JP2005281238A - Medical electrolyte liquid utilizing sea water and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水、特に海面下200mよりも深い水深から取水した海洋深層水を利用した医療用電解質液およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a medical electrolyte solution using seawater, particularly deep ocean water taken from a depth deeper than 200 m below the sea level, and a method for producing the same.
人体の治療に使用される生理食塩水、人工透析液、各種の輸液、臓器の保存液、手術時の洗浄液等は、蒸留水に所定の濃度のNa、Ca、K、Mg、Cl等を人工的に含有させ、さらに用途に応じてアミノ酸や糖類等を配合させ、かつ使用目的に応じて浸透圧を適切な値に調整した電解質液が使用されている。例えば、生理食塩水は、蒸留水1リットルに塩化ナトリウム9gを溶解(Na濃度:154mEq/L)させて人間の体液の浸透圧と同等(等張圧)になるように調整した電解質液である。 Saline, artificial dialysis solution, various infusion solutions, organ preservation solution, surgical washing solution, etc. used for treatment of the human body are artificially prepared by using Na, Ca, K, Mg, Cl, etc. with a predetermined concentration in distilled water. In addition, an electrolyte solution in which an amino acid, a saccharide, or the like is added according to the intended use and the osmotic pressure is adjusted to an appropriate value according to the intended use is used. For example, physiological saline is an electrolyte solution prepared by dissolving 9 g of sodium chloride in 1 liter of distilled water (Na concentration: 154 mEq / L) so as to be equal to the osmotic pressure of human body fluid (isotonic pressure). .
また、高カロリー輸液としては、Na、K、Mg、Ca、Zn、Cl、酢酸、糖類、等を含み、浸透圧比(生理食塩水比)を4〜8に調整した電解質液が使用されている。さらに、腹膜透析液では、Na、K、Mg、Ca、Cl等を含有し、浸透圧比(生理食塩水比)を1.2〜1.8に調整した電解質液が使用されている。 Moreover, as a high calorie infusion solution, an electrolyte solution containing Na, K, Mg, Ca, Zn, Cl, acetic acid, saccharides, etc. and having an osmotic pressure ratio (saline ratio) adjusted to 4 to 8 is used. . Further, in the peritoneal dialysis solution, an electrolyte solution containing Na, K, Mg, Ca, Cl, etc. and having an osmotic pressure ratio (saline ratio) adjusted to 1.2 to 1.8 is used.
一方、海水、特に海面下200m、またはこれより深い水深から取水した海洋深層水は、生菌が少なく、また病原菌もほとんど含んでいなく、かつ、ミネラル成分が豊富に含まれている。このミネラル成分としては、Na、Ca、Mg、K、P、I(ヨウ素)、Zn、Cu、Se(セレン)・・・、等が含まれている。これらの元素は、人体に必須の微量元素である。 On the other hand, seawater, particularly deep seawater taken from a depth of 200 m below sea level or deeper than this, has few viable bacteria, hardly contains pathogenic bacteria, and is rich in mineral components. As this mineral component, Na, Ca, Mg, K, P, I (iodine), Zn, Cu, Se (selenium), etc. are included. These elements are trace elements essential for the human body.
海水には、約34g/Lの塩分(塩分濃度:3.2〜3.5w/v%)が含まれているが、上記のように豊富なミネラル成分を含んでいるために、脱塩した海水を飲料水や清涼飲料水として利用する技術が多数提案されている。この海水を飲料水や清涼飲料水として利用する技術として、例えば、特開2002−335923号公報、特開2003−24939号公報が提案されている。
特開2002−335923号公報には、海洋深層水から逆浸透膜分離した浸透水と、電気透析装置により生成した高ミネラル水を、所定の配合割合で混合したミネラル水が提案されている。
特開2003−24939号公報には、海洋深層水を逆浸透膜により淡水と濃縮水とに分離するとともに、その濃縮水の少なくとも一部を限外濾過膜で除菌処理して淡水に添加する造水方法が提案されている。
Seawater contains about 34 g / L of salinity (salt concentration: 3.2 to 3.5 w / v%), but because it contains abundant mineral components as described above, it was desalted. Many techniques for using seawater as drinking water and soft drinks have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-335923 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-24939 are proposed as techniques for using the seawater as drinking water and soft drinks.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-335923 proposes mineral water obtained by mixing osmotic water obtained by reverse osmosis membrane separation from deep ocean water and high mineral water generated by an electrodialyzer at a predetermined blending ratio.
In Japanese Patent Laid-Open No. 2003-24939, deep sea water is separated into fresh water and concentrated water by a reverse osmosis membrane, and at least a part of the concentrated water is sterilized by an ultrafiltration membrane and added to fresh water. A water production method has been proposed.
一方、生理食塩水は、上記のように、蒸留水1000mL(ミリリットル)中の塩化ナトリウムの濃度が人間の体液と同等となるように9g溶解されている。そして、この生理食塩水は、医療分野においては注射剤の溶解希釈剤、各種の輸液、皮膚や粘膜の洗浄液、手術等における患部の洗浄液、医療機器の洗浄液、あるいはコンタクトレンズ等の洗浄液の原液として使用されている。このように生理食塩水は、人体に直接適用、あるいは医療用機器の洗浄液等として使用されるために無菌状態にする必要がある。このように、生理食塩水を無菌状態あるいは滅菌処理する技術として、特公昭59−39139号公報、特公平8−7336号公報、特開平1−180293号公報、特開2001−269393号公報等により提案されている。 On the other hand, as described above, 9 g of physiological saline is dissolved so that the concentration of sodium chloride in 1000 mL (milliliter) of distilled water is equivalent to human body fluid. And in the medical field, this physiological saline is used as a stock solution for injectable solution diluents, various infusions, skin and mucous membrane cleaning liquids, affected area cleaning liquids, medical equipment cleaning liquids, or contact lens cleaning liquids. in use. In this way, the physiological saline solution must be sterilized in order to be applied directly to the human body or used as a cleaning liquid for medical equipment. As described above, as a technique for sterilizing or sterilizing physiological saline, JP-B-59-39139, JP-B-8-7336, JP-A-1-180293, JP-A-2001-269393, etc. Proposed.
