JP6411501B2 - 血液処理フィルター、及び血液処理フィルターの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、血液成分を含む液体または血液から凝集物や白血球等の好ましくない成分を除去するための血液処理フィルター、及び血液処理フィルターの製造方法に関する。特に、この血液処理フィルターは、例えば、使い捨ての血液処理フィルターであり、輸血用の全血製剤、赤血球製剤、血小板製剤、血漿製剤などから副作用の原因となる微小凝集物や白血球を除去する目的で用いられる。
ドナーから採血された全血は、赤血球製剤、血小板製剤、血漿製剤等の血液成分製剤に分離され、貯蔵された後に輸血されるのが一般的となりつつある。これらの血液製剤に含まれる微小凝集物や白血球が種々の輸血副作用の原因となることから、輸血の前にこれらの好ましくない成分を除去してから輸血する方法、または、採血後にこれらの好ましくない成分を除去してから一旦保存したものを輸血する方法が多く用いられている。
血液製剤からこれらの好ましくない成分を除去するための方法としては、血液製剤を血液処理フィルターで処理するのが最も一般的である。血液処理フィルターとしては、不織布や多孔質体からなるフィルター要素を、例えば、特許文献1〜5に示されるような可撓性容器に内装したもの、及びポリカーボネート等の硬質容器に内装したものの二種類が用いられている。
通常、血液処理フィルターで血液製剤を処理する際は、血液処理フィルターの入口には、処理対象の血液製剤が入った血液製剤バッグが接続され、血液製剤バッグは、血液処理フィルターよりも20cm〜100cm程高い位置に置かれる。その結果、重力の作用により、血液製剤は、血液製剤バッグから血液処理フィルターに導入される。一方、血液処理フィルターの出口には濾過後の血液製剤を収容する回収バッグが接続され、回収バックは、血液処理フィルターよりも50cm〜100cm程低い位置に置かれる。その結果、重力の作用により、濾過後の血液製剤は、回収バッグに収容される。このとき、血液処理フィルター容器内におけるフィルター要素より入口側の空間は、フィルター要素の抵抗によって圧力損失が生じ、陽圧となる。一方、フィルター要素より出口側の空間では、出口から血液製剤が流出するため、逆に陰圧となる。
特許文献1〜5に示されるような可撓性容器の血液処理フィルターは、容器が可撓性であるため、入口側の空間では陽圧によって容器が風船状に膨らむと共に、フィルター要素が容器の出口側に押しつけられる。一方、出口側の空間では陰圧によって容器がフィルター要素に密着し、出口の開口部がふさがれた状態となる。即ち、血液はフィルター内から流出しようとするが、開口部が閉塞されているため、血液が流れ出すことが困難となる。
これに対して、硬質容器を用いた血液処理フィルターは、濾過の最中でも大きな変形を起こすことがなく、また、フィルター要素が出口側に押し付けられ、出口の開口部がふさがれた状態となることはない。このような硬質容器は、入口側容器材と出口側容器材とが嵌合されてなり、入口側容器材と出口側容器材とにそれぞれ設けられたリブ状の凸部同士を互いに押し付け合うことで、フィルター要素の外縁部を挟み込んでいる。凸部同士を高密度に圧縮することによって、血液がフィルター要素の外縁部を乗り越えて濾過されずに通過する横漏れ(サイドフロー)の発生を防ぐことができる。
ところで、血液製剤の処理に用いられるためには、装置全体の滅菌が必要となり、一般に蒸気滅菌が施される。硬質容器のフィルターは蒸気の浸透性が悪く長時間の滅菌時間を要する。しかし、長時間のオートクレーブ滅菌を実施すると、血液保存液の劣化等が起こるため、フィルター単体で滅菌した後、血液バック、回路等を接続してから、再度滅菌する必要が生じ、煩雑な作業を実施する必要があった。
これを解決する手段として、特許文献6に記載のフィルターが考案された。このフィルターは、入口側容器材の一部又は全部に可撓性部材を用い、出口側容器材の一部又は全部に硬質の部材を用いている。そして、このフィルターでは、出口側容器材に硬質部材を用いることで、出口側容器材のフィルター要素への密着による血液流れ不良を防ぐとともに、入口側容器材に可撓性部材を用いることで、蒸気滅菌時の蒸気の浸透性を確保することができる。
特開平11−216179号公報 特開平7−267871号公報 国際公開第2004/050147号パンフレット 国際公開第95/17236号パンフレット 欧州特許出願公開第0526678号明細書 特開2011−072814号公報
しかしながら、本発明者らの検証の結果、入口側容器材と出口側容器材の一部または全部に、可撓性部材と硬質部材とを併用するフィルターでは、高温高圧の蒸気時の樹脂の収縮により、入口側容器材、フィルター要素、出口側容器材の接着部に影響を与え、好ましくない成分の除去性能を低下させたり、容器の破損が発生したりする可能性があることが明らかになった。
そこで、本発明の第1の態様、及び第3の態様は、血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避でき、更にオートクレーブ滅菌に適した、血液処理フィルター及び血液処理フィルターの製造方法を提供することを目的とする。
また、上記の背景技術では、硬質容器の接着には主に超音波溶着法が用いられるが、エネルギーの伝達効率の面から、外周部のみを押さえて溶着を行うため、容器の変形が起こりやすく、成形後のフィルター、及び、フィルター要素ともに、中央部が厚く、外周側が薄くなり、血液処理時の血液の流れが不均一になりやすい傾向があった。
そこで、本発明の第2の態様、及び第4の態様は、フィルター要素を均一に使用でき、更にオートクレーブ滅菌に適した血液処理フィルター及び血液処理フィルターの製造方法を提供することにある。
発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、入口側容器材及び出口側容器材の主要部を硬質樹脂から作成し、この入口側容器材及び出口側容器材によってフィルター要素の表裏の濾過面の外縁部同士を挟み付けて所定の厚みとなるように圧縮することで血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避できることを見出した。更に、入口側容器材及び出口側容器材によって形成される硬質容器の一部に蒸気浸透性を有する蒸気透過部を設けることで、オートクレーブの滅菌性を向上できるという知見を見出し、本発明に想到した。
すなわち、本発明の第1の態様は、血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターであって、シート状のフィルター要素と、フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、フィルター要素は、入口空間側及び出口空間側に配置された一対の濾過面を有し、入口側容器材及び出口側容器材には、一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、フィルター要素は、把持部によって挟み付けられた部分の厚みが0.05倍以上、且つ0.5倍以下に圧縮されており、硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられている。なお、本発明における血液とは、輸血用の全血製剤、赤血球製剤、血小板製剤、血漿製剤などの血液製剤を含む。
第1の態様に係る血液処理フィルターの硬質容器には、蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられているので、オートクレーブでの滅菌を実施し易くなる。また、入口側容器材及び出口側容器材には、一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、把持部によってフィルター要素の厚みは0.05倍〜0.5倍に圧縮されている。その結果、好ましくない成分が、フィルター要素の外縁部を乗り越えて濾過されずに通過する横漏れ(サイドフロー)を防止できる。
第1の態様において、蒸気透過部は、入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に設置された蒸気透過性を有するフィルムである血液処理フィルターとすることができる。
第1の態様において、入口側容器材及び出口側容器材は硬質樹脂からなり、蒸気透過部は可撓性樹脂からなる血液処理フィルターとすることができる。
第1の態様において、蒸気透過部は、硬質容器の一部分であって、他の部分に比べて薄い薄肉部分であると共に、蒸気透過部と他の部分とは一体成形されている血液処理フィルターとすることができる。
更に、第1の態様において、蒸気透過部の厚みは50μm以上、且つ500μm以下である血液処理フィルターとすることができる。
第1の態様において、フィルター要素の厚みの変動係数(CV値)は6%以下とすることができる。これによれば、フィルター要素を有効に利用できる。血液ろ過時にフィルター要素に厚みの差が大きい場合は、厚い部分つまり嵩密度の低い部分の抵抗が低くなりフィルター要素の厚い部分のみを血液が通過することによっての片流れを防止することができ、有効にフィルター要素全体を使用できないリスクを容易に回避できる。
第1の態様において、入口空間における入口側容器材からフィルター要素の入口側表面までの距離の変動係数(CV値)が10%以下とすることができる。これによれば、入口から入ってきた血液が入口空間に均等に広がりフィルター要素を有効に使用することができる。
また、本発明の第2の態様は、血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターであって、シート状のフィルター要素と、フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、フィルター要素は、入口空間側の濾過面及び出口空間側の濾過面と、一対の濾過面の周縁に沿った端面とを有し、入口側容器材及び出口側容器材には、一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、フィルター要素の厚みの変動係数が6%以下であり、硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられている。
血液等のろ過時にフィルター要素の場所ごとに厚みの差が大きい場合は、厚い部分つまり嵩密度の低い部分の抵抗が低くなりフィルター要素の厚い部分のみを血液等が通過することによって偏った流れが生じ易くなり、フィルター要素全体を使用できないリスクが生じる。これに対し、第2の態様に係る血液処理フィルターでは、フィルター要素の厚みの変動係数(CV値)を6%以下に設定しているので、血液等の偏った流れを抑止し、フィルター要素全体を有効に利用できる。また、第2の態様に係る血液処理フィルターの硬質容器には、蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられているので、オートクレーブでの滅菌を実施し易くなる。
第2の態様において、入口空間における入口側容器材からフィルター要素の入口側表面までの距離の変動係数(CV値)が10%以下とすることができる。これによれば、入口から入ってきた血液が入口空間に均等に広がりフィルター要素を有効に使用することができる。
第2の態様において、入口側容器材及び出口側容器材は硬質樹脂からなり、蒸気透過部は可撓性樹脂からなる血液処理フィルターとすることができる。
第2の態様において、蒸気透過部は、硬質容器の一部分であって、他の部分に比べて薄い薄肉部分であると共に、蒸気透過部と他の部分とは一体成形されている血液処理フィルターとすることができる。
第2の態様において、蒸気透過部の厚みは50μm以上、且つ500μm以下である血液処理フィルターとすることができる。
第2の態様において、フィルター要素は、一対の濾過面の周縁に沿った端面を有し、把持部は、端面に密着する密着部を有する血液処理フィルターとすることができる。端面に密着する密着部を有することで、把持部は位置決めされてズレ難くなり、一対の濾過面の外縁部同士を高密度に圧縮する上で有利である。その結果、把持部で圧縮する外縁部の領域を小さくしても把持部で確実に圧縮でき、血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避できる。
