JP2008515551A - Mecs透析器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、血液透析に関し、特に、本発明の実施例によるマイクロチャネル分離を用いて透析膜を通る物質移動効率を改善した透析器に関する。一実施例によれば、複数の半透過性膜シートと、複数のフローセパレータを具える透析器が提供されている。この膜シートとフローセパレータは、交互に配置されており、薄膜スタックに連結されて複数の平行マイクロチャネル層を規定する。各マイクロチャネル層は複数の第1のマイクロチャネルと複数の第2のマイクロチャネルを具える。各マイクロチャネル層の第1及び第2のマイクロチャネルは、その間にある複数の膜シートの一つを介して互いに液通している。MECS透析器は、高い表面積対体積比と、高い物質移動係数を有することで特徴付けられる。
【選択図】 なし
Description
この出願は、2004年10月6日に出願された暫定出願第60/616,757号に対して米国特許法(35USC)第119条(e)の利益を請求する非暫定出願である。この暫定出願はここに全体的に引用されている。
本発明は血液透析に関するものであり、特に、マイクロ技術に基づく透析方法及び装置に関する。
慢性透析は、1960年代の初めから、腎臓疾患を有する患者に行われてきた。これを可能にしたのは、1930年代および1940年代に始まった技術革新の結果である透析器または「人工腎臓」である。透析器は、血液からの老廃物や溶質及び流体を半透過性膜を通して透析液として知られている透析液に拡散させて対流させるプロセスによる、血液透析を介して血液を浄化する装置である。透析システムは、透析器と、配管やポンプなどの透析器を支持する関連機材とを具えるアッセンブリである。
本発明は血液透析に関するものであり、特に、本発明の実施例によって提供されるマイクロチャネル分離を用いて透析膜を通る物質移動効率を改善した透析器に関する。一実施例によれば、複数の半透過性膜シートと、複数のフローセパレータを具える透析器が提供されている。これらの膜シートと、フローセパレータは交互に配置されており、複数の平行マイクロチャネル層を規定する薄膜スタックに連結されている。各マイクロチャネル層は、複数の第1のマイクロチャネルと複数の第2のマイクロチャネルを具えている。各マイクロチャネル層の第1及び第2のマイクロチャネルは、その間にある前記複数の膜シートの一つを介して互いに液通している。
図に示す実施例と、実施例の説明に用いられる特定の用語を参照する。しかしながら、これは本発明の範囲の限定を意図するものではなく、ここに示す本発明の原理の更なるアプリケーションと同様に、図に示す装置の更なる代替および変形は、本発明が関連する分野の当業者には自明なことである。
Claims (21)
- 透析器において;
複数の半透過性膜シートと;及び
複数のフローセパレータとを具え、前記膜シートとフローセパレータが交互に配置されており、複数の平行マイクロチャネル層を規定する薄膜スタックに連結されており、各マイクロチャネル層が、複数の第1のマイクロチャネルと、複数の第2のマイクロチャネルを具えており、各マイクロチャネル層の前記第1及び第2のマイクロチャネルがその間の前記複数の膜シートの一つを介して互いに液通していることを特徴とする透析器。 - 請求項1に記載の透析器において、各マイクロチャネル層の前記第1のマイクロチャネルが平行であり、各マイクロチャネル層の前記第2のマイクロチャネルが平行であることを特徴とする透析器。
- 請求項2に記載の透析器において、前記マイクロチャネル層の前記第1及び第2のマイクロチャネルが平行であることを特徴とする透析器。
- 請求項2に記載の透析器において、前記マイクロチャネル層の前記第1及び第2のマイクロチャネルが直交していることを特徴とする透析器。
- 請求項1に記載の透析器において、前記フローセパレータが:
第1の側部と、当該第1の側部に対向する第2の側部を具え、当該第2の側部がその中に平行な溝を具える複数の第1のマイクロチャネルシートと;
