JP5249973B2 - 腹水処理システムおよびその洗浄方法 - Google Patents

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、当該システムを洗浄する方法に関する。

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ガン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、ガン治療や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）。

特開昭５５−１６６７４号公報 特開昭５７−３１８６７号公報

しかしながら、このような従来のシステムでは、腹水の濾過過程で、濾過膜の表面にガン細胞や血球、フィブリンなどの除去された物質が付着することにより、短時間で濾過膜の孔が閉塞される。したがって、例えば、１〜３Ｌ程度の腹水を処理しただけで濾過膜が閉塞する場合があり、大量の腹水を継続的に処理することが困難であった。。

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、濾過器の洗浄を短時間で、かつ容易に行うことができる構成を備えることにより、大量の腹水を短時間に処理することが可能な腹水処理システム、および、該システムの洗浄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部材を備える濾過器と、前記濾過器の腹水排出ポートに濾過腹水移送路を介して接続し、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を備え、前記濾過器は、前記濾過腹水移送路が遮断された該腹水処理システムの洗浄時に、外部から濾過部材に洗浄液が供給される洗浄液供給ポートと、前記濾過部材によって選択的に除去された物質を前記洗浄時に前記洗浄液とともに排出する洗浄廃液排出ポートとを有する。

この構成によれば、濾過器を短時間に洗浄することができるので、適宜洗浄を行いながら継続的に大量の腹水を処理することが可能となる。さらに、膜の目詰まりを起こし易い、細胞成分や粘液成分を多く含む腹水や血性腹水を処理することも可能となる。

本発明の一実施形態に係る腹水処理システムにおいて、前記濾過器の前記濾過部材が中空糸膜であり、外圧方式で両端が開口した中空糸膜の一端部が腹水処理時に閉塞される前記洗浄液供給ポートに連通しており、他端部が前記腹水排出ポートに連通していることが好ましい。腹水処理における濾過部材として中空糸膜を使用し、濾過器を外圧方式の濾過装置として構成することにより、膜の外表面に付着した細胞成分などの物質を、膜の内側から外側に向かって剥離させることができる。その結果、濾過部材の効果的な洗浄が可能となり、かつ、効果的に腹水の処理を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る腹水処理システムにおいて、さらに、前記洗浄時に、前記濾過器に前記洗浄液を供給する洗浄液供給器と、前記濾過器から排出された前記洗浄廃液を回収する洗浄廃液回収容器とを有していてもよい。この構成によれば、濾過器の洗浄を一層容易に行うことができる。

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装置の洗浄方法は、前記濾過腹水移送路を遮断することと、前記濾過器に外部から前記洗浄液を供給することと、前記濾過部材によって選択的に除去された物質を、前記洗浄液とともに排出することとを含む。この構成によれば、短時間で用意に濾過部材の洗浄を行うことができるので、当該腹水処理システムにより大量の腹水を処理することが可能となる。

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、短時間で容易に濾過器の洗浄を行うことができるので、大量の腹水を継続的に処理することが可能となる。

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濾過器を示す縦断面図である。 図１の腹水処理システムの洗浄方法の原理を示す断面図である。

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３、濃縮器５、遮断器７、洗浄液供給器９および洗浄廃液回収容器１１を備えている。濾過器３の上流部には、処理対象の腹水Ａ１を貯留する貯留容器１３が接続され、濃縮器５には処理済みの腹水Ａ３を回収する回収容器１５が接続されている。

人体から採取した腹水Ａ１は、まず貯留容器１３に貯留され、貯留容器１３から腹水Ａ１が供給される。貯留容器１３の下流には、濾過器３が、連通路を形成する第１連通チューブ１７を介して接続されている。第１連通チューブ１７の中途には、開放弁１８が設けられている。さらに、濾過器３の下流には、濾過器３で濾過された濾過腹水Ａ２の移送路を形成する第２連通チューブ１９を介して、濃縮器５が接続されている。すなわち、貯留容器１３から腹水Ａ１を排出する腹水供給ポート１３ａと、濾過器３に貯留容器１３からの腹水Ａ１を導入する腹水導入ポート３ａとが、第１連通チューブ１７を介して接続されており、さらに、濾過腹水Ａ２を排出する腹水排出ポート３ｂと、濃縮器５に濾過腹水Ａ２を導入する濾過腹水導入ポート５ａとが、第２連通チューブ１９を介して接続されている。

