JP2009297242A - 腹水処理システムおよびこれを用いた腹水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】腹水有用物質の回収率を保ちつつ、濃縮器における目詰まりを抑制して所定の処理量を短時間で確実に処理することが可能な腹水処理システムを提供する。
【解決手段】腹水を貯留する貯留容器と、前記貯留容器から供給された腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、前記濃縮器の廃液ポートから廃液を吸引する廃液吸引装置と、前記濃縮器における、前記廃液ポートよりも下流側の回収ポートから、前記濃縮器で濃縮された濃縮腹水を回収する回収容器とを備える腹水処理システムに、前記濃縮器の回収ポートに接続されて、少なくとも前記廃液ポートよりも下流側に陰圧を発生させる陰圧発生装置を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、患者から採取した腹水から有害物質を除去して患者の体内に戻すために、腹水を濾過・濃縮処理して回収する腹水処理システム、および、当該システムを用いた腹水処理方法に関する。

近年、肝硬変、内臓病、癌性腹膜炎などでみられる難治性腹水に対して、腹水中の有害物質である細菌や癌細胞などの細胞成分を除去し、有用物質であるアルブミンなどの自己蛋白質を濃縮して患者に再利用する腹水濾過濃縮再静注治療が、緩和医療の一環として行われている。かかる治療法において腹水を濾過・濃縮処理するための装置として、腹水から有害物質を除去する濾過器および腹水を濃縮する濃縮器の上流側から、送液用ポンプによって腹水を送液するとともに、濃縮器の濃縮膜に真空ポンプなどにより陰圧を加え、濃縮器での濃縮膜における圧力勾配のみによる限外ろ過作用を利用して腹水の濃縮回収を行う腹水処理システムが知られている（例えば、特許文献１及び２）。

しかしながら、このような従来のシステムでは、腹水の濃縮倍率を一定に保つことを前提に考えているため、濃縮器の濃縮膜における圧力勾配を制御するので、濃縮器内の濃縮膜の膜内表面部分で目詰まりが起こりやすい。このような目詰まりが起こった場合、腹水の濃縮倍率を一定に保つために、濃縮器の濃縮膜に対してさらに圧力勾配を付加する必要があり、その結果、膜の目詰まりが助長されて充分な濃縮率を得ることができないことにより、あるいは、濃縮器が濾過不能に陥ることにより、目標処理量を達成できないという問題があった。

特開昭５５−１６６７４号公報 特開昭５７−３１８６７号公報

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、腹水の濃縮率を確保しかつ腹水有用物質の回収率を保ちつつ、濃縮器における目詰まりを抑制して所定の処理量の腹水を短時間で確実に処理することが可能な腹水処理システム、および、該システムを用いた腹水処理方法を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明に係る腹水処理システムは、腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、前記濃縮器の廃液ポートから廃液を吸引する廃液吸引装置と、前記濃縮器における前記廃液ポートよりも下流側に設けられた濃縮腹水回収用の回収ポートに接続されて、少なくとも前記廃液ポートよりも下流側に陰圧を発生させる陰圧発生装置とを備えている。

この構成によれば、廃液ポートよりも下流側に設けられた回収ポートに、陰圧を発生させる陰圧発生装置を接続したので、廃液吸引装置の吸引圧によって濃縮器の濾過部材の濾過面に付着する付着物に、陰圧発生装置による陰圧を作用させることができる。したがって、濾過面における付着物の堆積を抑制して目詰まりを防止することが可能となるので、腹水有用物質の回収率を保ちつつ、濃縮器における目詰まりを抑制して所定の処理量の腹水を短時間で確実に処理することが可能となる。

上記の腹水処理システムは、さらに、前記廃液ポートと前記廃液吸引装置とを連通する廃液通路の中途に接続されて、前記廃液吸引装置によって発生する前記廃液通路内の陰圧を開放する陰圧開放通路を備えていることが好ましい。このように構成することにより、濃縮器の濾過部材の濾過面において付着物が堆積し、濃縮器の目詰まりによる廃液流量の低下が起こった場合にも、陰圧開放通路によって廃液通路の陰圧を開放することで、付着物の堆積を解消することができ、濃縮器の目詰まりを一層効果的に防止することが可能となる。

