JPH0347272A - 中空繊維型液体処理装置 - Google Patents
中空繊維型液体処理装置Info
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- JPH0347272A JPH0347272A JP18335289A JP18335289A JPH0347272A JP H0347272 A JPH0347272 A JP H0347272A JP 18335289 A JP18335289 A JP 18335289A JP 18335289 A JP18335289 A JP 18335289A JP H0347272 A JPH0347272 A JP H0347272A
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Landscapes
- External Artificial Organs (AREA)
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。
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）
本発明は中空繊維膜を利用した液体処理装置、特に透析
によって液体を処理するに適し九装置に関するものであ
る。かかる装置は人工腎臓などの血液透析装置として広
く利用される。
によって液体を処理するに適し九装置に関するものであ
る。かかる装置は人工腎臓などの血液透析装置として広
く利用される。
（従来の技術）
従来より、中空繊維膜を用いた檀々の液体処理装置が、
提案されている。かかる装置は通常ハウジング内に性能
、形状、材質が同一の多数の中空繊維膜を収容して、そ
の両端が開口するように樹脂隔壁で固定した形で用いら
れる。上記液体処理装置を血液透析に使用する場合には
中空繊維膜の内部に流した血液と中空繊維膜の外部に流
した透析液とが中空繊維膜を介して拡散による血液中の
老廃物の除去と、血液中の電解質濃度の補正が行われる
っ一方血液中の水分や小・中分子量物質は沖過によって
除去される。
提案されている。かかる装置は通常ハウジング内に性能
、形状、材質が同一の多数の中空繊維膜を収容して、そ
の両端が開口するように樹脂隔壁で固定した形で用いら
れる。上記液体処理装置を血液透析に使用する場合には
中空繊維膜の内部に流した血液と中空繊維膜の外部に流
した透析液とが中空繊維膜を介して拡散による血液中の
老廃物の除去と、血液中の電解質濃度の補正が行われる
っ一方血液中の水分や小・中分子量物質は沖過によって
除去される。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記装置は、円筒状ハウジング内に多数の
中空繊維膜が収納されているため、中空繊！膜の外部に
透析液を流し九ときに、一般に中空繊維膜の集束方法に
特別な工夫を施之ない限り、透析液は、ハウジング内部
で均等に分散して各中空繊維膜表面に沿って等しい流速
で流れるのではなく、中空繊維膜束の外周部に配置され
た中空繊維膜にくらべて中心部に配置された中空繊維膜
の表面に沿って流れる透析液の流速が減少し、中心部の
中空繊維膜では、流速がきわめて小さいか、実質的に零
に近い値となる（ Ｓｉｎｇｏ ＴａｋｅｓａｗａＳｅ
ｔａｌ Ｔｒａｎｓ、 Ａｍ、 Ｓａｃ、 Ａｒｔｉ
ｆ、 Ｉｎｔｅｒｎ、 Ｏｒｇａｎｓ、 ｖｏｌ、
３４ｐｐ、７９４ （１９８ｇ ） ）。ざい換えれば
、中空繊維膜束の中心部では、透析液の流速が小さくて
、透析液儂１の境膜を十分に破壊することができないた
め、拡散による物質交換はほとんどなされない。
中空繊維膜が収納されているため、中空繊！膜の外部に
透析液を流し九ときに、一般に中空繊維膜の集束方法に
特別な工夫を施之ない限り、透析液は、ハウジング内部
で均等に分散して各中空繊維膜表面に沿って等しい流速
で流れるのではなく、中空繊維膜束の外周部に配置され
た中空繊維膜にくらべて中心部に配置された中空繊維膜
の表面に沿って流れる透析液の流速が減少し、中心部の
中空繊維膜では、流速がきわめて小さいか、実質的に零
