポンプが好適に使用される。

【００１８】複式ポンプ２０は、モーターの回転運動
をプランジャーの往復運動に変換し、逆止弁機構により
透析液および透析液排液の受入・排出を交互に行う構成
のものである。

【００１９】除水ポンプ２２は、モーターの回転運動
をプランジャーの往復運動に変換し、シリンダー内の透
析液排液を一定方向に送り出す構成のものである。

【００２０】次に、血液体外循環回路１０の作用につ
いて説明する。

【００２１】ポンプ１３の作動により、患者より脱血
された血液は、脱血ライン１１Ａを流れ、一端チャンバ
ー１４に貯留されて除泡された後、血液流入口３４より
透析器１内に流入する。血液流出口３５より流出した血
液は、返血ライン１１Ｂを流れ、一端チャンバー１６に
貯留されて除泡された後、患者に返血される。

【００２２】一方、複式ポンプ２０の作動により、図
示しない透析液貯留部より供給される透析液は、チュー
ブ１８内を流れ、透析液流入口３６より透析液１のハウ
ジング３内に導入され、ハウジング３の内部において各
中空糸膜４１を介して血液との間で後述するように透析
および濾過が行われ、透析液流出口３７より排出され
る。この排出された透析液は、チューブ１９を介して移
送され、回収される。このとき、除水ポンプ２２を所定
の回転数で作動させると、透析器１への透析液供給量
と、透析液１からの透析液回収量とに除水ポンプ２２の
吐出量に相当する分の差異が生じ、この量が透析液１を
通過する血液からの除水量となる。従って、除水ポンプ
２２の回転数（吐出量）を調節することにより、除水量
を調節することができる。

【００２３】図２は、本発明の透析器１の一実施態様
を示す縦断面図である。同図に示すように、透析器１は
筒状本体３１と、その両端にカバー３８および３９によ
りそれぞれ液密に接続、固定されたヘッダー３２および
３３とで構成されるハウジング３を有する。ヘッダー３
２の頂部には、血液流入口３４が突出形成され、ヘッダ
ー３３の頂部には、血液流出口３５が突出形成されてい
る。また、筒状本体３１のヘッダー３３側の側部には、
透析液流入口３６が突出形成され、筒状本体３１のヘッ
ダー３２側の側部には、透析液流出口３７が突出成形さ
れている。

【００２４】筒状本体３１、ヘッダー３２、および３
３、およびカバー３８、３９は、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレート、アクリル系樹脂、硬質ポリ塩化ビニル、
スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリスチレン等の
各種硬質樹脂で構成されており、内部の視認性を確保す
るために、透明または半透明であるのが好ましい。ま
た、血液の入側と出側の区別を容易にするために、ヘッ
ダー３２とカバー３３を異なる色に着色してもよい。

【００２５】ハウジング３内には、そのほぼ全長にわ
たり、中空糸膜４１の束４が収納されている。この場
合、束４を構成する中空糸膜４１は、例えば、１００〜
７０，０００本程度であり、各中空糸膜４１は、ハウジ
ング３の長手方向に沿って並列的にかつ相互に離間して
配置されている。

【００２６】中空糸膜４１としては、例えば、再生セ
ルロース、セルロース誘導体、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフ
ィン、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリエーテルナイロン、シリコー
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル系ポリ
マーアロイで構成されるものが挙げられる。

【００２７】また、全中空糸膜４１の有効膜面積は、
特に限定されないが、好ましくは、１００ｃm²〜６．０
m²程度、より好ましくは、０．２〜２．０m²程度とされ
る。各中空糸膜４１の両端部は、それぞれ、筒状本体３
１の端部において、中空糸膜４１の端部開口が閉塞され
ない状態で、隔壁５１および５２により液密に支持固定
されている。

【００２８】隔壁５１および５２は、例えばポリウレ
タン、シリコーン、エポキシ樹脂のようなポッティング
材で構成され、中空糸膜４１の束４の存在下で、液状の
ポッティング材を遠心注入法により筒状本体３１の両端
部に注入し、硬化させることにより形成される。