第2の態様において、把持部は、フィルター要素の最外縁から1mm〜5mmの幅の範囲を外縁部として圧縮している血液処理フィルターとすることができる。外縁部の範囲を、上記の範囲とすることで、血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避できる。
第2の態様において、入口側容器材及び出口側容器材は、フィルター要素の端面を取り囲んで嵌り合う嵌合部を更に有する、血液処理フィルターとすることができる。嵌合部で嵌り合わせることで、入口側容器材と出口側容器材とを容易に位置合わせでき、更に、入口側容器材と出口側容器材との接合を容易に行うことができる。
第2の態様において、嵌合部は、入口側容器材に設けられた入口側嵌合部と、出口側容器材に設けられた出口側嵌合部と、を有し、入口側嵌合部と出口側嵌合部との摺接部の少なくとも一部は、溶融樹脂によって嵌合部の全周にわたって帯状に溶着されている血液処理フィルターとすることができる。この血液処理フィルターでは、気密性、液密性が高まり、好適である。
第2の態様において、摺接部に樹脂流路が設けられており、樹脂流路内に溶融樹脂が充填されて摺接部が溶着されている血液処理フィルターとすることができる。この血液処理フィルターでは、溶融樹脂が摺接部からはみ出しにくく、硬質容器内に侵入するおそれが無くて好適である。
第2の態様において、硬質容器は、室温での引張弾性率が1GPa以上の樹脂からなる血液処理フィルターとすることができる。この血液処理フィルターでは、濾過時の変形を抑えることができて好適である。
また、本発明の第3の態様は、血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターの製造方法である。この血液処理フィルターは、シート状のフィルター要素と、フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、フィルター要素は、入口空間側及び出口空間側に配置された一対の濾過面を有し、入口側容器材及び出口側容器材には、一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、把持部によってフィルター要素の厚みは0.05倍〜0.5倍に圧縮されており、硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられている。第3の態様に係る血液処理フィルターの製造方法は、一方の金型で入口側容器材を、他方の金型で出口側容器材を射出成形すると共に、入口側容器材、及び出口側容器材の少なくとも一方に蒸気透過部を形成する容器材成形工程と、入口側容器材又は出口側容器材にフィルター要素を装填する装填工程と、フィルター要素が装填された状態で、入口側容器材と出口側容器材とを突き合せると共に、フィルター要素の外縁部を圧縮して前記フィルター要素の厚みを0.05倍〜0.5倍に圧縮する接合工程と、入口側容器材と出口側容器材とを互いに固着する固着工程と、を備える。
第3の態様に係る血液処理フィルターの製造方法によれば、接合工程と接着工程とを有するので、強い力で入口側容器材と出口側容器材とを押し付け合うことができる。このため、フィルター要素を高密度に圧縮でき、更に、高密度に圧縮された状態で、入口側容器材と出口側容器材とフィルター要素の端面とを溶融樹脂によって接着することができる。その結果、この製法によって製造された血液処理フィルターによれば、好ましくない成分が、フィルター要素の外縁部を乗り越えて濾過されずに通過する横漏れ(サイドフロー)を効果的に防ぐことができる。また、入口側容器材と出口側容器材の少なくとも一方には蒸気透過部が設けられているので、オートクレーブでの滅菌を実施し易くなる。
第3の態様において、容器材成形工程では、入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に蒸気透過性を有するフィルムを設置することで蒸気透過部を形成することができる。
第3の態様において、容器材成形工程では、入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に、一部分が他の部分に比べて薄い薄肉部分を設置することで蒸気透過部を形成することができる。
第3の態様において、接合工程は、一対の金型を型合わせし、フィルター要素を挟んだ状態で入口側容器材と出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を備えることもできる。一対の金型を型閉めし、入口側容器材と出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を有するので、強い力で入口側容器材と出口側容器材とを押し付け合うことができる。このため、フィルター要素をより高密度に圧縮できる。
また、本発明の第4の態様は、血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターの製造方法である。この血液処理フィルターは、シート状のフィルター要素と、フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、フィルター要素は、入口空間側及び出口空間側に配置された一対の濾過面を有し、入口側容器材及び出口側容器材には、一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、フィルター要素の厚みの変動係数が6%以下であり、硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられている。第4の態様に係る血液処理フィルターの製造方法は、一方の金型で入口側容器材を、他方の金型で出口側容器材を射出成形すると共に、入口側容器材、及び出口側容器材の少なくとも一方に蒸気透過部を形成する容器材成形工程と、入口側容器材又は出口側容器材にフィルター要素を装填する装填工程と、フィルター要素が装填された状態で、入口側容器材と出口側容器材とを突き合せると共に、フィルター要素の厚みの変動係数が6%以下となるように、フィルター要素の外縁部を圧縮する接合工程と、入口側容器材と出口側容器材とを互いに固着する固着工程と、を備える。
第4の態様に係る血液処理フィルターの製造方法によれば、一対の金型を型閉めし、入口側容器材と出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を有するので、強い力で入口側容器材と出口側容器材とを押し付け合うことができる。このため、フィルター要素を高密度に圧縮することができる。また、好ましくない成分が、フィルター要素の外縁部を乗り越えて濾過されずに通過する横漏れ(サイドフロー)を、フィルター要素の把持部によって防止できる。更に、血液ろ過時にフィルター要素に厚みの差が大きい場合は、厚い部分つまり嵩密度の低い部分の抵抗が低くなりフィルター要素の厚い部分のみを血液が通過することによっての片流れを防止することができ、有効にフィルター要素全体を使用できないリスクを容易に回避できる。また、入口側容器材と出口側容器材の少なくとも一方には蒸気透過部が設けられているので、オートクレーブでの滅菌を実施し易くなる。
第4の態様において、容器材成形工程では、入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に蒸気透過性を有するフィルムを設置することで蒸気透過部を形成することもできる。
第4の態様において、容器材成形工程では、入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に、一部分が他の部分に比べて薄い薄肉部分を設置することで蒸気透過部を形成することもできる。
第4の態様において、接合工程は、一対の金型を型合わせし、フィルター要素を挟んだ状態で入口側容器材と出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を備えることもできる。一対の金型を型閉めし、入口側容器材と出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を有するので、強い力で入口側容器材と出口側容器材とを押し付け合うことができる。このため、フィルター要素をより高密度に圧縮できる。
本発明の第1の態様、及び第3の態様によれば、血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避でき、かつオートクレーブの滅菌性を向上できる。また、本発明の第2の態様、及び第4の態様によれば、フィルター要素を均一に使用でき、更にオートクレーブの滅菌性を向上できる。
図1は、本発明の実施形態に係る血液処理フィルターの入口側容器材側から見た平面図である。 図2は、本発明の実施形態に係る血液処理フィルターの側面図である。 図3は、図1のIII−III線に沿った断面図であり、蒸気透過部及び嵌合部を拡大して示す図である。 図4は、図3に対応し、本実施形態に係る蒸気透過部の第1の変形例を拡大して示す断面図である。 図5は、図3に対応し、本実施形態に係る嵌合部の変形例を拡大して示す断面図である。 図6は、成形前後のフィルター要素の厚みを測定した測定結果である。 図7は、実施形態に係る血液処理フィルターの製造における容器材成形工程を説明するための説明図である。 図8は、実施形態に係る血液処理フィルターの製造における装填工程を説明するための説明図である。 図9は、本発明の実施形態に係る血液処理フィルターの製造における嵌合工程(接合工程)及び固着工程を説明するための説明図である。 図10は、フィルター要素の厚みの変動係数(CV値)、及び入口側容器材からフィルター要素の入口側表面までの距離の変動係数(CV値)を説明するための血液処理フィルターの断面図である。 図11は、図3に対応し、本実施形態に係る蒸気透過部の第2の変形例を拡大して示す断面図である。 図12は、図3に対応し、第2の変形例に係る蒸気透過部を備えた血液処理フィルターにおいて、変形例に係る嵌合部を設けた態様を拡大して示す断面図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る血液処理フィルター及び血液処理フィルターの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
まず、図1〜図3を参照して、実施形態に係る血液処理フィルター1について説明する。血液処理フィルター1は、血液成分を含む液体または血液(以下、被処理液という。)から好ましくない成分を除去するためのものである。
血液処理フィルター1は、全体的に矩形状をなし、シート状のフィルター要素2と、硬質容器3とを備えている。硬質容器3は、フィルター要素2を挟んで配置され、且つ互いに固着された入口側容器材4及び出口側容器材5を有し、フィルター要素2によって内部空間3sが入口空間4s及び出口空間5sに仕切られている。入口側容器材4には被処理液を内部に導入する入口ポート4aが設けられ、出口側容器材5にはフィルター要素2によって処理された処理液を排出する出口ポート5aが設けられている。なお、固着とは、溶着及び接着を含む概念であることを意味する。また、血液処理フィルター1は、矩形状、円盤状、長円板状などのいずれでも良いが、製造時の材料ロスを少なくするためには、矩形状が好ましい。また、正方形や菱形も矩形状の一種と見なすこととする。
硬質容器3の主要部となる入口側容器材4及び出口側容器材5の材料としては、濾過時の変形を抑えるため、室温での引張弾性率が1GPa以上の樹脂が好ましく、更に引張弾性率が2GPa以上の樹脂が好ましい。例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、HIPS,ABS、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等が使用できる。更に好ましくは耐熱性の高いポリカーボネート等が好ましい。なお、引張弾性率の測定はISO527−1に従い測定した結果を用いることができる。
(硬質容器の蒸気透過部について)
硬質容器3には、蒸気透過性(水蒸気が透過する性質)を有する蒸気透過部31が形成されている。蒸気透過部31を形成することで、オートクレーブ滅菌を行ったときに水蒸気が硬質容器3内(血液処理フィルター1内)に入り、血液処理フィルター1内の滅菌を行い易くなる。蒸気透過部31の一例について、詳細に説明する。
