JPH0371A

JPH0371A - 流体処理装置

Info

Publication number: JPH0371A
Application number: JP1165186A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Nogawa; 淳彦野川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-01-07

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、人工肺、人工旧り人工肺、血漿分離器及び／
又は血）α濃縮器等の医療用機器、或いは浄水器等の一
般的なフィルタ装置に用いて好適な流体処理装置に関す
る。

［従来の技術］従来、人工肺等として中空糸型流体処理装置が用いられ
ている。この中空糸型流体処理装置は、筒状ハウジング
内に中空糸束を配置し、該中空糸束の両端部を該ハウジ
ングの両端部にボッチインクすることにて固定し、両ボ
ッティング部分の外側に開口する中空糸の両端開口部を
それぞれ第１の流体流入口と第１の流体流出口として該
中空糸内径部に第１の流体を流し、両ボッティング部分
の内側に位置する中空糸とハウジング内面との間の空間
を第２の流体のための流体流路とし、この第２の流体流
路に第２の流体を流し、第１の流体と第２の流体との間
で物質移動（流体処理）を行なうものである。

［発明が解決しようとする課題］然しなから、上記従来の中空糸型流体処理装置には以下
の問題点がある。

■流体処理に関与しないボッティング部分の存在により
、装置内のデッドボリュームか大きく、例えば小型にし
て一定の流体処理性能を確保する等に困難がある。

■第２の流体流路はハウジング内にて、多数の中空糸ま
わりに広く連続するものであるため、ハウジングの一端
に設けた第２の流体流入口から他端に設けた第２の流体
流出口へ至る流体の流動経路が不確定であり、安定した
流体処理性能を確保するのに困難がある。特に第２の流
体が血液の場合、流路か固定されていす、中空糸束内に
疎密を有していると血液の流れる部分と流れない部分と
ができて、性能にはらつきがでることがある。

■求められるガス交換性能に合わせた人工肺の形状（大
きさ）により、他の例えばリザーバーや熱交換器の形状
（大きさ）が決定されるので、人工肺の大型化によって
他の回路構成品も大きくなり、プライミングボリューム
が大きくなる。例えば、中空糸を用いた人工肺の基本形
状は筒状であり、外形を自由に設計できない。即ち、従
来の人工肺では、形状の設計に制約があり、必ずしも全
体から見て最適な形状ではなかった。

■従来の中空糸、平膜を用いた人工肺では、流路の構成
に制約があり、例えばツリー状、網状の流路を形成する
ことは不可能に近い。

本発明は、デッドボリュームがなく、且つ流体の流動経
路を確定して安定した流体処理性能を確保し、更に外形
及び流路の形態を自由な形状に設定できる流体処理装置
を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］請求項１に記載の本発明は、被処理流体流出入口と添加
流体流出入口を有するハウジングと、該ハウジング内に
収納され、多数の連続した空孔な有する多孔質ブロック
とを備え、該多孔質ブロックは一方から他方へ貫通する
流体流路を有し、添加流体がその流入口から前記空孔を
経てその流出口に至る経路と、被処理流体が添加流体と
混ざり合うことなくその流入口から前記流体流路を経て
その流出口に至る経路を備え、被処理流体と添加流体が
接する部分において、被処理流体と添加流体との間て物
質移動が行なわれるように構成したものである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の流体処理
装置において、前記添加流体流入口と連通ずるように設
けられ、多孔質ブロック内に延びるスリット状の添加流
体流入路と、添加流体流出口と連通ずるように設けられ
、該多孔質ブロック内に延びるスリット状の添加流体流
出路とを、前記被処理流体のための流体流路を含む一定
厚みの多孔質部分を挟む状態で該多孔質ブロック内に交
互に設けたものである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の流
体処理装置において、前記被処理流体のための流体流路
を網状に設けたものである。

請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれかに
記載の流体処理装置において、前記被処理流体が血液で
あり、前記添加流体が酸素を含むガスであり、人工肺を
構成したちのである。

