JP5353202B2 - ドリップチャンバー用フィルタ - Google Patents

Description

この発明は、血液透析、血液濾過、血液交換等の体外循環回路に用いられるドリップチャンバー内に収容されるドリップチャンバー用フィルタの構造に関する。

下記特許文献１には、血液透析、血液濾過、血液交換等の体外循環回路が開示されている。この体外循環回路を図１０に示す。この体外循環回路においては、ダイアライザー１０１に、動脈側血液回路１０２と静脈側血液回路１０３とが連結されている。ダイアライザー１０１は、透析膜を介して血液と透析液を接触させ、溶質の濃度差による拡散と、静力学的な圧力差による限外濾過によって、溶質の除去、補給及び水分の除去を行なうことにより、血液を浄化する装置である。

動脈側血液回路１０２には、動脈側ドリップチャンバー１０４、血液ポンプ１０５、生理食塩水１０６および動脈側針１０７が連結されている。また、静脈側血液回路１０３には、静脈側ドリップチャンバー１０８および静脈側針１０９が連結されている。

図１１に、動脈側ドリップチャンバー１０４および静脈側ドリップチャンバー１０８に用いられる、ドリップチャンバー１１０を示す。ドリップチャンバー１１０は、体外循環回路内において、血液中の凝血塊、または血液中の異物を捕捉するために設けられものであり、円筒状のチャンバ１１１を有し、チャンバ１１１内には、フィルタ１２０が配設される。血液は、血液導入口１１２からチャンバ１１１内に導入され、フィルタ１２０を通過して、血液導出口１１３から導出される。

図１２に、フィルタ１２０の概略構成の一例を示す。このフィルタ１２０は、下端側が開放する円筒形状の胴体部１２１と、胴体部１２１の上端側を塞ぐ壁１２２と、胴体部１２１の下端側に配置される円筒ベース１２３とを有している。胴体部１２１は、下端側に向かって拡がる円錐形形状を有している。

胴体部１２１には、円周方向に沿って配置される複数のスリット状の開口部Ｓ１００が設けられている。開口部Ｓ１００は、上端側から下端側に向かうにしたがって、周方向に沿う方向の長さが長くなるように設けられている。胴体部１２１の高さは約２５ｍｍ、開口部Ｓ１００の上下方向に沿う幅は、０．２１ｍｍ、開口部Ｓ１００の周方向に沿う長さは、上端側で１．０ｍｍ程度、下端側で２．５ｍｍ程度である。なお、壁１２２にも、円弧形状の開口形状を有する開口部Ｓ２００が設けられている。

上記構成を備えるフィルタ１２０を、図１１に示すドリップチャンバー１１０内に装着し、体外循環回路を用いて血液透析等の血液の処理を行なった場合には、フィルタ１２０に設けられた開口部Ｓ１００，Ｓ２００において、血液中の凝血塊、または血液中の異物が捕捉されることになる。

しかし、フィルタ１２０において、開口部Ｓ１００は、血液の流れ方向（胴体部１２１の軸が延びる方向）に対して、略直交する方向（胴体部１２１の外周面の周方向）に延びるように設けられている。このため、図１３に示すように、血液中に含まれる気泡Ｂが、スリットＳ１００の上側に位置する長辺Ｓ１１０に捉えられ易くなり、複数の気泡Ｂが長辺Ｓ１１０に滞留することとなる。スリットＳ１００において、複数の気泡Ｂを滞留させた状態のまま、血液の透析を続行すると、血液が気泡Ｂの成分である空気と反応し、フィルタ１２０の表面で血液が凝固するおそれがある。
実用新案登録第３１２０９５３号

この発明が解決しようとする課題は、血液透析、血液濾過、血液交換等の体外循環回路に用いられるドリップチャンバー内に収容されるドリップチャンバー用フィルタにおいて、スリットが血液の流れ方向に対して、略直交する方向に延びるように設けられているために、ドリップチャンバー用フィルタの表面に、血液中の気泡が滞留しやすい点にある。