【００２９】ヘッダー３２と隔壁５１とで囲まれる空
間には、血液流入室６１が形成され、ヘッダー３３と隔
壁５２とで囲まれる空間には、血液流出室６２が形成さ
れている。各中空糸膜４１の内腔（中空部）には、血液
が流れる第１の流路（血液流路）６が形成されており、
該第１の流路６の両端は、それぞれ、前記血液流入室６
１および血液流出室６２に連通している。

【００３０】また、ハウジング３の筒状本体３１と、
両隔壁５１および５２とで囲まれる空間において、中空
糸膜４１の束４と筒状本体３１の内周面との間隙および
隣接する中空糸膜４１同士の間隙には、透析液が流れる
第２の流路（透析液流路）７が形成されている。すなわ
ち、前記第１の流路６と第２の流路７とは、各中空糸膜
４１で隔てられている。第２の流路７の上流側は、透析
液入口３６に連通し、下流側は、透析液出口３７に連通
している。

【００３１】このような構成により、血液流入口３４
から血液流入室６１に流入した血液は、第１の流路６を
流れた後、血液流出室６２に集められ、血液流出口３５
から流出し、一方、透析液流入口３６から流入した透析
液は、第２の流路７を前記血液の流れとは反対方向に流
れ（カウンターフロー）、透析液流出口３７より流出す
る。

【００３２】第２の流路７の途中には、該流路の横断
面積が減少する狭窄部８が設けられており、該狭窄部８
より透析液上流側７１と透析液下流側７２とで第２の流
路７を流れる透析液の圧力に所望の差を生じるよう構成
されている。

【００３３】図３は、第１の流路６を流れる血液およ
び第２の流路７を流れる透析液の圧力分布を示すグラフ
である。同図に示すように、第１の流路６を流れる血液
は、その上流から下流に向けてその圧力がほぼ直線的に
減少し、一方、第２の流路７を流れる透析液の圧力は、
狭窄部８より透析液上流側７１では、第１の流路６の対
応する部位における血液の圧力より高くなり、狭窄部８
より透析液下流側７２では、第１の流路６の対応する部
位における血液の圧力より低くなる。

【００３４】従って、第１の流路６を流れる血液は、
まず透析液下流側７２において、各中空糸膜４１を介し
て透析（溶質の拡散）および限外濾過（除水）がなさ
れ、次いで透析液上流側７１において、各中空糸膜４１
を介して透析液側から血液側への逆方向の限外濾過（補
液）が行われる。

【００３５】このように、透析液上流側７１、すなわ
ち血液の下流側において補液を行うので、血液の上流側
において血液側から透析液側への濾過量を増大させるこ
とができ、よって、血液と透析液との大量液置換が可能
となる。しかも、このような大量液置換を、単一の透析
器１でかつ別途設けられた専用の装置等を用いることな
く行うことができる。

【００３６】なお、この場合、透析器１における限外
濾過率（純水濾過係数）は、水流量２００ml/minのとき
に２０ml/m²・hr・mmHg以上であるのが好ましく、水流
量３００ml/minのときに３０ml/m²・hr・mmHg以上であ
るのがより好ましい。

【００３７】このような狭窄部８は、例えば、中空糸
膜４１の束４の外周とハウジング３の筒状本体３１の内
面との間に狭窄部形成部材８１を介挿することにより形
成されるか、または、中空糸膜４１同士の間隙に狭窄部
形成部材８１を介挿（充填）することにより形成され
る。また、これらの両方を併用してもよい。

【００３８】中空糸膜４１同士の間隙に狭窄部形成部
材８１を介挿する場合、束４の横断面方向における狭窄
部形成部材８１の分布は、均一でも不均一（例えば、束
４の中心部が密、外周部が粗、あるいはその反対）でも
よい。