請求項５に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれかに
記載の流体処理装置において、前記被処理流体流路内壁
に透析作用を有する基材を備えてなり前記被処理流体が
血液であり、前記添加流体か透析液であり、人工腎臓を
構成したものである。

請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の流体処理
装置において、前記基材がセルロース系物質で形成され
たものである。

請求項７に記載の本発明は、被処理流体流出入口を有す
るハウジングと、該ハウジング内に収納され、多数の連
続した空孔な有する多孔質ブロックとを備え、該多孔質
ブロックは一方から他方へ貫通する流体流路を有し、被
処理流体がその流入口から前記流体流路を経てその流出
口に至る経路を備え、前記空孔中に物質処置要素を留置
させる状態下で、被処理流体と物質処理要素が接する部
分において、被処理流体が物質処理要素により処理され
るように構成したものである。

請求項８に記載の本発明は、請求項７に記載の本発明に
おいて、前記被処理流体流路内壁に半透膜を備え、前記
被処理流体が血液であり、前記物質処理要素が肝細胞で
あり、血液が上記半透膜を介する状態で肝細胞と接して
処理され、人工肺を構成したものである。

請求項９に記載の本発明は、請求項７に記載の本発明に
おいて、前記多孔質ブロックが親水性であり、前記被処
理流体が血液であり、前記物質処理要素が肝細胞であり
、血液中の血漿が前記流体流路から前記空孔な経る過程
で肝細胞と接して処理され、人工肺を構成したものであ
る。

請求項１０に記載の本発明は、被処理流体流入口と濾過
流体流出口を有するハウジングと、該ハウジング内に収
納され、多数の連続した空孔を有する多孔質ブロックと
を備え、該多孔質ブロックは流体流路を有し、被処理流
体がその流入口から上記流体流路に至る経路と、被処理
流体中の特定物質が上記流体流路から前記空孔な経てそ
の流出口に至る経路を備え、被処理流体中の特定物質を
濾過するように構成したものである。

請求項１１に記載の本発明は、請求項１０に記載の流体
処理装置において、前記多孔質ブロックが親水性であり
、前記被処理流体が水であり、前記特定物質が純水であ
り、浄水器を構成したものである。

請求項１２に記載の本発明は、被処理流体流出口と濾過
流体流出口を有するハウジングと、該ハウジング内に収
容され、多数の連続した空孔を有する多孔質ブロックと
を備え、該多孔質ブロックは流体流路を有し、被処理流
体がその流入口から上記流体流路に至る経路と、上記流
体流路から前記空孔を経て上記濾過流体流出口に至る経
路を備え、被処理流体中の特定物質を濾過するように構
成したものである。

請求項１３に記載の本発明は、請求項１２に記載の流体
処理装置において、前記多孔質ブロックが親水性であり
、前記被処理流体が血液であり、前記濾過流体及び特定
物質が血漿であり、血漿分離器及び／又は血液濃縮器を
構成したものである。

［作用］請求項１に記載の本発明によれば、以下の■〜■の作用
効果がある。

■多孔質ブロックの全体を物質移動に関与せしめること
となり、装置内のデッドボリュームを実質的にゼロにで
き、例えば小型にして一定の物質移動性能を容易に確保
てきる。

■添加流体の流動経路は多孔質ブロックが備える多数の
空孔にて確定され、被処理流体の流動経路は多孔質ブロ
ックに設けた流体流路にて確定される。従って、流体の
流れ方にばらつきが生じに＜＜、安定した物質移動性能
を確保できる。

■多孔質ブロックの外形がいかなる形状であっても、装
置を構成することができ、その外形を自由な形状に設定
できる。

■多孔質ブロック内に形成する流体流路をツリー状、網
状等のいかなる形状にも設定することができる。

請求項２に記載の本発明によれば、以下の■の作用効果
がある。

■多孔質ブロック内に設けられる被処理流体のための流
体流路の略全域まわりに、添加流体をスムースに導入で
きるスリット状の添加流体流入路と、該添加流体をスム
ースに排出できるスリット状の添加流体流出路とを設け
た。従って、該被処理流体のための流体流路を取り囲む
多孔質部分における、添加流体の流動経路長が短くなり
、添加流体の圧損が少なくなる。又、多孔質ブロックの
略全域において略均等に物質移動作業を営むことができ
る。即ち、低圧損にして、多孔質ブロックの略全域を有
効に活用でき、物質移動性能を向上できる。