したがって、この発明の目的は、ドリップチャンバー用フィルタの表面での気泡の滞留を抑制することが可能な構造を有する、ドリップチャンバー用フィルタを提供することにある。

この発明に基づいたドリップチャンバー用フィルタにおいては、血液処理回路に用いられるドリップチャンバー内に収容されるドリップチャンバー用フィルタであって、下端側が開放された略円筒形状の胴体部と、上記胴体部の側面に形成される複数のスリット状の開口部とを備え、上記開口部は、その一端側がその他端側よりも上記胴体部の下端側に位置するように設けられる。

この発明に基づいたドリップチャンバー用フィルタによれば、スリット状の開口部の延びる方向が、血液の流れ方向（胴体部の軸が延びる方向）に対して、直交しない方向となるように設けられている。これにより、開口部の長辺側で気泡が捕捉されても、血液の流れに押されることにより、開口部の長辺に沿って流れだし、血液の流れにより気泡の開口部の通過を促すことができる。その結果、開口部の長辺側での気泡の滞留を抑制させることが可能となる。

以下、この発明に基づいた実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタについて、図を参照しながら説明する。なお、本発明の特徴は、ドリップチャンバー用フィルタの構造にあり、体外循環回路およびドリップチャンバーの構造は、図１０および図１１に示す構造と同じであることから、ここでの説明は繰り返さないこととし、ドリップチャンバー用フィルタの構造についてのみ、以下詳細に説明することとする。

また、以下に説明する実施の形態において、個数、量、大きさなどに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量、大きさなどに限定されるものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。

図１および図２を参照して、本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタ１の構造について説明する。なお、図１は、本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタ１の構造を示す正面図であり、図２は図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。

図１および図２を参照して、本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタ１は、下端側に開放端１０ｂを有する中心軸Ａ１の略円筒形状の胴体部１０と、この胴体部１０の側面に形成される複数のスリット状の開口部Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３とを備えている。胴体部１０の上端側は、円弧状の開口部Ｓ１を有する壁１０ａにより塞がれている。この胴体部１０の全体としての外形形状は、下端側に向かって拡がる略円錐形形状を有している。本発明において下端側とは、ドリップチャンバー用フィルタにおいて、ドリップチャンバーと設置される側のことである。

胴体部１０は、第１の胴体部１１と、この第１の胴体部１１よりも下端側の位置に、第１の胴体部１１の外径（Ｌ１）よりも大径に設けられる第２の胴体部１２を有している。この第２の胴体部１２よりも下端側の位置には、第２の胴体部１２の外径（Ｌ２）よりも大径に設けられる第３の胴体部１３を有している。

さらに、第３の胴体部１３よりも下端側の位置には、第３の胴体部１３の外径（Ｌ３）よりも大径に設けられる第４の胴体部１４を有している。また、第４の胴体部１４の下端側には、第４の胴体部１４の外径（Ｌ４）よりも大径に設けられる外形Ｌ５の円筒ベース１５が設けられている。

第１の胴体部１１と第２の胴体部１２との連結部には、全周にわたってカット面１２ａが設けられている。同様に、第２の胴体部１２と第３の胴体部１３との連結部、および第３の胴体部１３と第４の胴体部１４との連結部にも、それぞれ全周にわたってカット面１３ａ，１４ａが設けられている。

第１の胴体部１１の側面には、この第１の胴体部１１の外形面の母線ｂ１に対して平行に延びる複数のスリット状の開口部Ｓ１１が設けられている。なお、母線ｂ１は、この母線ｂ１を中心軸Ａ１の周りを移動させることにより、第１の胴体部１１の外形形状（円筒形状）が規定される線を意味する。

第２の胴体部１２の側面には、この第２の胴体部１２の外形面の母線ｂ２に対して平行に延びる複数のスリット状の開口部Ｓ１２が設けられている。なお、母線ｂ２は、この母線ｂ２を中心軸Ａ１の周りを移動させることにより、第２の胴体部１２の外形形状（円筒形状）が規定される線を意味する。