また、海水を浄化して生理食塩水として利用する技術としては、下記の特許文献1が提案されている。
Moreover, the following
上記特許文献1には、海水が通過できる構造を持った一対の電極に、5A以下のある一定値に設定した直流電流が流れるように電圧を印加し、この電極間に海水を流入・通過させた後、電気絶縁材で作られた活性炭水路を通過させることにより、海水中のミネラル類を海水中と量・比率とも同じ組成で残存させ、殺菌と有機化合物を含む汚染物質の除去がなされた浄化海水が提案されている。さらに、特許文献1には、海水を電極間に流入・通過させると海水が電子リッチ状態になって電荷ポテンシャルが増大して海水中の細菌、ウイルスが死滅し、活性炭水路を通過させることによりこの電荷ポテンシャルが活性炭界面へ移動するとともに、海水中の有機化合物が活性炭に吸着されることが開示されている。また、特許文献1には、この浄化海水を、真水あるいは海水から得た脱塩水によって希釈したリンゲル液、生理食塩水と同等の塩分濃度に調合された希釈海水にすることも提案されている。
In
さらに、海水を人間の体液と同等の塩分濃度に調整し、これを飲用して体内のミネラルバランスを保つようにする健康法が下記特許文献2により提案されている。
Furthermore, the following
上記特許文献2には、ミネラル類が海水中と量・比率とも同じ組成であり、細菌と有機化合物を含む汚染物質の除去がなされた浄化海水を真水によって希釈し、人間の体液と同等の塩分濃度(0.85〜0.9%)にし、そのまま飲用可能にした海水を摂取することで体内のミネラルバランスを正常化するミネラルバランス健康法が提案されている。
In
上記特許文献1に記載の発明においては、海水中に含まれる細菌、ウイルスの除去方法は、直流電圧を印加した電極間に海水を流入・通過させることにより、海水中に含まれる細菌、ウイルスを死滅させるものである。しかし、海水を直流電圧が印加された電極間に流入・通過させると、海水中に含まれているイオン化したミネラル類は電気分解の作用を受けるので、原水である海水に含まれているミネラル成分の含有比率が、この電極間を通過すると変化する可能性がある。すなわち、浄化して得た海水中に含まれるミネラル成分は、原水である海水に含まれるミネラル成分と比較すると当然減少する。また、特許文献1に記載の発明は、リンゲル液や生理食塩水を得るための製造工程は、電極間に海水を通過させる工程と、活性炭水路を通過させる工程と、浄化した海水の塩分を調整する工程の少なくとも3工程を必要とするため、当然、製造コストが高くなる。
In the invention described in
上記特許文献2に記載の発明においては、海水中に含まれる細菌と有機化合物を含む汚染物質の除去方法についてその具体的な手段は開示されていない。また、浄化した海水を人間の体液と同等の塩分濃度にして飲用した場合、この浄化海水中に含まれているミネラル成分が人間の消化管を経て吸収されるので、海水の消化管内停滞時間とその組成濃度によっては、ミネラル成分の吸収効率は極めて低くなる。従って、目的とするミネラル成分を摂取するには相当量の浄化海水を飲用しなければならず、消化管疾患、心臓疾患、あるいは腎臓疾患の患者には適さない方法である。
In the invention described in
そこで、本発明の目的は、ミネラル類を豊富に含む海水、特に海洋深層水から、生理食塩水、各種の輸液、洗浄液等、医療分野で人体に直接使用される医療用電解質液、特に、無菌であり、極めて単純、かつ安価なコストで製造することができる医療用電解質液およびその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a medical electrolyte solution used directly in the human body in the medical field, particularly aseptic, such as seawater rich in minerals, particularly deep sea water, physiological saline, various infusions, and washing solutions. Another object of the present invention is to provide a medical electrolyte solution that can be manufactured at a very simple and inexpensive cost and a method for manufacturing the same.
本発明は、海水を、膜分離手段を透過させて前記海水に含まれているウイルスおよび細菌等の異物を除去すると共に、前記海水に含有されるミネラル成分が含まれるように浄化した浄化海水に、無菌の蒸留水が配合された希釈浄化海水であって、前記希釈浄化海水の浸透圧が所定の値に調整されている海水を利用した医療用電解質液である。 The present invention provides purified seawater that has been purified so that it contains a mineral component contained in the seawater while allowing seawater to pass through a membrane separation means to remove foreign substances such as viruses and bacteria contained in the seawater. A medical electrolyte solution using diluted purified seawater containing aseptic distilled water, wherein the osmotic pressure of the diluted purified seawater is adjusted to a predetermined value.
さらに、本発明の医療用電解質液は、人間の体液と同等の浸透圧を有するように前記無菌の蒸留水の配合により調整されている医療用電解質液であり、生理食塩水として使用されるものである。 Furthermore, the medical electrolyte solution of the present invention is a medical electrolyte solution adjusted by blending the sterile distilled water so as to have an osmotic pressure equivalent to that of human body fluid, and used as a physiological saline. It is.