第1の側部と、当該第1の側部に対向する第2の側部を具え、当該第1及び第2の側部がその中に平行な溝を有している複数の第2のマイクロチャネルシートを具え、前記薄膜スタックが、薄膜スタック上側部と薄膜スタック底側部とを具え、各マイクロチャネル層が、間に膜シートを伴い、そこに連結されている第1及び第2のマイクロチャネルシートであって、前記対向関係にある溝が前記薄膜スタック上側部と底側部において前記膜シートによって分離されている第1及び第2のマイクロチャネルシートか、間に膜シートを伴い、そこに連結されている2枚の第2のマイクロチャネルシートであって、前記対向関係にある溝が前記膜シートで分離されている2枚の第2のマイクロチャネルシートのいずれかを具える薄膜サブスタックを具えることを特徴とする透析器。 - 請求項1に記載の透析器において、前記フローセパレータが:
第1の側部と、当該第1の側部に対向する第2の側部と、第1の端部と当該第1の端部に対向する第2の端部を具え、少なくとも一方の側部が前記第1の端部から前記第2の端部へ延在する平行な溝を有する複数の第1のマイクロチャネルシートと;
第1の側部と、当該第1の側部に対向する第2の側部と、第1の端部と当該第1の端部に対向する第2の端部を具え、少なくとも一方の側部が前記第1の端部から前記第2の端部へ延在する平行な溝を有する複数の第2のマイクロチャネルシートを具え、各マイクロチャネル層が、間に膜シートを有し、そこに連結されている第1及び第2のマイクロチャネルシートを具える薄膜サブスタックを具え、前記対向関係にある溝が前記膜シートで分離されていることを特徴とする透析器。 - 請求項6に記載の透析器において、前記複数の第1のマイクロチャネルシートが更に、前記第1及び第2の各端部に第1のプレナム溝を具え、前記第1のプレナム溝が、前記第1のマイクロチャネルシート上の前記溝と液通しており、前記複数の第2のマイクロチャネルシートが更に、前記第1及び第2の各端部に第2のプレナム溝を具え、前記第2のプレナム溝が前記第2のマイクロチャネルシート上の溝と液通していることを特徴とする透析器。
- 請求項1に記載の透析器において、各膜シートが第1の側部と、当該第1の側部に対向する第2の側部、及び第1の端部と前記第1の端部に対向する第2の端部を有し、前記フローセパレータが前記第1及び第2の側部から突出して前記第1の端部から前記第2の端部へ延在する平行な溝を規定しており、各マイクロチャネル層が、少なくとも2枚の膜シートを具える単位薄膜スタックを具え、前記溝が対向関係にあり、前記フローセパレータが互いに隣接してそこに連結して、第1及び第2のマイクロチャネルの交互の層を規定することを特徴とする透析器。
- 請求項8に記載の透析器が更に、第1のヘッダと第2のヘッダを具え、前記第1のヘッダが前記第1の端部で前記第1のマイクロチャネルと液通する入口と、前記第1の端部で前記第2のマイクロチャネルと液通する出口とを具え、前記第2のヘッダが、前記第2の端部で前記第2のマイクロチャネルと液通する入口と、前記第2の端部で前記第1のマイクロチャネルと液通する出口と、を具えることを特徴とする透析器。
- 請求項8に記載の透析器が更に、第1のヘッダと第2のヘッダを具え、前記第1のヘッダが前記第1の端部で前記第1のマイクロチャネルと液通する第1の入口と、前記第1の端部で前記第2のマイクロチャネルと液通する第2の入口とを具え、前記第2のヘッダが、前記第2の端部で前記第1のマイクロチャネルと液通する第1の出口と、前記第2の端部で前記第2のマイクロチャネルと液通する第2の出口と、を具えることを特徴とする透析器。
- 透析システムにおいて:
血液取扱い装置と;
透析液取扱い装置と;
複数の半透過性膜シートを具える透析器と;及び
複数のフローセパレータとを具え、前記膜シートとフローセパレータが交互に配置されており、薄膜スタックに連結されて複数の平行マイクロチャネル層を規定しており、各マイクロチャネル層が複数の第1のマイクロチャネルと、複数の第2のマイクロチャネルを具え、各マイクロチャネル層の前記第1及び第2のマイクロチャネルがその間の前記複数の膜シートの一つを介して互いに液通しており、前記血液取扱い装置が前記第1のマイクロチャネルと液通しており、前記透析液取扱い装置が前記第2のマイクロチャネルと液通していることを特徴とする透析システム。 - 請求項11に記載の透析システムにおいて、前記血液取扱い装置が、第1の端部において前記第1のマイクロチャネルへ血液を供給し、第2の端部において前記第2のマイクロチャネルから血液を排出するように構成されており、前記透析液取扱い装置が、前記第2の端部において前記第2のマイクロチャネルへ透析液を供給し、前記第1の端部において前記第2のマイクロチャネルから透析液を排出するように構成されていることを特徴とする透析システム。