入口側容器材4及び出口側容器材5の略中央には開口32が形成されており、この開口32を塞ぐように、入口側容器材4及び出口側容器材5のそれぞれに蒸気透過性を有するフィルム31aが設置されている。蒸気透過性(水蒸気が透過する性質)を有するフィルム31aを入口側容器材4または出口側容器材5に設置して蒸気透過部31を形成することで、オートクレーブ滅菌を行ったときに水蒸気が硬質容器3内(血液処理フィルター1内)に入り、血液処理フィルター1内の滅菌を行い易くなる。なお、蒸気透過部31は蒸気透過性を有する可撓性樹脂によって形成することができ、本実施形態では、例えば可撓性樹脂からなるフィルム31aを用いて形成されている。また、本実施形態では、入口側容器材4及び出口側容器材5の両方に蒸気透過部31を形成する態様を説明しているが、入口側容器材4及び出口側容器材5のどちらか一方に蒸気透過部31を形成する態様であっても良い。
蒸気透過性を有するフィルム31aの材質としては、ポリ塩化ビニル、水添スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂、高密度ポリエチレン不織布をプレスし、液体は通さないようにしたタイベック(登録商標)等の高圧蒸気滅菌に使用できるフィルム31a等があげられる。
さらに、気体透過係数=気体透過量(体積)×蒸気透過部(例えば、フィルム31a)の厚さ/(圧力差×透過面積×時間)となるため、蒸気透過部31の厚さを薄くしたり、面積を大きくしたりすることにより蒸気透過性を良くすることが可能となる。そのため、オートクレーブ滅菌を実施する時間に対応した蒸気透過部31の厚さや面積になるように気体(水蒸気)透過量を一定以上(例えば、0.50g以上(測定条件 室温、1atm、1日))に設計することが重要となる。また、ろ過中に内圧が生じるため、それに耐える強度についても考慮する必要がある。
なお、本実施形態では、蒸気透過性を有するフィルム31aとフィルター要素2との間にリブ4h,5hが設けられている。その結果、ろ過中に血液処理フィルター1の内圧が陰圧になったとしても、水蒸気を透過するフィルム31aがフィルター要素2に張り付かないためにろ過時間の延長等の発生は起こりにくくなる。
フィルム31aを設置することで、入口側容器材4及び出口側容器材5のどちらか、または両方の一部に蒸気透過部31を形成する方法としては、容器材を射出成形等で成形するときに蒸気透過性を有するフィルム31aをインサート成形しても良い。また、入口側容器材4、出口側容器材5の一部がくり抜かれており、その上に、接着剤または、高周波、超音波等の溶着方法でフィルム31aを接着させてもよい。この場合、インサート成形の方が工程の削減できるためにより良い。また、入口側容器材4、出口側容器材5の材料自体が水蒸気を透過しやすい材質の場合には、フィルム31aを使用しなくても蒸気透過部31を形成することができる。例えば、入口側容器材4や出口側容器材5自体の蒸気透過性が更に向上するように、部分的に薄肉部分を作成するのみでよい場合もある。この場合、薄肉部分の厚みは、蒸気透過性を向上させるために、50μm以上、500μm以下の厚みとすればよい。
なお、蒸気透過部31の第1の変形例として、例えば、図4に示されるように、硬質樹脂によって形成された入口側容器材4及び出口側容器材5のどちらか一方の一部、または両方の一部にオートクレープ滅菌用の開口32を形成し、この開口32を塞ぐように蒸気透過性を有する可撓性樹脂を設置して蒸気透過部31Aを形成することもできる。
なお、蒸気透過部31の第2の変形例として、例えば、図11に示されるように、入口側容器材4及び出口側容器材5の一部分31Bは、他の部分31Xに比べて厚み(肉厚)を薄くした薄肉部分であり、この薄肉部分は他の部分(厚肉部分)31Xと一体成形することもできる。薄肉部分の厚みは、蒸気透過性(水蒸気が透過する性質)を有する程度まで薄くしており、その結果、この薄肉部分が蒸気透過部31Bとなる。
具体的には、入口側容器材4または出口側容器材5の材質にもよるが、薄肉部分である蒸気透過部31Bの厚みは50μm以上、且つ500μm以下が好ましい。50μm以下では、成形時樹脂が入り込まず、成形が困難になることが発生するためであり、500μmを超えると水蒸気透過の効果が低くなるためである。なお、水蒸気透過の効果が低くなるとは、滅菌の成果が不十分となる程度まで低くなることを意味する。つまり、蒸気透過部31Bの厚みは、成形のし易さ、水蒸気透過の効果を確認しながら、使用する容器、目的に応じて設計することが必要となる。なお、第3の変形例の場合、硬質容器3の材質は、耐熱性が高く、水蒸気を透過しやすいポリカーボネート等が好ましい。
蒸気透過部31Bを形成することで、オートクレーブ滅菌を行ったときに水蒸気が硬質容器3内(血液処理フィルター1内)に入り、血液処理フィルター1内の滅菌を行い易くなる。なお、本実施形態では、入口側容器材4及び出口側容器材5の両方に蒸気透過部31Bを形成する態様を説明しているが、入口側容器材4及び出口側容器材5のどちらか一方に蒸気透過部31Bを形成する態様であっても良い。
さらに、蒸気透過部31Bの気体透過係数=気体透過量(体積)×蒸気透過部(例えば、フィルム31a)の厚さ/(圧力差×透過面積×時間)となるため、蒸気透過部31Bの厚さを薄くしたり、面積を大きくしたりすることにより蒸気透過性を良くすることが可能となる。そのため、オートクレーブ滅菌を実施する時間に対応した蒸気透過部31Bの厚さや面積になるように気体(水蒸気)透過量を一定以上(例えば、0.50g以上(測定条件 室温、1atm、1日)に設計することが必要となる。また、ろ過中に内圧が生じるため、それに耐える強度についても考慮する必要がある。
一方で、蒸気透過部31Bに一体成形される他の部分31Xの厚みは、蒸気透過性よりもむしろ、形状安定性が優先され、500μmよりも厚いことが望ましく、上限は使用材料の特性や加工の成形性などによって適宜に決めることができる。
なお、本実施形態では、蒸気透過部31Bとフィルター要素2との間にリブ4h,5hが設けられている。その結果、ろ過中に血液処理フィルター1の内圧が陰圧になったとしても、蒸気透過部31Bがフィルター要素2に張り付かないためにろ過時間の延長等の発生は起こりにくくなる。
入口側容器材4、出口側容器材5のどちらかまたは両方の一部分に蒸気透過部31Bを一体成形する方法としては、容器材を射出成形等で成形するときにその部分のみ薄肉になるように、射出成形の金型の対応する部分を狭くしておいても良いし、出来上がった容器から削るようにして薄肉部分を形成しても良い。なお、射出成形の金型の対応する部分を狭くしておく方が、工程の削減でき、異物の混入も防げるためにより良い。
(フィルター要素について)
フィルター要素2には、不織布や織布などの繊維状多孔性媒体や、スポンジ状構造物などの三次元網目状連続細孔を有する多孔質体などの濾過媒体を用いることができる。これらの素材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステル等が挙げられる。フィルター要素2が不織布である場合には、生産性の点から特に好ましい。
フィルター要素2は、単一のフィルター要素でもよく、積層された複数のシート状フィルター材からなる複数のフィルター要素からなってもよい。複数のフィルター要素からなる場合、上流に配置された主に微小凝集物を除去する第一のフィルター要素と、微小凝集物以外の好ましくない成分を除去するために、第一のフィルター要素の下流に配置された第二のフィルター要素からなるのが好ましい。
例えば、入口側に繊維径が数μm〜数十μmの不織布からなるフィルター材を主に凝集物除去の為の第一のフィルター要素として配置し、次に繊維径が0.3μm〜3.0μmの不織布からなるフィルター材を、凝集物以外の好ましくない成分を除去するための第二のフィルター要素として配置して用いることができる。第一、第二のフィルター要素は、それぞれが更に繊維径の異なる複数種類のフィルター材から構成されていても良く、片方のみが複数種類のフィルター材から構成されてもよい。
例えば繊維径が30μm〜40μmの不織布および/または繊維径が10μm〜20μmの不織布からなる第一のフィルター要素を上流側に配置し、第一のフィルター要素の下流側に繊維径が1.5μm〜2.5μmの不織布および/または繊維径が0.5μm〜1.8μmの不織布からなる第二のフィルター要素を配置してフィルター要素2を形成しても良い。なお、太い繊維径の不織布と細い繊維径の不織布が交互に配置されていても良いが、太い繊維径の不織布が上流側に配置されている方が好ましい。
(硬質容器の嵌合部、及び把持部によるフィルター要素の圧縮について)
上述の通り、硬質容器3は、所定の厚みを有する矩形状の容器であり、フィルター要素2を挟んで配置された入口側容器材4及び出口側容器材5を有している。また、硬質容器3の内部空間3sは、フィルター要素2によって入口空間4s側及び出口空間5s側に仕切られている。また、フィルター要素2は、入口空間4sに面する濾過面2aと、出口空間5sに面する濾過面2bと、一対の濾過面2a,2bの周縁に沿った端面2cとを有する。
入口側容器材4は、硬質容器3を厚み方向でほぼ半分に切断した矩形状の部材(図2参照)であり、出口側容器材5は、硬質容器3の残りの部分である矩形状の部材である。入口側容器材4の周縁には入口側嵌合部4d(図3参照)が設けられており、出口側容器材5の周縁には入口側嵌合部4dが嵌合する出口側嵌合部5dが設けられている。入口側嵌合部4dと出口側嵌合部5dとは雌雄の関係になっており、フィルター要素2の端面2cを取り囲んで嵌り合うことで嵌合部7を形成する。なお、以下の説明では、入口側嵌合部4dが雄側、出口側嵌合部5dが雌側となる構造を例に嵌合部7を更に詳しく説明するが、この雌雄の関係が逆になっても良い。
嵌合部7について更に詳しく説明する。入口側容器材4の周縁には凸状の入口側嵌合部4dが設けられている。一方で、出口側容器材5の周縁には、入口側嵌合部4dの内周面42に当接して係合する壁部52と、入口側嵌合部4dの先端面41に当接する座部51とが設けられている。出口側嵌合部5dは、壁部52の外側面52a及び座部51によって形成されている。また、入口側嵌合部4dと出口側嵌合部5dとの接触部位は、嵌合部7の摺接部7aであり、摺接部7aは、超音波溶着や接着剤を使用して溶着または接着にすることが可能である。
なお、嵌合部7の変形例として、例えば、図5に示される嵌合部7Aとすることもできる。嵌合部7Aは、入口側嵌合部4dと出口側嵌合部5dとの摺接部7aに樹脂流路8を設けており、樹脂流路8内に充填された樹脂を用いての接着を行うことができる。樹脂流路8は、入口側嵌合部4d及び出口側嵌合部5dにそれぞれ設けられただ断面U字状の溝4b及び溝5bから構成される空洞である。摺接部7aの少なくとも一部は、樹脂流路8内に溶融樹脂6が充填されることによって嵌合部7Aの全周にわたって帯状に溶着されている。このように嵌合部7の全周にわたって帯状に溶着されることで、硬質容器3がシールされ、気密性、液密性が高まることとなる。なお、樹脂流路8は、硬質容器3内、または硬質容器3の外部に通じる貫通孔(図示せず)を有している。貫通孔は1つであってもよいし、複数であってもよい。
なお、本変形例では、溝4b及び溝5bの両方を設けることで樹脂流路8を形成する態様を例示するが、いずれか一方の溝4b(または溝5b)によって樹脂流路8を形成しても良い。また、本変形例に係る嵌合部7Aを備えた血液処理フィルター1では、蒸気透過性を有するフィルム31aによって蒸気透過部31を形成する態様を例示するが、図4に示されるように、フィルム31aの代わりに、蒸気透過性を有する可撓性樹脂を設置して蒸気透過部31A(図4参照)を形成することもできる。また、入口側容器材4、出口側容器材5の材料自体が水蒸気を透過しやすい材質の場合には、入口側容器材4や出口側容器材5自体の蒸気透過性が更に向上するように、部分的に薄肉部分を作成するのみでよい場合もある。この場合、薄肉部分の厚みは、蒸気透過性を向上させるために、50μm以上、500μm以下の厚みとすればよい。
なお、図12に示されるように、第2の変形例に係る蒸気透過部31Bを備えた血液処理フィルター1において、上述の変形例に係る嵌合部7Aを設けるようにしてもよい。
図3に示されるように、嵌合部7の内側には、フィルター要素2の表裏である一対の濾過面2a,2bの外縁部2d,2e同士を挟み付けて圧縮する把持部9が設けられている。把持部9は、入口側容器材4に形成された入口側圧縮部4fと、出口側容器材5に形成された出口側圧縮部5fと、出口側容器材5に形成された壁部52の内側面と、によって形成されている。壁部52の内側面は、フィルター要素2の端面2cに密着する密着部52bである。
