JP4659383B2 - ２つ以上のろ過区画を有するフィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体のろ過のためのフィルタ装置に関する。特に、本発明の１つまたは複数の実施の形態は、透析型治療での用途のため、および同様のろ過プロセスのためのフィルタ装置に関し、また、血液ろ過、血液ろ過透析及び限外ろ過等の血液透析プロセス、およびろ過装置のハウジングを形成する方法に関する。

欧州特許第０３０５６８７号明細書

欧州特許第０３５５３２５号明細書

欧州特許第０５２５３１７号明細書

国際公開第０２／４７７８５号パンフレット 中空糸膜を有するフィルタ装置は、とりわけ、様々な目的のための透析の分野で使用されている。そのため、このようなフィルタは、透析装置と呼ぶこともでき、該透析装置は、例えば、血液が、上記中空糸の半透過壁の内側に沿って流れると共に、透析流体が、該中空糸の外側を流れる血液透析に使用される。それによって様々な対流及び拡散プロセスが、該中空糸の壁部にわたって行われる。これらのプロセスは、例えば、浄化するように、および血液から過剰な流体を除去するように機能する。また、血液中の電解質濃度は、注入流体を使用して調節することができ、また重炭酸塩や酢酸塩等の緩衝剤を血液に添加することができる。血液透析プロセスは、低分子量を有する物質を除去するときに有効であるが、中分子量を有する物質を除去するときにはあまり有効ではない。透析という状況での低分子量物質は、通常、５ｋＤａ未満の分子量を有する尿素等の物質を含有する。

この種のフィルタ装置は、置換流体が血液に添加される、いわゆる血液ろ過に使用することもできる。このプロセスによれば、血液は、上記中空糸の内側を流れるが、この場合、透析流体は、上記中空糸の外側には流れない。ここで、過剰な流体、特に水や廃棄生成物は、ここでは上記中空糸の半透過壁によって構成されている膜の両端の圧力差によって、血液から除去される。上記置換流体は、希釈モードの前または後において、ろ過の前または後のいずれかに添加することができる。血液ろ過は、ベータ２ミクログロブリン等の約５ｋＤａ〜３０ｋＤａの範囲内にあるいわゆる中分子量を有する物質を除去するときにより有効である。

このタイプのフィルタ装置に対する別の用途としては、血液ろ過透析、すなわち、透析物が上記膜の一方の側を流れ、一方、血液が他方の側を流れ、また同時に、圧力勾配が該膜の全域に存在する、血液透析と血液ろ過の組合せが挙げられる。注入流体は、ろ過の前または後に血液に添加することができる。このプロセスは、高速のろ過速度を生じ、低分子量及び中分子量を有する物質を除去する際に、特に有効である。

このようなフィルタを用いることができる他のプロセスは、水性の血漿を血液からろ過して、治療後に該血液に戻す血漿交換法として知られている。

また、このようなフィルタは、好ましくない物質を血液、水または他の流体から除去することができるろ過プロセスに用いられる。

上述したフィルタ装置は、置換流体または注入流体の生成のためのいわゆる限外ろ過器として同様に使用することができる。この場合、注入流体は、半透膜の一方の側でフィルタ内を流れることができ、圧力差によって該膜の全域でろ過される。このようにして、該注入流体は、内毒素、細菌及び他の汚染物質の除去により滅菌ろ過することができる。限外ろ過器は、一般に、透析タイプのフィルタと同様の構造を有するが、一般に、サイズがより小さく、透析プロセスにおける透析装置としては使用されない。限外ろ過器は、通常、透析フィルタと共に、血液ろ過処理の間に使用され、該限外ろ過器からのろ液は、その後、該透析フィルタ装置の血液側、または血管内の血液内のいずれかに供給される上記注入流体を生成する。

これらのフィルタ装置は、一般に、上記中空糸が、管状ハウジング内に長手方向に位置する固定されていない束として設けられるように構成されている。該ハウジングは、各端部にエンドキャップを備え、上記中空糸の束は、該エンドキャップが該中空糸束の端部を囲むように、該ハウジングの端部間に配置される。該中空糸の端部は、通常、２成分ポリマー樹脂で形成されたポッティング材によって埋め込まれて固定される。以下に示す点を除いて、該ポッティング材は、上記中空糸の端部を完全に囲み、かつヘッダーチャンバと上記管状ハウジングの内側との間にシールを形成するように、該ハウジングの端部の内側に成形される。

上記中空糸の最外端部は、上記ポッティング材上で、上記エンドキャップと上記中空糸束の端部との間に位置する中空空間（以後、ヘッダーチャンバと呼ぶ）に対して開口している。そのため、流入口及び流出口の適切な配置によって、それ自体公知の方法で、上述した血液透析フィルタ、血液フィルタ、血液ろ過フィルタ、限外ろ過器等の様々な形態のフィルタを形成することができる。

上述したフィルタの具体例は、特許文献１、特許文献２および特許文献３に開示されている。

上述したフィルタまたは透析装置は、ある特徴を共通して有しており、すなわち、第１の流体を上記半透過性中空糸の内側に流すことができるという特徴を有する。この第１の流体は、ある物質を除去させ、かつある物質を添加することも可能な糸カラムから流出してもよい。第２の流体は、上記中空糸の外側にあってもよい。この第２の流体は、適切に設けられた流入口及び流出口手段を介して、上記ハウジングの中を通ってかつ該中空糸の周囲を流れることが可能であり、また上記第１の流体から除去して、例えば、上記中空糸膜の圧力差を用いて、適切な流出口を介して上記ハウジングから流出することができる。この第２の流体は、上記第１の流体の浄化した形態、上記中空糸膜の全域での上記第１の流体との物質の交換のための透析流体、あるいは、とりわけ、該第１の流体から除去された廃棄流体であってもよい。