さらに、本発明の医療用電解質液は、この希釈浄化海水に、さらにアミノ酸、乳酸、酢酸、リン酸、ブドウ糖の少なくとも1種以上が配合された輸液用電解質液とした海水を利用した医療用電解質液である。 Furthermore, the medical electrolyte solution of the present invention is a medical electrolyte using seawater as an infusion electrolyte solution in which at least one of amino acid, lactic acid, acetic acid, phosphoric acid, and glucose is further blended with the diluted purified seawater. It is a liquid.
さらに、本発明において用いる海水は、海面下200mより深い水深から取水した海洋深層水とした海水を利用した医療用電解質液である。 Furthermore, the seawater used in the present invention is a medical electrolyte solution using seawater as deep ocean water taken from a depth deeper than 200 m below the sea level.
また、本発明は、海水を膜分離手段を透過させて、前記海水に含まれるウイルスおよび細菌等の異物を除去すると共に前記海水に含有されるミネラル成分が含まれるように前記海水を浄化する海水浄化工程と、
前記海水浄化工程により浄化して得た浄化海水に、無菌の蒸留水を添加して前記浄化海水を希釈すると共に、前記希釈した浄化海水の浸透圧を所定の値に調整する浸透圧調整工程とを備えている海水を利用した医療用電解質液の製造方法である。
In addition, the present invention allows seawater to pass through membrane separation means to remove foreign substances such as viruses and bacteria contained in the seawater and to purify the seawater so that mineral components contained in the seawater are contained. Purification process;
An osmotic pressure adjusting step for diluting the purified seawater by adding aseptic distilled water to the purified seawater obtained by purification in the seawater purification step, and adjusting the osmotic pressure of the diluted purified seawater to a predetermined value; A method for producing a medical electrolyte solution using seawater.
さらに、本発明は、前記膜分離手段は、前記海水に含まれるウイルスおよび細菌等の異物を分離し、かつ前記海水に含有されるミネラル成分は透過させる微細孔を有する多孔質膜を使用するようにした海水を利用した医療用電解質液の製造方法である。 Further, in the present invention, the membrane separation means uses a porous membrane having micropores that separate foreign substances such as viruses and bacteria contained in the seawater and allow mineral components contained in the seawater to permeate. This is a method for producing a medical electrolyte solution using the prepared seawater.
さらに、本発明は、前記多孔質膜として、平均孔径が0.001μm〜0.1μmの微細孔を備えた多孔質膜を使用するようにした海水を利用した医療用電解質液の製造方法である。 Furthermore, the present invention is a method for producing a medical electrolyte solution using seawater in which a porous membrane having fine pores having an average pore diameter of 0.001 μm to 0.1 μm is used as the porous membrane. .
さらに、本発明は、前記多孔質膜として、中空糸膜を使用するようにした海水を利用した医療用電解質液の製造方法である。 Furthermore, the present invention is a method for producing a medical electrolyte solution using seawater in which a hollow fiber membrane is used as the porous membrane.
本発明は、次のような技術的思想に基いてなされたものである。
近年、微量元素不足を原因とする種々な病気が発現している。特に、人工栄養食品しか摂取できない高齢者や癌末期等の患者に、この微量元素不足を原因とする疾患がしばしば散見されている。しかも、微量元素、すなわち、各種ミネラルは、種類も豊富であり、現在時点で知り得たものが全てとは限らない。さらに、ミネラルの摂取にあたり、多量に摂取すれば金属中毒を起こす危険がある。このため、短期的には、微量元素は含まれない方が安全と考えられてきた。従って、現在普及している生理食塩水や点滴用補液等の医療用食塩水には、塩化ナトリウムを除いて微量元素は一切含まれていない。この理由は、生命に安全なミネラルの成分比率を見出し、かつ人工的に精製することは極めて困難だからである。
The present invention has been made based on the following technical idea.
In recent years, various diseases caused by a shortage of trace elements have been developed. In particular, diseases caused by this shortage of trace elements are often found in elderly people who can only take artificial nutritional foods or patients at the end of cancer. Moreover, the trace elements, that is, various minerals, are abundant in types, and not all of the elements obtained at the present time are known. Furthermore, when ingesting a large amount of minerals, there is a risk of causing metal poisoning if ingested in large amounts. For this reason, it has been considered safer to contain no trace elements in the short term. Therefore, medical saline such as physiological saline and infusion replacement fluid currently in widespread use does not contain any trace elements except sodium chloride. This is because it is extremely difficult to find a component ratio of minerals that are safe for life and to purify them artificially.
そこで、生命が誕生したおおもとである海水は,今でも人間が必要とする豊富なミネラル成分を含有している。従って、海水を基にしてウイルスや細菌等の異物を除去し、使用目的に応じて塩分濃度および浸透圧を所望の値に調整すれば、人工的にミネラル成分を規定して配合しなくても、各種の医療用途に必要であり、かつミネラル成分を豊富に含む医療用電解質液を得ることができると考えられる。 Therefore, seawater, the birthplace of life, still contains abundant minerals that humans need. Therefore, by removing foreign substances such as viruses and bacteria based on seawater and adjusting the salt concentration and osmotic pressure to the desired values according to the purpose of use, it is not necessary to artificially define and mix mineral components. It is considered that a medical electrolyte solution that is necessary for various medical uses and contains abundant mineral components can be obtained.
なお、現在、人間にとって必須の微量元素として、Zn、Cu、Se(セレン)、Cr、Mn、I(ヨウ素)、Mo、Coが知られている(日本医師会雑誌第129巻・第5号、平成15年3月1日、P607〜P612「微量元素とは−その欠乏症と過剰症」参照)。 Currently, Zn, Cu, Se (selenium), Cr, Mn, I (iodine), Mo, and Co are known as trace elements essential for humans (Japan Medical Association Journal Vol. 129, No. 5). , March 1, 2003, P607-P612 "What are trace elements-deficiencies and excesses").
