JP5325054B2 - 吸着体充填カラム - Google Patents

Description

本発明は、血液の病因物質を吸着する吸着体が充填されたカラムであって、カラム内を流れる血液の漏出を防ぐシール機構を備えたカラムに関する。

従来から、患者の血液を体外に取り出し、吸着、ろ過等の処理を行って血液中の病因物質を除去した後に患者の体内に血液を戻す、アフェレシス療法と呼ばれる血液浄化療法が知られている。このアフェレシス療法により、患者の血液から白血球や血小板等の炎症性細胞を除去して潰瘍性大腸炎やクローン病といった炎症性疾患の治療を行ったり、低密度リポ蛋白質（ＬＤＬ）を除去して高コレステロール血症の治療を行ったりしている。

このアフェレシス療法には、分離膜を用いて血液から血漿を分離させ、さらにこの血漿を吸着体に接触させる血漿吸着法（ＰＡ：Ｐｌａｓｍａ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）や、患者の血液を直接吸着体等に接触させる直接血液潅流療法（ＤＨＰ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｈｅｍｏ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）等が知られており、このうち、処置の簡便さから直接血液潅流療法が近年急速に普及しつつある。

ここで、直接血液潅流療法においてはカラムと呼ばれる筒体が使用される。このカラムは、端部が開口した筒形状であって、内部に吸着体が充填されるケーシングと、ケーシングの端部の外周面に設けられたねじ溝部にねじ込み固定されるキャップとを備えている。さらにキャップには血液の流入口または流出口が設けられており、この流入口、流出口のそれぞれにはチューブが接続され、チューブは患者に接続されている。このような構成において、患者からチューブに脱血し、さらにチューブから流入口を経てケーシング内に血液が送られる。ケーシング内に送られた血液は吸着体と接触し、これにより血液中の病因物質が吸着体に吸着される。ケーシングを通過した血液は流出口からチューブを通って患者の体内に戻される。

ここで、ケーシングの内部には、吸着体の漏出を防止するためのフィルタと、このフィルタを固定するとともに、ケーシング内を流れる血液の漏出を防止するためのＯリングと、が設けられている。

フィルタはケーシング内周面に設けられた段部に当接するように配置され、またＯリングは段部よりもケーシングの端部側に設けられたシール面に当接すると共にフィルタとキャップとの間に配置される。このような構成において、Ｏリングがフィルタを押圧することでフィルタが固定される。さらに、Ｏリングをキャップに密着させるとともにケーシングのシール面にも密着させることによりキャップとケーシングとの隙間がシールされ、その結果ケーシング内を流れる血液の漏出が防止される。

上述のように、フィルタの固定および血液の漏出防止のためには、Ｏリングを（１）フィルタ側に押圧し、（２）キャップに密着させ、（３）シール面にも密着させる必要がある。この３つの作用をＯリングに加えるために、例えば先行技術文献１では、図７に示す吸着体充填カラム１において、キャップ２の内側（ケーシング３と向き合う側）に当接部４を設けるとともに、Ｏリング５の内周側に円盤状のサポート材６を設けている。すなわち、キャップ２をケーシング３にねじ込む際に当接部４がＯリング５をフィルタ７に押圧する。これにより上述の（１）（２）の作用がＯリング５に加えられる。さらに、当接部４がＯリング５をフィルタ７に押圧することによりＯリング５がつぶれて変形する際に、サポート材６がＯリング５を拘束してＯリング５が内周側に撓むことを防ぐことにより、Ｏリング５をシール面８に密着させている。これにより上述の（３）の作用がＯリング５に加えられる。

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ここで、サポート材はＯリングを拘束する用途しか有していない。このことから、サポート材を省略してカラムの部品点数を低減することが望まれていた。