【００３９】これらの場合において使用し得る狭窄部
形成部材８１としては、例えば、（架橋）ポリアクリル
酸塩または（架橋）アクリル酸−アクリル酸塩共重合体
（例えば、株式会社日本触媒製ＡＱＵＡＬＩＣ、荒川化
学工業株式会社製ＡＲＡＳＯＲＢ、花王株式会社製ＷＯ
ＮＤＥＲＧＥＬ、製鉄化学工業株式会社製ＡＱＵＡＫＥ
ＥＰ、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製Ｄ．Ｗ．Ａ．
Ｌ．、ＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｒｃｈ社製ＰＡＲＭＡ
ＳＯＲＢ、Ｓｔｏｃｋａｕｓｅｎ社製ＦＡＶＯＲ等）、
イソブチレン−マレイン酸共重合体（例えば、クラレ・
イソブチン株式会社製ＫＩＧｅｌ）、デンプン−アク
リル酸グラフト共重合体またはそのケン化物（例えば、
三洋化成工業株式会社製ＳＵＮＷＥＴ、ＧｒａｉｎＰ
ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ社製ＧＰＣ、Ｈｅｎｋｅｌ社製ＳＧ
Ｐ、ＳｕｐｅｒＡｂｓｏｒｂｅｎｔ社製ＭａｇｉｃＷ
ａｔｅｒＧｅｌ、Ｕｎｉｌｅｖｅｒ社製ＬＹＯＧＥＬ
等）、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化
物（例えば、住友化学工業株式会社製ＳＵＭＩＫＡＧＥ
Ｌ）、酢酸ビニル−不飽和ジカルボン酸共重合体（例え
ば、日本合成化学工業製ＧＰ）、カルボキシメチルセル
ロース（例えば、ＢｕｃｋｅｙｅＣｅｌｌｕｌｏｓｅ
社製ＣＬＤ、Ｅｎｋａ社製ＡＫＵＣＥＬＬ等）、アクリ
ロニトリル繊維内芯とアクリル酸塩共重合体外層との複
合繊維（例えば東洋紡績株式会社製ＬＡＮＳＥＡＬ）等
がある。

【００４０】これらのうち、超吸水繊維であるアクリ
ロニトリル繊維内芯とアクリル酸塩共重合体外層との複
合繊維が最も好ましい。この超吸水繊維については東洋
紡績株式会社のカタログ「超吸水性繊維ランシールＦ」
に開示されている。

【００４１】狭窄部形成部材８１として樹脂を用いる
場合、束４の外周と筒状本体３１の内面との間や中空糸
膜４１同士の間隙に部分的に樹脂を充填することにより
狭窄部８を形成することができ、狭窄部形成部材８１と
して繊維を用いる場合、束４の外周に繊維またはその集
合体を巻き付けたり、中空糸膜４１の間隙に繊維または
その集合体を編み込むことにより狭窄部８を形成するこ
とができる。また、繊維にさらに樹脂を含浸、固定させ
てもよい。

【００４２】さらに、束４を複数に分割し、その分割
束毎に前記と同様にして狭窄部形成部材８１を設置し、
狭窄部８を構成してもよい。

【００４３】しかして、本発明による透析器において
は、該中空糸膜の狭窄部における充填率は、狭窄部以外
における充填率に対して１０５〜２００％、好ましくは
１２０〜１８０％である。すなわち１０５％未満では、
狭窄部の上流側と下流側との圧力差が小さいため、液置
換効果を得ることが困難である。また、２００％を越え
ると中空糸膜がつぶれてしまう可能性がある。

【００４４】なお、前記狭窄部形成部材８１として
は、作製上の理由等から、透析液膨潤性（含透析液率）
を有する材料を用いるのが好ましく、さらにこれらの材
料の含透析液率は１０重量％以上、好ましくは１０〜
２，６００重量％、より好ましくは５０〜２，０００重
量％である。透析器内において透析液膨潤性材料に吸収
されるのは水ではなく透析液である。透析液は多種のも
のが知られている。異なる種類の透析液は、含透析液率
が異なる。透析液膨潤性材料の含透析液率は溶液のイオ
ン強度に影響を受けるが、通常使用されている透析液の
１価および２価イオンの濃度の差は僅かであるので、透
析液が代わっても重量増加率の違いは少ない。