上述したフィルタのうちの一つが、透析の分野、例えば、血液透析に適用された場合、該フィルタには、種々の流体ライン（導管）が接続される。これらの流体ラインは、一方で、血液を患者から該フィルタの血液側に導いた後、該患者に戻す。別の流体ラインは、透析流体を、透析監視装置とも呼ばれる透析機械によって制御される透析流体供給部から該フィルタの透析物側へ導いて、該フィルタの通過後にさらにドレンへ導く。上記血液側は、ここでは、患者の血液がその中を流れるフィルタ領域と呼ぶと共に、上記透析物側は、該透析流体がその中を流れるフィルタ領域またはフィルタハウジングと呼ぶ。上記血液側及び透析物側は、上記フィルタハウジング内において、１つまたは複数の半透膜によって互いに分離されており、これらの側は、上述した第１及び第２の流体がそれに沿って流れる上記側にそれぞれ対応する。

血液ろ過治療の有効性を向上させるために、２つ以上のろ過プロセスまたは直列に接続されたフィルタ装置を使用することが知られている。一例として、血液ろ過プロセスは、血液透析または血液ろ過透析と直列に組み合わせてもよく、それに伴って２つ以上のフィルタ装置を必要とする。

単一のハウジング内に２つ以上のろ過装置を組み合わせることは今までに提案されてきた。２つ以上のろ過区画を備えるフィルタカートリッジは、例えば、特許文献４に開示されている。この文書に開示された装置によれば、２つの中空糸束が、両区画を通るろ液または透析物の流れのために流通開口が設けられている壁部によって分離されている隣接する区画内に設けられている。

このようなろ過装置の使用に関する別の考慮すべき問題は、これらの設計に関連する。ろ過治療の前に公知のフィルタ装置を構成した場合、熟練者によって行うべき多くの設定操作を要する。特に、体外血液チューブ及び他の必要な透析流体チューブを、該フィルタ装置の適切な流体フローポートに接続しなければならない。さらに、独立した限外ろ過器を、注入流体供給部に接続しなければならない場合もある。このことは、間違った設定から生じる潜在的な危険を避けるために、上記チューブを正しく接続しなければならないので、注意して実行しなければならない。該設定段階は、時間のかかるものであり、そのため、特定の監視装置を用いて実行することができる治療の数が減る。さらに、限外ろ過のための独立したフィルタ装置、および血液をろ過するための２つ以上のフィルタ装置を使用する要求は、各治療に対する装置コスト及び必要な接続部の数を増加させる。

別の透析装置は、置換流体のためのろ過装置が、単一のハウジング内に一体化された血液ろ過透析装置と共に開示されている、独国特許出願公開第１９６０７１６２号明細書によって知られている。中空糸の形をとるろ過膜手段は、両区画内に設けられている。置換流体のための該フィルタの該中空糸の一端部は、ポッティング材によって、またはカバーによって密封されている。この装置に付随する問題は、ろ過プロセスの初めに、上記置換流体のための区画内に含まれる空気、上記中空糸の外側の周囲及び該中空糸の内側の空気の全てを完全に排出することが困難であるということである。該中空糸の内側の空気は、上記膜の全域を通過してヘッダーチャンバ内に流れる液体によって、透析装置の区画の血液の入口または出口のいずれかに押し出され、それによって、該血流回路内の血液と空気との間の不必要な接触を引き起こす。このことは、血液を上記血液ろ過透析区画に流す前に、置換流体を上記ろ過区画を通すことにより避けることができるが、これは、オペレータに対して追加的な作業を伴う。また、上記膜の外側の周囲の空気は、ろ過の初期段階中には完全に排出されず、また、治療中に血液中を通って供給される可能性がある。このことは、血液ろ過プロセスの血液凝固性を増加させる。この開示の他の欠点は、上記置換流体のろ過が、上記中空糸膜の外側から内側にかけて起きるということである。このことは、上記膜の厚さの両端の孔のサイズ勾配の方向が逆になることを要するため、隣接するチャンバ内での血液ろ過透析プロセスにおける血液のろ過のために使用されるものとは異なる種類の中空糸を使用することを要する。この要求は、このような装置の製造上の要求を大幅に複雑にする。さらに、この開示に従って装置を製造する場合、中空糸で各区画を充填することは、複雑になりかつコストがかかる。

公知のフィルタ装置に関連する問題のいくつかを克服するために、少なくとも２つの流体ろ過区画がフィルタハウジング内に設けられており、各区画が、連続する内壁部によって分離されている、本発明に係るフィルタ装置が提供される。このようにして、２つ以上の流体を、単一のフィルタ装置のそれぞれのチャンバ内のろ過手段によってどの時点においてもろ過することができる。上記ろ過膜手段の第１の面は、流入口及び流出口の両方と連通している。本発明による装置は、請求項１に定義されている。本発明の好適な特徴は、独立項に定義されている。

本発明によれば、各区画内のろ過膜手段は、それぞれ、第１及び第２の面を有し、該第１または第２の面は、各々、それぞれの外部のフローポートと流体的に連通している。該外部の流体フローポートは、流体供給部または排出手段に接続してもよく、流体供給部または排出手段は、該フィルタハウジングの外部に設けられている。別法として、外部の流体フローポートは、別のろ過区画と流体的に連通している流入ポートと接続して、それにより、他方のろ過区画における別のろ過処理に含まれる流体に注入すべき、ろ過膜手段の第２の面から現れる流体を導いてもよい。例えば、ろ過膜を通過した注入流体は、血液がろ過される、隣接するろ過区画の流入部または流出部へ導くことができる。