なお、本実施形態に係る密着部52bは、出口側容器材5に設けた壁部52の内側面によって形成されている。しかしながら、例えば、嵌合部7(または嵌合部7A)を形成する入口側嵌合部4dと出口側嵌合部5dとの雌雄の関係が逆になる場合には、入口側容器材4に設けた壁部の内側面によって密着部を形成してもよい。また、嵌合部7(または嵌合部7A)とは別に入口側容器材4と出口側容器材5との双方に、互いに突き合う壁部を設け、両方の壁部の内側面が協働してフィルター要素2の端面2cに密着することで密着部を形成してもよい。
入口側圧縮部4fは、入口側容器材4の周縁が内面側(出口側容器材5側)に向けて湾曲し、且つ外方に屈曲した段差によって形成されている。同様に出口側圧縮部5fは、出口側容器材5の周縁が内面側(入口側容器材4側)に向けて湾曲し、且つ外方に屈曲した段差によって形成されている。入口側圧縮部4f及び出口側圧縮部5fは、フィルター要素2の表裏である一対の濾過面2a,2bの外縁部2d,2e同士を挟み付けて圧縮している。
把持部9は、入口側圧縮部4f及び出口側圧縮部5fによって、フィルター要素2の最外縁から1mm〜5mmの幅Lの範囲を圧縮している。このように把持部9の幅Lを1mmより大きくすることで、フィルター要素2を押しつぶしていくときに、フィルター要素2が把持部9から離脱することを防止でき、除去不良の発生が抑えられる。また、実際に濾過に使えない領域を作ってしまう把持部9の幅Lを5mmより小さくすることで、血液処理の効率的に、若しくは経済的に許容される範囲での設計を行い易くなる。
入口側容器材4の内面側には、入口側圧縮部4fで囲まれた内側の領域に凸状のリブ4hが複数設けられている。また、出口側容器材5の内面側には、出口側圧縮部5fで囲まれた内側の領域に凸状のリブ5hが複数設けられている。入口側容器材4のリブ4hは、フィルター要素2の濾過面2aを押圧し、入口側容器材4の内面と濾過面2aとの間の入口空間4sを確保している。同様に、出口側容器材5のリブ5hは、フィルター要素2の濾過面2bを押圧し、出口側容器材5の内面と濾過面2bとの間の出口空間5sを確保している。
以上の通り、本実施形態に係る血液処理フィルター1では、フィルター要素2の一対の濾過面2a,2bが、リブ4h,5hによって挟み付けられ、部分的に圧縮されることで入口空間4s、及び出口空間5sを効果的、且つ安定した状態で確保している。なお、本実施形態では、入口側容器材4のリブ4hの方が、リブ5hよりも背が高くなっており、その結果、入口空間4sは出口空間5sより広く確保されている。なお、リブ4hとリブ5hの高さは同じであってもよいし、逆に、リブ5hの方が高くてもよい。
把持部9においてフィルター要素2の厚みDは、元の厚みD0の0.05倍〜0.5倍に圧縮されたものであることが必要となり、D/D0=0.05〜0.5である。ここで、フィルター要素2は元の樹脂の密度以下には圧縮できないため、D/D0=0.05未満にすることは現実的に難しい。一方で、D/D0=0.5より大きくなると、フィルター要素2の高密度な圧縮状態とは言えず、好ましくない成分がフィルター要素2の外縁部2d,2eを乗り越えて、横漏れ(サイドフロー)が発生するリスクが生じるため、白血球等の好ましくない成分の除去性能が低下する。これは、高温高圧の蒸気滅菌時の高温のため容器の収縮が起こることに起因し顕著になる。つまり、フィルター要素2について、元の樹脂の密度に近くなる程度まで圧縮した厚みDとすることが重要となり、その結果として白血球等の好ましくない成分の除去性能を高めることが可能となる。そのため、例えば、フィルター要素2の元の厚みD0が10mmである場合、把持部9における厚みDを0.5mm〜5mm程度に圧縮することが必要となる。また、把持部9における厚みDを元の厚みD0の0.05倍〜0.5倍に圧縮させるためには、把持部9の距離、即ち、入口側圧縮部4f及び出口側圧縮部5fの向かい合う面の距離が、元の厚みD0の0.05倍〜0.5倍となるように成形用金型を調整する。なお、製造上の容易性と白血球等の好ましくない成分の除去性能の向上とを両立させるという観点からは、D/D0=0.07〜0.45が好ましく、D/D0=0.1〜0.4が更に好ましい。
次に、フィルター要素2の元の厚みD0について、成形後の血液処理フィルター1から検証する場合について説明する。成形後の血液処理フィルター1を解体し、把持されていない部分の厚みを測った場合に、その厚みの最大値D1は、把持部9で挟む前の元の厚みD0に対して数%の誤差範囲であり、実質的に最大値D1は元の厚みD0とみなすことができる。より具体的には、最大値D1は、把持部9やリブ4h,5h等の硬質容器3内の凸部によりフィルター要素2が変形した部分以外であって、フィルター要素2の中央付近の、凹み等がなく、形状が変化していない部分から選んだ5カ所の厚みの最大値であり、その最大値D1は、把持部9で挟む前の元の厚みD0とみなすことができる。
この検証を裏付ける実験結果について図6を参照して説明する。図6は、フィルター要素2(ポリエステル不織布)の断面の厚みについて、血液処理フィルター1の成形前と、成形後(成形後の血液処理フィルター1を解体)とを比較したグラフである。図6に示されるように、この血液処理フィルター1の場合、元の厚みD0と最大値D1との差は、元の厚みD0の3%程度であった。つまり、フィルター要素2の元の厚みD0と成形後の血液処理フィルター1を解体して得られるフィルター要素2の最大値D1との差は、元の厚みD0の数%程度であることが確認できた。なお、解体後の厚みの測定時期については、解体直後のものと、解体後、1週間放置したものとで厚みの測定結果を比較しても、ほとんど変化がなかった。よって、解体後測定するまでに経過した時間は、厚みの測定結果にほとんど影響を与えないことを確認した。
以上の結果から、成形前の元の厚みD0を把握するよりも、成形後の血液処理フィルター1を解体して得られるフィルター要素2の最大値D1を検出する方が容易である場合には、厚みD0の代わりに最大値D1を検出し、最大値D1を元の厚みD0とみなしてD/D0の値を把握することができる。具体的には、D1はD0と同じか、あるいは数%小さくなるはず(即ち、D0≧D1)であるから、厚みDが最大値D1の0.5倍以下であれば(即ち、D/D1≦0.5)、厚みDは元の厚みD0の0.5倍以下となる(即ち、D/D0≦0.5)。一方で、フィルター要素2は、元の樹脂の密度以下には圧縮できないため、下限値が0.05を下回ることは考え難く、従って、厚みDが最大値D1の0.05以上でありながら、厚みDが元の厚みD0の0.05未満となることは考え難い。つまり、D/D1=0.05〜0.5であれば、D/D0=0.05〜0.5とみなすことができる。
また、最大値D1と元の厚みD0との差は、元の厚みD0の数%程度であるためにほぼ無視できる程度と考えるが、この数%の誤差は、仮にD/D1>0.5の場合であっても、実際にD0を検出できた場合には、D/D0≦0.5となる可能性があることを否定するものではない。
次に、D/D0=0.07〜0.45の場合、及びD/D0=0.1〜0.4の場合について説明する。D/D0の値は、物理的にこれらの下限値0.07及び0.1を下回ることが可能である。このため、D/D0の下限値が確実に0.07及び0.1以上となり得るD/D1の下限値について検討する。ここで、最大値D1と元の厚みD0との差が、上記の実験(図6参照)に比べて非常に大きな値、例えば、10%と仮定すると、D/D0=0.07の場合には、D/D1=0.078(=0.07/0.9)であり、D/D0=0.1の場合には、D/D1=0.11(=0.1/0.9)である。つまり、少なくともD/D1=0.078〜0.45の場合には、D/D0=0.07〜0.45とみなすことに無理は無く、また、D/D1=0.11〜0.4の場合には、D/D0=0.1〜0.4とみなすことに無理は無い。
一方、フィルター要素2の厚みの変動係数(CV値)が、6%以下であると好適である。図10に示す通り、フィルター要素2は、フィルター要素2を入口空間4s、出口空間5sの定位置に固定するために設置されたリブ4hによって固定されているが、固定時に圧縮を受けるため、厚みが不均一になりやすい。なぜなら、固定時の圧縮に対する反発力が同等であっても、変形しやすい中央部分での変形が大きくなり、中央部分と、周縁部分では厚みが不均一になるためである。特に、容器の溶着に超音波溶着方法を用いる場合は、容器の溶着部分に対応する部分、つまり容器の最外周のみをプレスするために、フィルター中央部側とフィルター外周部側のフィルター要素の厚みが不均一になりやすい。ここで、フィルター中央部側とフィルター外周部側のフィルター要素の厚みが不均一であると、偏流れの原因となり、問題となる可能性があった。なお、偏流れ(偏った流れ)とは、血液が特定の部分を選択的に通過してしまい、流れない部分、もしくは、流れにくい部分が生じてしまう現象である。
本実施形態に係る血液処理フィルター1では、上述の問題を解決するため、リブ4hとリブ4hの間およびリブ4hと外周部の間のフィルター要素2の厚み(a1,a2、・・・、a10)を少なくとも3点測定し、標準偏差を平均値で除した変動係数(CV値/coefficient of variation value)が6%以下となるように設定した。その結果、偏流れを防止することができ、有効にフィルター要素2全体を使用できる血液処理フィルター1を実現できた。ここで、フィルター要素2の厚みの測定は、3点以上であればよいが、5点以上で全てのリブ4hとリブ4hとの間およびリブ4hと外周部との間の測定をすることがより好ましい。
さらに、入口空間4sにおける入口側容器材4からフィルター要素2の入口側表面2sまでの距離Lxの変動係数(CV値)が10%以下であることが好ましい。図8に示す通り、フィルター要素2を入口空間4s、出口空間5sの定位置に固定するために設置されたリブ4hにより、フィルター要素2が固定されているが、フィルター要素2は固定時に圧縮を受け厚みが不均一になり易い。そのため、入口側容器材4とフィルター要素2の入口側表面2sまでの距離も不均一になってしまう。特に、容器の溶着に超音波溶着を用いる場合は、容器の溶着部分に対応する部分、つまり、容器の周縁部のみをプレスするために、フィルター中央部側とフィルター外周部側のフィルター要素2の厚みが不均一になりやすい。
本実施形態に係る血液処理フィルター1では、上述の問題を解決するため、リブ4hとリブ4hの間およびリブ4hと外周部の間のフィルター要素2の厚みとして測定した部分に対応させ、入口空間4sにおける入口側容器材4とフィルター要素2の入口側表面2sまでの距離Lxを測定し、標準偏差を平均値で除した変動係数(CV値/coefficient of
variation value)の値が10%以下となるように設定した。その結果、入口から入ってきた血液等が入口空間4sに均等に広がり、フィルター要素2を有効に使用することができる。
次に、血液処理フィルター1の製造方法の一例について説明する。なお、以下では、入口側嵌合部4dと出口側嵌合部5dとの摺接部7aに樹脂流路8が形成される血液処理フィルター1を例に、その製造方法を説明するが、摺接部7aに樹脂流路8が形成されていない血液処理フィルター1の場合も、基本的には、同様の工程からなる。最初に、この製造方法にて使用される射出成形機10について説明する。
図7に示されるように、射出成形機10は、固定型11、可動型(金型)12及びスライド移動型(金型)13を備えている。固定型11は、射出成形機10の固定盤(図示せず)に固定されている。この固定型11の上面には、スライド用のシリンダ14を有する架台15が設置されている。そして、油圧あるいは空気圧等によって作動されるシリンダ14はスライド移動型13の上面に連結されている。そして、スライド移動型13は、固定型11の側面に密着した状態を保ちながら上下にスライド移動できるようにされている。
可動型12は、射出成形機10に水平移動自在な可動盤(図示せず)に取付けられている。この可動盤は、射出成形機10の型開閉装置(図示せず)によって、固定型11に対して近接離隔移動できるようにされている。そして、可動型12は、スライド移動型13に密着する型閉め位置と、スライド移動型13から離れた型開き位置との間を移動できるようにされている。