【００４５】代表的な透析液の組成を表１に示す。

【００４６】使用する透析液膨潤性材料の量と含透析
液率との関係は以下の式により表される。

【００４７】

【数１】

【００４８】但し、ρは透析液の密度、Ｄｈはハウジ
ング内径、Ｄ０は中空糸膜外径、Ｎは中空糸膜本数、ι
は狭窄部長さ、Ｈは含透析液率［（Ｍ'−ｍ'）/ｍ'］×
１００、Ｍ'は吸透析液時の透析液膨潤性材料の重量、
ｍ'は透析液膨潤性材料の乾燥時の重量、ｍは透析液膨
潤性材料の重量である。

【００４９】なお、狭窄部長さιとモジュール有効長
さＬとの関係は、次のとおりである。

【００５０】 ι/Ｌ ≦ １/３また、透析液膨潤性材料の編み込みおよび塗布方法は、
つぎのとおりである。（ａ）透析液膨潤性材料の編み込み方法中空糸膜を１〜数十本程度の束の縦糸もしくは横糸と
し、透析液膨潤性繊維を横糸もしくは縦糸として、中空
糸膜中央部を一定の幅（中空糸膜有効長の１／３以下の
長さ）で織り込む。中空糸膜の中央部がすだれ状に編み
込まれた状態にある透析液膨潤性繊維の片端を内側に巻
き込み、すだれを巻き込むようにして中空糸膜の束を得
る。

【００５１】（ｂ）膨潤樹脂の塗布方法中空糸膜を１〜数十本程度の束とし、該中空糸膜の束を
一方向に拡げ、中空糸膜中央部の一定の幅（中空糸膜有
効長の１／３以下の長さ）で透析液膨潤性樹脂を塗布す
る。透析液膨潤性樹脂が乾燥または硬化した状態で透析
液膨潤性樹脂の片端を内側に巻き込み、すだれを巻き込
むようにして中空糸膜の束を得る。

【００５２】狭窄部８を介して透析液上流側７１と透
析液下流側７２における透析液の圧力差（圧力損失）の
平均値は、１０〜１００mmHg程度が好ましく、３０〜７
０mmHg程度がより好ましい。これにより前述したような
血液と透析液との大量液置換が効率的に行われる。この
ような圧力差を得るように狭窄部８の狭窄部形成部材８
１の構成材料、配設密度、設置面積等を適宜調整する。

【００５３】第２の流路における狭窄部８の形成位置
は特に限定されないが、透析液上流側７１の流路長と透
析液下流側７２の流路長との比が２：１〜１：２程度で
あるのが好ましい。これにより前述したような血液と透
析液との大量液置換が効率的に行われる。なお、図示の
構成例では狭窄部８は第２の流路の長手方向中央部に形
成され透析液上流側７１の流路長と透析液下流側７２の
流路長とがほぼ等しく設定されている。

【００５４】なお、本発明において狭窄部８の構成、
形成方法、特性等は前述したものに限定されず、狭窄部
の透析液上流側と透析液下流側とで透析液の圧力に差を
生じるようなものであればいかなるものでもよい。

【００５５】また、上記実施例では透析器１により血
液の処理を行っているが、処理する体液は例えば血漿の
ような血液成分であってもよい。

【００５６】以下、本発明の透析器を実施例を挙げて
詳述する。

【００５７】

【実施例１】外径２８０μm及び内径２００μmのポリ
スルホン中空糸膜約５，０００本の束（有効膜面積０．
５m²）を用意し、その長手方向中央部の外周にアクリロ
ニトリル繊維内層とアクリル酸塩共重合体外層との複合
繊維よりなる吸透析液性繊維（東洋紡績株式会社製ＬＡ
ＮＳＥＡＬＦ）（含透析液率１，９６３％）を長さ２
ｃｍにわたって２ｇ巻き付けた。ついで、この中空糸膜
の束を、有効長さ１７５ｍｍ、かつ内径３０ｍｍで透析
液流入口および流出口付きのポリカーボネート製の筒状
本体に吸透析液性繊維と筒状本体との間に隙間が生じな
いように挿入した。