各区画内の上記ろ過膜手段の第１の面は、流体ろ過区画の流入口及び流出口と連通しており、それにより、各フィルタの動作の初期段階の間に、各区画から空気を有効に排出することができることを保障する。本発明のフィルタ装置は、区画内の膜手段を通過する流体が、該膜手段の第１の面から第２の面へ通過することができるように作用させることができる。該膜手段が中空糸膜の場合、限外ろ過は、一般に、流体を高圧で該中空糸膜の内側面を通過させることによって行われる。そして、該流体は、外側面を通って、該プロセスにおいてろ過される。別法として、流体は、中空糸式の膜の第２の外側の面から第１の内側面へ流れてもよい。ろ過は、従来のタイプの中空糸を使用して、あるいは別法として、その壁部が、上記外側面から内側面への方向でのろ過に適している特別な中空糸を使用して、該外側面から内側面に向かって実行することができる。このような中空糸は、従来の中空糸よりも固い材質で形成することができる。

上記ろ過膜は、中空糸の束、好ましくは、半透膜で構成してもよく、この場合、上記第１の面は、該束の中空糸の内側を集合的に表わし、上記第２の面は、該中空糸の外側面を表わす。

中空糸をろ過膜手段として用いた場合、該中空糸の外側面は、上記の実施例における外部の流体フローポートと連通している。本発明のろ過装置内の上述した連続する内壁部は、各ろ過区画の間の壁部に流体的連通が存在しないように、該フィルタハウジングの内部を別々のろ過区画に分割する。

本発明のフィルタ装置は、１つの区画内のろ過膜手段の各第１の面が、少なくとも１つの他の区画内のろ過膜手段の各第１の面と連通するように構成してもよい。このことは、流体を２つ以上のろ過プロセスを直列に通過させることを可能にする。このような構成は、例えば、異なるろ過条件を各ろ過区画に存在させることを可能にする。別法として、あるいは追加的に、ろ過区画内のろ過膜手段の第２の面は、他の区画内のろ過膜の第１の面と流体的に連通してもよい。このようにして、例えば、一方の区画のろ過膜を通過することによって浄化された流体は、他方の区画でろ過されているまたはろ過された流体に添加することができる。このことは、例えば、流体を流すために接続されている一方のろ過区画から、他方の区画の第１の面に入るまたは該面から出ていく流体のための流入口または流出口への外部フローポートによって実現することができる。

本発明のフィルタ装置のハウジング手段は、一般に、適当な断面、例えば、管状、円形、楕円形、矩形、あるいは、他の適切な外形からなっていてもよい細長い長手方向に伸びる壁部を有してもよい。該長手方向の壁部は、その周囲の少なくとも１つの外壁連続部または非連続部と、ハウジングの対向する端部間に伸びる、１つまたは複数の内壁部とを含む。該１つまたは複数の内壁部は、上記外部ハウジングの内部を、２つまたはそれ以上の内部区画に分割する。

血液ろ過処理を限外ろ過プロセスと同時に行う可能性は、特に有利である。本発明の好適な特徴によれば、２つ以上の血液ろ過プロセスを限外ろ過と共に実行することができる。例えば、一方のろ過区画内の中空糸の流出部は、該フィルタ装置の他方の区画内の中空糸の束の流入口部と流体的に連通していてもよい。上記フィルタ装置の一方の区画内で限外ろ過された交換注入流体は、血液ろ過プロセス中の前後のどの段階においても、あるいは、上記フィルタ装置の１つまたは複数の他方の区画内において、例えば、血液が上記膜を通過する前に（予備希釈）、連続する処理の間（中間希釈）または１つまたは２つ（またはそれ以上）の処理の後に（後希釈）、血液に添加することができる。

本発明の好適な特徴によれば、同時および／または連続するろ過処理を実行するために、２つまたは３つ以上の別々のろ過区画を設けることができる。３つ以上の区画が設けられた場合、注入流体等の第１の流体は、第１の区画内で処理することができると共に、第２の流体（通常、血液、すなわち、該第１の流体は、上述した注入溶液である）は、２つ以上のろ過プロセスを直列に受けることができる。例えば、血液ろ過処理は、第２の区画内で実行することができ、それにより上記第２の流体から除去された流体は、外部の流体フローポートを通って該フィルタから出る。そして、前記第２の区画の膜の流体流出口から現れる上記第２の流体は、第３のろ過チャンバのろ過膜に流れ込むことができる。

半透過性中空糸をろ過膜手段として使用した場合、該中空糸は、それらの端部において、いわゆるポッティング材によって定位置に保持することができる。該ポッティング材は、管状ハウジングの内壁部に成形される、２成分ポリウレタン等の硬化ポリマー樹脂からなっていてもよく、該管状ハウジングの区画内で上記膜の第２の面を囲むバリアとして機能する。また、該ポッティング材は、上記中空糸の（内部の）第１の面が、上記ハウジングの流出口または流入口端部において開口するように、上記中空糸の開口を維持する。該ハウジングの端部は、有利には、エンドキャップによって囲まれており、それにより、いわゆるヘッダーチャンバを形成する。

各エンドキャップは、各ヘッダーチャンバが、少なくとも１つの流体注入口または流出口を備えた状態、および可能な限り、例えば、該ヘッダーチャンバ内の流体に添加物を供給するための１つまたは複数の追加的な流体フローポートを備える状態で、２つ以上のヘッダーチャンバを囲むように構成してもよい。特に、各エンドキャップは、フィルタハウジング全体の内部の各ろ過区画と対応する各ヘッダーチャンバを囲んでもよい。単一のエンドキャップのヘッダーチャンバは、一方のヘッダーチャンバから他方への流体の移動を防ぐために、壁手段によって、および該ヘッダーチャンバ壁部と内壁部との間に配置されたシール部材および／または上記ポッティング材の表面によって互いに分離してもよい。別法として、上記２つ以上のろ過区画の中空糸束は、単一のヘッダーチャンバ内に開口してもよい。このことは、ろ過した注入溶液との中間または後ろ過希釈のためのフィルタ装置に対して有用であり、または、２つ以上のろ過区画内の流体の直列ろ過を可能にするために有用である。別法として、別々のヘッダーチャンバを、成形されたまたは管系ライン導管手段を使用して、各ヘッダーチャンバの流体フローポートをまとめて接続することにより、流体フローのために接続してもよい。

