JP2007159748A - 血液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定材とハウジングとの剥離が生じにくく、血液漏れ等の不具合を防止できる血液処理装置を提供すること。
【解決手段】ハウジングの内部に中空糸膜を装填し、当該中空糸膜の両端部を、固定材でハウジングの端部に固定した血液処理装置において、前記固定材は、（Ａ）ショアＤ（１０秒値）硬度が６０〜７５、（Ｂ）破断強度が２５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ²、（Ｃ）４８時間キュアー後の成型線形収縮率が０．２１％以下及び（Ｄ）高圧蒸気滅菌による線形膨張率０．１８％以下である血液処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、血液透析器、血液濾過器、血液透析濾過器等の血液処理装置の改良に関し、ハウジングから剥離しない固定材を使用した血液処理装置に関する。

血液透析器、血液濾過透析器、血液濾過器、血漿分離機等の血液浄化器に使用されている固定材（ポッテイング剤ともいう、主にポリウレタンが使用されている）として、ポリウレタンが多用されている、また滅菌方法としてエチレンオキサイドガス滅菌、γ線滅菌、高圧蒸気滅菌等が一般的に行なわれているが、滅菌方法やその条件により、ポリウレタンがハウジングと剥離し、非常に少ない頻度であるが、重大な不具合が発生することがある。
特に高圧蒸気滅菌では滅菌時、高温・高圧の負荷がかかり、固定材であるポリウレタンの劣化、中空糸膜の熱収縮、その他構成材料の熱変形・熱劣化等により、ポリウレタンとハウジングが剥離し、非常に少ない頻度であるが、血液漏れが発生する場合がある。これらの血液漏れ等の不具合は、非常に少ない頻度あっても、許されない。

なお特許文献１から特許文献４には、固定材（ポリウレタン）のショアＤ硬度について記載されているが、固定材（ポリウレタン）の劣化と中空糸膜の熱収縮、その他構成材料の熱変形・熱劣化等の相関関係については、何ら記載ないし示唆されていない。
特許文献１（特公平７−１４４６６号公報）の第３頁右欄、下から１０から１２行には、「・・・結束後の切断工程の要請から、硬化後の結束材の硬度は、ショアＤ硬度４０〜８０が適当である。」、同文献１の第４頁左欄には、［発明の効果］「かくして得られた医療用流体分離装置に用いる中空繊維の端部結束材は、ポリイソシアネート成分として芳香族系イソシアネート成分を含まないため、加水分解による芳香族ジアミンに起因する発癌性の懸念が全くなく、又、毒性、刺激性の高い遊離のＨＭＤＩモノマーを実質上含まないため組立作業者の安定衛生上優れており、かつ、２液遠心成型に適した粘度を有するという優れた特徴を有しており、工業上極めて有用である。」旨が開示されている。
特許文献２（特許第２８２７００８号公報）の段落番号［００３７］には「硬化樹脂の硬度（ショアーＤ；瞬間値）は通常２０〜１００、好ましくは３０〜８０である。」、同文献段落番号［００６０］には、［発明の効果］「（１）低粘度であり、注型性が優れている。（２）速硬化性であり、切断までの時間を大幅に短縮できる等、生産性が格段に向上する。（３）硬化樹脂中に血液や水に溶出する物質を含まないので、安全性が優れている。」旨が開示されている。

特許文献３（特開平１０−１９５１６０号公報）の段落番号［００３９］には「硬化樹脂の硬度（ショアーＤ；瞬間値）は通常３０〜７７、好ましくは４０〜７５である。」、同文献３の段落番号［００５５］［発明の効果］には、「イソシアネート成分の低温での長期保存安定性が極めて良好であるので、加熱再溶解等のわずらわしい作業が不要となり、従来のものを用いた場合に比べて作業性および生産性が格段に向上する。」旨が開示されている。
特許文献４（特開２０００−６３４６９号公報）の段落番号［００２９］には、「硬化樹脂の硬度（ショアーＤ；瞬間値）は通常２０〜１００、好ましくは３０〜８０である。」、同文献４の段落番号［００４７］［発明の効果］には、「（１）低粘度であり、注型性が優れている。（２）速硬化性であり、切断までの時間を大幅に短縮できる等、生産性が格段に向上する。」旨が開示されている。
特公平７−１４４６６号公報（第３頁右欄、下から１０から１２行、第４頁左欄、［発明の効果］） 特許第２８２７００８号公報（［００３７］、［００６０］［発明の効果］） 特開平１０−１９５１６０号公報（［００３９］、［００５５］［発明の効果］） 特開２０００−６３４６９号公報（［００２９］、［００４７］［発明の効果］）