そこで本発明は、サポート材を省略してもＯリングをシール面に密着させることができる構成を具備し、従来よりも部品点数を低減させた吸着体充填カラムを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、端部が開口した筒形状であり、端部の内周面には外周側から順にシール面と段部とが形成された、吸着体を充填するためのケーシングと、ケーシングに固定されるキャップと、段部に当接して位置決めされ、吸着体の漏出を防止するフィルタと、シール面に当接して位置決めされ、キャップとフィルタとの間に配置されるＯリングと、を備えた、吸着体充填カラムに関するものである。キャップにはＯリングに当接する当接部が設けられ、当接部はリング状の突起であって、その頂部の径が、Ｏリングの内径よりも小さくなるように形成され、さらに当接部には、頂部から外周側に向かって突出高さが低くなるような斜面状の押圧面が形成されている。キャップがケーシングに固定される際に、突起の頂部がＯリングよりも内周側に入り込むとともに、押圧面がＯリングをフィルタに押圧しつつシール面にも押圧する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の吸着体充填カラムであって、ケーシングの端部の外周面には固定面が形成され、キャップの内周面には固定面に螺合する被固定面が形成されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１記載の吸着体充填カラムであって、 シール面よりもケーシング内周面の端部側に固定面が形成され、キャップの外周面には固定面に螺合する被固定面が形成されていることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか一つに記載の吸着体充填カラムであって、押圧面は、ケーシングの中心軸に垂直な面に対する角度が、４０°以上５０°以下となるように形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、キャップの押圧面がＯリングをフィルタに押圧する際にシール面にも押圧するのでＯリングはシール面に密着する。これにより従来よりも部品点数の少ないカラムを提供することができる。

本実施形態に係る吸着体充填カラムの外観図である。 本実施形態に係る吸着体充填カラムの断面図である。 本実施形態に係る吸着体充填カラムの一部を拡大した図である。 本実施形態に係る吸着体充填カラムの一部を拡大した図である。 本実施形態に係る吸着体充填カラムの一部を拡大した図である。 本実施形態に係る吸着体充填カラムの他の実施形態を示す図である。 従来の吸着体充填カラムの断面図である。

まず、本実施形態に係る吸着体充填カラムの構成について説明する。図１には本実施形態に係る吸着体充填カラム１の外観が示されている。吸着体充填カラム１は、吸着体が充填される筒形状のケーシング３と、ケーシング３の両端部に固定されるキャップ２とを備えている。ここで、キャップ２には血液の流入口９または流出口１０が設けられており、この流入口９および流出口１０はそれぞれ図示しないチューブに接続されている。さらにこのチューブは患者に接続されている。

吸着体充填カラム１の断面図を図２に示す。なお、図２には吸着体充填カラム１の流出口１０側の断面図しか示されていないが、流入口９側も流出口１０側と同様の構造を備えている。

ケーシング３内には吸着体１１が充填されている。ここで、図２に示す吸着体１１は球形状であるが、この態様に限られず、糸状の吸着体１１を充填してもよい。

さらに、図２右下の拡大図に示すように、ケーシング３の端部の外周面にキャップ２を固定する固定面となるケーシング側ねじ溝部１２が設けられ、一方でキャップ２の内周面にはケーシング側ねじ溝部１２に螺合する被固定面となるキャップ側ねじ溝部１３が設けられている。ここで、図２におけるケーシング側ねじ溝部１２およびキャップ側ねじ溝部１３はともにねじ山が形成されているが、ねじ山の代わりにバヨネット機構における爪とこの爪に適合する溝とを形成してもよい。さらにケーシング３の固定面とキャップ２の被固定面からねじ山を除去して面形状とし、ケーシング３とキャップ２とを組み合わせた後に超音波溶着等の溶着手段で両者を固定するようにしてもよい。

また、ケーシング３の端部の内周面には、外周側から順にシール面８と段部１４とが形成され、段部１４は、シール面８と略直角を成す形状とされている。段部１４にはフィルタ７の外縁リング１５が当接している。ここで、フィルタ７はケーシング３内の吸着体１１の漏出を防ぐための部材であり、フィルタ７のメッシュ材１６の孔径（オープニングサイズ）は吸着体１１の大きさを考慮して定められる。例えば吸着体１１が球形状である場合、メッシュ材１６の孔径は吸着体１１の外径の２／３以下であることが好ましい。またその一方で孔径が小さすぎると血液の流れが滞るおそれがあるため、孔径は２００μｍ以上であることが望ましい。