- 請求項11に記載の透析システムにおいて、前記血液取扱い装置が、第1の端部において前記第1のマイクロチャネルへ血液を供給し、第2の端部において前記第2のマイクロチャネルから血液を排出するように構成されており、前記透析液取扱い装置が、前記第1の端部において前記第2のマイクロチャネルへ透析液を供給し、前記第2の端部において前記第2のマイクロチャネルから透析液を排出するように構成されていることを特徴とする透析システム。
- 請求項11に記載の透析システムにおいて、各膜シートが第1の側部と当該第1の側部に対向する第2の側部と、第1の端部と当該第1の端部に対向する第2の端部を有し、前記フローセパレータが前記第1及び第2の側部から突出して前記第1の端部から前記第2の端部へ延在する平行な溝を規定しており、各マイクロチャネル層が、少なくとも2枚の膜シートを具える単位薄膜スタックを具え、前記溝が対向関係にあり、前記フローセパレータが互いに隣接しており、そこに連結されて第1及び第2のマイクロチャネルの交互の層を規定することを特徴とするシステム。
- 血液透析方法において:
複数の半透過性膜シートと;
複数のフローセパレータとを具える透析器を提供するステップであって、前記膜シートとフローセパレータが交互に配置されており、複数の平行なマイクロチャネル層を規定する薄膜スタックに連結されて、各マイクロチャネル層が複数の第1のマイクロチャネルと複数の第2のマイクロチャネルを具え、各マイクロチャネル層の前記第1及び第2のマイクロチャネルが、その間にある前記複数の膜シートの一つを介して互いに液通しており、前記血液取扱い装置が前記第1のマイクロチャネルと液通しており、前記透析液取扱い装置が前記第2のマイクロチャネルと液通している透析器を提供するステップと;
第1の端部において前記第1のマイクロチャネルに血液を供給するステップと;
第2の端部において前記第2のマイクロチャネルに透析液を供給するステップと;
第2の端部において前記第1のマイクロチャネルから血液を排出するステップと;
第1の端部において前記第2のマイクロチャネルから透析液を排出するステップと;
を具えることを特徴とする方法。 - 請求項15に記載の方法において、前記第1のマイクロチャネルセットを通る血液の流れが非乱流であることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法において、前記第1のマイクロチャネルセットを通る血液の流れが層流であることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法において、前記第1のマイクロチャネルセットを流れる血液の流れが前記第2のマイクロチャネルセットを流れる透析液の流れに対して向流であることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法において、前記第1のマイクロチャネルセットを流れる血液の流れが前記第2のマイクロチャネルセットを流れる透析液の流れに対して並流であることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法において、前記第1のマイクロチャネルセットを流れる血液の流れが前記第2のマイクロチャネルセットを流れる透析液の流れに対して交流であることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法において、前記第1及び第2のマイクロチャネルが最大1000ミクロンの内寸を有することを特徴とする方法。
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