請求項３に記載の本発明によれば、以下の■の作用効果
がある。

■多孔質ブロック内において、添加流体流路となる空孔
に接する、被処理流体流路を網状にすると、各交点にお
いて流体の撹拌が起こり、物質移動性能を向上できる。

請求項４に記載の本発明によれば、以下の■の作用効果
がある。

■上記■〜■の作用効果を享受できる人工肺を形成でき
る。

請求項５．６に記載の本発明によれば、以下の■の作用
効果がある。

■上記■〜■の作用効果を享受できる人工腎臓を形成で
きる。

尚、人工肺や人工腎臓においては、血液かガス流路や透
析液流路の側に流れ込まないように構成する必要がある
が、その方法としては、■多孔質ブロック自体をポリプ
ロピレン等の疎水性材料にて形成する方法、■多孔質ブ
ロックの多孔質表面を撥水化処理する方法、■多孔質ブ
ロックを貫通する流体流路と多孔質ブロックの空孔とを
シリコーン等の隔壁で仕切る方法（この場合、ガス交換
、或いは透析液交換は拡散の原理で、シリコーン等の隔
壁の分子間隙を利用して行なわれる）等がある。

請求項７に記載の本発明によれば、以下の■〜０の作用
効果がある。

■多孔質ブロックの全体を物質処理に関与せしめること
となり、装置内のデッドボリュームを実質的にゼロにて
き、例えば小型にして一定の物質処理性能を容易に確保
できる。

［相］被処理流体の流動経路は多孔質ブロックに設けた
流体流路にて確定される。従って、流体の流れ方にばら
つきが生じに＜＜、安定した物質処理性能を確保できる
。

［相］多孔買ブロック内に形成する流体流路をツリー状
、網状等のいかなる形状にも設定することができる。

請求項８．９に記載の本発明によれば、以下の■の作用
効果がある。

■上記■〜０の作用効果を享受できる人工肝を形成でき
る。

尚、人工肝においては、血液が多孔質ブロックの空孔内
に留置せしめられている肝細胞に接するチャンスを多く
するように構成する必要があるが、その方法としては、
■多孔質ブロック自体をセルロース等の親水性材料にて
形成する方法、■多孔質ブロックの多孔質表面を親水化
処理する方法等がある。

請求項１０に記載の本発明によれば、以下の［相］〜Ｏ
の作用効果がある。

［相］多孔質ブロックの全体を特定物質の濾過処理に関
与せしめることとなり、装置内のデッドボリュームを実
質的にゼロにでき、例えば小型にして一定の濾過性能を
容易に確保できる。

■被処理流体の流動経路は多孔質ブロックに設けた流入
口から流体流路に至る経路にて確定され、特定物質の流
動経路は多孔質ブロックに設けた上記流体流路から空孔
を経て流出口に至る経路にて確定される。従って、流体
の流れ方にばらつきが生じに＜＜、安定した物質分離処
理性能を確保てきる。

■多孔質ブロック内に形成する流体流路をツリー状、網
状等のいかなる形状にも設定することかできる。

請求項１１に記載の本発明によれば、以下の＠の作用効
果がある。

■上記■〜Ｏの作用効果を享受できる浄水器を形成でき
る。

請求項１２に記載の本発明によれば、以下のＯ〜○の作
用効果がある。

■多孔質ブロックの全体を特定物質の濾過処理に関与せ
しめることとなり、装置内のデッドボリュームを実質的
にゼロにでき、例えば小型にして一定の濾過性能を容易
に確保できる。