上記フィルタ装置のハウジングは、すでに述べたように、適切な断面を備えることができる。上記ハウジングは、上記フィルタを別々のろ過区画に分割する連続した内部壁部を備える。それにより、上記ハウジングの周壁部または外壁部によって全体が制限される単一の区画はなく、各区画は、内壁部によって少なくとも部分的に制限される。上記ハウジングは、例えば、管状であってもよく、また一実施の形態においては、ハウジング壁部の２つの独立した長手方向に伸びる部分で形成してもよい。上記ハウジングの各部分は、例えば、超音波またはレーザ溶接を用いた接合または溶接等による適切な手段によってシームタイプ接合部に沿って一緒に接合してもよい。レーザ溶接技術の場合、上記フィルタハウジングの２つの部分は、適切な溶接を保障するために、特定の光反射特性から恩恵を受ける。例えば、該ハウジング部分の一方は、実質的に透明で着色されていない材料で形成すると共に、他方のハウジング部分は、該２つのハウジング部分の境界におけるプラスチック材を、接合部を形成するのに充分溶融させるのに適している光反射染料を含有してもよい。レーザ溶接したハウジングの可能な実施の形態においては、一方のハウジング部分をポリカーボネートで形成すると共に、他方の部分をポリプロピレンで形成してもよい。

上記フィルタ装置の組立は、最初に画定したような各ろ過区画を、中空糸を有する独立した部分で充填する工程と、その後上記ハウジングを組立てる工程とを組み合わせることによって実現することができる。例えば、中空糸は、上記ハウジングの各それぞれの単一の部分によって画定された各ろ過区画内に配置してもよい。区画内の各中空糸束を囲む上記ハウジング部分は、まとめて定位置に固定してもよい。ここでは一例として示した管状部分である上記ハウジングは、それぞれ、内部壁部の対応する部分を含んでもよく、それにより様々な対応する壁部の各縁部は、望ましくは、前記部分の外部壁部と同様に、互いに接合されることになる。接合は、接着手段を使用した、あるいは、本願明細書に十分に説明したような溶接による等の適切な方法で実行することができる。

別法として、上記内部壁部は、部分部分に分けなくてもよいが、上記ハウジングの外部壁部のみからなる第２の部分を、上述した第１の部分の各内部及び外部壁部に対する内面上に接合した状態で、上記管状ハウジング部分の一方と一体化して形成してもよい。上述またはこの直前の場合のいずれにおいても、上記第１の部分は、上記第２の部分よりも多少大きくなりやすい。例えば、上記第１の部分は、結果として生じるハウジングの外部の周囲または周辺の半分よりも多くを形成してもよく、上記第２の部分は、該外部の周辺の半分よりも少ない部分、あるいは３分の１または４分の１位を形成してもよい。上記フィルタ装置の略矩形状で管状のハウジングの場合、断面矩形の１辺は、前記第２の部分またはカバー部で構成されてもよく、上記ハウジングの主要な第１部分は、前記断面矩形の実質的に３つの辺を備えることが可能である。この場合、内部壁部は、有利には、前記第１の部分と、あるいは両部分と一体に形成することができる。

一実施の形態において、多区画ろ過装置を組立てる方法を改良するために、各ろ過区画の少なくとも１つの外壁部は、同じ区画の内壁部と平行に設けてもよい。この特徴は、上記中空糸束の各区画内へのより最適な充填を可能にする。

上記ハウジング部の端部は、上記中空糸束の端部を拘束する上記ポッティング材を埋め込む１つまたは複数の開口または凹部を備えてもよい。また、上記中空糸の第２の面（外側）の周囲のハウジングの内部区画内へのまたは該内部区画からの液体の流入または流出を可能にする１つまたは複数の開口を、上記管状のハウジングの端部に隣接して設けてもよい。このような実施の形態は、上記エンドキャップが、上記中空糸の異なる面へ流れようとする２つ以上の流体のための流体フローポートを備えている場合に有用である。このような場合、上記中空糸の外側の周囲を流れる流体は、エンドキャップの周辺フローポートを通って、上記管状ハウジングのしきい部によって形成されかつ境界が形成される流路の周囲を流れた後、該管状ハウジングのろ過区画を通って流れることが可能である。

また、本発明は、上記ハウジングが、シームタイプ接合部に沿って一緒に接合されている２つの長手方向に伸びる部分で形成されている、本発明のフィルタハウジングを形成する方法を含む。接合の好適な方法は、溶接、特に、レーザまたは超音波溶接による。

以下の図面は、本発明のいくつかの実施の形態の例証として含まれる。

図１、２及び３に示すフィルタ装置は、ハウジング１と、該ハウジングの各端部に１つずつ配置された２つのエンドキャップ１３、１４とを備える。ハウジング１は、２つの対向する端部を有し、長手方向に伸びる、略管状の壁部で構成されている。各区画２、３は、連続する壁手段８によって分離されている。ろ過膜手段（図示せず）は、各ろ過区画２、３内に長手方向に設けられている（図２、３）。これらのろ過膜手段は、一般に、それぞれ、ハウジング１の壁部の端部の周囲に拡がるポッティング材１２（図３）によって端部に固定されている半透過性中空糸の束を備える。ポッティング材１２内に埋め込まれている該中空糸の開口端部は、中のろ過膜手段の第１の面に沿って、ろ過区画に入るまたはろ過区画から出る流体のための流入開口または流出開口４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂを構成する。図示の場合、上記中空糸の端部の開口４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂは、エンドキャップ１３、１４内に設けられた各ヘッダーチャンバ１７、１８内に開口している。