本発明において海水を利用した医療用電解質液とは、生理食塩水、各種の輸液(リンゲル液、高カロリー輸液、電解質輸液等)、人工肝臓用補液、腹膜透析液等の透析液、手術時の患部の洗浄液、各種医療機器の洗浄液、コンタクトレンズの洗浄液や保存液等、あるいはこれらの各液の原液として使用することができる。特に、本発明の医療用電解質液を、生理食塩水、各種の輸液等に使用すると、これら水溶液に豊富に含まれているミネラル成分が直接体内に投与されるので、ミネラル成分の細胞への吸収効率は極めて良好になり、上記した高齢者や癌末期等の患者に対する医療効果は向上すると考えられる。 In the present invention, medical electrolyte solution using seawater is physiological saline, various infusions (Ringer solution, high calorie infusion, electrolyte infusion, etc.), artificial liver replacement fluid, dialysis fluid such as peritoneal dialysis fluid, and affected part at the time of surgery. It can be used as a cleaning solution for various medical devices, a cleaning solution for various medical devices, a cleaning solution for a contact lens, a storage solution, or the like, or a stock solution for each of these solutions. In particular, when the medical electrolyte solution of the present invention is used for physiological saline, various infusions, etc., mineral components abundantly contained in these aqueous solutions are directly administered into the body, so that the mineral components are absorbed into cells. The efficiency is extremely good, and the medical effect on the above-mentioned elderly and patients with terminal cancer is considered to be improved.
本発明は、次のような効果を有している。
(1)本発明の医療用電解質液は、海水、特に海洋深層水に含まれているミネラル成分をそのまま含有した状態でウイルス、細菌および蛋白等の有機化合物を含む汚染物質を除去して得た浄化海水に、無菌(滅菌)の蒸留水を添加して塩化ナトリウムの濃度および浸透圧を使用目的に応じて調整した電解質液である。このため、例えば、従来から使用されている蒸留水に塩化ナトリウムのみを溶解させた生理食塩水と比較して、ミネラル成分を豊富に含んでいる生理食塩水を得ることができるので、人体の静脈等から直接投与するとこのミネラル成分の吸収効率が向上するので、その医療効果は各段に上がることが期待される。
The present invention has the following effects.
(1) The medical electrolyte solution of the present invention was obtained by removing contaminants including organic compounds such as viruses, bacteria, and proteins in a state in which the mineral components contained in seawater, particularly deep seawater, are contained as they are. An electrolyte solution prepared by adding sterile (sterilized) distilled water to purified seawater and adjusting the concentration and osmotic pressure of sodium chloride according to the intended use. For this reason, for example, a physiological saline containing abundant mineral components can be obtained as compared with a physiological saline in which only sodium chloride is dissolved in distilled water that has been conventionally used. Since the absorption efficiency of this mineral component is improved when administered directly from, etc., the medical effect is expected to increase in each stage.
(2)本発明の医療用電解質液は、従来から血液透析等に実績がある中空糸膜等の膜分離手段を使用して海水を浄化して得た浄化海水を使用している。このため、海水に含まれているウイルス、細菌および蛋白等の異物を確実に除去することができるので、高価な設備となる逆浸透膜装置等や殺菌するための特別な装置を用いる必要がない。これにより、本発明の医療用電解質液を製造する工程は、基本的には、多孔質膜を使用して浄化海水を得る海水浄化工程と、この海水浄化工程で透過して得た浄化海水の塩分濃度および浸透圧を所望の値に調整するための浸透圧調整工程の2工程のみを必要とする。従って、本発明の医療用電解質液を製造するための製造工程は、極めて単純化されて製造コストが安価であり、かつ、無菌でミネラル成分を豊富に含む医療用の電解質液を製造することが可能になる。 (2) The medical electrolyte solution of the present invention uses purified seawater obtained by purifying seawater using a membrane separation means such as a hollow fiber membrane that has been proven in hemodialysis. For this reason, foreign substances such as viruses, bacteria, and proteins contained in seawater can be surely removed, so there is no need to use a reverse osmosis membrane device that becomes expensive equipment or a special device for sterilization. . Thereby, the process for producing the medical electrolyte solution of the present invention basically includes a seawater purification process for obtaining purified seawater using a porous membrane, and a purification seawater obtained through the seawater purification process. Only two steps of the osmotic pressure adjusting step for adjusting the salt concentration and the osmotic pressure to desired values are required. Therefore, the manufacturing process for manufacturing the medical electrolyte solution of the present invention is extremely simplified, the manufacturing cost is low, and it is possible to manufacture a medical electrolyte solution that is aseptic and rich in mineral components. It becomes possible.