■被処理流体の流動経路は多孔質ブロックに設けた流入
口から流体流路に至る経路、及び上記流体流路から空孔
な経て濾過流体流出口に至る経路にて確定される。又、
被処理流体中の特定物質を濾過されたの後の流体の流動
経路も、上記流体流路から被処理流体流出口に至る経路
にて確定される。従って、流体の流れ方にばらつきが生
じにくく、安定した濾過性能を確保できる。

＠多孔質ブロック内に形成する流体流路をツリー状、網
状等のいかなる形状にも設定することができる。

請求項１３に記載の本発明によれば、以下のＯの作用効
果がある。

Ｏ上記■〜＠の作用効果を享受できる血漿分離器及び／
又は血液ａ縮器を形成できる。

又、本発明において、「多孔質ブロック」とは断面内に
多数の空孔を有する流体を意味し、「連続した空孔」と
は多孔質ブロックにおける例えば添加流体流入口の側か
ら被処理流体の流路の側に渡って中断することなく連続
して延在する空孔を意味する。

［実施例］第１図は本発明に係る人工肺を示す模式図、第２図は第
１図の多孔質ブロックを示す断面図、第３図は本発明に
係る人工肺を示す模式図、第４図は第３図の要部を示す
模式図、第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれ
ぞれ第４図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂｉｉ［、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−
Ｄ線に沿う断面図、第６図は本発明に係る人工腎臓を示
す模式図、第７図は第６図の多孔質ブロックを示す断面
図、第８図は本発明に係る人工肺を示す模式図、第９図
は第８図の多孔質ブロックを示す断面図、第１０図は本
発明に係る他の人工肺を示す模式図、第１１図は第１０
図の多孔質ブロックを示す断面図、第１２図は第１０図
に示した人工肺の製造過程を示す模式図、第１３図（Ａ
）は本発明に係る浄水器を示す模式図、第１３図（Ｂ）
は第１３図（Ａ）の端面図、第１３図（Ｃ）は第１３図
（Ａ）の断面図、第１４図は第１３図に示した浄水器の
変形例を示す断面図、第１５図（Ａ）は本発明に係る浄
水器の他の例を示す模式図、第１５図（Ｂ）は第１５図
（Ａ）の断面図、第１６図は第１５図に示した浄水器の
変形例を示す模式図、第１７図は本発明に係る血漿分離
器／血液濃縮器を示す模式図、第１８図は第１７図の多
孔質ブロックを示す断面図である。

（人工肺）第１図の人工肺１０は、ハウジング１１の中間部に多孔
質ブロック１２を配設し、ハウジング１１の内部におけ
る多孔質ブロック１２の一端側を血液流入室１３Ａ、他
端側を血液流出室１３Ｂとしている。

人工肺１０は、第２図に示す如く、多数の空孔な備える
上記多孔質ブロック１２に、該多孔質ブロック１２を貫
通し、且つ該多孔質ブロック１２の空孔径より大きい孔
径の複数の血液流路１４を更に設けている。

この実施例の多孔質ブロック１２は、ポリプロピレンに
流動パラフィンを添加し、その硬化後にパラフィンを抽
出することにて形成された。又、この実施例において、
多孔質ブロック１２は第２図に示す如（２ｈｍ角Ｘ　ｌ
ｌｌ＠ｍ高さの直方体状に形成され、多孔質ブロック１
２の空孔の表面平均孔径（多孔質ブロック１２の表面露
出部の空孔径）は１０００Å以下、空孔率は５０％であ
る。又、血液流路１４の孔径は２００μ諺、孔間隔は５
００μ■、総花数は１５００ケである。更に、多孔質ブ
ロック１２の本体に対する血液流路１４の総接触面積は
０　、０１　ｍ’である。

尚、上記空孔率Ｖは、多孔質ブロック１２を含水させ、
含水時の重量Ｗ１を測定し、乾燥時の重量をＷ２．′ポ
リプロピレンの密度をρとする時、にて定義される。

更に、多孔質ブロック１２は、上記多孔質ブロック１２
の空孔の一端側に酸素流入口１５Ａを設け、他端側に酸
素流出口１５Ｂを設け、該空孔に酸素（添加流体）を流
すこととしている。