【００５８】次に筒状本体内に挿入された各中空糸膜
の両端部にポリウレタンポッティング剤を注入、硬化し
て各中空糸膜を固定し、その両端をスライスして各中空
糸膜を開口させた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血
液流入口付きカバーおよび血液流出口付きカバーを装着
し、これらを融着により液密に固定して、図２に示す構
造の透析器を得た。

【００５９】

【比較例１】実施例１と同様のポリスルホン中空糸膜
約５，０００本の束（有効膜面積０．５m²）を透析液流
入口および流出口付きの筒状本体内に挿入し、ついで筒
状本体内に挿入された各中空糸膜の両端部にポッティン
グ剤を注入、硬化して各中空糸膜を固定し、その両端を
スライスして各中空糸膜を開口させた。筒状本体の両端
部に、それぞれ、血液流入口付きカバーおよび血液流出
口付きカバーを装着し、これらを融着により液密に固定
して、透析器を得た。

【００６０】筒状本体の有効長および内径はそれぞれ
１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００６１】

【実施例２】実施例１と同様のポリスルホン中空糸膜
約１１，０００本の束（有効膜面積１．６m^２)を用意
し、その長手方向中央部の外周に実施例１と同様の吸透
析液性繊維（含透析液率１，９６３％）を長さ２ｃｍに
わたって２ｇ巻き付け、この中空糸膜の束を、吸透析液
性繊維と筒状本体内面との間に隙間が生じないように、
透析液流入口および流出口付きの筒状本体に挿入した。

【００６２】次に筒状本体内に挿入された各中空糸膜
の両端部にポッティング剤を注入、硬化して各中空糸膜
を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口さ
せた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付き
カバーおよび血液流出口付きカバーを装着し、これらを
融着により液密に固定して、図２に示す構造の透析器を
得た。

【００６３】筒状本体の有効長および内径は、それぞ
れ２３５ｍｍおよび３９ｍｍとした。

【００６４】

【比較例２】公知文献（村山憲一ほか：腎と透析Ｖｏ
ｌ．３４別冊ハイパフォーマンスメンブレン’９３．
ｐ１１７（１９９３））に記載されたオンライン透析療
法（前希釈法）の結果を引用した。その結果を表２に示
す。なお、透析器の有効膜面積は実施例２と同様の１．
６m²である。

【００６５】比較例２での除去溶質であるβ2ミクロ
グロブリンの分子量は、１１，８００であり、前記チト
クロームＣの分子量１２，４００と近いことから、性能
が同一の透析濾過モジュールならば、ほぼ同一のクリア
ランス値を示すと考えられる。

【００６６】

【実施例３】外径３３５μm及び内径２１５μmのポリ
アミド中空糸膜約４，０００本の束（有効膜面積０．４
m²）を用意し、その長手方向中央部の外周に実施例１と
同様の吸透析液性繊維（含透析液率１，９６３％）を長
さ２ｃｍにわたって２ｇ巻き付け、この中空糸膜の束
を、吸透析液性繊維と筒状本体内面との間に隙間が生じ
ないように、透析液流入口および流出口付きの筒状本体
に挿入した。

【００６７】次に筒状本体内に挿入された各中空糸膜
の両端部にポッティング剤を注入、硬化して各中空糸膜
を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口さ
せた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付き
カバーおよび血液流出口付きカバーを装着し、これらを
融着により液密に固定して、図２に示す構造の透析器を
得た。

【００６８】筒状本体の有効長および内径は、それぞ
れ１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００６９】