に近い値となる（ Ｓｉｎｇｏ ＴａｋｅｓａｗａＳｅ
ｔａｌ Ｔｒａｎｓ、 Ａｍ、 Ｓａｃ、 Ａｒｔｉ
ｆ、 Ｉｎｔｅｒｎ、 Ｏｒｇａｎｓ、 ｖｏｌ、
３４ｐｐ、７９４ （１９８ｇ ） ）。ざい換えれば
、中空繊維膜束の中心部では、透析液の流速が小さくて
、透析液儂１の境膜を十分に破壊することができないた
め、拡散による物質交換はほとんどなされない。
一方ｐ過による血液中の水分や小・中分子量物質の除去
は全ての中空Ｒ維膜からなされる。このことは、中空繊
維膜束の中心部の中空繊維膜はほとんど透析に寄与して
いないため、実際の膜面積にくらべて透析に寄与する膜
面積、すなわち有効膜面積が大幅に減少していることを
意味している。
は全ての中空Ｒ維膜からなされる。このことは、中空繊
維膜束の中心部の中空繊維膜はほとんど透析に寄与して
いないため、実際の膜面積にくらべて透析に寄与する膜
面積、すなわち有効膜面積が大幅に減少していることを
意味している。
上記問題点を解消するために透水性（以下ＵＦＲという
）の異なる複数種類の中空繊維膜をランダムにハウジン
グ内に収容し九装置が提案されている。かかる装置では
、中空繊ｍ膜束の外周部の中空繊維膜のみが透析に寄与
し、中心部の中空繊維膜が透析に寄与していない点を考
えれば、該装置においても透析による物質交換は周辺部
の中空繊維膜でのみ行われ、−過による水分や小・中分
子量物質の除去は、ランダムに配置されたＵＦＨの高い
中空繊維膜によってなされる。−〒しかしながらランダ
ムさがゆえに中空繊維膜束の中心部のＵＦＨの大きな中
空繊維膜の比率が小さくなり、中空繊維膜束の中心部で
の濾過による水分除去もさほど期待できない。むしろ、
中空繊維膜を束ねる操作が繁雑になり、しかも複数の中
空繊維膜を十分にランダムな状態にすることが困難なた
め透析性能が一定の装置を提供することが極めて困難と
なる。
）の異なる複数種類の中空繊維膜をランダムにハウジン
グ内に収容し九装置が提案されている。かかる装置では
、中空繊ｍ膜束の外周部の中空繊維膜のみが透析に寄与
し、中心部の中空繊維膜が透析に寄与していない点を考
えれば、該装置においても透析による物質交換は周辺部
の中空繊維膜でのみ行われ、−過による水分や小・中分
子量物質の除去は、ランダムに配置されたＵＦＨの高い
中空繊維膜によってなされる。−〒しかしながらランダ
ムさがゆえに中空繊維膜束の中心部のＵＦＨの大きな中
空繊維膜の比率が小さくなり、中空繊維膜束の中心部で
の濾過による水分除去もさほど期待できない。むしろ、
中空繊維膜を束ねる操作が繁雑になり、しかも複数の中
空繊維膜を十分にランダムな状態にすることが困難なた
め透析性能が一定の装置を提供することが極めて困難と
なる。
したがって、本発明の目的は拡散による物質交換と濾過
による除水及び小・中分子量物質の除去をバランスさせ
た単位膜面積当υの透析能力の高い装置を提供すること
である。
による除水及び小・中分子量物質の除去をバランスさせ
た単位膜面積当υの透析能力の高い装置を提供すること
である。
（課題を解決するための手段）
本発明は一端に液体入口を有するヘッダと、他端に液体
出口を有するヘッダを備えた筒状ハウジング内に、透水
性の異なる複数種類の中空繊維膜からなる中空繊維膜束
を収容した中空繊維型液体に同心円状に配置されてなる
中空繊維型液体処理装置であるっ （作 用） 本発明の装置では透析液の流速が大きい中空繊維束の外
周辺部の中空繊維膜では、透析による物質交換能を発揮
させ、中空繊維膜束の中心部に向かうにつれて透析液流
速が小さくなって透析への寄与が減少する領域ではＵＦ
Ｈの大きな中空繊維を配置して、水分及び小・中分子量
物質の除去能を向上させる。すなわちＵＦＨの異なる複
数種類の中空繊維膜をＵＦＲが大から小になるよう同心
円状に、層状に配置して、透析液流速の小さい中心部分
では透析による物質交換よりもむしろ濾過による水分及
び小・中分子量物質の除去を行うように工夫することに
よシ、血液中の不要物質がバランスよく除去され単位膜
面積当りの透析性能を向上させることができろう （実施例） 次に本発明の中空繊維型液体処理装置の一実施例の血液
透析装置について図面にて説明する。