各第１及び第２の流体のための流体流入口及び流出口６、７、１５、１５ａ、１６及び１６ａは、エンドキャップ１３、１４上に設けられている。口１５、１６、１５ａ、１６ａは、各エンドキャップ１３、１４の内側のヘッダーチャンバ１７、１８及び１７ａ、１８ａと、および各ろ過区画２、３のろ過膜の第１の面と流体的に連通している。外部流体フローポート６、７及び１１は、ハウジング１内に設けられた各ろ過区画２、３のろ過膜の各第２の面と流体的に連通して設けられている。流体フローポート６、７、１１は、任意に、ハウジング１の壁部の部分の近くに設けることができるが、図２及び２ａに示すように、必ずしもエンドキャップと一体化する必要はない。

導管手段１９は、ろ過区画３のろ過膜の第２の面から出てくる流体を、外部流体フローポート７及び任意の追加的な流体流入口２２（図１および３参照）を通して、別のろ過区画２のろ過膜手段の第１の面に沿って流れる別の流体と連通しているヘッダーチャンバ１７内に流すために設けられている。このようにして、例えば、ハウジング１内のろ過区画３内に配置された限外ろ過器から出てくる限外ろ過液を、追加的な個別のろ過区画２内での血液ろ過または血液透析あるいは血液ろ過透析によってろ過されている血液等の他の流体を希釈するのに使用することができる。通常の状況下では、注入流体は、ろ過区画内で、該注入流体が後に流されるろ過区画の流入領域または流出領域内の血液等の第１の流体の圧力よりも高い圧力で生成される。予防的手段として、血液ろ過区画から限外ろ過区画内への血液の偶発的な流れを防ぐために、逆止弁または逆止め弁（図示せず）を導管手段１９内に設けてもよい。

図を見て分かるように、ポッティング材１２は、周辺領域において、ハウジング１に対して固定することができ、かつハウジング１の端部に形成された縁部またはフランジ部２３を囲むことができる。ポッティング材１２はさらに、上記ハウジング内の開口２０、２０ａにおいて、該ハウジングに対して固定することができる。開口２０、２０ａは、図３に具体的に示した２列で設けられ、かつ囲まれた周辺流路２４、２４ａと、各内部ろ過区画２または３との間の流体の上記中空糸の第２の面（または外部の面）への流れを可能にするように機能する。開口２０、２０ａは、２つの独立した流路２４、２４ａと連通する２組の穴を備える（図３参照）。一方の組の穴２０はチャンバ２と連通し、他方の組２０ａはチャンバ３と連通している。これらの開口２０、２０ａは、さらに、硬化する前の液体状態の間に、上記開口のうちのいくつかを通って流れる可能性があるポッティング材１２のための固定手段として機能してもよい。この端部に対して、エンドキャップ１３、１４がハウジング１上の定位置に配置されたときに、流路２４、２４ａが、上記ヘッダーキャップの周壁部とハウジング１とによって形成された空間内にあるように、しきいまたはフランジ２７をハウジング１と一体に形成してもよい。そのため、流入口６及び７を、上記中空糸の外側へのまたは外側からの流体の流入または流出のために、エンドキャップ１３の側方または周囲部分に設けることができる。

図２に示す装置においては、浄化すべき注入流体は、流入口２５を介してろ過区画３内に供給することができる。そして、該流体は、該流体が、ろ過区画３の内側の上記糸の束の中空糸膜の内側面（第１の面）に沿って流れるろ過区画３と連通する、エンドキャップ１４の下方のヘッダーチャンバ１８ａ内に流れ込む。初期のプライミング段階の間に、上記中空糸の内側を通る流体のために、流出フローポート１６は、注入流体で充填される前に、ろ過区画３から出てくる空気に対して開かれている。そして流出口１６は、注入流体が上記ろ過膜を満たし、その後該注入流体が、上記膜の両端の圧力勾配により、該膜の第２の外部の面へ押し込まれ、そこから該注入流体が、外部フローポート７を通ってろ過区画３を出る時に、閉じることができる。

エンドキャップ１３の壁部２８によって、および追加的なシール２１によって互いに分離されている２つのヘッダーチャンバ１７、１８は、図３に明確に示されている。導管１９は部分的に示されており、該導管は、フローポート２２に接続されて設けられており、さらに、例えば、第１のろ過区画３から出てくる限外ろ過液等の第１の流体のための流出口７にも接続されて設けられている。このことは、流体フローポート２２を通ってヘッダーチャンバ１７に入ってくる注入流体が、ろ過区画２内に収容されている上記中空糸の束を通過する前または後に、第２の流体内に注入される、前又は後希釈のいずれかの構成に相当する。上記第２の流体は、この実施例におけるいずれの方向（上方又は下方）にも流すことができる。

