JPH03267126A

JPH03267126A - 分離方法および膜分離装置

Info

Publication number: JPH03267126A
Application number: JP2066099A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamagami; 山上　征二
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2804337B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は分離方法およびその分離力法に使用される膜分
離装置に関し、さらに詳しくは、溶液中の溶質たとえば
無機燐酸の分離、血液中の血球の分離、あるいは血漿中
の所定成分の分離を効果的に行なうことのできる分離方
法および膜分離装置に関する。

［従来の技術と発明か解決しようとする課８］従来、各
種の分離膜装置か知られ、あるいは提案されている。例
えば、分離膜として中空Ｊｌ！ｌか使用されている透析
装とは、筒型ケーシングの両端開口部て中空繊維中を固
定し、中空繊維中に血液を流通させるとともに、中空繊
維と筒型ケーシングとの間に透析液を流通させることに
より、血液中の例えば無機燐酸やＢ　Ｕ　Ｎ　（Ｂｌｏ
ｏｄ　Ｕｒｅａ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎ　）等の老廃物を分
離している。

前記透析装置の外にも、分離膜を利用して血液を血球成
分と血漿成分とに分離する血球血漿分離装置や、分離さ
れた血漿成分中の特定成分を分離する血漿成分分画装置
等か知られている。

これら各種の分離装置に使用される分ｇｉｓとして限外
−過膜や半透膜等か知られている。

しかしなから、近年の各種分離技術においては、その分
離効率の向上かますます求められている。例えば、血液
透析における無機燐酸の除去を高効率て行なえることか
望まれている。つまり一般に血液透析を行なっている腎
不全患者は次第に骨か脆くなる傾向にある。これは、従
来の血液透析方法あるいは血液透析装置によっても、血
中の無機燐酸を十分に除去することかできないからであ
る。血液中てはカルシウムイオン濃度と燐酸イオン濃度
とか逆相関関係にあり、燐酸イオン濃度か高くなるとと
もにカルシウムイオン濃度か低下してくることか知られ
ている。したかつて、血液透析方法あるいな血液透析装
置にあっては、患者の骨を脆くすることなく、血液透析
を行なえることか望まれ、そのために血液透析における
無機燐酸の除去か高効率て行なえることか望まれている
のである。

本発明は、このような情勢の下に完成したものである。

すなわち、本発明の目的は、従来よりも高い分離効率を
有する分離膜装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］前記課題を解決するための本願請求項１に記載の発明は
、分離膜により溶液中の成分を分離する分離方法におい
て、前記分１ｌｌｌ膜に前記溶液か接触する領域に磁界
を及ぼすことを特徴とする分離方法てあり請求項２に記載の発明は、分離膜と前記分離膜および／
または前記分Ｓ膜に接触する溶液に磁界を及ぼす磁界付
与手段とを備えてなることを特徴とする膜分離装置てあ
り請求項３に記載の発明は、前記分離膜か束ねられた中空
繊維である前記請求項２に記載の膜分離装置であり、請求項４に記載の発明は、前記膜分離装置か血液透析装
置である前記請求項２に記載の膜分離装置であり、請求項５に記載の発明は、前記膜分離装置か血球血漿分
離装置である前記請求項２に記載の膜分離装置であり、請求項６に記載の発明は、前記膜分離装置か血漿成分分
画装置である前記請求項２に記載の膜分離装置であり、請求項７に記載の発明は、ケーシングと、このケーシン
グ内て血液流路と透析液流路とを区画する分離膜と、前
記ケーシングに装着された磁石とを愉えてなることを特
徴とする膜分離装置てあり請求項８に記載の発明は、前記分離膜か中空繊維であり
、線状磁性体とともに束ねられてなる膜分離装置であり
、前記請求項９に記載の発明は、前記ケーシングがその外
部からケーシング内に装填された分離膜中に磁性体を挿
入可能な構造を有する膜分離装置である。