出口を有するヘッダを備えた筒状ハウジング内に、透水
性の異なる複数種類の中空繊維膜からなる中空繊維膜束
を収容した中空繊維型液体に同心円状に配置されてなる
中空繊維型液体処理装置であるっ （作 用） 本発明の装置では透析液の流速が大きい中空繊維束の外
周辺部の中空繊維膜では、透析による物質交換能を発揮
させ、中空繊維膜束の中心部に向かうにつれて透析液流
速が小さくなって透析への寄与が減少する領域ではＵＦ
Ｈの大きな中空繊維を配置して、水分及び小・中分子量
物質の除去能を向上させる。すなわちＵＦＨの異なる複
数種類の中空繊維膜をＵＦＲが大から小になるよう同心
円状に、層状に配置して、透析液流速の小さい中心部分
では透析による物質交換よりもむしろ濾過による水分及
び小・中分子量物質の除去を行うように工夫することに
よシ、血液中の不要物質がバランスよく除去され単位膜
面積当りの透析性能を向上させることができろう （実施例） 次に本発明の中空繊維型液体処理装置の一実施例の血液
透析装置について図面にて説明する。
第１図に示すように本発明の装置は円筒状ハウジング１
内にＵＦＨの大きい多数の中空繊維膜２を囲むようにＵ
ＦＨの小さい多数の中空繊維膜３を配置した中空繊維膜
束が収納されている。該中空繊維膜束はその両端が開口
された状■で樹脂隔壁４．４′中にハウジングの内壁と
一体に集束固定されている。該ハウジングの両開口端に
は血液人口６を有するヘッダ５と、血液出ロアを有する
ヘッダ５′が液密に！！！着されている。８．９は円筒
状ハウジングの側壁に設けられた透析液入口と透析液出
口である。第２図は第１図のＡ−Ａ断断面であシ、中空
繊維膜束の中心部にＵＦＨの大きい多数の中空繊維膜２
を配し、その周囲に同心円上にＵＦＨの小さい多数の中
空繊維膜３が配置されている。
内にＵＦＨの大きい多数の中空繊維膜２を囲むようにＵ
ＦＨの小さい多数の中空繊維膜３を配置した中空繊維膜
束が収納されている。該中空繊維膜束はその両端が開口
された状■で樹脂隔壁４．４′中にハウジングの内壁と
一体に集束固定されている。該ハウジングの両開口端に
は血液人口６を有するヘッダ５と、血液出ロアを有する
ヘッダ５′が液密に！！！着されている。８．９は円筒
状ハウジングの側壁に設けられた透析液入口と透析液出
口である。第２図は第１図のＡ−Ａ断断面であシ、中空
繊維膜束の中心部にＵＦＨの大きい多数の中空繊維膜２
を配し、その周囲に同心円上にＵＦＨの小さい多数の中
空繊維膜３が配置されている。
３種類以上のＵＦＲの異なる中空繊維膜を使用する場合
には第３図に示すようにＵＦＨの最も大きい中空繊維膜
ｌＯを中心に配置し、該中空繊維膜から順番にＵＦＨの
小さい中空繊維膜１１．１２・・・・・・が同心円上に
配置される。中空Ｕ＆維膜として、血液透析では通常再
生セルロース、セルロースアセテート、ポリアクリロニ
トリル、エチレンビニルアルコール、ポリスルホン、ポ
リメチルメタクリレートなどを素材とした中空繊維膜が
使用される。上記中空繊＃膜１１それぞれ性能が異なる
ため、目的とする透析性能を有する装置を提供するため
に、上記中空繊維膜のうちからＵＦＨの異なる複数種類
の中空繊維膜を選択して、予じめ実験によシ各中空繊維
膜の最適膜面積を決定した上、ハウジング内にＵＦＨの
大きな中空繊維膜を中心に配置してＵＦＨの小さな中空
繊維膜を同心円上に順番に配置することによシ目的とす
る装置が製作できる。
には第３図に示すようにＵＦＨの最も大きい中空繊維膜
ｌＯを中心に配置し、該中空繊維膜から順番にＵＦＨの
小さい中空繊維膜１１．１２・・・・・・が同心円上に
配置される。中空Ｕ＆維膜として、血液透析では通常再
生セルロース、セルロースアセテート、ポリアクリロニ
トリル、エチレンビニルアルコール、ポリスルホン、ポ
リメチルメタクリレートなどを素材とした中空繊維膜が
使用される。上記中空繊＃膜１１それぞれ性能が異なる
ため、目的とする透析性能を有する装置を提供するため
に、上記中空繊維膜のうちからＵＦＨの異なる複数種類
の中空繊維膜を選択して、予じめ実験によシ各中空繊維
膜の最適膜面積を決定した上、ハウジング内にＵＦＨの