濃縮器５の下流側には、廃液を排出する廃液ポート５ｂと、濃縮器５で濃縮処理された濃縮腹水Ａ３を排出する回収ポート５ｃとが設けられている。廃液ポート５ｂには、濃縮器５から廃液Ｗを吸引するための廃液吸引装置２１が、廃液通路を形成する廃液チューブ２３を介して接続されている。一方、回収ポート５ｃには、濃縮腹水Ａ３を回収するための回収容器１５が、回収通路を形成する回収チューブ２５を介して接続されている。さらに、回収チューブ２５の中途には、陰圧を発生させる陰圧発生装置２７が配設されている。

また、廃液チューブ２３の中途には、陰圧開放通路を形成する陰圧開放チューブ２９が接続されている。陰圧開放チューブ２９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３１を有している。

濾過器３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３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、樹脂製の筒状の濾過器ハウジング３３内に、濾過部材として最大孔径約０．２μｍの中空糸膜３５を複数束にして収容したものを用いている。濾過器３は、後に詳述するように、中空糸膜３５を濾過部材とする外圧濾過式の濾過装置として構成されている。

濾過器３に用いる濾過部材としては、中空糸膜３５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、かつ表面に付着した除去物質の洗浄が容易に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３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。

本実施形態における濾過器３は、その上流側の端部に洗浄液導入ポート３ｃが設けられており、この洗浄液導入ポート３ｃに、洗浄液導入通路を形成する洗浄液導入チューブ３７を介して、洗浄液供給器９が接続されている。洗浄液導入チューブ３７の中途には、開放弁３９が設けられている。洗浄液供給器９としては、洗浄液ＣＬを貯留し、洗浄液ＣＬに圧力をかけて吐出することができればどのようなものを用いてもよいが、本実施形態ではシリンジを使用している。洗浄液ＣＬとしては、浸透圧によって細胞が破壊されない液体を使用することができ、例えば、生理食塩水が好ましく用いられる。

また、濾過器３の周壁３ｄの上流側部分に、前記腹水導入ポート３ａが設けられており、周壁３ｄにおける、腹水導入ポート３ａよりも下流側の部分に、洗浄廃液ＣＷを濾過器３から排出する洗浄廃液排出ポート３ｅが設けられている。すなわち、洗浄廃液排出ポート３ｅは、濾過器３と洗浄液導入ポート３ｃとを接続する洗浄液導入ポート３ｃよりも下流側の部分に設けられている。濾過器３の洗浄廃液排出ポート３ｅは、洗浄廃液回収路を形成する洗浄廃液回収チューブ４１を介して洗浄廃液回収容器１１に接続されている。洗浄廃液回収チューブ４１の中途には、開放弁４２が設けられている。

図２に詳細に示すように、濾過器３の洗浄液導入ポート３ｃは、濾過器３の上流端部に設けた接続用突起に形成された、中空糸膜３５の長手方向Ｘに平行に延びる貫通孔３ｃａからなる。同様に、腹水排出ポート３ｂは、濾過器３の下流端部に設けた接続用突起に形成された、中空糸膜３５の長手方向Ｘに沿って延びる貫通孔３ｂａからなる。一方、腹水導入ポート３ａおよび洗浄廃液排出ポート３ｅは、それぞれ、濾過器３の周壁３ｄの上流側部分および下流側部分にそれぞれ設けた、接続用突起に形成された貫通孔３ａａおよび３ｅａからなる。腹水導入ポート３ａおよび洗浄廃液排出ポート３ｅの貫通孔３ａａおよび３ｅａは、それぞれ、中空糸膜３５の長手方向Ｘとほぼ直交する向きに延びるように形成されている。