上記フィルタ装置の可能な構成、特に、該フィルタ装置のハウジングは、図４及び５から認識することができる。ハウジング１の２つの部分４１及び４２は周囲壁部５１、５０の継ぎ目３５で、および共に連続する内壁部８で形成され、かつさらに内面５２及び５３を画定する内壁部４８、４９で接合されて示されている。上述したように、エンドキャップ１４は、該エンドキャップと一体に成形してもよく、かつ例えば、透析流体等の流体を、区画２内の膜手段の外側面に、または外側面から流すことができる流体流入口１１を備えてもよい。上記装置の製造中に、中空糸束は、部分４２を部分４１に接合することにより上記区画を閉じる前に、区画２及び３内に配置してもよい。上記ハウジング内での上記中空糸の密度を増加させるために、壁部面５０、５１、５２及び５３は、実質的に平行になるように配置される。内壁部４８、４９は、有利には、使用材料を削減するために、および上記ハウジング部全体の壁厚の均一化のために、それらの長さの１つまたは複数の部分に沿って中空に形成してもよい。図５において、包囲された流路２４、２４ａは、流体を、口１１へまたは該口から流し、かつ開口２０、２０ａを介してろ過チャンバ２の中へまたは該チャンバの外へ流すことができるように示されている。同様の流路２４、２４ａ（図４または５には示さず）が、上方のエンドキャップ１３内に設けられている。ろ過区画２内の開口２０は、シール（図示せず）によって、または内壁部４８、４９と、エンドキャップ１４の壁の外側領域との間に境界手段（図示せず）を追加的に含むことにより、ろ過区画３の流路２４ａ及び開口２０ａから隔離されている。

図６に、本発明の一実施の形態によるハウジングの端部を示す。図２、３で紹介したように、その周囲にエンドキャップを密封嵌合することができるハウジング１の壁部の外側部の周囲のしきい２７が示されている。上記ハウジング壁の上部は、２つの目的のために機能する開口２０を備えている。これらの開口は、一方で、上記中空糸を固定するポッティング材１２のための固定手段を形成するように機能する。また、該開口のうちのいくつかは、上記ろ過区画内に収容された中空糸の外側面上の該ろ過区画内への流入口として機能する。それにより、外部のポートから流入する流体を、上記区画内に供給することができる。（例えば、図３に示すような）シール手段２１は、各ハウジング外壁と、各ろ過区画２及び３を分離する内壁との位置に応じて定位置に示されている。

図２ａ及び５ａには、血液ろ過プロセスにおける透析流体フローのためのろ過区画２のみが該区画の端部に液体供給開口２０を備えている、上記フィルタ装置の可能な実施の形態が示されている。それにより、透析液は、まず流体フローポート６を通り、周囲流路２４及び供給開口２０を介してろ過チャンバ２の内側の上記ろ過膜の外側に流れる。この実施の形態においては、限外ろ過区画３は、ハウジング１の壁部上に外部フローポート７ａを備えている。図２ａ及び５ａに示す構成は、各チャンバ１７及び１８を分離する上記内壁部と、上述した実施の形態のエンドキャップ１３の内側との間で溶接を要する追加的なシールまたは壁構成要素に対する潜在的な必要性を回避する。

図７〜１０において、まず図７および８を参照すると、一体ハウジング１０１内に３つの内部ろ過区画を有するフィルタ装置が示されている。この場合、第１のフィルタ、例えば、限外ろ過フィルタは、２つの外側透析タイプろ過区画１０２、１０４に隣接してその間に配置された区画１０３内に設けられている。流体フローポート１０６及び１０７は、透析流体等の流体が、上記ろ過区画内に設けられたろ過膜の第２の面と連通する該ろ過区画に入ること、または該ろ過区画から出ることを可能にする。図示の実施例においては、これらのポートは、エンドキャップ１１３の周辺部に設けられているが、該ポートは、ハウジング１０１の壁部上に設けることも可能である（図２ａ及び５ａの実施例参照）。供給開口１２０は、上記ポッティング材（図示せず）の固定を確実にするために、および上述した２区画モデルと同様の包囲された流路１２４を介した流体の流入及び流出を可能にするために用いてもよい。図示の実施の形態においては、限外ろ過区画１０３のろ過膜の第２の面に対する流体流入及び流出手段は、ハウジング１０１の壁部と一体形成してもよい。導管１１９は、ポート１０９を介して区画１０３から出て、流入口１２２を介してエンドキャップ１１３内のヘッダーチャンバ内に流れる注入流体のために設けてもよく、この場合、該注入流体は、他方の流体、例えば、区画１０２及び１０４のいずれかまたは両方において、ろ過膜の第１の面を介してろ過された血液に添加される。

図９、９ａ及び１０には、３区画装置が、それぞれ長手方向断面及び断面で示されている。該装置の内部区画は、継ぎ目部３５で接合された２つの壁部１４８及び１４９によって画定されている。これらの区画は、それらの間に、中央区画１０３及び２つの外側区画１０２及び１０４を画定する。上記装置のいくつかの内壁部は、内部空間の中空糸膜での充填を最適化するために、平行に構成されている。図９、９ａでは、矢印Ａから、上方エンドキャップ１１３内のヘッダーチャンバ１１７を、区画１０２及び１０４内のろ過膜手段の各第１の面を流体的に連通して配置することができるように構成することができることが分かる。このことは、例えば、２つの異なる血液ろ過タイププロセスを、単一のフィルタ装置内で、同時におよび／または直列に実行すること、および例えば、注入流体の限外ろ過工程を可能にする。該構成における該注入流体は、中間希釈工程に対応する構成におけるヘッダーチャンバ１１７内の導管１１９（図７及び８）及び追加的な流入口１２２（図７）を通って、外部フローポート１０９（図７及び８）を介して血液に添加することができる。フローポート１１５は、任意のものであり、流体流入または流出のために機能し、あるいは、区画１０４が、例えば、血液で満たされている間、あるいは、ろ過の開始前に、再び密閉される前の事前処理している間に、区画１０４からの空気を排気するように機能する。

壁部材１３０及び１３１（図１０）は、流路１２４の周囲を流れてチャンバ１０２及び１０４の中または該チャンバから外へ流れる透析液を分離してもよい。該壁手段は、同様のシール手段（図示せず）と置換することができる。