(3)上記(1)、(2)により、無菌であり、かつ、人工的にミネラル成分を配合するのではなく、海水に含まれているミネラル成分をそのまま豊富に含んだ医療用電解質液を提供することができるので、医療分野において、生理食塩水、各種の輸液、透析液、洗浄液等として各種の疾病を持つ患者の体内に直接投与すれば、ミネラル成分の吸収効率が高くなるので、患者への医療効果を向上させることが可能になる。 (3) According to the above (1) and (2), a medical electrolyte solution that is sterile and does not artificially contain mineral components but contains abundant mineral components as they are in seawater. In the medical field, if it is directly administered to the body of a patient with various diseases as physiological saline, various infusions, dialysate, washing solution, etc., the absorption efficiency of mineral components will increase, so patients It is possible to improve the medical effect on the child.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の海水を利用した医療用電解質液を製造するための製造工程の一例を示し、膜分離手段としては中空糸膜を使用した例である。図1において、海水、好ましくは海面下200m、またはそれ以下の水深から取水した海水(海洋深層水)1は、海水貯蔵タンク2に一旦貯蔵される。海水貯蔵タンク2に貯蔵された海水1は、配管を経由して、海水浄化工程である海水浄化装置3に導かれる。海水浄化装置3は、海水を浄化する膜分離手段として数千〜数万本の中空糸膜4を束にして構成された中空糸膜ユニットを備えている。なお、図1において、V1〜V5、P1〜P5は、各装置を連結する配管に設置されている流量調節用のバルブとこの配管内を流れる海水等に流圧を付与するためのポンプを示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a production process for producing a medical electrolyte solution using seawater of the present invention, and is an example using a hollow fiber membrane as a membrane separation means. In FIG. 1, seawater, preferably seawater (deep seawater) 1 taken from a depth of 200 m or less below the sea level is temporarily stored in a
海水浄化装置3は、図2に示すように、円筒状のケーシング3aと、ケーシング3aの両端部にそれぞれ固着された蓋体3b、3bと、円筒状のケーシング3aの軸方向に挿入された数千〜数万本の中空糸膜4を備えている。さらに、一方の蓋体3bには海水1の流入口3c、他方の蓋体3bには中空糸膜4の中空流路4bを通過した海水の流出口3dが設けられている。また、ケーシング3aには、流入口3cから流入した海水を中空糸膜4を透過して浄化された海水(以下、浄化海水1aという)の出口となる浄化海水流出口3eが設けられている。中空糸膜4は、数千〜数万本の中空糸膜4を束にしたユニット(中空糸膜ユニット)として構成され、その両端部は封止部材3fにより、各中空糸膜4の中空流路4bが塞がれないように各中空糸膜4の外周面が液密に固着されている。なお、封止部材3fは、シリコン、ポリウレタン、エポキシ樹脂等から構成される。さらに、封止部材3fの外周面は、ケーシング3aの内周面に対して液密になるように固着されている
As shown in FIG. 2, the
また、中空糸膜4のユニットは、ケーシング3a内にケーシング3aの内周面と間隙S1が生じるように配設されている。さらに、中空糸膜4のユニットを構成する各中空糸膜4は、その外周面間に若干の間隙S2が生じるように配設されている。なお、中空糸膜4の材質は、人工透析用のフィルターとして実績があるポリエチレン等の高分子系多孔質膜、セルローズ系多孔質膜から構成されている。
The unit of the
膜分離手段を構成する各中空糸膜4は、図3に示すように、多孔質の膜4a(以下、多孔質膜4aという)と中空流路4bから構成されている。多孔質膜4aの厚さは20μm〜100μm程度であり、この多孔質膜4aには無数の微細孔4cが多段に分散するように形成されている。一般に中空糸膜4の微細孔4cの平均孔径は、用途に応じて、0.001μm〜2μmのものが使用されているが、本発明においては、この微細孔4cの平均孔径は、0.001μm〜0.1μmの範囲に設定されている中空糸膜4を使用することに特徴がある。
As shown in FIG. 3, each
本発明において、多孔質膜4aに形成されている微細孔4cの平均孔径が0.001μm〜0.1μmである中空糸膜4を使用する理由は次の通りである。すなわち、一般に、ウイルスや細菌等の微生物の径は0.01μm〜1μm、蛋白質は0.01μm〜1μm、金属イオンは0.001μm以下と言われている。従って、微細孔4cの平均孔径が0.001μm〜0.1μm、望ましくは0.001μm(10Å)〜0.006μm(60Å)に設定されている中空糸膜4を使用して海水を透析すると、海水がこの中空糸膜4の多孔質膜4aを通過するときに海水に含まれているウイルスや細菌、および蛋白質等の有機物は多孔質膜4aにより除去することができ、海水に含有されイオン化したミネラル成分はそのまま多孔質膜4aを通過して無菌になった浄化海水を得ることができるからである。特に、海面下200m以下から取水した海洋深層水には、ウイルスや細菌、および有機物はほとんど含まれていないので、本発明において使用する海水は、海洋深層水を使用することがより好ましい。
In the present invention, the reason for using the
海水流入口3cから海水浄化装置3に導入された海水は、海水貯蔵タンク2と海水浄化装置3との高低差、あるいはポンプ等により所定の圧力が付与されているので、中空糸膜4の中空流路4bに流入する。すると、中空流路4bに流入した海水1は、図3に示すように、海水の流入圧により多孔質膜4aを透過して多孔質膜4aの外側(外周面側)に設けられている間隙S1、S2に流出(透過)する。このとき、多孔質膜4aには、前記のように、平均孔径が0.001μm〜0.1μmの微細孔4cが無数に形成されているので、海水1に含まれているウイルス、細菌、蛋白質等の異物は多孔質の膜4aに捕捉され、海水に溶解しているNa、K、Mg、Ca、P、Zn、Cu、Mn、Mo、・・・等のミネラル成分は多孔質膜4aをそのまま透過し、中空糸膜4の外部に設けられた隙間S1、S2に浄化海水1aになって流出する。海水浄化装置3内の隙間S1、S2に流出した浄化海水1aは、浄化海水流出口3eから流出し、配管を経由して浄化海水貯蔵タンク5に一旦貯蔵される。一方、中空糸膜4の中空流路4bを通過してミネラル成分が減少またはほとんど含まない海水1bは海水流出口3dから外部に排出し、海水流入口3cに戻して、再度透過処理を行うか、あるいは廃棄処理を行う。