固定型11には、その中心に、固定型11に取付けられた射出機(図示せず)から射出される溶融樹脂16を導くスプルー11aが設けられている。そして、スライド移動型13には、これが下方位置にあるときにスプルー11aと連続する中央のサブスプルー13aと、上方位置に移動したときにスプルー11aと連続する下方のサブスプルー13bとが設けられている。
また、スライド移動型13の型閉め面には、中央のサブスプルー13aの上下の対称位置に、雄型13cと雌型13dとが設けられている。この雄型13cは、入口側容器材4の内面4yを成形するものであり、雌型13dは、出口側容器材5の外面5xを成形するものである。一方、可動型12の型閉め面には、スライド移動型13が下方位置にあるときに雄型13c及び雌型13dにそれぞれ対向する雌型12c及び雄型12dが設けられている。この雌型12cは、入口側容器材4の外面4x(図3参照)を成形するものであり、雄型12dは、出口側容器材5の内面5yを成形するものである。そして、この可動型12側の雌型12cは、図8及び図9に示されるように、スライド移動型13が上方位置にあるときは、スライド移動型13側の雌型13dに対向するようにされている。
そして、図7に示されるように、スライド移動型13が下方位置にあり、可動型12がこれに型閉めされているときには、そのスライド移動型13と可動型12との間に、各雄型12d、13cと各雌型13d、12cとによってそれぞれ囲まれる一対の空隙17,18が形成されるようになっている。このとき、これら空隙には各雌型13d、12cの端縁部から可動型12に形成されたランナー12e及び一対のゲート12fを通して、スライド移動型13の中央のサブスプルー13aが連通するようにされている。また、図9に示されるように、スライド移動型13が上方位置にあり、可動型12がこれに型合わせされているときには、そのスライド移動型13及び可動型12の各雌型13d、12cが互いに突き合わされ、これら雌型13d、12cの端縁部に、ゲート12fを通して、下方のサブスプルー13b及びランナー12eが連通するようにされている。
射出成形機10を用いて血液処理フィルター1を成形するには、先ず、図7に示されるように、シリンダ14を伸長させてスライド移動型13を下方位置に位置させる。そして、射出成形機10の可動盤を固定盤側に移動させて、スライド移動型13と可動型12とを型閉めする。この状態においては、スライド移動型13の中央のサブスプルー13aは固定型11のスプルー11aに連続し、スライド移動型13と可動型12との間には一対の空隙17,18が形成される。
次いで、固定盤に取付けられた射出機から溶融樹脂16を射出し、固定型11のスプルー11a、スライド移動型13の中央のサブスプルー13a、ランナー12e及びゲート12fを通って両方の空隙17,18に溶融樹脂16を導き、これら空隙17,18内に充填する。こうして、各空隙17,18において、雌雄一対の入口側容器材4及び出口側容器材5が形成される(容器材成形工程)。このとき、水蒸気が透過するフィルム31aを金型内に配置しておき、インサート成形をすることにより、水蒸気を透過するフィルム31aを配置した入口側容器材4及び出口側容器材5を作成することができる。また、このとき、射出成形機10の金型で一部分を薄くした部分を成形できるようにしておけば、水蒸気を透過できる蒸気透過部31Bを備えた入口側容器材4及び出口側容器材5を作成することができる。
雌雄一対の入口側容器材4及び出口側容器材5の冷却固化後、型開閉装置によって、図8に示すように、可動型12とスライド移動型13とを型開きし、離隔させる。すると、各雄型13c,12dがその入口側容器材4及び出口側容器材5から離脱し、入口側容器材4及び出口側容器材5はそれぞれ雌型12c,13d側に残る。この型開き時、金型のスプルー11a、サブスプルー13a及びランナー12e及びゲート12f内等で固化した樹脂部分は、金型から突き出されて落下する。このようにして得られた入口側容器材4及び出口側容器材5は、その矩形状の外形の内縁に沿って、互いに突き合わされて嵌合部7を形成する入口側嵌合部4d及び出口側嵌合部5dが設けられている。
次いで、ポリエステル不織布からなるフィルター要素2を、出口側容器材5内にインサートした後、シリンダ14を収縮させ、スライド移動型13を上方位置に移動させる(装填工程)。すると、スライド移動型13の雌型13dと可動型12の雌型12cとが対向し、これらの雌型13d、12cに残された入口側容器材4及び出口側容器材5が互いに対向する状態となる。このとき、スライド移動型13の下方のサブスプルー13bは固定型11のスプルー11aに連続するように位置する。
この状態で可動型12をスライド移動型13側に移動させ、図9に示されるように、これらを突き合わせて型閉めする(嵌合工程)。すると、入口側嵌合部4d及び出口側嵌合部5dの突き合せ面が互いに突き合わされ、摺接部7aの溝4b及び溝5bによって、空洞の樹脂流路8が形成される。なお、嵌合工程は、接合工程の一態様である。
樹脂流路8は貫通孔を有しており、貫通孔を介してゲート12fに通じ、ゲート12fは更にランナー12eを介してサブスプルー13bに連通している。この状態で、樹脂流路8に充填される溶融樹脂6(図5参照)として、射出機から溶融樹脂16を射出する。すると、この溶融樹脂16は、固定型11のスプルー11a、サブスプルー13b、ランナー12e、ゲート12f及び貫通孔を通り、溶融樹脂6として樹脂流路8に充填される。これにより、入口側容器材4及び出口側容器材5は、嵌合部7の周縁が溶融樹脂6によって互いに溶着される(固着工程)。このように、樹脂流路8を形成後に、溶融樹脂6を充填する手法によれば、樹脂量のコントロールが容易となる。
この溶融樹脂6の冷却固化後、再び型開閉装置によってスライド移動型13と可動型12との型開きをすると、入口側容器材4及び出口側容器材5が嵌合溶着され、完全密封成形品として完成された血液処理フィルター1が得られる。尚、スプルー11a、サブスプルー13b、ランナー12e及びゲート12f内等で固化した樹脂部分は金型から突き出されて落下する。
このようにして完成した血液処理フィルター1を取り外した後、再びシリンダ14を伸長させ、スライド移動型13を下方位置に位置させる。そして、可動型12とスライド移動型13とを型閉めし、次の製品の成形工程へと移行する。そして、上記のような一連の工程を繰り返すことにより、血液処理フィルター1を連続的に成形することができる。しかも、その成形工程は、スライド移動型13の上下スライド、可動型12の前後移動による型閉め及び型開き、溶融樹脂16の射出という単純な工程によって構成されるので、その全工程の自動化も容易に行うことができる。したがって、血液処理フィルター1の量産化が可能となる。
このように、一組の金型である可動型12、及びスライド移動型13と射出成形機10を用いるだけで、入口側容器材4及び出口側容器材5の射出成形からフィルター要素2の内装、雌雄容器材である入口側容器材4及び出口側容器材5の溶着までを単一工程で連続的に行なうことができ、完全密封されたものであっても成形することができる。
以上、本実施形態に係る血液処理フィルター1は、シート状のフィルター要素2と、フィルター要素2を挟んで配置された入口側容器材4及び出口側容器材5を有し、フィルター要素2によって内部空間3sが入口空間4s及び出口空間5sに仕切られた硬質容器3と、を備える。フィルター要素2は、入口空間4s側及び出口空間5s側に配置された一対の濾過面2a,2bを有する。入口側容器材4及び出口側容器材5には、一対の濾過面2a,2bの外縁部2d,2e同士を挟み付けて圧縮する把持部9が設けられている。フィルター要素2は、把持部9によって挟み付けられた部分の厚みが0.05倍以上、且つ0.5倍以下に圧縮されており、硬質容器3には蒸気透過性を有する蒸気透過部31,31A,31Bが設けられている。
この血液処理フィルター1の硬質容器3には、蒸気透過性を有する蒸気透過部31,31A,31Bが設けられているので、オートクレーブでの滅菌を実施し易くなる。また、入口側容器材4及び出口側容器材5には、一対の濾過面2a,2bの外縁部2d,2eを挟み付けて圧縮する把持部9が設けられ、把持部9によってフィルター要素2の厚みは0.05倍〜0.5倍に圧縮されている。その結果、好ましくない成分が、フィルター要素2の外縁部2d,2eを乗り越えて濾過されずに通過する横漏れ(サイドフロー)を防止できる。
また、本実施形態に係る把持部9は、フィルター要素2の端面2cに密着する密着部52bを有する。したがって、把持部9は、フィルター要素2の端面2cに密着して位置決めされるのでズレ難く、一対の濾過面2a,2bの外縁部2d,2e同士を高密度に圧縮する上で有利である。その結果、把持部9で圧縮する外縁部2d,2eの領域を小さくしても把持部9で確実に圧縮でき、血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避できる。
更に、血液処理フィルター1では、把持部9は、フィルター要素2の最外縁から1mm以上、5mm以下の幅Lの範囲を外縁部2d,2eとして圧縮しているので、血液処理効率を低下させることなく、好ましくない成分の除去が不完全となるリスクを容易に回避できる。更に、フィルター要素2が把持部9から離脱することを防止でき、また、血液処理効率的に、若しくは経済的に許容される範囲での設計を行い易い。
更に、血液処理フィルター1の入口側容器材4及び出口側容器材5には、フィルター要素2の端面2cを取り囲んで嵌り合う嵌合部7、7Aが設けられている。嵌合部7、7Aを有するので、入口側容器材4と出口側容器材5とを容易に位置合わせでき、更に、入口側容器材4と出口側容器材5との接合を容易に行うことができる。
更に、嵌合部7、7Aは、入口側容器材4に設けられた入口側嵌合部4dと、出口側容器材5に設けられた出口側嵌合部5dと、を有する。そして、入口側嵌合部4dと出口側嵌合部5dとの摺接部7aの少なくとも一部を、溶融樹脂によって嵌合部7、7Aの全周にわたって帯状に溶着することができ、その場合、気密性、液密性を高めることができる。
また、嵌合部7Aの摺接部7aには樹脂流路8が設けられており、樹脂流路8内に溶融樹脂6が充填されて摺接部7aが溶着されている態様とすることもできる。この場合、溶融樹脂6が摺接部7aからはみ出しにくく、硬質容器3内に侵入するおそれがない。
更に、血液処理フィルター1では、硬質容器3は、室温での引張弾性率が1GPa以上の樹脂からなっているので、濾過時の変形を抑えることができる。
更に、血液処理フィルター1では、フィルター要素2の厚みの変動係数(CV値)が6%以下となるように設定した。その結果、偏流れを防止することができ、有効にフィルター要素2全体を使用できる。
更に、血液処理フィルター1では、入口空間4sにおける入口側容器材4からフィルター要素2の入口側表面2sまでの距離の変動係数が10%以下となるように設定した。その結果、入口から入ってきた血液等が入口空間4sに均等に広がり、フィルター要素2を有効に使用することができる。
また、血液処理フィルター1の製造方法は、スライド移動型13の雄型13c及び可動型12の雌型12cのうち、一方の金型で入口側容器材4を、他方の金型で出口側容器材5を射出成形すると共に、蒸気透過性を有するフィルム31aをインサート成形することで蒸気透過部31を形成する容器材成形工程と、入口側容器材4または出口側容器材5にフィルター要素2を装填する装填工程とを備える。
更に、一対の金型である可動型12及びスライド移動型13を型閉め(型合わせ)し、入口側容器材4と出口側容器材5とを嵌り合せる嵌合工程(接合工程)と、入口側容器材4と出口側容器材5とを溶融樹脂6によって溶着する固着工程と、を備える。
この製造方法では、可動型12及びスライド移動型13を型閉めし、入口側容器材4と出口側容器材5とを嵌り合せる嵌合工程を有するので、例えば、数十tf(重量トン)といった強い力で入口側容器材4と出口側容器材5とを押し付け合うことができる。なお、超音波溶着では数百kgf(重量キログラム)程度であり、超音波溶着によって入口側容器材4と出口側容器材5とを固着することも可能であるが、上記の嵌合工程の後で固着工程を実施する本実施形態によれば、フィルター要素2をより高密度に圧縮することができる。