使用時に、注入流体は、矢印Ｂで示すように、フローポート１２５（図９）内を通過することができる。区画１０３の最初の充填の間（例えば、プライミングの間）、空気は、フローポート１１６を通して排気することができる。区画１０３が一旦充填されると、フローポート１１６は密封することができ、また浄化された注入流体（または、使用できる他のプライミング流体）は、図７に示すように、流体流出口１０９を介して上記膜手段の第２の面から現れるろ過区画１０３の膜手段の全域に流れる。該流体は、既に説明した導管１１９を介して、ヘッダーチャンバ１１７内に流れてもよい。第２の流体、一般に血液は、矢印Ｃ方向にまずフローポート１２８を通って、ろ過区画１０４内をろ過膜手段（図示せず）の第１の面に沿って該ろ過区画内を流れて、上記フィルタ装置内の通過することができる。空気は、血液が、矢印Ａの方向に沿ってヘッダーチャンバ１１７を横切って流れて、フローポート１２６において矢印Ｄの方向に沿って出る前に、区画１０２内のろ過膜手段の第１の面上に流れる前に、ポート１１５において、（例えば、プライミングの間に、または使用中に）上記チャンバから排気することができる。各ろ過区画の間に連通ヘッダーチャンバを設けることに対する代替として、導管を、接続するのが好ましいいずれかのヘッダーチャンバの流体フローポートに接続することができる。透析流体は、それぞれフローポート１０７及び１１１を介して区画１０４及び１０２内を通過することができ、またポート１０６及び１１０を通って該区画を出てもよい。別法として、血液ろ過と同様に、流体は、透析流体を添加することなく除去してもよく、この場合、対応する流入口は、密閉したままでよい。図９に示す装置は、明らかなように、この明細書に既に説明したろ過プロセスの多数の組合せで動作することができる。

図１１、１１ａ、１２、１３及び１３ａには、ハウジング１、１０１の外殻部４１、４２、１４１、１４２を一緒に接続するための様々な可能性が示されている。図１１、１１ａ及び１２は、２区画ハウジング１が、蝶番式に取り付けられたハウジング外殻部４１で形成されている可能性が示されている。連続する壁手段８は、壁部４８及び４９からなる。代替（図示せず）として、壁手段８は、一方の外殻部４１または４２と一体化された単一の壁部で形成することができ、あるいは、該壁手段は、接合技術を利用して外殻部４１、４２に固着することができる。符号１６０は、流入口または流出口であってもよい流体フローポートを示す。図１１、１１ａ、１２、１３及び１３ａにおいては、フローポート１６０は、ハウジング１、１０１の壁と一体化して概略的に示されているが、該フローポートは、上記フィルタ装置のエンドキャップにも同じく良好に設けることができる。蝶番式に取り付けたハウジング１は、３区画タイプの装置に、あるいは、４区画以上の装置に用いることができる。ハウジング１の接合は、溶接によって、あるいは、継ぎ目３５、１３５（図４も参照）に沿った接着手段によって実施される。図１３及び１３ａは、外殻部１４１及び１４２からなる２パーツ式の同様のハウジング１０１を示す。これらの外殻部は、側方かつ長手方向に設けられた継ぎ目１３５に沿って接合または溶接される。図１３及び１３ａの装置は、３区画１０２、１０３及び１０４を備えて示されているが、同じ方法を、２区画のみを有する装置に対して、あるいは、４区画以上を有する装置に対して用いることができる。図１１、１１ａ及び１２と同様に、連続する壁部８は、壁部１４８及び１４９から、あるいは、一方のみの外殻部に付着された、あるいは、独立した要素として付加された単一の部分から形成することができる。さらに、上記各部分は、図１２に示すように、フィルタ手段が長手方向に置かれる前記部分４１の上部で外殻部４２、１４２を閉じることによってハウジング１、１０１を完成させる前に、外殻部４１または１４１の各区画内に、中空糸束等のフィルタ手段で充填するために、開いた位置にしておくことができる。

図示及び上述した全ての実施の形態において、内壁部４８、４９、１４８、１４９は、一緒に溶接または接合して内壁部８を形成し、一体フィルタハウジングを形成してもよい。溶接方法の一つとしては、上述したようなレーザ溶接、あるいは、他の電磁手段を用いた溶接が挙げられる。該溶接は、中空糸の形態の膜等のフィルタ手段が、上記ハウジング内の各チャンバ内の定位置にある間に実行することができる。上記ハウジングに使用される材料としては、有利には、適切な溶接を保障するために、特定の光反射特性を有する材料が挙げられる。例えば、上記ハウジング部分の一方は、実質的に透明で、着色されていない材料で形成することができると共に、他方のハウジング部分は、上記２つのハウジング部分の境界におけるプラスチック材を充分溶融させて接合部を形成させるのに適した光反射染料を含有してもよい。レーザ溶接したハウジングの他の可能な実施の形態においては、一方のハウジング部分は、ポリカーボネートで形成してもよく、他方のハウジング部分は、ポリプロピレンで形成してもよい。上記材料の異なる屈折率は、レーザまたは電磁放射を接合部または継ぎ目３５、１３５に向ける場合に、形成する溶接部のための十分な熱を生じる。

２つのチャンバを有するフィルタ装置の外部等角図である。 図１に示す装置の縦断面図である。 図２に示すようなフィルタ装置の代替構造の縦断面図である。 図１及び２に示すフィルタ装置の端部の詳細を示す、部分縦断面図である。 図１〜図３に示すようなフィルタ装置の中間部の断面図である。 図１〜図３に示すようなフィルタ装置の端部の断面図である。 図５に示すフィルタ装置の代替構造の端部の断面図である。 ヘッダーキャップが取り外された状態のハウジングの一端部の詳細図である。 ３つのろ過区画を有するフィルタ装置の等角図である。 図７のフィルタ装置のハウジングの端部の等各部分図である。 ３区画ろ過装置の縦断面図である。 ３区画ろ過装置の縦断面図である。 図９のろ過装置の端部の断面図である。 ハウジングの取り外した外殻部の端部の図である。 ハウジングの組立てた外殻部の端部の図である。 分解したハウジングの等角図である。 別の取り外したハウジングの端部の図である。 別の組立てたハウジングの端部の図である。