上記の腹水処理システムに用いられる前記濾過器は、濾過部材として、例えば、中空糸膜を備えている。また、上記の腹水処理システムに用いられる前記濃縮器もまた、濾過部材として、例えば、中空糸膜を備えている。腹水処理における濾過部材として中空糸膜を使用することにより、目詰まりの発生を抑制しつつ効果的に腹水の処理を行うことができる。

また、上記した目的を達成するために、本発明に係る腹水処理方法は、上記の腹水処理システムを用いる腹水処理方法であって、前記濾過器で濾過されて、前記濃縮器に導入された濾過腹水を濾過によって濃縮する濃縮ステップと、前記廃液吸引装置によって、前記濃縮器から廃液を吸引する廃液吸引ステップと、前記陰圧発生装置によって少なくとも前記濃縮器の廃液ポートよりも下流側に陰圧を発生させて、前記濃縮器の濾過部材の濾過面における目詰まりを抑制する陰圧発生ステップとを含んでいる。この腹水処理方法によれば、上記の腹水処理システムを用いて、腹水有用物質の回収率を保ちつつ、濃縮器における目詰まりを抑制して所定の処理量の腹水を短時間で確実に処理することが可能となる。

また、上記の腹水処理方法は、さらに、前記濃縮器の濾過部材の濾過面において目詰まりが発生した場合に、前記陰圧開放通路によって前記廃液通路内の陰圧を開放するステップを含んでいることが好ましい。

このように、本発明に係る腹水処理システムおよび腹水処理方法によれば、腹水有用物質の回収率を保ちつつ、濃縮器における目詰まりを抑制して所定の処理量の腹水を短時間で確実に処理することが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る腹水処理システム１の構成を示す概略図である。この腹水処理システム１は、人体から採取した腹水から有害物質を除去して患者の体内に戻すために、腹水を濾過・濃縮処理して回収するためのシステムであり、主要な構成要素として、濾過器５、濃縮器７、廃液吸引装置９、および陰圧発生装置１３を備えており、濾過器５に貯留容器３が接続され、濃縮器７に回収容器１１が接続される。

人体から採取した腹水Ａ１は、まず貯留容器３に貯留され、貯留容器３から腹水Ａ１が供給される。貯留容器３の下流には、濾過器５および濃縮器７がこの順に、連通路を形成する第１連通チューブ１５および第２連通チューブ１７を介して接続されている。すなわち、貯留容器３から腹水Ａ１を排出する腹水供給ポート３ａと、濾過器５に貯留容器３からの腹水Ａ１を導入する腹水導入ポート５ａとが、第１連通チューブ１５を介して接続されており、さらに、濾過器５から濾過された腹水Ａ２を排出する腹水排出ポート５ｂと、濃縮器７に濾過器５からの濾過腹水Ａ２を導入する濾過腹水導入ポート７ａとが、第２連通チューブ１７を介して接続されている。

濃縮器７の下流側には、廃液を排出する廃液ポート７ｂと、濃縮器７で濃縮処理された濃縮腹水Ａ３を排出する回収ポート７ｃとが設けられている。廃液ポート７ｂおよび回収ポート７ｃの構造については後述する。廃液ポート７ｂには、濃縮器７から廃液Ｗを吸引するための廃液吸引装置９が、廃液通路を形成する廃液チューブ２１を介して接続されている。一方、回収ポート７ｃには、濃縮腹水Ａ３を回収するための回収容器１１が、回収通路を形成する回収チューブ２３を介して接続されている。さらに、回収チューブ２３の中途には、陰圧を発生させる陰圧発生装置１３が配設されている。

また、廃液チューブ２１の中途には、陰圧開放通路を形成する陰圧開放チューブ２５が接続されている。陰圧開放チューブ２５は、チューブ内と外部とを連通させることが可能な開放弁２７を有している。

濾過器５は、濾過により、腹水Ａ１中の細菌やガン細胞などの有害物質を選択的に除去するための装置である。濾過器５としては、腹水Ａ１中の有用物質であるアルブミン、グロブリン等のタンパク質を通過させ、かつ、上記有害物質を捕捉することのできるものであればどのようなものを用いてもよいが、本実施形態においては、樹脂製の筒状のハウジング３１内に、濾過部材として最大孔径約０．２μｍの中空糸膜３３を収容したものを用いている。