The seawater introduced into the
海水浄化装置3によりウイルス、細菌および蛋白質等の有機化合物からなる汚染物質が除去された浄化海水1aは、各種のミネラル成分を含んでいるが、約34g/リットルの塩分(塩化ナトリウム)も含んでいる。本発明においては、以降の工程において、この浄化海水1aに無菌の蒸留水を添加して希釈して、塩化ナトリウムの濃度および浸透圧を医療用電解液として使用目的に応じて適切な値になるように調整する。
The purified
浄化海水貯蔵タンク5に一旦貯蔵した浄化海水1aは、その所定量が浸透圧調整工程となる浸透圧調整タンク6に導かれる。続いて、滅菌して無菌の蒸留水を貯蔵している蒸留水貯蔵タンク7から、無菌の蒸留水の所定量を浸透圧調整タンク6に添加し、図示しない撹拌装置により浄化海水1aとこの蒸留水とを撹拌・混合して、希釈された浄化海水(以下、希釈浄化海水という)をつくる。このとき、希釈浄化海水に含まれる塩化ナトリウムの濃度を塩化ナトリウム濃度測定装置8により測定し、浸透圧調整タンク6内の希釈浄化海水に含まれる塩化ナトリウムの濃度が使用目的に応じて適切な値になるように、無菌の蒸留水の添加量を調整する。さらに、浸透圧調整タンク6内の希釈浄化海水をサンプリングしてその浸透圧を、例えば、氷点降下法による浸透圧測定装置9により測定し、所望の浸透圧値を有する希釈浄化海水が得られるように無菌の蒸留水の添加量を調整する。
The purified
生理食塩水は、人間の体液と同等の浸透圧になるように調整した電解質水溶液である。現在、用いられている生理食塩水は、蒸留水1リットルに塩化ナトリウム9g(Na濃度が154mEq/L)を溶解させることにより人間の体液と同等の浸透圧になるようしている。本発明において、人間の体液と同等の浸透圧を有する生理食塩水を製造する場合には、浄化海水1aに無菌の蒸留水を添加して得た希釈浄化海水の浸透圧を浸透圧測定装置9により測定し、その浸透圧が人間の体液と同等の値(280〜295mOsm/L)になるように調整する。このようにして製造した本発明の医療用電解質液である生理食塩水には、予め海水1に含まれていた各種のミネラル成分であるNa、K、Mg、Ca、P、Zn、Cu、Mn、Mo、I、Se、・・・等がそのまま含まれている。従って、浄化海水1aに無菌の蒸留水を添加しながら、その浸透圧を人間の体液と同等の浸透圧になるように調整すると、1リットル中に含まれる塩化ナトリウムの量は9gより少ない生理食塩水を得ることができる。すなわち、従来から使用されている生理食塩水よりもNa濃度(154mEq/L)が低い、例えば、Na濃度が130〜135mEq/Lであり、かつ、上記した各種のミネラル成分を含む生理食塩水を製造することができる。このように、塩化ナトリウムの含有量が従来の生理食塩水より少ない生理食塩水を患者に投与すると、高ナトリウム血症になる恐れも防止することができるという効果も生じる。
The physiological saline is an aqueous electrolyte solution adjusted to have an osmotic pressure equivalent to that of human body fluid. Currently used physiological saline solution has an osmotic pressure equivalent to that of human body fluid by dissolving 9 g of sodium chloride (Na concentration is 154 mEq / L) in 1 liter of distilled water. In the present invention, when a physiological saline having an osmotic pressure equivalent to that of human body fluid is produced, the osmotic pressure measuring device 9 determines the osmotic pressure of diluted purified seawater obtained by adding sterile distilled water to the purified
なお、蒸留水貯蔵タンク7に貯蔵する無菌の蒸留水の製造は、既に公知である下記の注射用蒸留水の製造方法と同一の手順で製造することが望ましい。
(1)まず、水道水等の原水を脱塩処理した後、80℃以上に加熱して殺菌処理を行う。
(2)続いて、逆浸透膜処理等の膜処理を行って金属イオン等の不純物を除去する。
(3)上記(2)の処理を行った後、蒸留処理を行って無菌の純水である蒸留水を得る。
本発明の医療用電解質液は、直接人体にも投与されるため、浄化海水を希釈するための蒸留水は、上記の方法で製造された無菌の蒸留水を使用するようにする。
The sterile distilled water stored in the distilled water storage tank 7 is preferably produced by the same procedure as the following known method for producing distilled water for injection.
(1) First, raw water such as tap water is desalted and then sterilized by heating to 80 ° C. or higher.
(2) Subsequently, membrane treatment such as reverse osmosis membrane treatment is performed to remove impurities such as metal ions.
(3) After performing the process of (2) above, a distillation process is performed to obtain distilled water which is sterile pure water.
Since the medical electrolyte solution of the present invention is directly administered to the human body, the distilled water used for diluting the purified seawater is the sterile distilled water produced by the above method.