又、多孔質ブロック１２は、上記多孔質ブロック１２に
設けた血液流路１４の一端側に血液流入室１３Ａを介し
て、血液流入口１６Ａを設け、他端側に血液流出室１３
Ｂを介して、血液流出口１６Ｂを設け、該血液流路１４
に血液（被処理流体）を流すこととしている。

以上により、人工肺１０は、酸素と血液とか接する部分
において、酸素と血液との間で、酸素の移動を行なう。

然るに、上記人工肺１ｏにおいて、酸素流量を５　ｍｊ
／ｍｉｎ、　、血液流量を５　ｍｉ！　／ｌ１ｉｎ、と
して酸素と血液を循環した結果、流人血液のヘモクロビ
ン含有量が１２ｇ／ｄＱ、静脈血酸素飽和度か６５％で
ある時、流出血液の動脈血酸素含有量は９２％となり、
良好な酸素加性能が得られた。

次に、上記人工肺１０の作用効果について説明する。上
記人工肺１０によれば、下記■〜■の作用効果を奏する
。

■多孔質ブロック１２の全体を物質移動に関与せしめる
こととなり、装置内のデッドボリュームを実質的にゼロ
にてき、例えば小型にして一定の酸素加性能を容易に確
保できる。

■酸素の流動経路は多孔質ツロツク１２か備える多数の
空孔にて確定され、血液の流動経路は多孔質ブロック１
２に設けた血液流路１４にて確定される。従って、流体
の流れ方にばらつきが生じにくく、安定した酸素加性能
を確保できる。

■多孔質ブロック１２の外形がいかなる形状てあっても
、装置を構成することができ、その外形を自由な形状に
設定できる。

■多孔質ブロック１２内に形成する血液流路１４をツリ
ー状、網状等のいかなる形状にも設定することがてきる
。

第３図の人工肺２０も、上記人工肺１０と略同様にして
、多数の空孔を備える多孔質ブロック２１に、該多孔質
ブロック２１を貫通し、且つ該多孔質ブロック２１の空
孔径より大きな孔径の血液流路２２を更に設けている。

又、人工肺２０は、上記多孔質ブロック２１の空孔の一
端側に酸素流入口２３Ａを設け、他端側にＨ３’Ａ流出
口２３Ｂを設け、該空孔に酸素を流すとともに、上記血
液流路２２の一端側に血液流入口２４Ａを設け、他端側
に血液流出口２４Ｂを設け、該血液流路２２に血液を流
し、酸素と血液との間て、酸素の移動を行なう。

ここで、上記人工肺２０にあっては、第４図、第５図に
示す如く、上記多孔質ブロック２１の酸素流入口２３Ａ
から該多孔質ブロック２１内に延びるスリット状の酸素
流入路２５Ａと、該多孔質ブロック２１の酸素流出口２
３Ｂから該多孔質ブロック２１内に延びるスリ゛ット状
の酸素流出路２５Ｂとを、上記血液流路２２を含む一定
厚みの多孔質部分を挾む状態て該多孔質ブロック２１内
に交互に設けている。この実施例において、酸素流入路
２５Ａ、酸素流出路２５Ｂの厚みは３００μｍ、幅は０
．３＋ｎｍは、隣り合う酸素流入路２５Ａと酸素流出路
２５Ｂに挟まれる多孔室部分の厚みは５００μｍである
。

更に、上記人工肺２０にあっては、上記血液流路２２を
網状に設けている。この網状Ｋ　Ｒ２２は、例えばポリ
プロピレンにて多孔質ブロック２１を製造する時、溶融
ポリプロピレンにアルミニウム製網状部材を埋め込む如
くにし、このポリプロピレンの硬化後に、網状アルミニ
ウムを酸で溶解除去することにて形成できる。