濾過器ハウジング３３内の、洗浄液導入ポート３ｃと腹水導入ポート３ａとの間の軸方向位置に、多数の中空糸膜３５の一方の開放端部（第１端部）３５ａを固定かつ結束する円板状の第１端部固定部材４３が設けられている。また、腹水排出ポート３ｂと洗浄廃液排出ポート３ｅとの間の軸方向位置に、多数の中空糸膜の他方の開放端部（第２端部）３５ｂを固定かつ結束する円板状の第２端部固定部材４５が設けられている。これら固定部材４３および４５によって、濾過器３内に、第１端部固定部材４３よりも洗浄液導入ポート３ｃ寄りの洗浄液導入空間４７、両固定部材４３，４５間の濾過空間４９、および第２端部固定部材４５よりも腹水排出ポート３ｂの濾過腹水排出空間５１が画定されている。

図１の濃縮器５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５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、樹脂製の筒状の濃縮器ハウジング５５内に、濾過部材として分画分子量が約５０００以下の中空糸膜５７を収容したものを用いている。

濃縮器５に使用する濾過部材としては、中空糸膜５７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５に使用する中空糸膜５７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２１としては、任意に吸引圧を設定でき、かつ、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、−３００〜−４００ｍｍＨｇ程度に吸引圧を設定して良好に濃縮器５からの排水処理を行うことができる。

貯留容器１３および回収容器１５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、貯留容器１３としては３〜４Ｌ程度、回収容器１５としては１〜２Ｌ程度の容量のものが好ましく使用される。

洗浄廃液回収容器１１は、洗浄廃液ＣＷ中のガン細胞を無菌的に貯留することができるものであって、洗浄廃液ＣＷ中に有害な物質が溶出せず、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、３〜４Ｌ程度の容量のものが好ましく使用される。

陰圧発生装置２７は、濃縮器５の中空糸膜５７の目詰まりを抑制するために設けられている。陰圧発生装置２７は、任意に流量を設定して陰圧を発生させることができ、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く、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が可能である。もっとも、陰圧発生装置２７は省略してもよい。

遮断器７は、必要に応じて第２連通チューブ１９を確実に閉塞し、第２連通チューブ１９によって形成される濾過腹水Ａ２の移送路を遮断することができる部材であればどのようなものでもよく、本実施形態では樹脂製のチューブクランプを用いている。遮断器７としては、チューブクランプのように、第２連通チューブ１９と別体で、第２連通チューブ１９を外方から挟むことによりこのチューブを閉塞する部材を用いてもよいが、第２連通チューブ１９の中途に流路開閉弁を設けてもよい。

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の通常動作状態において、洗浄液導入チューブ３７の開放弁３９は閉じられており、かつ、第２連通チューブ１９は遮断器７によって遮断されていない。この状態で、貯留容器１３、第１連通チューブ１７、濾過器３、第２連通チューブ１９、濃縮器５、および回収チューブ２５によって形成される腹水処理通路５９内は、陰圧発生装置２７および廃液吸引装置２１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１３内の腹水Ａ１が、腹水導入ポート３ａを介して濾過器３に導入される。濾過器３では、腹水Ａ１中のがん細胞などの有害物質が、除去物質６１として中空糸膜３５によって除去され、中空糸膜３５の外表面に付着する。一方、濾過器３で濾過された有用物質であるアルブミン、グロブリン等を含む濾過腹水Ａ２は、腹水排出ポート３ｂから排出される。

濾過器３から排出された濾過腹水Ａ２は、次に、濃縮器５に導入される。濃縮器５の内部では、濾過腹水Ａ２が中空糸膜５７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５ｂに連通している廃液吸引装置２１によって吸引されて、廃液Ｗとして廃液ポート５ｂ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５ｃから排出されて回収容器１５に回収される。