特に、上記の製造方法によれば、単に超音波溶着を行う場合に比べ、容易にフィルター要素2を高密度に圧縮することができるので、血液処理フィルター1の溶着部のリークの発生を効果的に防止でき、また、入口側容器材4と出口側容器材5とを過剰に押しつけながら固着する必要がなくなるので、入口側容器材4と出口側容器材5との溶着部に割れが生じるのを防止できる。
以上の本実施形態に係る血液処理フィルター1の製造方法によれば、上述の血液処理フィルター1を効率よく製造できる。
以上、実施形態を参照しつつ本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、入口側容器材4及び出口側容器材5を嵌合した後に高周波溶着を用い、硬質容器3とフィルター要素2とを一括で溶着して血液処理フィルター1を得ても良い。また、硬質容器3の形成後、他の方式で樹脂流路8に溶融樹脂6を充填して血液処理フィルター1を得ても良い。この他の方式として、例えば、フィルター要素2を装填するとともに、予め樹脂流路8となる溝4b及び溝5bの少なくともいずれか一方に溶融樹脂6を充填しておいてから型閉めを行なう方式が挙げられる。
また、本実施形態に係る血液処理フィルター1では、嵌合部7,7Aを設けた態様にて説明したが、嵌合部7,7Aを設けず、例えば、摺接部7aが一平面になるような入口側接合部(図示せず)及び出口側接合部(図示せず)を有するものであってもよい。即ち、入口側容器材及び出口側容器材は、雌雄の関係でなくてもよい。更に、この形態に係る血液処理フィルターを成形する場合には、装填工程の後に嵌合工程を行うことなく、入口側容器材と出口側容器材とを対向させ、フィルター要素を挟んだ状態で互いに当接させた後に固着工程を実施してもよい。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
(全血での濾過性能評価)
濾過性能評価には、以下の様に調製した全血製剤を用いた。豚全血2100mLを抗凝固剤CPD320mLが入った血液バッグに採血、混和し、採血時に発生した比較的粗大な凝集物を以下に述べる実施例および比較例の血液処理フィルターとは別の下処理用フィルターで濾過して取り除いた。この下処理用フィルターは、孔径の平均値が60μmで目付が50g/mのもの12枚、孔径の平均値が50μmで目付がg/mのもの8枚、孔径の平均値が50μmで目付が30g/mのもの8枚を上流側からこの順に積層したものを、濾過面積が45cmの硬質樹脂からなる容器に収容した構成とした。下処理用フィルターで採血時の粗大な凝集物を取り除いた後の血液を、採血当日に460mLずつに分割し、バッグに分注した。こうして得た全血製剤を室温のままにしておき、採血当日に実施例および比較例の血液フィルターで、室温下で濾過した。また、濾過開始から終了までの濾過時間を測定し、これを濾過時間とした。白血球除去性能に関しては、下記の式(1)に従って算出した。
白血球除去性能=Log(濾過前白血球濃度(個/μL)/濾過後白血球濃度(個/μL))・・・(1)
濾過前後の白血球濃度は、自動血球計数装置SF3000(シスメックス社)を用いて測定した。
(オートクレーブ滅菌性能評価)
血液フィルターの内部にバイオインジケータを挿入したものを作成し、入口側容器材の入口、出口側容器材の出口にはPVCで作成した密栓を使用し、滅菌中に入口、出口から水蒸気が入らないようにした。滅菌は123℃、30分で実施し培養後の菌の有無で滅菌の性能を評価した。
[実施例1]
実施例1に係る血液処理フィルターは、上記の実施形態に係る血液処理フィルター1の製造方法にて説明した方法を利用して作成した。すなわち、一方の金型で入口側容器材を、他方の金型で出口側容器材を成形した後に、出口側容器材に血液処理フィルター要素を装填し、金型を移動させて雌雄の入口側容器材及び出口側容器材を突き合わせ嵌合した。続いて、入口側容器材及び出口側容器材の嵌合部の周縁に形成された金型の流路を通じて硬質容器の樹脂流路に溶融樹脂を射出し、嵌合部の全周縁を溶着する方法を用いて血液処理フィルターを作成した。
硬質容器の材料をポリカーボネート樹脂とし、把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを3.6mmとし、把持部の幅、つまり、把持部によって圧縮されるフィルター要素の外縁部(濾過面の外縁部)の幅Lを5mmとし、有効濾過面積を46cmとした。また、入口側容器材に水蒸気を透過させる(蒸気透過性を有する)フィルムを13cmの面積で設置し、また、出口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置し、それぞれ蒸気透過部を形成した。ここで、蒸気透過性を有するフィルムとして0.2mmの厚さのポリ塩化ビニル製のフィルムを使用した。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、39.6%(0.396倍に圧縮)であった。なお、フィルター要素として、ポリエステル不織布を以下の構成で積層したものを用いた。
ポリエステル不織布1(平均繊維径が12μm、目付が30g/m2) 6枚
ポリエステル不織布2(平均繊維径1.6μm、目付が66g/m2) 2枚
ポリエステル不織布3(平均繊維径1.2μm、目付が30g/m2) 32枚
このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表1に示す。白血球除去性能は1.44となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[実施例2]
入口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを13cmの面積で設置し、出口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置し、それぞれ蒸気透過部を形成した。ここで、蒸気透過性を有するフィルムとして0.1mmの厚さのポリカーボネート製のフィルムを使用した。また、把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mmとし、把持部の幅Lを1mmとした。なお、有効濾過面積は46cmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。以上の条件以外は、実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表1に示す。白血球除去性能は1.50となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[実施例3]
入口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを13cmの面積で設置し、出口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置し、それぞれ蒸気透過部を形成した。水蒸気を透過するフィルムとして0.2mmの厚さの水添スチレン計熱可塑性エラストマー製のフィルムを使用した。また、把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mmとし、把持部の幅Lを5mmとした。なお、有効濾過面積は46cmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。以上の条件以外は、実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表1に示す。白血球除去性能は1.44となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[実施例4]
入口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムは設置せず、出口側容器材にのみ蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置して蒸気透過部を形成した。蒸気透過性を有するフィルムとして0.1mmの厚さの軟質ポリ塩化ビニル製のフィルムを使用した。また、把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mmとし、把持部の幅Lを1mmとした。なお、有効濾過面積は46cmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。以上の条件以外は、実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表1に示す。白血球除去性能は1.52となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[比較例1]
把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを5mmとし、把持部の幅Lを5mmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、54.9%(0.549倍に圧縮)であった。更に、蒸気透過性を有するフィルムを配置しなかった以外は実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は0.48となり、各実施例に比べて低い性能であることを示した。また、滅菌後の生菌が確認された。
[比較例2]
入口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを13cmの面積で設置し、出口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置して蒸気透過部を形成した。蒸気透過性を有するフィルムとして0.1mmの厚さのポリカーボネート製のフィルムを使用した。また、把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを5.0mm、把持部の幅Lを5.0mmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、54.9%(0.549倍に圧縮)であった。以上の条件以外は、実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は0.52となり、各実施例に比べて低い性能であることを示した。また、滅菌後の生菌が確認された。
[比較例3]
把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mm、把持部の幅Lを5.0mmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。更に、蒸気透過性を有するフィルムを配置しなかった以外は実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は1.52となった。一方で、滅菌後の生菌が確認された。
[実施例5]
実施例5に係る血液処理フィルターは、上記の実施形態に係る血液処理フィルター1の製造方法にて説明した方法を利用して作成した。すなわち、一方の金型で入口側容器材を、他方の金型で出口側容器材を成形した後に、出口側容器材に血液処理フィルター要素を装填し、金型を移動させて雌雄の入口側容器材及び出口側容器材を突き合わせ嵌合した。続いて、入口側容器材及び出口側容器材の嵌合部の周縁に形成された金型の流路を通じて硬質容器の樹脂流路に溶融樹脂を射出し、嵌合部の全周縁を溶着する方法を用いて血液処理フィルターを作成した。
硬質容器の材料をポリカーボネート樹脂とし、把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを3.6mmとし、把持部の幅、つまり、把持部によって圧縮されるフィルター要素の外縁部(濾過面の外縁部)の幅Lを5mmとし、有効濾過面積を46cmとした。また、入口側容器材に水蒸気を透過させる(蒸気透過性を有する)薄肉部分を13cmの面積で形成し、また、出口側容器材に蒸気透過性を有する薄肉部分を16cmの面積で形成し、各薄肉部分の厚みを0.2mmとしてそれぞれ蒸気透過部を形成した。ここで、フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、39.6%(0.396倍に圧縮)であった。なお、フィルター要素として、ポリエステル不織布を以下の構成で積層したものを用いた。
ポリエステル不織布1(平均繊維径が12μm、目付が30g/m2) 6枚