次に、上記人工肺２０の作用効果について説明する。

上記人工肺２０によれば、前記人工肺１０が奏する前記
■〜■の作用効果に加えて、下記■、■の作用効果を奏
する。

■多孔質ブロック２１内に設けられる血液流路２２の略
全域まわりに、酸素をスムースに導入できるスリット状
の酸素流入路２５Ａと、該酸素をスムースに排出できる
酸素流出路２５Ｂとを設けた。従って、該血液流路２２
を取り囲む多孔質部分における、酸素の流動経路長が短
くなり、酸素の圧損か少なくなる。又、多孔質ブロック
２１の略全域において略均等に酸素加作業を営むことが
てきる。即ち、低圧損にして、多孔質ブロック２１の略
全域を有効に活用でき、酸素加性能を向上できる。

■多孔質ブロック２１内において、酸素の流動経路とな
る空孔に接する、血液流路２２が網状の交点において撹
拌され、結果として、酸素加性能を１旬上できる。

尚、本発明の実施において、前記人工肺１ｏの血液流路
１４を、上記人工肺２０の血液流路２２と同様の網状流
路にて形成してもよい。

（人工腎臓）第６図の人工腎ｌ１３０は、ハウジング３１の中間部に
多孔質ブロック３２を配設し、ハウシング３１の内部に
おける多孔質ブロック３２の一端側を血液流入室３３Ａ
、他端側を血液流出室３３Ｂとしている。

人工腎臓３０は、第７図に示す如く、多数の空孔をｆｉ
ｌｆｆえる上記多孔質ブロック３２に、該多孔質ブロッ
ク３２を貫通し、且っ該多孔質ブロック３２の空孔径よ
り大きい孔径の複数の血液流路３４を更に設けている。

この実施例の多孔質ブロック３２は、ポリプロピレンに
流動パラフィンを添加し、その硬化後にパラフィンを抽
出することにて形成された。又、この実施例において、
多孔質ブロック３２は第２図に示す如（２０ｕ＋ｍ角×
１０１１１１高さの直方体状に形成され、多孔質ブロッ
ク３２の空孔の表面平均孔径（多孔質ブロック３２の血
液流路３４内表面の空孔径）は　１．０μｍ１空孔率は
５０％である。又、血液流路３４の孔径は２００μＩ、
孔間隔は５００μｍ、総花数は１５００ケである。更に
、多孔質ブロック３２の本体に対する血液流路３４の総
接触面禎は０．０１ｍ”である。

この時、血液流路３４の内壁には、透析作用を有する基
材３５が設けられている。基材３５はセルロース系物質
にて形成される。

更に、多孔質ブロック３２は、上記多孔質ブロック３２
の空孔の一端側に透析液流入口３５Ａを設け、他端側に
透析液流出口３５Ｂを設け、該空孔に透析液（添加流体
）を流すこととしている。

又、多孔質ブロック３２は、上記多孔質ブロック３２に
設けた血液流路３４の一端側に血液流入室３３Ａを介し
て、血液流入口３６Ａを設け、他端側に血液流出室３３
Ｂを介して、血液流出口３６Ｂを設け、該血液流路３４
に血液（被処理流体）を流すこととしている。

以上により、人工腎１ｉｄ３０は、透析液と血液とが接
触する部分において、透析液と血液との間で、透析液の
移動を行なう。

ところで、人工腎臓３０の血液流路３４に基材３５を設
ける方法は、例えば銅アンモニアセルロース等の金属ア
ンモニアセルロースからなるセルロース系原液を多孔質
ブロック３２の血液流路３４に通して、血液流路３４の
内壁を湿潤させてから、その血液流路３４に例えば水酸
化アンモニウム等のアルカリ水溶液からなる凝固性液を
流して凝固再生せしめられる。凝固再生された基材３５
は、水洗を行なって付着している凝固性液を除去した後
、必要により該基材３５に残存している銅等の金属を除
去するために脱金属処理を施し、次いで水洗される。