［作用コ本発明の構成によると、分離膜に溶液か接触する領域に
磁界を及ぼすのて、理由は未だ明確てはないか結果とし
て、溶液中の成分を分離する効率か高まる。そして、例
えば、この膜分離装置を血液透析装置として使用すると
、透析により血液中の無機燐酸やＢＵＮやクレアチニン
等か高効率て分離される。また、この膜分離装置を血球
血漿分離装置として使用すると、血液中の血球成分と血
漿成分とか高効率て分離される。この膜分離装置を血漿
成分分画装置として使用すると、透過血漿量が増加する
し、分子量分画か先鋭になる。

本発明の構成において、分離膜中に磁性体な介在させて
おくと、分離膜に溶液か接触する領域ての磁界かさらに
強くなり、分離効率かさらに向上する。

［実施例コ次に本発明の方法および装置の一実施例について図面を
参照しなから説明する。

第１図に示す膜分離装置は、中空繊維型血液透析装置と
して使用される。

この中空繊維型血液透析装置ｌは、筒状のケーシング２
と、この筒型ケーシング２の開口した両端部で固定され
た中空ｍ線束と、前記筒状のケーシングｌに装着された
磁石３とを備えてなるさらに詳述すると、前記筒状ケー
シング２は、その両端は開口しており、その開口部に適
宜の手段たとえば螺合により装着可能であるとともに血
液を導出入する血液導出人口４を有する蓋部材５を装着
しており、また筒状ケーシング２の一端部近傍の周側面
には筒状ケーシング２の内部に連通ずる透析液導入口６
ａか設けられ、筒状ケーシング２の他端部近傍の周側面
には筒状ケーシング２の内部にＭ通する透析液排出口６
ｂか設けられている。この筒状ケーシング２の両端開口
部ては中空繊維のそれぞれか束状にシーラントで一体に
固定されるとともにそのシーラントで前記中空繊維束を
筒状のケーシング２の開口部に一体に固着され、しかも
シヘラントて前記開口部か水密に閉鎖されている。

ここで、前記中空繊維は１本発明における分離膜として
使用されている。

この血液透析装置においては１重要なことに第２図に示
すように、前記筒状ケーシング２の外表面に、四極の磁
石３か装着されている。すなわち、筒状ケーシング２の
外周側面に、４個の磁石３か、筒状ケーシング２に向か
う面とその反対側の面とか互いに反対極になるように、
しかも４個の磁石３の、ケーシング２に向かう面の磁極
か交互に相違するように、装着されている。この４個の
磁石３のケーシング２に固定する手段としては特に制限
かなく、適宜の固定手段を採用することかてきる。簡易
な固定手段の具体例としては、筒状のケーシング２の外
周面に接着剤を介して磁石を固定する手段、ベルト等て
固定する手段等を挙げることかてきる。

なお、第２図において、２て示すのは筒状ケーシンつで
あり、８て示すのは中空繊維束である。

この血液透析装置においては、たとえば第１図において
、決液導出入口から海液を導入し、中空ｍ線束内に血液
を通す。一方、透析液は透析液導入口から筒状ケーシン
グ２内に導入され、透析液排出口から排出される。この
とき、中空繊維内を通過する血液中のＢＵＮやクレアチ
ニンあるいは燐酸イオンか中空繊維膜を通過して透析液
中に出てくる。このとき、中空繊維中を通過する血液に
は磁石による磁界か作用しているのて、その理由は明確
てはないか、前記ＢＵＮやクレアチニン、あるいはリン
酸イオン等の除去効率か向上する。

中空繊維中を通過した血液は血液導出入口から排出され
る。

本発明者の実験によると、たとえば、再生セルロース製
の中空繊維束（中空繊維束の直径、３３ｃｍ、中空繊維
の平均径２００ｇｍ、血液ＩＲ，通実効長さ２５ｃｍ、
中空繊維束における中空繊維数１０．０００本）を筒型
のケーシング２内に自すると共に、筒型ケーシング２の
外周面に、磁極か午いに反対極になるように相対抗した
二重極の磁石（磁力の強さ、８００ガウス、筒状ケーシ
ング２の軸線方向に沿う磁石の長さ；４．５ｃｍ）を３
個装６してなる血液透析装置を使用して、大人１１人の
血液の透析を行なったところ（透析液の流￥；５００ｍ
Ｍ／ｓｉｎ、、血液供給速ｊ［；　２０１１　ｍ　ｌ　
／　ｓｉｎ、、透析時間４．５時間）、以下の結果を得
た。