大きな中空繊維膜を中心に配置してＵＦＨの小さな中空
繊維膜を同心円上に順番に配置することによシ目的とす
る装置が製作できる。
上記ＵＦＨの異なる中空繊ａ膜は素材の異なる中空繊維
膜の組み合せであっても、あるいは同一素材の中空繊維
膜の組み合せであってもよい。
膜の組み合せであっても、あるいは同一素材の中空繊維
膜の組み合せであってもよい。
次に本発明装置の効果を確認するために次の実験を行っ
た。まずＵＦＨの大きい中空１ａａ膜としてＵＦＲが２
０ ｍｌ／ ｈ−簡Ｈｐ−一のポリスルホン中空繊維膜
、ＵＦＨの小さい中空繊維膜としてＵＦＲが６、２ 、
、Ｌ／／ｈ−ｔｔｔｓＨ９・−のエチレンビニルアルコ
ール中空繊ｍＤｓを用いて、該２種類の中空繊維膜をポ
リスルホン中空繊維膜を中心部に配置し、その周囲にエ
チレンビニルアルコール中空繊維ＩＮを配置した血液透
析装置を製作した。この装置では上記２種類の中空繊維
膜の膜面積比をポリスルホン中空繊Ａ’ｌ＆腺ヲ３、エ
チレンビニルアルコール中空繊維膜を７として合計１．
３ｄとした。
た。まずＵＦＨの大きい中空１ａａ膜としてＵＦＲが２
０ ｍｌ／ ｈ−簡Ｈｐ−一のポリスルホン中空繊維膜
、ＵＦＨの小さい中空繊維膜としてＵＦＲが６、２ 、
、Ｌ／／ｈ−ｔｔｔｓＨ９・−のエチレンビニルアルコ
ール中空繊ｍＤｓを用いて、該２種類の中空繊維膜をポ
リスルホン中空繊維膜を中心部に配置し、その周囲にエ
チレンビニルアルコール中空繊維ＩＮを配置した血液透
析装置を製作した。この装置では上記２種類の中空繊維
膜の膜面積比をポリスルホン中空繊Ａ’ｌ＆腺ヲ３、エ
チレンビニルアルコール中空繊維膜を７として合計１．
３ｄとした。
一方比較のために、上記装置と同一膜面積で、かつ上記
２種類の中空繊維膜と同一の膜面積比率にて、ポリスル
ホン中空糸膜とエチレンビニルアルコール中空糸膜をラ
ンダムに配置した血液処理装置（Ｉ）と上記装置と同一
膜面積のエチレンビニルアルコール中空糸膜のみを用い
た血液処理装置（ｆｌ）を製作し死。
２種類の中空繊維膜と同一の膜面積比率にて、ポリスル
ホン中空糸膜とエチレンビニルアルコール中空糸膜をラ
ンダムに配置した血液処理装置（Ｉ）と上記装置と同一
膜面積のエチレンビニルアルコール中空糸膜のみを用い
た血液処理装置（ｆｌ）を製作し死。
上記３椙類の各血液処理装置に、血液側試験液として血
液側に尿素（分子量６０）、クレアチニン（分子量１１
３ ）、リゾチーム（分子量１４，３００ ）を溶解し
たリン酸バッファー溶液を流量２００７ＦＬ／／ｍｉｎ
で流した。一方送析液側にはアセテート透析液を５００
−／ｍｉｎで流した。また除水は１５ ｉ／ｍｉｎで行
った。上記３種類の血液処理装置における各溶質のクリ
アランスを表−１に示す。
液側に尿素（分子量６０）、クレアチニン（分子量１１
３ ）、リゾチーム（分子量１４，３００ ）を溶解し
たリン酸バッファー溶液を流量２００７ＦＬ／／ｍｉｎ
で流した。一方送析液側にはアセテート透析液を５００
−／ｍｉｎで流した。また除水は１５ ｉ／ｍｉｎで行
った。上記３種類の血液処理装置における各溶質のクリ
アランスを表−１に示す。
表−１に示す結果より本発明の血液処理装置は、尿素、
クレアチニンの小分子量物質のクリアランスは従来装置
と同等であるが、低分子量タンパク質のクリアランスは
、３倍程度の増大となった。
クレアチニンの小分子量物質のクリアランスは従来装置
と同等であるが、低分子量タンパク質のクリアランスは
、３倍程度の増大となった。
従って、本発明の血液処理装置は中心部の透析による物
質交換が不可能な部分に低分子量タンパク質の除去でき
るＵＦＨの大きな中空繊維膜を配置することにより、広
い範囲の分子量物質をバランスよく除去できることを示
している。
質交換が不可能な部分に低分子量タンパク質の除去でき
るＵＦＨの大きな中空繊維膜を配置することにより、広
い範囲の分子量物質をバランスよく除去できることを示
している。
（発明の効果）
以上のように本発明の血液処理装置は、透析液流速が小
さくて透析効果の低い中空繊維膜束の中心部分は、沖過
による物質除去を目的としたＵＦＲの大きい中空繊維膜
を配置しているので、透析効果の低い部分からも沖過に