次に、上記人工腎臓３０の作用効果について説明する。

上記人腎臓３０によれば、下記■〜■の作用効果を奏す
る。

■多孔質ブロック３２の全体を物質移動に関与せしめる
こととなり、装置内のデッドボリュームを実質的にゼロ
にでき、例えば小型にして一定の透析性能を容易に確保
できる。

■透析液の流動経路は多孔質ブロック３２が備える多数
の空孔にて確定され、血液の流動経路は多孔質ブロック
３２に設けた血液流路３４にて確定される。従って、流
体の流れ方にばらつきが生じに＜＜、安定した透析性能
を確保できる。

■多孔質ブロック３２の外形がいかなる形状であっても
、装置を構成すること−ができ、その外形を自由な形状
に設定できる。

■多孔質ブロック３２内に形成する血液流路３４をツリ
ー状、網状等のいかなる形状にも設定することができる
。

尚、本発明の実施において、人工腎臓３０の血液流路３
４を、前記人工肺２０の血液流路２２と同様の網状流路
にて形成しても良い。

（人工肺）第８図の人工肺４０は、ハウジング４１の内部に多孔質
ブロック４２を配設し、ハウジング４１の内部における
多孔質ブロック４２の一端側を血液流入室４３Ａ、他端
側を血液流出室４３Ｂとしている。

人工肺４０は、第９図に示す如く、多数の空孔を備える
上記多孔質ブロック４２に、該多孔質ブロック４２を貫
通し、且つ該多孔質ブロック４２の空孔径より大きい孔
径の複数の血液流路４４を更に設けている。

この実施例の多孔質ブロック４２は、ポリプロピレンに
流動パラフィンを添加し、その硬化後にパラフィンを抽
出し、更にその多孔質表面を親水化処理することにて形
成された。尚、多孔質ブロック４２の全体を親水性材料
にて構成するものであっても良い。又、この実施例にお
いて、多孔質ブロック４２は第９図に示す如く２０■角
Ｘ　１０＋ａｍ高さの直方体状に形成され、多孔質ブロ
ック４２の空孔の表面平均孔径（多孔質ブロック４２の
血液流路４４内表面の空孔径）は１．０μｌ、空孔率は
５０％である。又、血液流路４４の孔径は２００μｍ、
孔間隔は５００μ＋＋＋、総花数は１５００ケである。

更に、多孔質ブロック４２の本体に対する血液流路４４
の総接触面積は０．０１ｒｎ’である。

この時、血液流路４４の内壁には、セルロース系物質か
らなる半透ＷＡ４５が設けられている。

更に、多孔質ブロック４２は、上記多孔質ブユック４２
の空孔の一端側に肝細胞／培養液流入口４５Ａを設け、
他端側に培養液流出口４５Ｂを設けている。これにより
、人工肝４０は、肝細胞／培養液流入口４５Ａから該空
孔にブタ等哨乳動物から採取した肝細胞（物質処理要素
）及びこれを培養する培養液を注入し、肝細ｊ泡を該空
孔中に留置させるとともに、培養液流出口４５Ｂから培
養液を排出する。

又、多孔質ブロック４２は、上記多孔質ブロック４２に
設けた血液流路４４の一端側に血液流入室４３Ａを介し
て、血液流入口４６Ａを設け、他端側に血液流出室４３
Ｂを介して、血液流出口４６Ｂを設け、該血液流路４４
に血）α（被処理流体）を流すこととしている。

これにより、人工肝４０にあっては、血液流路４４を流
れる血液が半透膜４５を介する状態で、空孔中に留置さ
れている肝細胞に接して処理された後、血液流出室４３
Ｂに流出し、ひいては血液流出口４６Ｂから流出する。