本発明が解決しようとする問題点は、滅菌における固定材や中空糸の熱収縮、あるいはその他構成材料の熱変形や劣化等による、固定材とハウジングとの剥離にともない、非常に少ない頻度であるが、血液漏れ等の不具合が発生する点である。これらの不具合の発生は、非常に少ない頻度であっても、高い安全性を必要とされる血液処理装置では、許されない点である。

そこで本発明者は以上の課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果次の発明に到達した。
［１］本発明は、ハウジングの内部に中空糸膜を装填し、当該中空糸膜の両端部を、固定材でハウジングの端部に固定した血液処理装置において、
前記固定材は、（Ａ）ショアＤ（１０秒値）硬度が６０〜７５、（Ｂ）破断強度が２５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ²、（Ｃ）４８時間キュアー後の成型線形収縮率が０．２１％以下及び（Ｄ）高圧蒸気滅菌による線形膨張率０．１８％以下である血液処理装置を提供する。
［２］本発明は、中空糸膜がポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンのいずれかからなる、［１］に記載の血液処理装置を提供する。

特に高圧蒸気滅菌で滅菌時、高温・高圧の負荷がかかり、固定材（ポリウレタン）の劣化、中空糸膜の熱収縮、その他構成材料の変化が起こるが、固定材とハウジングとの剥離を生じにくく、血液漏れ等の不具合を防止できる。

［血液処理装置］
図１は、本発明の血液処理装置の概略図である。血液処理装置１は、ハウジング２の内部に中空糸膜３（中空糸膜束、中空糸バンドルともいう）を装填し、当該中空糸膜３の両端部を、固定材４でハウジング２の端部に形成された拡径部７内に固定している。当該拡径部７に透析液出入口６を形成し、前記拡径部７の両端に血液ポート５を装着している。当該血液ポート５の略中央部に血液出入口１０を突設し、当該血液ポート５底部と前記固定材４の間にＯリング９を配置している。なお図１中の符号８は固定材４とハウジング２の界面で、剥離が起きやすい部分である。
［固定材］
本発明の血液処理装置に使用する固定材は、（Ａ）ショアＤ（１０秒値）硬度が６０〜７５、より好ましくは６５から７３で、かつ（Ｂ）破断強度が２５０〜４５０、より好ましくは３３０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ²のものが使用される。
（Ａ）「ショアＤ（１０秒値）硬度」とは、ＪＩＳＫ７３１１「ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの試験方法」に準じて測定した硬度である。
（Ｂ）「破断強度」とは、同上ＪＩＳ７３１１の試験方法に準じて測定した強度である。
固定材は、（Ａ）及び（Ｂ）の条件を充足することにより、硬化後の硬度が高く（硬い）かつ強度が高いため、高圧蒸気滅菌時の熱、物理的な応力等に対し、耐熱性があり、形状維持が可能であるため、剥離防止に有効である。
ショアＤ（１０秒値）硬度が６０未満及び破断強度が２５０ｋｇｆ／ｃｍ²未満では、前記形状維持が困難となり剥離に対する効果が乏しい。
ショアＤ（１０秒値）硬度が７５を超えかつ破断強度が４５０ｋｇｆ／ｃｍ²を超えると形状維持はできるが、硬すぎて、切断できず、中空糸膜３を開口できない。

さらに固定材は、（Ｃ）４８時間キュアー後の成型線形収縮率が０．２１％以下で、かつ（Ｄ）高圧蒸気滅菌による成型線形膨張率０．１８％以下のものが使用される。
（Ｃ）「４８時間キュアー後の成型線形収縮率」と（Ｄ）「高圧蒸気滅菌による成型線形膨張率」とは、所定の内径、高さを有する円筒形の金型に固定材を注型し、固定材の注型直後（硬化後）の内径と、４８時間キュアー後及び高圧蒸気滅菌後の内径の変化の差を、測定することにより算出した値である。
固定材は、（Ｃ）及び（Ｄ）の条件を充足することにより、すなわち成型線形収縮率及び成型線形膨張率が非常に小さいため、ハウジング２と固定材４との界面８での応力も非常に小さくなり、剥離防止に対し有効である。
（Ｃ）４８時間キュアー後の成型線形収縮率が０．２１％を越え、かつ（Ｄ）高圧蒸気滅菌による成型線形膨張率０．１８％を超えるものは、ハウジング２と固定材４との界面８での応力を抑制できず、ハウジング２と固定材４の耐剥離効果が期待できない。