また、ケーシング３のシール面８に当接し、さらにキャップ２とフィルタ７との間に挟まれるようにしてＯリング５が配置されている。Ｏリング５はキャップ２とケーシング３との隙間をシールするために弾性体から構成されており、例えばシリコンゴム、ポリウレタンゴム、イソプレンゴムまたはこれらを混合したものを材料として製造される。

また、キャップ２の内側、つまりケーシング３と向き合う側には、ケーシング３内に配置されたＯリング５と当接する当接部４が設けられている。当接部４はリング状の突起であり、その頂部がＯリング５よりも内周側に配置され、さらに、突起の高さは外周側よりも内周側が高くなるように形成されている。加えてこの外周側から内周側にかけて断面が斜面状の押圧面１７が形成され、この押圧面１７がＯリング５をフィルタ７側に押圧するとともにシール面８側にも押圧している。このように、本実施形態に係る吸着体充填カラム１は、押圧面１７がＯリング５をシール面８に押圧することによりＯリング５をシール面８に密着させることができるから、従来Ｏリング５をシール面８に密着させる際に必要としていたサポート材６が不要となり、従来の吸着体充填カラム１よりも部品点数を低減させることが可能となる。

なお、押圧面１７は、キャップ２がケーシング３に固定される際にＯリング５をフィルタ７側およびシール面８側の両方に押圧できる構造であればよく、図２のように１面から構成される他に、図３のように断面が斜面状の第１の押圧面１８とケーシング３の中心軸に略垂直な面である第２の押圧面１９との２面から構成されていても良く、また押圧面１７は３面以上から構成されていても良い。

ここで、押圧面１７が１面から構成される場合には、押圧面１７の断面である斜面の角度について、図４に示すようにケーシング３の中心軸に垂直な面からの角度θが４０°以上５０°以下であることが好ましい。

さらに、図４を用いてシール面８の高さｈについても説明する。上述のように、押圧面１７がＯリング５を押圧することによりＯリング５とシール面８とが密着する。このとき、シール面８の高さｈについて、フィルタ７の外縁リング１５の厚さをｄとし、Ｏリング５の断面の半径をｒとすると、ｈ≧ｄ＋ｒであることが望ましい。シール面８の高さｈがｄ＋ｒ未満であるとＯリング５がシール面８を乗り越えてしまいシール面８に密着できない場合があるが、シール面８の高さｈをｄ＋ｒ以上とすることでＯリング５の乗り越えを防ぎ、Ｏリング５を確実にシール面８に密着させることができる。

以上、本実施形態に係る吸着体充填カラム１の構成について説明した。次に、本実施形態に係る吸着体充填カラム１の組み立てについて説明する。まず、ケーシング３の両端のうちどちらか一方の段部１４にフィルタ７の外縁リング１５を当接させる。その後、Ｏリング５を外縁リング１５およびシール面８に当接させる。さらにケーシング側ねじ溝部１２にキャップ側ねじ溝部１３を螺合させてキャップ２をケーシング３にねじ込み固定する。これによりケーシング３の一方が封止される。次に、ケーシング３の開口している端部側から吸着体１１をケーシング３内に充填する。吸着体１１をケーシング３内に充填した後、ケーシング３の開口している端部側の段部１４にフィルタ７の外縁リング１５を当接させる。さらにＯリング５を外縁リング１５およびシール面８に当接させる。最後にケーシング側ねじ溝部１２にキャップ側ねじ溝部１３を螺合させてキャップ２をケーシング３にねじ込むことによりキャップ２をケーシング３に固定する。

ここで、ケーシング側ねじ溝部１２にキャップ側ねじ溝部１３がねじ込まれるに従って、図５に示すようにキャップ２の押圧面１７はＯリング５をフィルタ７側及びシール面８側に押圧する。このとき、押圧面１７がＯリング５をフィルタ７側に押圧することによってフィルタ７が段部１４に位置決めされるとともに、Ｏリング５がキャップ２に密着する。さらに押圧面１７がＯリング５をシール面８に押圧することによりＯリングがシール面８に密着する。