浸透圧調整タンク6内で塩化ナトリウムの濃度、および浸透圧が所定の値に調整された希釈浄化海水は、医療用電解質液貯蔵タンク10に導かれる。医療用電解質液貯蔵タンク10に貯蔵された希釈浄化海水は、図示していない所定の容器等に充填し、医療現場等において生理食塩水等として使用される。さらに、各種の輸液として使用する場合には、医療用電解質液貯蔵タンク10に貯蔵されている所定量の希釈浄化海水をタンク11に移し、タンク12等に貯蔵しているアミノ酸、乳酸、酢酸、リン酸、ブドウ糖、等の所定量を添加・配合し、さらに必要に応じて、蒸留水貯蔵タンク7から無菌の蒸留水を添加して所望の浸透圧に調整した輸液等を製造するようにする。例えば、高カロリー輸液用電解質液を製造する場合には、希釈浄化海水にブドウ糖、リン酸等を添加して浸透圧比(生理食塩水対比)を4〜8に調整し、腹膜透析液を製造する場合には、ブドウ糖を添加して浸透圧比を1.2〜1.8に調整するようにする。この場合においても、各種の輸液や透析液等を製造するときには、人工的にミネラル成分を添加せず、海水1に含有されている各種のミネラル成分がそのまま輸液、透析液等に含まれるようにする。
The diluted purified seawater whose sodium chloride concentration and osmotic pressure are adjusted to predetermined values in the osmotic pressure adjusting tank 6 is guided to the medical electrolyte storage tank 10. The diluted purified seawater stored in the medical electrolyte solution storage tank 10 is filled in a predetermined container or the like (not shown) and used as a physiological saline or the like at a medical site or the like. Further, when used as various infusion solutions, a predetermined amount of diluted purified seawater stored in the medical electrolyte storage tank 10 is transferred to the tank 11, and amino acids, lactic acid, acetic acid, A predetermined amount of phosphoric acid, glucose, etc. is added and blended, and if necessary, aseptic liquid is added from the distilled water storage tank 7 to produce an infusion solution adjusted to a desired osmotic pressure. . For example, when producing an electrolyte solution for high-calorie infusion, glucose, phosphoric acid, etc. are added to diluted purified seawater to adjust the osmotic pressure ratio (compared with physiological saline) to 4 to 8 to produce a peritoneal dialysis solution. In some cases, glucose is added to adjust the osmotic pressure ratio to 1.2-1.8. Even in this case, when producing various infusions, dialysate, etc., the mineral components are not artificially added, and the various mineral components contained in the
なお、図2に示す海水浄化装置3に設けた海水流入口3cと海水流出口3dは、その径はほぼ同一にした例について示したが、図4に示すように、海水流入口3cの径をd1、海水流出口3dの径をd2としたときに、d1>d2にして、海水流入口3cの断面積を海水流出口3dの断面積より大にすることが望ましい。d2/d1は、0.5〜0.1程度に設定するとよい。このようにd2/d1の値を設定することにより、中空糸膜4の中空流路4bに導入した海水1が中空流路4bを流れるときの圧力損失の低下を防止することができ、かつ、海水貯蔵タンク2から海水浄化装置3への海水の供給は、ポンプP1を用いなくても、高低差の水圧を利用して海水を中空糸膜4により透析して浄化海水1aを得ることができる。
In addition, although the
図5は、本発明に用いる海水浄化装置の他の実施形態を示す断面図である。図5に示す海水浄化装置3は、円筒状のケーシング3aの一端部近傍に海水1の流入口3c1、蓋体3bの一方に浄化した海水1aの流出口3e1を設け、海水1を中空糸膜4の外周面側に供給し、浄化海水1aを中空糸膜4の中空流路4bから回収するような構成にしたものである。また、数千〜数万本の中空糸膜4のユニットとして構成された膜分離手段の一方の端部は、封止部材3f1により中空流路4bと中空糸膜4間の間隔S2も塞がれ液密に固着されている。さらに、封止部材3f1の外周面もケーシング3aの内周面に液密に固着されている。また、膜分離手段を構成する中空糸膜4の他方の端部は、封止部材3f2により液密に固着されているが、中空流路4bは開放されて流出口3e1に通じている。また、封止部材3f2の外周面はケーシング3aの内周面に液密に固着されている。なお、ケーシング3aの他端部近傍には海水流出口3d1が設けられている。この海水流出口3d1の径は、図2に示す海水浄化装置3と同様に、海水流入口3c1の径より小さくして、海水浄化装置3内に流入した海水に圧力が生じるようにし、この圧力により海水は中空糸膜4の外周面から中空流路4b方向に透過作用が発生するようにするとよい。この図5に示す海水浄化装置3においては、海水が中空糸膜4の外周面側から中空流路4bに透過されるので、図2に示す海水浄化装置と比較して多孔質膜4aの膜面積が大になるので、海水の透過効率が向上するという効果が生じる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the seawater purification apparatus used in the present invention. The
図2および図4に示す海水浄化装置3の実施形態は、数千〜数万本の中空糸膜4を束にしたユニットを1個用いた例について説明したが、ケーシング内に図2または図4に示すような海水浄化装置3を並列状に複数個配設した構造にして、海水の単位時間当たりの浄化量を増大させるようにするとよい。
The embodiment of the
なお、海水浄化装置3を長期間使用すると、中空糸膜4には海水中に含まれているウイルス、細菌、有機物等の異物の付着量が増加する。従って、海水浄化装置3は、中空糸膜4を束にしたユニットをケーシング3a内に着脱自在に装着できる構造とし、所定時間ほど海水浄化装置を稼動させると、このユニットを新しいユニットと交換するようにするとよい。
In addition, when the
上記した本発明の実施の形態においては、海水1を海水浄化装置3に連続的に供給する運転操作例について説明したが、海水浄化装置3の海水流出口3dを閉じた状態にした後、所定量の海水1を海水浄化装置3に供給して所定の時間ほど海水を浄化し、次いで、海水流出口3dを開いてミネラル成分を含まなくなった若干量の海水をこの海水流出口3dから外部に排出するような運転操作を繰り返して行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment of the present invention, an example of the operation operation for continuously supplying the
また、以上に説明した本発明の実施の形態において、海水を浄化する膜分離手段は中空糸膜を使用する例について説明したが、各種の水処理に応用されている平膜型の膜モジュール、スパイラル型膜モジュール等も使用することができる。本発明にとって重要なことは、海水中に含まれているウイルス、細菌、蛋白質等の異物を除去すると共に、海水に含有されるミネラル成分がそのまま含まれるように海水を浄化することができる多孔質膜を使用することである。このためには、前記の通り、多孔質膜は平均孔径が0.001μm〜0.1μmの微細孔を有する膜分離手段を用いるようにする。 In the embodiment of the present invention described above, the membrane separation means for purifying seawater has been described as an example using a hollow fiber membrane, but a flat membrane type membrane module applied to various water treatments, Spiral membrane modules can also be used. What is important for the present invention is a porous material capable of removing foreign substances such as viruses, bacteria, and proteins contained in seawater and purifying seawater so that mineral components contained in seawater are contained as they are. Is to use a membrane. For this purpose, as described above, a membrane separation means having fine pores having an average pore diameter of 0.001 μm to 0.1 μm is used as the porous membrane.