濾過器５に用いる濾過部材としては、中空糸膜のほかに平膜を用いることもできるが、単位体積あたりの膜面積をより大きく取ることができるという観点から、多孔性の中空糸膜が好ましく用いられる。濾過器５に使用する中空糸膜の素材には特に制限はないが、実用性のある強度および耐圧性を有し、滅菌が可能であるポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などが好ましく使用される。

なお、本実施形態における濾過器５は、その上流端にエアー導入ポート５ｃが設けられており、このエアー導入ポート５ｃには、開放弁３５を有するエアー導入通路を形成するエアー導入チューブ３７が接続されている。エアー導入チューブ３７の開放弁３５は、腹水の処理中には閉塞されているが、処理後に開放して濾過器５に空気を導入することにより、濾過器５や濃縮器７に残された腹水を回収することができる。

濃縮器７は、濾過腹水Ａ２から、有用物質であるアルブミン等を含まない水を廃液Ｗとして除去し、濾過腹水Ａ２の有用物質濃度を高めるための装置である。濃縮器７としては、分子量が６．６万程度であるアルブミンを含む濾過腹水Ａ２から、水および水に溶解した電解質のみを分離して排出することのできるものであればどのようなものを用いてもよいが、本実施形態においては、樹脂製の筒状のハウジング３９内に、濾過部材として分画分子量が約５０００以下の中空糸膜４１を収容したものを用いている。

図２に示すように、濃縮器７の回収ポート７ｃは、濃縮器７の下流端部に設けた接続用突起に形成された、濃縮腹水Ａ３の流れ方向Ｙに沿って延びる排出孔からなる。一方、廃液ポート７ｂは、濃縮器７の周壁７ｄに設けた、回収ポート７ｃの上流側に位置する接続用突起７２に形成された排出孔７ｂａからなる。廃液ポート７ｂの排出孔７ｂａは、回収ポート７ｃの排出孔７ｃａとほぼ直交する向きに延びるように形成されている。

濃縮器７に使用する濾過部材としては、中空糸膜のほかに平膜を用いることもできるが、目詰まりを起こしにくい多孔性の中空糸膜が好ましく用いられる。濃縮器７に使用する中空糸膜４１の素材としては、実用性のある強度及び耐久性を有する濃縮膜を得ることができることから、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などが好ましく使用できる。

廃液吸引装置９としては、任意に吸引圧を設定でき、特には吸引圧を０〜−４００ｍｍＨｇの範囲で設定することが可能であり、また、設定した圧力を一定に保つことができるものが好ましい。病院施設に一般的に設置されている壁掛け式吸引器を用いることも可能であり、その場合、−２００ｍｍＨｇ程度に吸引圧を設定して良好に濃縮器７からの排水処理を行うことができる。

貯留容器３および回収容器１１は、患者から採取した腹水Ａ１または濃縮腹水Ａ３を無菌的に貯留することができるものであって、患者から採取した腹水Ａ１および濃縮腹水Ａ３を変性させたり、これらの中に有害な物質が溶出しないもので、かつ、滅菌可能なものであればその材質および形状には制限はない。一般的に、塩化ビニル系やポリプロピレン、ポリエチレン等の軟質材質による輸液バッグで、１〜３Ｌ程度の容量のものが好ましく使用される。

陰圧発生装置１３は、任意に流量を設定して陰圧を発生することができ、特には０〜２０ｍＬ／分の範囲で流量を設定することが可能であり、また設定した流量を一定に保つことができるものが好ましい。病院施設に一般的に設置されている輸液ポンプを使用することも可能であり、その場合、１０ｍＬ／分程度に流量を設定して陰圧を発生することで、良好に濃縮器７から腹水を回収することができる。

次に、本実施形態に係る腹水処理システム１の動作について説明する。

図１に示す腹水処理システム１の、貯留容器３、第１連通チューブ１５、濾過器５、第２連通チューブ１７、濃縮器７、および回収チューブ２３によって形成される腹水処理通路５１内は、陰圧発生装置１３および廃液吸引装置９を起動することにより、陰圧状態となる。この陰圧により、貯留容器３内の腹水Ａ１が、腹水導入ポート５ａを介して濾過器５に導入される。濾過器５では、腹水Ａ１中の有害物質が、中空糸膜３３によって除去され、有用物質であるアルブミン等を含む濾過腹水Ａ２が、腹水排出ポート５ｂから排出される。