なお、上記表において数字は除去率を示し、フランクの
値は磁石を配置しないほかは前記血液透析装置と全く回
し構成の血液透析装置を使用して、前記と同様の透析条
件にて血液の透析をした場合の結果である。また、除水
量は同量に設定した。上記表から明らかなように、磁石
を使用することにより何れの成分の除去率も向上し、特
に無機燐酸の除去率の向上か著しい。

このように、この実施例装置においては、磁石を装備し
ていない中空繊維型血液透析装置に比べて透析効率の向
上か達成される。この実施例装置は非常に簡単な構成で
あるか、分離膜である中空１ｍ維中を流通する血液に磁
界をかけることにより、血液透析の効率、特に無機燐酸
の除去効率を大きく高めることかできる。

本発明は、前記実施例装置に限られない。

本発明における分離膜の形態としては、前記中空繊維で
あるに限らず、たとえば、平膜、管状膜、スパイラル状
膜等であっても良い。また他の観点に従うと、本発明に
おける分離膜は、対称膜てあっても、非対称膜てあって
も良いし、あるいは延伸膜てあっても、また、エッチン
ク膜てあっても良い。

さらに機能的観点からすると１本発明における分離膜は
、イオン交換膜、精密濾過膜、限外濾過膜、浸透膜、逆
浸透膜、ガス分離膜の何れてあっても良い。

また分離膜の材質としては、たとえは、セルロース、セ
ルロースジアセテート、セルロースポリアセテート、セ
ルロースエーテル類等のセルロース誘導体、芳香族ナイ
ロン等のポリアミド系誘導体、ポリエステル系誘導体、
ポリメチルメタクリレート等のメタクリル系もしくはア
クリル系重合体、ポリ塩化ビニル等のポリヒニル系重合
体、ポリウレタン、ならびにポリオレフィン、ポリプロ
ピレンのようなポリオレフィン、芳香族スルホン等か挙
げられる。

本発明においては、膜分離装置を血液透析に使用される
血液透析装置とするのてあれば、分離膜を、セルロース
誘導体、ポリアクリロニトリル、膜、エチレンーヒニル
アルコール共重合体、ポリメタクリル酸等て形成した中
空繊維にするのか良い。透析において、無機燐酸やＢＵ
Ｎやクレアチニンを特に高効率で血液から分離すること
かてきる。この膜分離装置を血球血漿分離装置として使
用するのてあれば、分離膜を、ポリメチルメタアクリレ
ート、ポリスルフォン、セルローズジアセテート、ポリ
ビニルアルコール等て形成することかでき、血菊成分分
画装置として使用するのてあれば１分離膜をエチレンー
ヒニルアルコール共重合体、セルローズジアセテート等
て形成することかてき、いずれも製膜条件によって好ま
しい大きさのボアを形成させて使用することかてきる。

本発明における分離膜は、その材質に応して公知の方法
て製膜あるいは紡糸により製造することかてきる。具体
的には、切削法、平板法、塗布法、延伸法、エンチンク
法、相転換法、１ｎ−ｓｉｔｕ反応法、積層法、あるい
は湿式や乾式の紡糸法等を採用して製造することかてき
る。

本発明においては、磁界付与手段は磁石に限らす、分ａ
膜に磁界を付与することかてきればとのような装置てあ
っても良く、前記磁石の外に電磁石てあっても良い。

磁界付与手段として磁石を使用する場合、第２図に示す
ように４極に限らず、２極、６極、８極等てあっても良
い。一般に磁極の数を増加させる程分離効率か上昇する
。また、分離膜に付与する磁界の強さは、通常５０〜ｓ
、ｏｏｏガウスである。また、血液透析装置にあっては
、前記磁界の強さを前記範囲内て患者の症状に応して適
宜に決定するのか良い。