ポリエステル不織布2(平均繊維径1.6μm、目付が66g/m2) 2枚
ポリエステル不織布3(平均繊維径1.2μm、目付が30g/m2) 32枚
このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表2に示す。白血球除去性能は1.52となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[実施例6]
把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mmとし、把持部の幅Lを1mmとした。ここで、フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。これ以外は、実施例と同様にして血液処理フィルターを作成した。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表2に示す。白血球除去性能は1.47となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[実施例7]
把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mmとし、把持部の幅Lを5mmとした。また、フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。また、入口側容器材に蒸気透過部となる薄肉部分を形成せず、出口側容器材にのみ蒸気透過部となる薄肉部分を16cmの面積で、且つ0.1mmの厚みで形成した。これら以外は、実施例と同様にして血液処理フィルターを作成した。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表2に示す。白血球除去性能は1.43となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[実施例8]
把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mmとし、把持部の幅Lを1mmとした。また、フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。また、入口側容器材に蒸気透過部となる薄肉部分を形成せず、出口側容器材にのみ蒸気透過部となる薄肉部分を16cmの面積で、且つ0.1mmの厚みで形成した。これら以外は、実施例と同様にして血液処理フィルターを作成した。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表2に示す。白血球除去性能は1.46となり、高い性能を示した。滅菌後の生菌も確認されなかった。
[比較例5]
把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを5mmとし、把持部の幅Lを5mmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、54.9%(0.549倍に圧縮)であった。更に、入口側容器材または出口側容器材に蒸気透過部となる薄肉部分を形成しなかった以外は実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は0.4となり、各実施例に比べて低い性能であることを示した。また、滅菌後の生菌が確認された。
[比較例6]
把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを3.6mm、把持部の幅Lを0.5mmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、39.6%(0.396倍に圧縮)であった。更に、蒸気透過性を有するフィルムを配置しなかった以外は実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は0.44となり、各実施例に比べて低い性能であることを示した。また、滅菌後の生菌が確認された。
[比較例7]
把持部におけるフィルター要素の厚みDを5mmとし、把持部の幅Lを5mmとした。また、フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、54.9%(0.549倍に圧縮)であった。また、入口側容器材に蒸気透過部となる薄肉部分を形成せず、出口側容器材にのみ蒸気透過部となる薄肉部分を16cmの面積で、且つ0.1mmの厚みで形成した。以上の条件以外は、実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は0.48となり、また、滅菌後の生菌は確認されなかった。
[比較例8]
把持部の距離、即ち、把持部におけるフィルター要素の厚みDを0.95mm、把持部の幅Lを5.0mmとした。フィルター要素の元の厚みD0は、9.1mmであり、把持部による圧縮率は、10.4%(0.104倍に圧縮)であった。更に、蒸気透過部となる薄肉部分を形成しなかった以外は実施例1と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果、白血球除去性能は1.52となった。一方で、滅菌後の生菌が確認された。
(フィルター要素の厚みのCV値の測定方法)
血液処理フィルターの断面を、X線CTを用いて撮影する。断面はフィルター要素の厚みが最大となる中心部分を通るように選択する。例えば、血液処理フィルターの重心を通るように選択することが好ましい。また、入口側容器材又は出口側容器材に設けられたリブが直線に走っている場合、リブに垂直になるように選択することが好ましい。入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に設けられたリブについて、リブとリブとの間の中間点、およびリブと外周縁との間の中間点において、フィルター要素の厚み(a1,a2、・・・、a10)を、少なくとも3点(好ましくは5点、より好ましくは10点)で測定し、標準偏差を平均値で除したCV値を算出した。
(入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値の測定方法)
入口側容器材及び出口側容器材の少なくとも一方に設けられたリブについて、リブとリブの間の中間点、及びリブと外周縁との間の中間点において、入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離を少なくとも3点(好ましくは5点)で測定し、標準偏差を平均値で除したCV値を算出した。
[実施例9]
実施例9に係る血液処理フィルターは、上記の実施形態に係る血液処理フィルター1の製造方法にて説明した方法を利用して作成した。すなわち、一方の金型で入口側容器材を、他方の金型で出口側容器材を成形した後に、出口側容器材に血液処理フィルター要素を装填し、金型を移動させて雌雄の入口側容器材及び出口側容器材を突き合わせ嵌合した。
続いて、入口側容器材及び出口側容器材の嵌合部の周縁に形成された金型の流路を通じて硬質容器の樹脂流路に溶融樹脂を射出し、嵌合部の全周縁を溶着する方法を用いて血液処理フィルターを作成した。有効濾過面積を46cmとし、入口側容器材に水蒸気を透過させる(蒸気透過性を有する)薄肉部分を13cmの面積で形成し、また、出口側容器材に蒸気透過性を有する薄肉部分を16cmの面積で形成し、各薄肉部分の厚みを0.2mmとしてそれぞれ蒸気透過部を形成した。なお、フィルター要素として、ポリエステル不織布を以下の構成で積層したものを用いた。
フィルター要素としては
ポリエステル不織布1(平均繊維径が12μm、目付が30g/m) 6枚
ポリエステル不織布2(平均繊維径1.6μm、目付が66g/m) 2枚
ポリエステル不織布3(平均繊維径1.2μm、目付が30g/m) 32枚
硬質容器の材料をポリカーボネート樹脂とし、フィルター要素の厚みのCV値が5.9%、入口側容器材と前記フィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が9.6%とした。このようにして作成した血液処理フィルターを用いて血液を濾過開始し出口側の全面が均等に濡れるまでの時間を測定した結果を表3に示す。
[実施例10]
ポリエステル不織布1(平均繊維径が12μm、目付が30g/m) 6枚
ポリエステル不織布2(平均繊維径1.6μm、目付が66g/m) 2枚
ポリエステル不織布3(平均繊維径1.2μm、目付が30g/m) 30枚
硬質容器の材料をポリカーボネート樹脂とし、フィルター要素の厚みのCV値が3.6%、入口側容器材と前記フィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が10%とし、また、入口側容器材に水蒸気を透過させる(蒸気透過性を有する)フィルムを13cmの面積で設置し、また、出口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置し、それぞれ蒸気透過部を形成した。ここで、蒸気透過性を有するフィルムとして0.2mmの厚さのポリ塩化ビニル製のフィルムを使用した以外は実施例と同様にして血液処理フィルターを作成した。
この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表3に示す。
[比較例9]
ポリエステル不織布1(平均繊維径が12μm、目付が30g/m) 6枚
ポリエステル不織布2(平均繊維径1.6μm、目付が66g/m) 2枚
ポリエステル不織布3(平均繊維径1.2μm、目付が30g/m) 30枚
硬質容器の材料をポリカーボネート樹脂とし、フィルター要素の厚みのCV値が3.6%、入口側容器材と前記フィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が10%とし、更に、蒸気透過性を有するフィルムを配置しなかったこと以外は実施例1と同ようにして作成した血液処理フィルターを用いて血液を濾過開始し出口側の全面が均等に濡れるまでの時間を測定した結果を表3に示す。
[比較例10]
金型で入口側容器材、出口側容器材を成形した後に、フィルター要素を装填し、超音波溶着で容器を溶着する方法を用いて血液処理フィルターを作成し、フィルターであって、フィルター要素の厚みのCV値が6.7%、入口側容器材と前記フィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が18.6%とし、また、入口側容器材に水蒸気を透過させる(蒸気透過性を有する)フィルムを13cmの面積で設置し、また、出口側容器材に蒸気透過性を有するフィルムを16cmの面積で設置し、それぞれ蒸気透過部を形成した。ここで、蒸気透過性を有するフィルムとして0.2mmの厚さのポリ塩化ビニル製のフィルムを使用した以外は実施例1と同ようにして作成した血液処理フィルターを用いて血液を濾過開始し出口側の全面が均等に濡れるまでの時間を測定した結果を表3に示す。
[比較例11]
比較例4では、金型で入口側容器材、出口側容器材を成形した後に、フィルター要素を装填し、超音波溶着で容器を溶着する方法を用いて血液処理フィルターを作成した。比較例4では、フィルター要素の厚みのCV値を6.7%とし、入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値を10%としたこと更に、蒸気透過性を有するフィルムを配置しなかったこと以外は実施例1と同ようにして作成した血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて血液の濾過を開始し、出口側の全面が均等に濡れるまでの時間を測定した。その結果を表2に示す。
[実施例11]
入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が18.6%となるように、作成した以外は、実施例と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表2に示す。
[実施例12]
フィルター要素の厚みのCV値が3.6%、入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が18.6%となるように作成した以外は、実施例と同様にして血液処理フィルターを作成した。この血液処理フィルターを用いて試験を実施した結果を表に示す。
(総括)