濾過器５から排出された濾過腹水Ａ２は、次に、濃縮器７に導入される。濃縮器７の内部では、濾過腹水Ａ２が中空糸膜４１の内側を通過する。このとき、濾過腹水Ａ２の、アルブミン等の有用物質を含まない水の一部が、廃液ポート７ｂに連通している廃液吸引装置９によって吸引されて、廃液Ｗとして廃液ポート７ｂから排出される。濾過腹水Ａ２の廃液Ｗが除かれた部分は、濃縮腹水Ａ３として、回収ポート７ｃから排出されて回収容器１１に回収される。

上記のように、濃縮器７において、廃液Ｗが廃液吸引装置９によって廃液ポート７ｂを介して吸引される際、濾過腹水Ａ２中のアルブミンなどの有用物質は、廃液吸引装置９の吸引圧により、濃縮器７の濾過部材の濾過面、つまり中空糸膜４１の内表面４１ａに、付着物Ｄとして付着しやすい。

本実施形態のように回収ポート７ｃの下流に接続された陰圧発生装置１３を有していない、従来の腹水処理装置であれば、中空糸４１の内表面部分に堆積する付着物Ｄに対して、廃液ポート７ｂよりも腹水処理通路５１の下流側へ作用する圧力がないか、またはきわめて弱い。したがって、図３（ａ）に示すように、中空糸膜４１の内表面部分に、廃液吸引装置９の吸引圧Ｐ１によって多量の付着物Ｄが堆積し、中空糸膜４１の目詰まりが起こる。

しかしながら、本実施形態に係る腹水処理システム１においては、図３（ｂ）に示すように、回収ポート７ｃの下流に接続された陰圧発生装置１３が発生させる陰圧により、中空糸４１の内表面部分に堆積する付着物Ｄに対して、廃液ポート７ｂよりも腹水処理通路５１の下流側へ圧力Ｐ２が作用する。その結果、中空糸膜４１の内表面部分への付着物Ｄの堆積が抑制されるので、中空糸膜４１の目詰まりが防止される。したがって、確実に、かつ、短時間で所定量の腹水の処理を行うことができる。

さらには、陰圧発生装置１３が発生させる陰圧によってもなお中空糸膜４１の内表面部分において付着物Ｄの堆積が解消せず、中空糸膜４１の目詰まりが起こった場合には、陰圧開放チューブの開放弁を一時的に開いて、廃液吸引装置９による吸引圧を開放することができる。これにより、中空糸膜４１の内表面部分における付着物Ｄの堆積を解消し、中空糸膜４１の目詰まりを一層効果的に防止することが可能となる。

なお、本実施形態においては、陰圧発生装置１３を、回収チューブを介して濃縮器７の回収ポート７ｃに接続するように構成したが、陰圧発生装置１３は、回収ポート７ｃに直接的に接続してもよい。

また、本実施形態においては、濾過器５の下流側に濃縮器７を配置したが、濃縮器７を濾過器５よりも上流側に配置してもよい。その場合、陰圧発生装置１３は、濃縮器７と濾過器５とを連通させる連通路の中途に接続してもよく、濾過器５の下流側に接続してもよい。

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１および比較例１）
図１に示す、陰圧発生装置１３が設置された腹水処理システム１を使用した場合（実施例１）と、図４に示す、陰圧発生装置１３が設置されていない腹水処理システム８１を使用した場合（比較例１）とについて、後述する疑似腹水を用いて処理を行なった。なお、貯留容器３および回収容器１１には市販の塩化ビニル製腹水処理バッグを、各チューブとしては市販の塩化ビニル製血液回路の一部を使用した。また、廃液吸引装置９としては病院施設の壁掛け式吸引器を使用し、陰圧発生装置１３には市販の輸液ポンプを使用した。濾過器５としては最大孔径が０．２μｍのポリスルホン中空糸膜を膜面積１．３ｍ^２内蔵したものを使用し、濃縮器７としては分画分子量が５０００以下のポリスルホン中空糸膜を膜面積１．３ｍ^２内蔵したものを使用した。疑似腹水には総蛋白質濃度が３．２ｇ／ｄＬの血漿と１．２ｇ／ｄＬの血漿を使用した。