第３の胴体部１３の側面には、この第３の胴体部１３の外形面の母線ｂ３に対して平行に延びる複数のスリット状の開口部Ｓ１３が設けられている。なお、母線ｂ３は、この母線ｂ３を中心軸Ａ１の周りを移動させることにより、第３の胴体部１３の外形形状（円筒形状）が規定される線を意味する。

上記構成を備えるドリップチャンバーフィルタ１を、図１１に示したドリップチャンバー１１０内に装着し、体外循環回路を用いて血液透析等の血液の処理を行なった場合には、ドリップチャンバーフィルタ１に設けられた開口部Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３において、血液中の凝血塊、または血液中の異物が捕捉されることになる。

また、この発明に基づいたドリップチャンバー用フィルタによれば、図３に示すように、スリット状の開口部Ｓ１１は、その一端側Ｓ１１１がその他端側Ｓ１１２よりも胴体部１１の下端側に位置するように設けられている。その一例として、スリット状の開口部Ｓ１１は、開口部Ｓ１１の延びる方向を、胴体部１０の外形面の母線ｂ１に対して平行となるように設けられている。

その結果、開口部Ｓ１１の延びる方向は、血液の流れ方向（胴体部１０の中心軸Ａ１が延びる方向）に対して、直交しない方向となるため、開口部Ｓ１１の長辺側Ｓ１１３，Ｓ１１４で気泡が捕捉されても、血液の流れに押されることにより、開口部Ｓ１１の長辺側Ｓ１１３，Ｓ１１４に沿って流れだし、血液の流れにより気泡Ｂの開口部Ｓ１１の通過を促すことができる。その結果、開口部Ｓ１１の長辺側での気泡Ｂの滞留を抑制させることが可能となる。他のスリット状の開口部Ｓ１２，Ｓ１３においても同様である。

また、血液中の気泡Ｂがスムーズに流れることから、ドリップチャンバー１１０内での血液の対流の発生を抑制することも可能となる。なお、開口部Ｓ１１の短辺側Ｓ１１２で気泡が捕捉されることも考えられるが、長辺側の長さに比べてその長さが小さいことから、その影響は小さいものと考えられる。

（開口部の他の形態）
図４および図５を参照して、開口部の他の形態について説明する。図１から図３に示す開口部Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３には、その開口部の一端側がその他端側よりも胴体部の下端側に位置する一例として、胴体部の外形面の母線に対して平行に延びるスリット状の開口部を採用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、開口部の一端側がその他端側よりも胴体部の下端側に位置する形態としては、胴体部の外形面の母線ｂ１に対して傾斜するスリット状の開口部Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の採用も可能である。

この開口部Ｓ２１であっても、開口部Ｓ１２と同様に、開口部Ｓ２１の延びる方向は、血液の流れ方向（胴体部１０の中心軸Ａ１が延びる方向）に対して、直交しない方向となるため、開口部Ｓ２１の長辺側Ｓ２１３，Ｓ２１４で気泡が捕捉されても、血液の流れに押されることにより、開口部Ｓ２１の長辺側Ｓ２１３，Ｓ２１４に沿って流れだし、血液の流れにより気泡Ｂの開口部Ｓ２１の通過を促すことができる。その結果、開口部Ｓ２１の長辺側での気泡Ｂの滞留を抑制させることが可能となる。

また、スリット状の開口部の形状として、長方形形状の場合について説明したが、図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような開口形状の採用も可能である。（ａ）に示す開口部Ｓ３１は、トラック型であり、一端側と他端側とが円弧形状を有している。（ｂ）に示す開口部Ｓ４１は、台形型であり、一端側の長さよりも他端側の長さの方が長くなるように設けられている。（ｃ）に示す開口部Ｓ５１は、逆台形型であり、一端側の長さよりも他端側の長さの方が短くなるように設けられている。スリット状の開口部の他端側の幅としては、約０．１ｍｍ〜約１．０ｍｍ程度が望ましいが、より好ましくは約０．２ｍｍ〜約０．５ｍｍ程度である。