【比較例３】ポリアミド中空糸膜約４，０００本の束
（有効膜面積０．４m²）を、透析液流入口および流出口
付きの筒状本体内に挿入し、ついで筒状本体内に挿入さ
れた各中空糸膜の両端部にポッティング剤を注入、硬化
して各中空糸膜を固定し、その両端をスライスして各中
空糸膜を開口させた。筒状本体の両端部に、それぞれ、
血液流入口付きカバーおよび血液流出口付きカバーを装
着し、これらを融着により液密に固定して、透析器を得
た。

【００７０】筒状本体の有効長および内径はそれぞれ
１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００７１】

【実施例４】実施例３と同様のポリアミド中空糸膜約
６，０００本の束（有効膜面積０．７m²）を用意し、そ
の長手方向中央部の外周にセルロース樹脂（含透析液率
５０％）を幅１．５ｃｍにわたって３ｇ塗布、乾燥し、
この中空糸膜の束を、透析液流入口および流出口付きの
筒状本体に挿入した。

【００７２】次に筒状本体内に挿入された各中空糸膜
の両端部にポッティング剤を注入、硬化して各中空糸膜
を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口さ
せた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付き
カバーおよび血液流出口付きカバーを装着し、これらを
融着により液密に固定して、図２に示す構造の透析器を
得た。

【００７３】筒状本体の有効長および内径は、それぞ
れ１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００７４】

【比較例４】ポリアミド中空糸膜約６，０００本の束
（有効膜面積０．７m²）を、透析液流入口および流出口
付きの筒状本体に挿入し、ついで、筒状本体内に挿入さ
れた各中空糸膜の両端部にポッティング剤を注入、硬化
して各中空糸膜を固定し、その両端をスライスして各中
空糸膜を開口させた。筒状本体の両端部に、それぞれ、
血液流入口付きカバーおよび血液流出口付きカバーを装
着し、これらを融着により液密に固定して、透析器を得
た。

【００７５】筒状本体の有効長および内径は、それぞ
れ１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００７６】

【実施例５】外径３０５μm及び内径２４５μmのポリ
アクリロニトリル中空糸膜約４，５００本の束（有効膜
面積０．６m²）を用意し、その長手方向中央部の外周に
ウレタン樹脂（含透析液率１０％）を層状に形成すると
ともにその内側部分に同ウレタン樹脂を中空糸膜同士間
隙に１ｃｍにわたって３ｇ部分的に充填した。この中空
糸膜の束を、ウレタン樹脂の層と筒状本体内面との隙間
が小さくなるように、透析液流入口および流出口付きの
筒状本体に挿入した。

【００７７】次に筒状本体内に挿入された各中空糸膜
の両端部にポッティング剤を注入、硬化して各中空糸膜
を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口さ
せた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付き
カバーおよび血液流出口付きカバーを装着し、これらを
融着により液密に固定して、図２に示す構造の透析器を
得た。

【００７８】筒状本体の有効長および内径は、それぞ
れ１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００７９】

【比較例５】実施例５と同様のポリアクリロニトリル
中空糸膜約４，５００本の束（有効膜面積０．６m²）
を、透析液流入口および流出口付きの筒状本体に挿入
し、ついで、筒状本体内に挿入された各中空糸膜の両端
部にポッティング剤を注入、硬化して各中空糸膜を固定
し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口させた。
筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付きカバー
および血液流出口付きカバーを装着し、これらを融着に
より液密に固定して、透析器を得た。

【００８０】筒状本体の有効長および内径は、それぞ
れ１７５ｍｍおよび３０ｍｍとした。

【００８１】

【実施例６】実施例１から５および比較例１および３
から５の透析器をそれぞれ図１に示す血液体外循環回路
に組み込み日本人工臓器学会で定める人工腎臓性能評価
基準に準じて、チトクロームＣ（分子量＝１２，４０
０）による透析実験をin vitor系で行った。

【００８２】なお、血液側の溶液としては、グリセリ
ン４０％の透析液溶液を用いた。また、除水量（濾過流
量）１０ｍｌ／ｍｉｎとした。また、透析液の流通の結
果、吸液繊維あるいは透析液膨潤性材料は膨潤し、前記
吸透析液繊維巻き付け部または透析液膨潤性材料塗布部
において狭窄部が形成された。実験結果を表２に示す。