よる物質除去が行われる。また該中心部に配置された中
空繊維膜はポアサイズも大きいので中分子量物質、小分
子量タンパク質の除去能が優れ、血液処理装置として広
い範囲の分子量物質をバランスよく除去することができ
る。
さくて透析効果の低い中空繊維膜束の中心部分は、沖過
による物質除去を目的としたＵＦＲの大きい中空繊維膜
を配置しているので、透析効果の低い部分からも沖過に
よる物質除去が行われる。また該中心部に配置された中
空繊維膜はポアサイズも大きいので中分子量物質、小分
子量タンパク質の除去能が優れ、血液処理装置として広
い範囲の分子量物質をバランスよく除去することができ
る。
第１図は本発明の液体処理装置の断面図であり、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第３図は他の例を示す
断面図である。 ５．５′・・・・・・ヘッダ ７・・・・・・血液出口 ６・・・・・・血液人口 ８・・・・・・透析液入口 ９・・・・・・透析液出口
は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第３図は他の例を示す
断面図である。 ５．５′・・・・・・ヘッダ ７・・・・・・血液出口 ６・・・・・・血液人口 ８・・・・・・透析液入口 ９・・・・・・透析液出口
Claims (1)
- 一端に液体入口を有するヘッダと、他端に液体出口を有
するヘッダを備えた筒状ハウジング内に、透水性の異な
る複数種類の中空繊維膜からなる中空繊維膜束を収容し
た中空繊維型液体処理装置において、該透水性の異なる
複数種類の中空繊維膜が、透水性の大きな中空繊維膜を
中心に、該中空繊維膜から順番に同心円状に配置されて
なることを特徴とする中空繊維型液体処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18335289A JPH0347272A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 中空繊維型液体処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18335289A JPH0347272A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 中空繊維型液体処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347272A true JPH0347272A (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=16134240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18335289A Pending JPH0347272A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 中空繊維型液体処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0347272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5538995A (en) * | 1994-02-17 | 1996-07-23 | Asahi Glass Company Ltd. | Difluoroprostacyclins |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18335289A patent/JPH0347272A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5538995A (en) * | 1994-02-17 | 1996-07-23 | Asahi Glass Company Ltd. | Difluoroprostacyclins |
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