表3に示されるように、実施例9、実施例10、実施例11、及び実施例12に係る各血液処理フィルターの場合、フィルター要素の厚みのCV値(%)は6%以下であり、比較例10,11に係る血液処理フィルターの場合、フィルター要素の厚みのCV値(%)は6%を超えている。そして、実施例9、実施例10、実施例11、及び実施例12に係る各血液処理フィルターでは、出口側の全面が均等に濡れるまでの時間は20秒〜22秒と短く、一方で、比較例10、及び比較例11に係る血液処理フィルターでは、出口側の全面が均等に濡れるまでの時間は33秒〜35秒とかなり長い。つまり、実施例9、実施例10、実施例11、及び実施例12によれば、入口から入ってきた血液が入口空間内に均等に広がるまでの時間が短く、比較例10、11に比べ、より効果的にフィルター要素を有効に使用できていることが実証された。
また、実施例9、及び実施例10に係る各血液処理フィルターの場合、入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が10%以下であるのに対し、実施例11、及び実施例12に係る各血液処理フィルターの場合、入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が10%を超えている。そして、実施例9、及び実施例10に係る血液処理フィルターと、実施例11、及び実施例12に係る血液処理フィルターとを比較した場合、実施例9、及び実施例10に係る血液処理フィルターの方が、僅かではあるが出口側の全面が均等に濡れるまでの時間が短くなる傾向を示した。つまり、入口側容器材とフィルター要素の入口側表面までの距離のCV値が10%以下の方が、より効果的にフィルター要素を有効に使用できることが推察された。
1…血液処理フィルター、2…フィルター要素、2a,2b…濾過面、2c…端面、2d,2e…外縁部、3…硬質容器、3s…内部空間、4…入口側容器材、4d…入口側嵌合部、4s…入口空間、5…出口側容器材、5d…出口側嵌合部、5s…出口空間、6…溶融樹脂、7…嵌合部、7a…摺接部、9…把持部、12…可動型(一方の金型)、13…スライド移動型(他方の金型)、31、31A、31B…蒸気透過部、31a…フィルム、31X…硬質容器の他の部分、52b…密着部、L…フィルター要素の最外縁からの幅。

Claims (20)

  1. 血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターであって、
    シート状のフィルター要素と、
    前記フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、前記フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、
    前記フィルター要素は、前記入口空間側及び前記出口空間側に配置された一対の濾過面と、前記一対の濾過面の周縁に沿った端面とを有し、
    前記入口側容器材及び前記出口側容器材には、前記一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、
    前記把持部は、前記端面に密着する密着部を有し、
    前記フィルター要素は、前記把持部によって挟み付けられた部分の厚みが0.05倍以上、且つ0.5倍以下となるように前記把持部によって圧縮されており、
    前記硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられており、
    前記蒸気透過部は、前記硬質容器の一部分で、他の部分に比べて薄い薄肉部分であると共に、前記薄肉部分と前記他の部分とは一体成形されている、血液処理フィルター。
  2. 前記把持部は、前記フィルター要素の最外縁から1mm〜5mmの幅の範囲を前記外縁部として圧縮している、請求項1記載の血液処理フィルター。
  3. 前記入口側容器材及び前記出口側容器材は、前記フィルター要素の前記端面を取り囲んで嵌り合う嵌合部を更に有する、請求項1または2記載の血液処理フィルター。
  4. 前記嵌合部は、前記入口側容器材に設けられた入口側嵌合部と、前記出口側容器材に設けられた出口側嵌合部と、を有し、前記入口側嵌合部と前記出口側嵌合部との摺接部の少なくとも一部は、溶融樹脂によって前記嵌合部の全周にわたって帯状に溶着されている、請求項記載の血液処理フィルター。
  5. 前記摺接部には樹脂流路が設けられており、前記樹脂流路内に前記溶融樹脂が充填されて前記摺接部が溶着されている、請求項記載の血液処理フィルター。
  6. 前記硬質容器は、室温での引張弾性率が1GPa以上の樹脂からなる、請求項1〜5のいずれか一項記載の血液処理フィルター。
  7. 血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターであって、
    シート状のフィルター要素と、
    前記フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、前記フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、
    前記フィルター要素は、前記入口空間側及び前記出口空間側に配置された一対の濾過面と、前記一対の濾過面の周縁に沿った端面とを有し、
    前記入口側容器材及び前記出口側容器材には、前記一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、
    前記フィルター要素の厚みの変動係数が6%以下であり、
    前記硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられ、
    前記入口側容器材及び前記出口側容器材は硬質樹脂からなり、前記蒸気透過部は、前記硬質容器の一部分で、他の部分に比べて薄い薄肉部分であると共に、前記薄肉部分と前記他の部分とは一体成形されており、
    前記変動係数は、
    前記フィルターの断面をX線CTを用いて撮影し、
    前記断面の厚みを、少なくとも3点の測定点で測定し、
    前記厚みの標準偏差と前記厚みの平均値を算出し、
    前記標準偏差を前記平均値で除して前記変動係数を算出する、血液処理フィルター。
  8. 前記入口空間における前記入口側容器材から前記フィルター要素の入口側表面までの距離の変動係数が10%以下であることを特徴とする請求項記載の血液処理フィルター。
  9. 前記把持部は、前記端面に密着する密着部を有する、請求項7または8記載の血液処理フィルター。
  10. 前記把持部は、前記フィルター要素の最外縁から1mm〜5mmの幅の範囲を前記外縁部として圧縮している、請求項7〜9のいずれか一項記載の血液処理フィルター。
  11. 前記入口側容器材及び前記出口側容器材は、前記フィルター要素の前記端面を取り囲んで嵌り合う嵌合部を更に有する、請求項7〜10のいずれか一項記載の血液処理フィルター。
  12. 前記嵌合部は、前記入口側容器材に設けられた入口側嵌合部と、前記出口側容器材に設けられた出口側嵌合部と、を有し、前記入口側嵌合部と前記出口側嵌合部との摺接部の少なくとも一部は、溶融樹脂によって前記嵌合部の全周にわたって帯状に溶着されている、請求項11記載の血液処理フィルター。
  13. 前記摺接部には樹脂流路が設けられており、前記樹脂流路内に前記溶融樹脂が充填されて前記摺接部が溶着されている、請求項12記載の血液処理フィルター。
  14. 前記硬質容器は、室温での引張弾性率が1GPa以上の樹脂からなる、請求項7〜13のいずれか一項記載の血液処理フィルター。
  15. 血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターであり、シート状のフィルター要素と、前記フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、前記フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、前記フィルター要素は、前記入口空間側及び前記出口空間側に配置された一対の濾過面を有し、前記入口側容器材及び前記出口側容器材には、前記一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、前記把持部によって前記フィルター要素の厚みは0.05倍〜0.5倍に圧縮されており、前記硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられている前記血液処理フィルターの製造方法であって、
    一方の金型で前記入口側容器材を、他方の金型で前記出口側容器材を射出成形すると共に、前記入口側容器材、及び前記出口側容器材の少なくとも一方に蒸気透過部を形成する容器材成形工程と、
    前記入口側容器材又は前記出口側容器材にフィルター要素を装填する装填工程と、
    前記フィルター要素が装填された状態で、前記入口側容器材と前記出口側容器材とを突き合せると共に、前記フィルター要素の外縁部を圧縮して前記フィルター要素の厚みを0.05倍〜0.5倍に圧縮する接合工程と、
    前記入口側容器材と前記出口側容器材とを互いに固着する固着工程と、を備え、
    前記容器材成形工程では、前記入口側容器材及び前記出口側容器材の少なくとも一方の一部分を他の部分に比べて薄い薄肉部分とし、且つ前記薄肉部分と前記他の部分とを一体成形することによって前記蒸気透過部を形成する、血液処理フィルターの製造方法。
  16. 前記接合工程では、一対の前記金型を型合わせし、前記フィルター要素を挟んだ状態で前記入口側容器材と前記出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を備える、請求項15記載の血液処理フィルターの製造方法。
  17. 血液成分を含む液体または血液から好ましくない成分を除去するための血液処理フィルターであり、シート状のフィルター要素と、前記フィルター要素を挟んで配置された入口側容器材及び出口側容器材を有し、前記フィルター要素によって内部空間が入口空間及び出口空間に仕切られた硬質容器と、を備え、前記フィルター要素は、前記入口空間側及び前記出口空間側に配置された一対の濾過面を有し、前記入口側容器材及び前記出口側容器材には、前記一対の濾過面の外縁部同士を挟み付けて圧縮する把持部が設けられ、前記フィルター要素の厚みの変動係数が6%以下であり、前記硬質容器には蒸気透過性を有する蒸気透過部が設けられており、前記変動係数は、前記フィルターの断面をX線CTを用いて撮影し、前記断面の厚みを、少なくとも3点の測定点で測定し、前記厚みの標準偏差と前記厚みの平均値を算出し、前記標準偏差を前記平均値で除して前記変動係数を算出する、前記血液処理フィルターの製造方法であって、
    一方の金型で前記入口側容器材を、他方の金型で前記出口側容器材を射出成形すると共に、前記入口側容器材、及び前記出口側容器材の少なくとも一方に蒸気透過部を形成する容器材成形工程と、
    前記入口側容器材又は前記出口側容器材にフィルター要素を装填する装填工程と、
    前記フィルター要素が装填された状態で、前記入口側容器材と前記出口側容器材とを突き合せると共に、前記フィルター要素の厚みの変動係数が6%以下となるように、前記フィルター要素の外縁部を圧縮する接合工程と、
    前記入口側容器材と前記出口側容器材とを互いに固着する固着工程と、を備え、
    前記容器材成形工程では、前記入口側容器材及び前記出口側容器材の少なくとも一方の一部分を他の部分に比べて薄い薄肉部分とし、且つ前記薄肉部分と前記他の部分とを一体成形することによって前記蒸気透過部を形成する、血液処理フィルターの製造方法。
  18. 前記接合工程では、一対の前記金型を型合わせし、前記フィルター要素を挟んだ状態で前記入口側容器材と前記出口側容器材とを嵌り合せる嵌合工程を備える、請求項17記載の血液処理フィルターの製造方法。
  19. 前記蒸気透過部の厚みは50μm以上、且つ500μm以下である、請求項1〜14のいずれか一項記載の血液処理フィルター。
  20. 前記蒸気透過部の厚みは50μm以上、且つ500μm以下である、請求項15〜18のいずれか一項記載の血液処理フィルターの製造方法。
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