【００８３】

【表１】

【００８４】

【表２】

【００８５】表２に示すように、実施例１の透析器を
用いた場合、チトクロームＣのクリアランス値（血液側
溶液２００ｍｌ中、チトクロームＣの濃度が０となった
血液側溶液量）が比較例１のそれに比べ１１ｍｌ／ｍｉ
ｍ高く、著しい性能の向上が認められた。

【００８６】表２に示すように、比較例２に比べ、実
施例２の透析器を用いた場合には、クリアランス値が高
く、よって、実施例２の透析器によれば、前希釈のため
の専用の装置を用いなくても、通常透析法での除水コン
トロールを行うだけで、高除去性能の透析療法が可能で
あることが確認された。

【００８７】表２に示すように、実施例３の透析器を
用いた場合、チトクロームＣのクリアランス値が比較例
３のそれに比べ４倍以上を示しており、著しい性能の向
上が認められた。

【００８８】表２に示すように、実施例４の透析器を
用いた場合、チトクロームＣのクリアランス値が比較例
４のそれに比べ４ｍｌ／ｍｉｎ高く、性能の向上が認め
られた。

【００８９】表２に示すように、実施例５の透析器を
用いた場合、チトクロームＣのクリアランス値が比較例
５のそれに比べ１２ｍｌ／ｍｉｎ高く、著しい性能の向
上が認められた。

【００９０】

【実施例７】ポリアミド膜約６，０００本、中空糸膜
外径３３５μｍ、膜面積０．７m²、ＵＦＲ＝６２．９ml
/m²・hr・mmHgに、実施例１と同様の吸透析液性の透析
液膨潤性繊維（含透析液率１，９５３％）を２ｃｍにわ
たって２ｇを巻き付け、有効長１７５ｍｍ、内径３２ｍ
ｍの透析液流入口および流出口付きの筒状本体に挿入し
た。

【００９１】次に、筒状本体内に挿入された各中空糸
膜の両端部にポッティング材を注入、硬化して各中空糸
膜を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口
させた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付
きカバーおよび血液流出口付きカバーを装着し、これら
を融着により液密に固定して、図２に示す透析器を得
た。

【００９２】

【比較例６】実施例７と同様の中空糸膜を用い、中央
部に狭窄部を有する透析液流入口および流出口をそなえ
た筒状本体（狭窄部内径２９．５ｍｍ狭窄部幅２ｃｍ、
狭窄部以外の内径３２ｍｍ、ゆうこうちょう１７５ｍ
ｍ）に挿入し、実施例７と同様にして透析液を得た。

【００９３】

【実施例８】実施例７、比較例６の透析器をそれぞれ
図１に示す血液体外循環回路に組み込み日本人工臓器学
会で定める人工腎臓性能評価基準に準じて、β2−ミク
ログロブリン（β2−ＭＧ，分子量１１，８００）に
よる透析実験をinvitor系で行った。

【００９４】なお、血液側の溶液としては、ヒト血清
（総タンパク濃度６．５ｇ／ｄｌ）を用いた。また、除
水量（濾過流量）１０ｍｌ／ｍｉｎとした。その結果を
表３に示す。

【００９５】

【表３】

【００９６】

【実施例９】実施例１と同様のポリスルフォン膜約１
０，０００本、中空糸膜外径２８０μｍ、膜面積１．５
m²、ＵＦＲ＝４６．０ml/m²・hr・mmHgに、実施例１と
同様の吸透析液性の透析液膨潤性繊維（含透析液率１，
９５３％）を２ｃｍにわたって２ｇを巻き付け、有効長
２３５ｍｍ、内径３２ｍｍの透析液流入口および流出口
付きの筒状本体に挿入した。

【００９７】次に、筒状本体内に挿入された各中空糸
膜の両端部にポッティング材を注入、硬化して各中空糸
膜を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口
させた。筒状本体の両端部に、それぞれ、血液流入口付
きカバーおよび血液流出口付きカバーを装着し、これら
を融着により液密に固定して、図２に示す透析器を得
た。