なお、海水の浸透圧は1000mOsm程度であるといわれている。本発明の医療用電解質液は、浄化した海水に無菌の蒸留水(浸透圧0)を添加して、例えば、人間の体液と同等の浸透圧(280〜295mOsm)を有する電解質液(生理食塩水)を製造することができる。このとき、本発明の電解質液の浸透圧を目的とする値に調整する方法は、まず、浄化海水に所定量の無菌の蒸留水を添加して浸透圧が所定の範囲の値になるように調整し、続いて、この浸透圧を所定の範囲に調整した希釈浄化海水について、例えば、浸透圧が目的とする280〜295mOsmになるように無菌の蒸留水の添加量を微調整することにより、使用目的に応じた浸透圧に精度良く調整された医療用電解質液を容易に得ることができる。 The osmotic pressure of seawater is said to be about 1000 mOsm. The medical electrolyte solution of the present invention is prepared by adding aseptic distilled water (osmotic pressure 0) to purified seawater, for example, an electrolyte solution (physiological saline) having an osmotic pressure (280 to 295 mOsm) equivalent to a human body fluid. ) Can be manufactured. At this time, in the method of adjusting the osmotic pressure of the electrolyte solution of the present invention to a target value, first, a predetermined amount of sterile distilled water is added to the purified seawater so that the osmotic pressure becomes a value within a predetermined range. Then, for the diluted purified seawater whose osmotic pressure is adjusted to a predetermined range, for example, by finely adjusting the addition amount of sterile distilled water so that the osmotic pressure becomes the target 280-295 mOsm, It is possible to easily obtain a medical electrolyte solution accurately adjusted to an osmotic pressure according to the purpose of use.
以上のように、本発明の医療用電解質液は、ウイルスや細菌、および蛋白質等の異物を含んでいなく、かつ、海水に含まれている豊富なミネラル成分をそのまま含有し、さらに、塩化ナトリウムの濃度と浸透圧を使用目的に応じて適切な値に調整した医療用電解質液を提供することができる。このため、各種の医療用電解質液として人体に直接投与しても害を与えることがなく、海水に含まれ人体に有用なミネラル(微量元素)成分をそのまま含有しているので、高齢者や癌末期等の患者への生理食塩水、各種の輸液、透析液等として使用すると、その医療効果の向上を期待することができる。なお、人間の細胞外液は酸塩基の平衡を保つために、pHが7.35〜7.45に保たれている。従って、本発明で得た医療用電解質液は、蒸留水で希釈するのでpH値の異常は起こらないが、pH値は7前後の値に調整しておくのがよい。 As described above, the medical electrolyte solution of the present invention does not contain foreign substances such as viruses, bacteria, and proteins, and contains abundant mineral components contained in seawater as they are. Therefore, it is possible to provide a medical electrolyte solution in which the concentration and the osmotic pressure are adjusted to appropriate values according to the purpose of use. For this reason, even if it is directly administered to the human body as various medical electrolyte solutions, it contains no minerals (trace elements) contained in seawater and is useful for the human body. When used as physiological saline, various infusions, dialysate, or the like for patients at the end stage, improvement of the medical effect can be expected. The human extracellular fluid has a pH of 7.35 to 7.45 in order to maintain acid-base equilibrium. Therefore, since the medical electrolyte solution obtained in the present invention is diluted with distilled water, the pH value is not abnormal, but the pH value should be adjusted to around 7.
1 :海水
1a:浄化海水
2 :海水貯蔵タンク
3 :海水浄化装置
3a:ケーシング
3b:蓋体
3c:海水流入口
3d:海水流出口
3e:浄化海水流出口
3f:封止部材
3f1、3f2:封止部材
4 :中空糸膜
4a:多孔質膜
4b:中空流路
4c:微細孔
5 :浄化海水貯蔵タンク
6 :浸透圧調整タンク
7 :蒸留水貯蔵タンク
8 :塩化ナトリウム濃度測定装置
9 :浸透圧測定装置
10:医療用電解質液貯蔵タンク
11、12:タンク
S1、S2:間隙
1:
Claims (8)
前記海水浄化工程により浄化して得た浄化海水に、無菌の蒸留水を添加して前記浄化海水を希釈すると共に、前記希釈した浄化海水の浸透圧を所定の値に調整する浸透圧調整工程とを備えていることを特徴とする海水を利用した医療用電解質液の製造方法。 Seawater purification step of purifying the seawater so that the mineral components contained in the seawater are contained while allowing the seawater to pass through the membrane separation means and removing foreign substances such as viruses and bacteria contained in the seawater;
An osmotic pressure adjusting step for diluting the purified seawater by adding aseptic distilled water to the purified seawater obtained by purification in the seawater purification step, and adjusting the osmotic pressure of the diluted purified seawater to a predetermined value; A method for producing a medical electrolyte solution using seawater.
The method for producing a medical electrolyte solution using seawater according to claim 6 or 7, wherein a hollow fiber membrane is used as the porous membrane.
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