磁界付与手段は、この磁界付与手段により発生する磁界
中に分離膜および溶液たとえば血液が配置されるように
なっていれば、この磁界付与手段はどのように位置付け
られていても良い。磁界付与手段の分Ｓ膜に対する好ま
しい位置付けは、磁界付与手段により発生する磁力線か
、分離膜中を通過する被処理体の流通方向を横切るよう
に配置されることである。

前記第１図および第２図に示す実施例装置にあっては、
筒状ケーシングの外周面に磁石か配置されているか、円
周方向に２〜８極に分極した複数個の筒状磁石を直列状
態に第１図に示す筒状ケーシングの外周に装填しても良
い。また、筒状ケーシングの筒体中に磁石を埋め込んて
も良い。あるいは、一対の平な磁石板の間に筒状ケーシ
ングを配置するようにして、磁力線を中空繊維束に付加
するようにしても良い。

さらにまた、第３図に示すように、樹脂１１て表面をコ
ーチインクした棒状の磁性体を中空繊維とともに束ねて
ケーシングの外側に配置した磁石とて磁場を形成するよ
うにしても良い。

また、第４図に示すように、線状の磁石を挿入すること
のてきると共に、筒型ケーシング１２内に装填された中
空繊維束１３内に挿入されるような貫入部１４を筒型ケ
ーシングの一端中央部に有する筒型ケーシング１２を形
成し、血液透析時に前記貫入部に線状の磁石を挿入する
ようにしても良い。また、筒型ケーシング１２に棒状の
磁性体を挿入し、併用された外側の磁石による磁場をよ
り強力にしても良い。このような構造の装置にあっては
、中空繊維束もしくは血液に作用する磁界か強くなると
言う利点かある。

本発明の膜分離装置によると、その分離膜の種類および
性能により、医学分野において血液中の老排物の除去、
血液中からの血球の分離、血漿の分画等を行なうことか
てきる外、食品工業分野において食品加工により生しる
廃液からのタンパク質の分離、濃縮等を行なうことかて
き、また、工業分野においては各種のプロセスて生じる
排出液からの有価成分の回収等を行なうことかてきる。

［発明の効果コ本発明によると、従来の分離膜を使用する分離技術にお
ける分離効率をさらに高めた膜分離袋δを提供すること
かてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る中空繊維型血液透析装
置を示す説明図、第２図は第１図における■−■線矢視
断面図、第３図は磁石の一態様を示す断面図および第４
図は本発明の他の実施例である中空ｍ雄型血液透析装置
を示す説明図である。１・・・中空繊維型血液透析装置、２・・ケシンク、３
・・・磁石、８・・・中空繊維束。第３図 ’、ＩＩ第４図手続補正書平成２年７月５日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分離膜により溶液中の成分を分離する分離方法に
おいて、前記分離膜に前記溶液が接触する領域に磁界を
及ぼすことを特徴とする分離方法。
（２）分離膜と前記分離膜および／または前記分離膜に
接触する溶液に磁界を及ぼす磁界付与手段とを備えてな
ることを特徴とする膜分離装置。
（３）前記分離膜が束ねられた中空繊維である前記請求
項２に記載の膜分離装置。
（４）前記膜分離装置が血液透析装置である前記請求項
２に記載の膜分離装置。
（５）前記膜分離装置が血球血漿分離装置である前記請
求項２に記載の膜分離装置。
（６）前記膜分離装置が血漿成分分画装置である前記請
求項２に記載の膜分離装置。
（７）ケーシングと、このケーシング内で血液流路と透
析液流路とを区画する分離膜と、前記ケーシングに装着
された磁石とを備えてなることを特徴とする膜分離装置
。
（８）前記分離膜が中空繊維であり、線状磁性体ととも
に束ねられてなる前記請求項７に記載の膜分離装置。
（９）前記ケーシングがその外部からケーシング内に装
填された分離膜中に磁性体を挿入可能な構造を有する前
記請求項７に記載の膜分離装置。