【００９８】実施例９の透析器２本を用意し、一方は
図１に示す向流の血液体外循環回路に組み込み、他方は
透析液を並流として血液体外循環回路に組み込み、日本
人工臓器学会で定める人工腎臓性能評価基準に準じて、
β2−ミクログロブリン（β2−ＭＧ，分子量１１，８
００）による透析実験をin vitor系で行った。

【００９９】なお、血液側の溶液としては、ヘパリン
化牛血液（ヘマトクリット３０％、総タンパク濃度６．
５ｇ／ｄｌに生理食塩液にて調製、β2−ＭＧ添加）を
用いた。また、除水量（濾過流量）１０ｍｌ／ｍｉｎと
した。その結果を表４に示す。

【０１００】

【表４】

【０１０１】並流においてもほぼ同様の結果が得られ
た。

【０１０２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の透析器に
よれば、筒状のハウジング内に、中空糸膜の束と、該中
空糸膜で隔てられた第１の流路および第２の流路を有
し、該中空糸膜を介して該第１の流路を流れる体液と、
該第２の流路を流れる透析液との間で透析および限外濾
過を行う透析器であって、透析液上流側では、該第２の
流路を流れる透析液の圧力は、該第１の流路を流れる体
液の圧力より高く、かつ透析液下流側では、該第２の流
路を流れる透析液の圧力は、該第１の流路を流れる体液
の圧力より低くなるように設定されており、日本人工臓
器学会で定める人工腎臓性能評価基準に準じて測定した
ｉｎｖｉｔｒｏ系におけるβ２−ミクログロブリンの
クリアランスが７３．２ｍｌ／ｍｉｎ以上であることを
特徴とするので、別途設けられた専用の装置等を用いる
ことなく、単一の透析器で、処理する体液と透析液との
間で大量の液置換をおこなうことができ、透析、濾過の
性能が向上する。

【０１０３】また、第１の流路を流れる体液からの除
水量を調節する除水コントロール手段を組み合わせた場
合には、上記の圧力特性や除水量を奨励に応じて適正に
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透析器を含む血液体外循環回路の構成
例を示す回路構成図である。

【図２】本発明による透析器の一実施態様を示す縦断面
図である。

【図３】透析器内部の圧力分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１透析器３ハウジング３１筒状本体３２、３３ヘッダー３４血液流入口３５血液流出口３６透析液流入口３７透析液流出口３８、３９カバー４束４１中空糸膜５１、５２隔壁６第１の流路６１血液流入室６２血液流出室７第２の流路７１透析液上流側７２透析液下流側８狭窄部１０血液体外循環回路１１Ａ脱血ライン１１Ｂ返血ライン１２チューブ１３ポンプ１４チャンバー１５チューブ１６チャンバー１７除水コントロール手段１８、１９チューブ２０複式ポンプ２１バイパスチューブ２２除水ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状のハウジング内に、中空糸膜の束
と、該中空糸膜で隔てられた第１の流路および第２の流
路を有し、該中空糸膜を介して該第１の流路を流れる体
液と、該第２の流路を流れる透析液との間で透析および
限外濾過を行う透析器であって、透析液上流側では、該
第２の流路を流れる透析液の圧力は、該第１の流路を流
れる体液の圧力より高く、かつ透析液下流側では、該第
２の流路を流れる透析液の圧力は、該第１の流路を流れ
る体液の圧力より低くなるように設定されており、日本
人工臓器学会で定める人工腎臓性能評価基準に準じて測
定したｉｎｖｉｔｒｏ系におけるβ２−ミクログロブ
リンのクリアランスが７３．２ｍｌ／ｍｉｎ以上である
ことを特徴とする中空糸膜型透析器。
【請求項２】前記クリアランスが、７３．２ｍｌ／ｍ
ｉｎから９３．０ｍｌ／ｍｉｎであることを特徴とする
請求項１に記載の中空糸膜型透析器。