（比較実験）
以下、比較実験について説明する。比較実験として、図１２に示した従来の開口部形状を有するスリット（以下、横型スリットと称する）が設けられたドリップチャンバー用フィルタと、図１に示す本願発明に基づいた開口形状を有するスリット（以下、縦型スリット）が設けられたドリップチャンバー用フィルタフィルタとにおける、「エアーの付き状態」および「振動を加えた後のエアー除去状態」の確認試験を行なった。

（試験サンプル）
横型スリットの試験サンプルとして、図１２に示すドリップチャンバー用フィルタ１２０の下部を縦１ｃｍ、横１ｃｍの板状に加工したものを用いた。同様に、縦型スリットの試験サンプルとして、図１に示すドリップチャンバー用フィルタ１の第３の胴体部１３を縦１ｃｍ、横１ｃｍの板状に加工したものを用いた。試験サンプルの数量は、いずれの試験サンプルもＮｏ．１〜Ｎｏ．５の５サンプルを用意した。

（試験方法）
試験方法として、上記サンプルをＲＯ水（逆浸透膜で濾過された水）の入ったビーカに浸漬し、サンプルの上部２点を糸で固定する。その後、微小エアーをビーカに注入した。この状態で、各サンプルの「エアーの付き状態」を確認した。その結果を、下記表１に示す。

また、ビーカの側面を叩くことで、ビーカに振動を与え、「振動を加えた後のエアー除去状態」を確認した。その結果を、下記表２に示す。

上記表１および表２の結果からも明らかなように、エアーがドリップチャンバー用フィルタに付着している状態は、水平方向にプラスチック部分に引っかかるようになっており、横型スリット（従来）はその部分の面積が大きく付着エアー量が多くなる。また、振動を与えたエアー除去も同様の傾向があり、縦型スリット（本発明）の場合には、完全にエアーを除去することが確認できた。

これらの比較実験から、図１２に示す背景技術におけるドリップチャンバー用フィルタ１２０に比較して、本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタ１においては、気泡Ｂの滞留を抑制させることが確認できた。

（製造方法）
次に、図６を参照して、図１および図２に示すドリップチャンバー用フィルタ１の製造方法の概略について説明する。なお、図６は、ドリップチャンバー用フィルタ１の製造に用いられる金型の概略構成を示す縦断面図である。

ドリップチャンバー用フィルタ１に適用される材料としては、生体適合性材料が用いられ、具体的には、ポリアミド、ポリエステル、カーボネート・エチレンオキサイド共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロースアセテート、再生セルロース、シリコーンゴム等が用いられる。

図６に示すように、第１金型２１と第２金型２２とを合わせ、これらの金型によって形成されるキャビティ内に生体適合性材料を流し込むことにより、ドリップチャンバー用フィルタ１が成型される。第１金型２１には、スリット状の開口部Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を成型するための凸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。また、図７に示すように、第２金型２２側に、開口部Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を成型するための凸部２２ａを設けることも可能である。

また、図６および図７に示す凸部２１ａ，２２ａの形状の場合、金型から成型後のドリップチャンバー用フィルタ１を離型する場合、いわゆる無理抜きを行なう必要がある。これは、ドリップチャンバー用フィルタ１に用いた材料が柔軟である場合には可能である。しかし、ドリップチャンバー用フィルタ１に用いた材料が硬い材料の場合には、無理抜きによる離型は困難となる。

ドリップチャンバー用フィルタ１に用いた材料が硬い材料の場合には、図８に示すように、第１金型２１に設けられる凸部２１ａの側面２１ｂを、抜き方向に沿った形状とすることで、金型から成型後のドリップチャンバー用フィルタ１を容易に離型することができる。第１金型２２に凸部２２ａを設ける場合にも、図９に示すように、凸部２２ａの側面２２ｂを、抜き方向に沿った形状とすることで、金型から成型後のドリップチャンバー用フィルタ１を容易に離型することができる。