このように本実施形態においては、押圧面１７がＯリング５を（１）フィルタ側に押圧し、（２）キャップに密着させ、（３）シール面にも密着させることにより、フィルタ７が固定されるとともにケーシング３とキャップ２との隙間がシールされる。従来の吸着体充填カラム１においては上記の３つの作用をＯリング５に加えるために複数の部材を必要としていたが、本実施形態においては押圧面１７のみによってこの３つの作用がＯリング５に加えられる。したがって従来よりも部品点数の少ない吸着体充填カラム１を提供することができる。

さらに、従来はＯリング５に上記３つの作用を加えるための部材を流出口１０の近傍など、吸着体充填カラム１内の血液の流れを遮るような位置に配置し、これによって血液の流れが滞る場合があったが、本実施形態では上記３つの作用を加える部材は当接部４のみであり、さらにこの当接部４はキャップの外周側に形成され血液の流れを遮るような位置には配置されていないから、吸着体充填カラム１内の血液は従来よりもスムーズに流れる。

なお、上述の実施形態においては固定面であるケーシング側ねじ溝部１２をケーシング３の外周面に設けていたが、図６に示すようにケーシング３の内周面側に設けても良い。この場合、ケーシング３の内周面には、端部側から順にケーシング側ねじ溝部１２、シール面８、段部１４が形成される。その一方でキャップ２の外周面には被固定面であるキャップ側ねじ溝部１３が形成される。その他の構成については図２に示す構成と同様である。

以上、本実施形態に係る吸着体充填カラム１の構成や組み立てについて説明した。次に、本実施形態に係る吸着体充填カラム１を使用した血液浄化処理を行った実施例について以下に説明する。

図１に示す吸着体充填カラム１を用い、以下の条件で血液浄化処理を行った。
吸着体：球体の吸着ビーズ
押圧面：１面のみから構成され、斜面の角度θを４５°とした。
浄化対象の血液：５０ｍＬ／ｍｉｎの流量にて１時間吸着体充填カラム１に通液する。

上述の実施例による血液浄化処理後の吸着体充填カラム１を観察したところ、キャップ２とケーシング３との隙間からの血液の漏出はなく、Ｏリング５によって確実にキャップ２とケーシング３との隙間がシールされていることが明らかとなった。また、観察の結果、吸着体１１の漏出も見られなかった。このことから、Ｏリング５が確実にフィルタ７を固定していることが明らかとなった。

１ 吸着体充填カラム、２ キャップ、３ ケーシング、４ 当接部、５ Ｏリング、６ サポート材、７ フィルタ、８ シール面、９ 流入口、１０ 流出口、１１ 吸着体、１２ ケーシング側溝部、１３ キャップ側溝部、１４ 段部、１５ 外縁リング、１６ メッシュ材、１７，１８，１９ 押圧面。

Claims (4)

1. 端部が開口した筒形状であり、端部の内周面には外周側から順にシール面と段部とが形成された、吸着体を充填するためのケーシングと、
   ケーシングに固定されるキャップと、
   段部に当接して位置決めされ、吸着体の漏出を防止するフィルタと、
   シール面に当接して位置決めされ、キャップとフィルタとの間に配置されるＯリングと、
   を備えた、吸着体充填カラムであって、
   キャップにはＯリングに当接する当接部が設けられ、
   当接部はリング状の突起であって、その頂部の径が、Ｏリングの内径よりも小さくなるように形成され、さらに当接部には、頂部から外周側に向かって突出高さが低くなるような斜面状の押圧面が形成され、
   キャップがケーシングに固定される際に、突起の頂部がＯリングよりも内周側に入り込むとともに、押圧面がＯリングをフィルタに押圧しつつシール面にも押圧することを特徴とする、吸着体充填カラム。
2. 請求項１記載の吸着体充填カラムであって、
   ケーシングの端部の外周面には固定面が形成され、
   キャップの内周面には固定面に螺合する被固定面が形成されていることを特徴とする、吸着体充填カラム。
3. 請求項１記載の吸着体充填カラムであって、
   シール面よりもケーシング内周面の端部側に固定面が形成され、
   キャップの外周面には固定面に螺合する被固定面が形成されていることを特徴とする、吸着体充填カラム。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の吸着体充填カラムであって、
   押圧面は、ケーシングの中心軸に垂直な面に対する角度が、４０°以上５０°以下となるように形成されていることを特徴とする、吸着体充填カラム。

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