疑似腹水約３Ｌと腹水処理システム１，８１を上記のように用意したのち、実施例１および比較例１のいずれにおいても、廃液吸引装置９としての壁掛け式吸引器による陰圧を−２００ｍｍＨｇに定圧設定した。また、陰圧発生装置を使用する実施例１においては、その輸液ポンプ流量を５００ｍＬ／時の定流量設定とした。用意した疑似腹水が無くなった時点、あるいは膜が詰まり処理ができなくなった時点で実験を終了し、処理した疑似腹水液量、疑似腹水の総蛋白、疑似腹水の処理に使用した処理時間、回収腹水液量及び回収腹水液の総蛋白質濃度を測定し、総蛋白質回収率を計算により求めた。これらの結果を表１に示す。

表１に示すように、陰圧発生装置１３を使用しなかった比較例１においては、処理開始後約６分程度で濃縮膜が目詰まりを起こして濃縮器７から廃液Ｗが出なくなり、処理を中止せざるを得ないのに対して、陰圧発生装置１３を使用した実施例１では３３００ｍＬの疑似腹水を全て処理することができ、処理時間も１時間以内で終えることができた。さらに、総蛋白質の回収量も８０％以上であり、すぐれた腹水処理能力を示した。

本発明の腹水処理システムは濃縮腹水回収回路に陰圧発生装置を設けることにより、総蛋白質濃度が３％以上の高蛋白質濃度の腹水もろ過膜が目詰まりを起こすことなく短時間で処理を行うことができる。また、使用する陰圧発生装置および廃液吸引装置の器材についても、病院に一般的に装備されている器材を使用することが可能であり経済的である。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

本発明の一実施形態に係る腹水処理システムを示す概略構成図である。 図１の腹水処理システムに用いられる濃縮器を示す縦断面図である。 本発明の効果を説明するための模式図である。 陰圧発生装置を使用しない腹水処理システムを示す概略構造図である。

符号の説明

１ 腹水処理システム
３ 貯留容器
５ 濾過器
７ 濃縮器
９ 廃液吸引装置
１１ 回収容器
１３ 陰圧発生装置
Ａ１ 腹水
Ａ２ 濾過腹水
Ａ３ 濃縮腹水
Ｗ 廃液

Claims (6)

1. 腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過器と、
   前記濾過器で濾過された濾過腹水を濾過して濃縮する濃縮器と、
   前記濃縮器の廃液ポートから廃液を吸引する廃液吸引装置と、
   前記濃縮器における前記廃液ポートよりも下流側に設けられた濃縮腹水回収用の回収ポートに接続されて、少なくとも前記廃液ポートよりも下流側に陰圧を発生させる陰圧発生装置と、
   を備える腹水処理システム。
2. 請求項１において、さらに、前記廃液ポートと前記廃液吸引装置とを連通する廃液通路の中途に接続されて、前記廃液吸引装置によって発生する前記廃液通路内の陰圧を開放する陰圧開放通路を備える腹水処理システム。
3. 請求項１または２において、前記濾過器が、濾過部材としての中空糸膜を備えている腹水処理システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項において、前記濃縮器が、濾過部材としての中空糸膜を備えている腹水処理システム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の腹水処理システムを用いる腹水処理方法であって、
   前記濾過器で濾過されて、前記濃縮器に導入された濾過腹水を濾過によって濃縮する濃縮ステップと、
   前記廃液吸引装置によって、前記濃縮器から廃液を吸引する廃液吸引ステップと、
   前記陰圧発生装置によって少なくとも前記濃縮器の廃液ポートよりも下流側に陰圧を発生させて、前記濃縮器の濾過部材の濾過面における目詰まりを抑制する陰圧発生ステップとを含む腹水処理方法。
6. 請求項５において、さらに、前記濃縮器の濾過部材の濾過面において目詰まりが発生した場合に、前記陰圧開放通路によって前記廃液通路内の陰圧を開放するステップを含む腹水処理方法。

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