なお、上記実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタ１においては、胴体部１０の全体としての外形形状は、下端側に向かって拡がる略円錐形形状を採用し、また、胴体部１０が下端に向かって外径が拡大する３段形状の場合について説明した。これは、段差を設けることで成型品の剛性を高めることができること、一方の金型を他方の金型から抜くことができるため金型を割型にする必要がないこと、一つの金型で多数の成形品が成形し易いこと等に基づくものである。

したがって、本発明の本質は、胴体部１０の側面に形成される複数のスリット状の開口部の、その一端側がその他端側よりも胴体部１０の下端側に位置するように設けられる点にあることから、この構成が採用されるドリップチャンバー用フィルタであれば、外径が拡大する３段形状に限定されるものでなく、上端から下端にかけて均一な円筒形形状の胴体部を採用することも可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタの構造を示す正面図である。 図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタに採用される開口部の部分拡大図である。 本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタに採用される開口部の他の形態を示す部分拡大図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタに採用される開口部のさらに他の形態を示す部分拡大図である。 本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタの製造に用いられる金型の概略構成を示す縦断面図である。 本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタの製造に用いられる他の形態の金型の概略構成を示す部分拡大断面図である。 本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタの製造に用いられるさらに他の形態の金型の概略構成を示す部分拡大断面図である。 本実施の形態におけるドリップチャンバー用フィルタの製造に用いられるさらに他の形態の金型の概略構成を示す部分拡大断面図である。 血液透析、血液濾過、血液交換等の体外循環回路を示す模式図である。 体外循環回路に用いられるドリップチャンバーの構造を示す部分断面図である。 ドリップチャンバー内に設置されるフィルタの概略構成を示す図である。 フィルタにおける課題を示す模式図である。

符号の説明

１ ドリップチャンバー用フィルタ、１０ 胴体部、１０ａ 壁、１０ｂ 開放端、１１ 第１の胴体部、１２ 第２の胴体部、１２ａ，１３ａ，１４ａ カット面、１３ 第３の胴体部、１４ 第４の胴体部、１５ 円筒ベース、２１ 第１金型、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ 凸部、２１ｂ，２２ｂ 側面、２２ 第２金型、Ａ１ 中心軸、ｂ１，ｂ２，ｂ３ 母線、Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ３１，Ｓ４１，Ｓ５１ 開口部、Ｓ１１１ 一端側、Ｓ１１２ 他端側、Ｓ１１３，Ｓ１１４ 長辺側。

Claims (4)

1. 体外循環回路に用いられるドリップチャンバー内に収容されるドリップチャンバー用フィルタであって、
   下端側が開放された略円筒形状の胴体部と、
   前記胴体部の側面に形成される複数のスリット状の開口部と、を備え、
   前記開口部は、その一端側がその他端側よりも前記胴体部の下端側に位置するように設けられ、
   前記開口部が延びる方向は、前記胴体部の外形面の母線に対して平行であり、
   前記胴体部は、
   第１の胴体部と、
   前記第１の胴体部よりも下端側に位置し、前記第１の胴体部の外径よりも大径に設けられる第２の胴体部と、を有し、
   前記第１の胴体部の側面に、複数のスリット状の前記開口部が設けられ、
   前記第２の胴体部の側面に、複数のスリット状の前記開口部が設けられる、ドリップチャンバー用フィルタ。
2. 前記第１の胴体部と前記第２の胴体部との連結部には、全周にわたってカット面が設けられている、請求項１に記載のドリップチャンバー用フィルタ。
3. 前記胴体部に設けられる前記開口部の前記母線と交差方向に延びる短辺側の側面は、前記胴体部を形成する金型に設けられる凸部の抜き方向に沿った形状である、請求項１または２に記載のドリップチャンバー用フィルタ。
4. 前記胴体部の外形形状は、下端側に向かって拡がる略円錐形形状である、請求項１から３のいずれかに記載のドリップチャンバー用フィルタ。

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