本発明で用いられる固定材は、イソシアネート成分とポリオール成分とを混合して硬化させる二液混合型ポリウレタンであり、イソシアネート成分としては、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）などが挙げられ、ポリオール成分としては、ひまし油誘導体などが挙げられる。
本発明で用いられる中空糸膜は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが挙げられる。
本発明で用いられるハウジングの材料は、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステルなどが挙げられる。

中空糸膜は、ポリスルホンを使用し、ハウジングはポリカーボネートを使用した。
固定材は、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）とひまし油誘導体を主成分とする二液混合型ポリウレタン（ＰＵＲ）を使用した。
表１に記載したように本発明の固定材（実施例１から３）として固定材Ａ、Ｂ、Ｃを使用し、比較例（１、２）として固定材Ｄ、Ｅを使用した。
各固定材ＡからＥの（Ａ）ショアＤ（１０秒値）硬度、（Ｂ）破断強度、（Ｃ）４８時間キュアー後の成型線形収縮率、（Ｄ）高圧蒸気滅菌による線形膨張率は、表１に記載の通りである。
［１］［破断強度測定］
表１に記載の各固定材を厚さ２ｍｍのシートに成形した後、ＪＩＳ−３号ダンベル型に打ち抜き（検体はそれぞれ１０個）、破断強度(ｋｇｆ／ｃｍ²)を測定した。測定条件は、島津オートグラフ（ＡＧＳ−Ｊ）にて引っ張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎ、１００ｋｇｆセル。
４８時間キュアー後及び高圧蒸気滅菌（１１５℃、２０分）後のものを、それぞれ測定した。各測定値は検体１０個の平均値である。
［２］［４８時間キュアー後の成型線形収縮率と高圧蒸気滅菌後の線形膨潤率の測定］
表１に記載の各固定材（検体はそれぞれ１０個）について測定した。測定には、ミツトヨ製ＱＵＩＣＫ ＳＣＯＰＥ（ＱＳ２５０Ｚ）を使用した。
試験方法は内径６５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円筒形の金型に固定材を注型し(ｎ＝３)、固定材の注型直後（硬化後）の外径を測定し、４８時間キュアー後及び高圧蒸気滅菌（１１５℃、２０分）後の外径を測定し、これらの外径の変化の差で算出した。各測定値は検体１０個の平均値である。
［３］［繰返し過酷滅菌による剥離耐久性試験］
表１に記載の各固定材を注型した血液処理装置（透析器）を検体（それぞれ１０個）とし、高圧蒸気滅菌器（千代田製作所製ＹＲＦ４０・５０ＥＺ）にて滅菌した。
滅菌は１２１℃×６０分の過酷条件にて、滅菌後は検体をいったん室温まで戻し、これを繰返し行った。滅菌毎に剥離検査を行い、１０本のうち１本でも固定材とハウジングとの剥離が生じた時点で、その前までの滅菌回数を剥離耐久性とした。

表１の結果より、実施例１から３に記載の固定材を使用した血液処理装置は、剥離耐久性（滅菌の繰り返し回数が４から１０回）が、比較例１から２に記載の固定材を使用した血液処理装置の剥離耐久性（滅菌の繰り返し回数が２回）よりも、優れていることが確認できた。特に実施例２から３に記載の固定材を使用した血液処理装置は、剥離耐久性（滅菌の繰り返し回数が１０回）が優れていた。

本発明の血液処理装置の概念図

符号の説明

１ 血液処理装置
２ ハウジング
３ 中空糸膜
４ 固定材
５ 血液ポート
６ 透析液出入口
７ 拡径部
８ 固定材とハウジングの界面（剥離発生部位）
９ Ｏリング
１０ 血液出入口

Claims (2)

1. ハウジングの内部に中空糸膜を装填し、当該中空糸膜の両端部を、固定材でハウジングの端部に固定した血液処理装置において、
   前記固定材は、（Ａ）ショアＤ（１０秒値）硬度が６０〜７５、（Ｂ）破断強度が２５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ²、（Ｃ）４８時間キュアー後の成型線形収縮率が０．２１％以下及び（Ｄ）高圧蒸気滅菌による線形膨張率０．１８％以下であることを特徴とする血液処理装置。
2. 中空糸膜がポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンのいずれかからなる、請求項１に記載の血液処理装置。

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