腹水処理システム１の洗浄時には、まず、開放弁１８が閉じられて第１連通チューブ１７が遮断されるとともに、第２連通チューブ１９が遮断器７によって遮断される。次いで、洗浄液導入チューブ３７の開放弁３９、および洗浄廃液回収チューブ４１の開放弁４２が開かれ、その後、洗浄液供給器９によって洗浄液ＣＬが濾過器３に供給される。濾過器３に供給された洗浄液ＣＬは、図２に示すように、洗浄液導入空間４７から中空糸膜３５の内側に流入する。このとき、第２連通チューブ１９が遮断器７によって閉塞されているので、洗浄液ＣＬは、図３に示すように、シリンジである洗浄液供給器９によって付与された圧力により、中空糸膜３５表面の孔３５ｃを通って、中空糸膜３５の内部から外部へ流出する。この洗浄液ＣＬによって、除去物質６１が中空糸膜３５の外表面から剥離し、洗浄液ＣＬとともに、図１の洗浄廃液回収容器１１に、洗浄廃液ＣＷとして回収される。

本実施形態に係る腹水処理システム１によれば、濾過器３を短時間で、かつ容易に洗浄することができるので、長時間にわたって継続的に大量の腹水を処理することが可能となる。実験によれば、１３リットルの腹水を、１リットル当り約７分で処理できることが確認された。さらには、細胞成分や粘液成分を多く含む腹水や血性腹水を処理することも可能となる。また、濾過器３の洗浄によって回収された除去物質６１に含まれるガン細胞は、免疫療法や抗がん剤感受性テストに利用できる可能性がある。

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。

１ 腹水処理システム
３ 濾過器
３ａ 洗浄液供給ポート
３ｂ 腹水排出ポート
３ｅ 洗浄廃液排出ポート
５ 濃縮器
７ 遮断器
９ 洗浄液供給器
１１ 洗浄廃液回収容器
３５ 中空糸膜（濾過部材）
６１ 除去物質
Ａ１ 腹水
Ａ２ 濾過腹水
ＣＬ 洗浄液
ＣＷ 洗浄廃液

Claims (3)

1. 腹水中の特定の物質を選択的に除去する濾過部材を備える筒状の濾過器と、
   前記濾過器の腹水排出ポートに濾過腹水移送路を介して接続し、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、
   を備え、
   前記濾過器は、前記濾過腹水移送路が遮断された該腹水処理システムの洗浄時に、外部から濾過部材に洗浄液が供給される洗浄液供給ポートと、前記濾過部材によって選択的に除去された物質を前記洗浄時に前記洗浄液とともに排出する洗浄廃液排出ポートとを有し、
   前記濾過器の前記濾過部材が中空糸膜であり、外圧方式で両端が開口した中空糸膜の一端部が腹水処理時に閉塞される前記洗浄液供給ポートに連通しており、他端部が前記腹水排出ポートに連通しており、
   前記濾過機に腹水を導入する腹水導入ポートは、前記濾過器の周壁の上流側部分に設けた接続用突起に形成された、前記中空糸膜の長手方向とほぼ直交する向きに延びる貫通孔からなり、
   前記腹水排出ポートは、前記濾過器の下流端部に設けた接続用突起に形成された、前記中空糸膜の長手方向に沿って延びる貫通孔からなり、
   前記洗浄液導入ポートは、前記腹水導入ポートとは別個に濾過器の上流端部に設けた接続用突起に形成された、前記中空糸膜の長手方向に平行に延びる貫通孔からなり、
   洗浄廃液排出ポートは、前記濾過器の周壁の下流側部分に設けた接続用突起に形成された、前記中空糸膜の長手方向とほぼ直交する向きに延びる貫通孔からなる
   腹水処理システム。
2. 請求項１において、さらに、前記洗浄時に、前記濾過器に前記洗浄液を供給する洗浄液供給器と、前記濾過器から排出された前記洗浄廃液を回収する洗浄廃液回収容器とを有する腹水処理システム。
3. 請求項１または２に記載の腹水処理システムを洗浄する方法であって、
   前記濾過腹水移送路を遮断することと、
   前記濾過器に外部から前記洗浄液を供給することと、
   前記濾過部材によって選択的に除去された物質を、前記洗浄液とともに排出することと、
   を含む腹水処理システムの洗浄方法。

Images