符号の説明

１、１０１…ハウジング，２、３、１０２、１０３、１０４…流体ろ過区画，４ａ、５ａ…流入開口，４ｂ、５ｂ…流出開口，６、７、７ａ、１１、１５、１５ａ、１６、１６ａ、２２、１０６、１０７、１０９、１１０、１１１、１１５、１１６、１２５、１２６、１２８、１６０…フローポート，８…壁手段，１２…ポッティング材，１３、１４、１１３…エンドギャップ，１７、１８、１８ａ、１１７…ヘッダーチャンバ，１９、１１９…導管，２０、２０ａ、１２０…開口，２１…シール，２３…フランジ部，２４、２４ａ、１２４…流路，２７…フランジ，２８…壁部，３５、１３５…継ぎ目，４１、４２、１４１、１４２…外殻部，４８、４９、１４８、１４９…内壁部，５０、５１…周囲壁部，５２、５３…内面，１３０、１３１…壁部材，

Claims (10)

1. ハウジング（１，１０１）を備えるフィルタ装置であって、
   前記ハウジングは、２つの対向する端部及び少なくとも１つの内壁（８）を有する長手方向に伸びている外側の管状壁を備え、前記内壁（８）は、前記対向する端部間で長手方向に伸び、前記外側の管状壁の内部を２又はそれ以上のろ過区画（２，３，１０２，１０３，１０４）に分割しており、
   前記ハウジング（１，１０１）は、第１及び第２の長手方向に伸びている外殻部（４１，４２，１４１，１４２）を備え、前記外殻部（４１，４２，１４１，１４２）の各々は前記長手方向に伸びている外側の管状壁の１つの長手方向の区画を画定しており、
   前記ハウジング（１，１０１）の前記第２の外殻部（４２，１４２）は、前記外側の管状壁の周長の１／２未満の断面図を描いており、
   各ろ過区画は第１の面と第２の面を備える少なくとも１つのフィルタ膜を備え、前記各フィルタ膜の前記第１の面は少なくとも１つの流体ポート（１５，１６，１５ａ，１６ａ、１１５，１１６，１２６，１２８）と流体的に連通しており、前記第２の面は少なくとも１つの流体ポート（６，７，７ａ、１１，１０６，１０７，１０９，１１０，１１１）と流体的に連通しており、
   前記内壁（８）は、前記第１の外殻部（４１，１４１）の内側面と一体的に設けられ、前記第２の外殻部（４２，１４２）の内側面と結合されるように構成されているか、
   または、
   前記内壁（８）は、第１の長手方向部分（４８，１４８）と第２の長手方向部分（４９，１４９）とを備え、前記第１の部分（４８，１４８）は前記第２の外殻部（４２，１４２）の内側面に取り付けられ、前記第２の部分（４９，１４９）は前記第１の外殻部（４１，１４１）の内側面に取り付けられ、前記第１の部分（４８，１４８）は長手方向の自由端部を有し、かつ前記第２の部分（４９，１４９）は長手方向の自由端部を有し、前記複数の自由端部は互いに接合するように構成され、前記第１の外殻部（４１，１４１）に取り付けられた前記第２の部分（４９，１４９）の前記自由端部は、前記第１の外殻部（４１，１４１）の前記長手方向の自由端部を含む平面を越えて伸びている、
   フィルタ装置。
2. 前記第２の外殻部は、前記ハウジングの周長の３分の１未満を描いている、請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記第２の外殻部は、前記ハウジングの周長の４分の１未満を描いている、請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記少なくとも１つのろ過区画は、前記内壁（８）及び前記外側の管状壁に属している、２つの離間した平坦な面（５０，５２，５１，５３）によって境界を定められており、前記平坦な面の一方は前記内壁（８）に属しており、前記平坦な面の他方は前記外側の管状壁に属しており、前記内壁（８）の前記平坦な面は、前記外側の管状壁の前記平坦な面に関して平行関係にあることをさらに特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
5. 前記フィルタ装置は３つのろ過区画を備える、請求項１に記載のフィルタ装置。
6. 前記第１及び第２の長手方向に伸びる外殻部のうちの一方は、透明で、着色されていない材料を備え、前記第１及び第２の長手方向に伸びる外殻部のうちの他方は、着色された材料を備え、それにより、レーザまたは電磁放射溶接部を、前記複数の外殻部の境界の間に形成することができる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
7. 前記第１及び第２の長手方向に伸びる外殻部のうちの一方は、第１の反射率を有し、前記第１及び第２の長手方向に伸びる外殻部のうちの他方は、第２の反射率を有し、前記第１の反射率は、前記第２の反射率とは異なる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
8. 前記第１及び第２の長手方向に伸びる外殻部のうちの前記一方は、ポリカーボネートからなり、前記第１及び第２の長手方向に伸びる外殻部のうちの前記他方は、ポリプロピレンからなる、請求項７に記載のフィルタ装置。
9. 前記複数のろ過区画のうちの一つの前記フィルタ膜の前記第２の面は、前記複数のろ過区画のうちの他の一つの前記フィルタ膜の前記第１の面と流体的に連通している、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
10. 前記複数のろ過区画のうちの一つの前記フィルタ膜の前記第１の面は、外部流体フローポート（７、１９、２２）を介して、前記複数のろ過区画のうちの他の一つの前記フィルタ膜の前記第２の面と流体的に連通している、請求項７に記載のフィルタ装置。

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