第１０図、第１１図の人工肝４０Ａは、上記第６図、第
９図の人工肝４０の変形例である。この人工肝４０Ａか
上記人工肝４０と異なる点は、血液流路４４に半透［４
５を備えず、４５Ａを肝細胞流入口とし、４５Ｂを処理
された血漿流出口としたことにある。この時、血液流路
４４、を流れる血液中の血漿は、血液流路４４から多孔
質ブロック４２の空孔を経る過程で、空孔中に留置され
ている肝細胞に接して処理された後、血漿流出口４５Ｂ
から流出する。血漿流出口４５Ｂから流出した血漿は、
血液流路４４から流出する血液と、血液流出室４３Ｂに
て合流し、ひいては血液流出口４６Ｂから流出する。

尚、上記人工肝４０Ａにあっては、空孔を経由して肝細
胞に接する血漿が肝細胞のための培養液としても機能す
るから、人工肝４０における如く培養液を供給すること
を要しない。

以上により、人工肝４０．４０Ａは、血液中の有毒成分
を肝細胞の解毒作用により無毒化し、更に血液中に不足
している必要成分を肝細胞の代謝作用により補う処理を
行なう。

尚、人工肝４０Ａにおいて、多孔質ブロック４２の内部
の空孔径は、肝細胞が通過できる５０μＩ以上であり、
血液流路４４に開口する空孔径は肝細胞及び血球が通過
出来ない０．Ｏ１〜０．５μ■であるように設定される
のが良い、このような空孔径の調整は、例えば第１２図
に示す如く、多孔質ブロック４２の成形時に、血液流路
４４を形成するための芯金４７に設けた中空通路４８に
冷却水を流し、芯金４７まわりを急冷することにてその
急冷部分の空孔径だけを小さくできる。４９は成形容器
である。

又、人工肝４０．４０Ａにあっては、血漿分離器を付帯
して備え、血液中の血球と血漿とを分離して濾過血漿の
みを血液流路４４に供給しても良い。この時、人工肝４
０．４０Ａにて処理された有用血漿は、血液分離器で分
離された血球と再び混合して生体の静脈系へ環流される
。

又、人工肝４０．４０Ａにあっては、多孔質ブロック４
２において肝細胞の生存及び活性の補強を行なう手段と
して、酸素濃度、ＰＮ２温度等を常に一定の条件に保持
する装置、及び肝細胞の培養のために必要な成分の補給
装置を付帯して備える。

次に、上記人工肝４０．４０Ａの作用効果について説明
する。上記入工肝４０．４０Ａによれば、下記■〜■の
作用効果を奏する。

■多孔質ブロック４２の全体を物質処理に関与せしめる
こととなり、装置内のデッドボリュームを実質的にゼロ
にてき、例えば小型にして一定の物質処理性能を容易に
確保できる。

■血液の流動経路は多孔質ブロック４２に設けた血液流
路４４にて確定される。従って、流体の流れ方にばらつ
きが生じに＜＜、安定した物質処理性能を確保てきる。

■多孔質ブロック４２の外形がいかなる形状であっても
、装置を構成することができ、その外形を自由な形状に
設定できる。

■多孔質ブロック４２内に形成する血液流路４４をツリ
ー状、網状等のいかなる形状にも設定することができる
。

尚、本発明の実施において、人工肺４０．４０Ａの血液
流路４４を、前記人工肺２０の血液流路２２と同様の網
状流路にて形成しても良い。

（浄水器）第１３図の浄水器５０は、水流人口５１Ａと純水流出口
５１Ｃを有するハウジング５２と、該ハウジング５２内
に収納され、多数の連続した空孔を有する親水性の多孔
質ブロック５３とを備えて構成される。この時、多孔質
ブロック５３にあっては、水流人口５１Ａの側から該多
孔質ブロック５３内に伸び、且つ該多孔質ブロック５３
の空孔径より大きい孔径の複数の水流入路５４を有し、
水が水流人口５１Ａから水流入路５４に至る経路と、該
水が上記水流入路５４から前記空孔な経て純水流出口５
１Ｃに至る経路を備え、該水に混入している異物を除い
た純水を得る。

この実施例の多孔質ブロック５３は、ポリプロピレンに
流動パラフィンを添加し、その硬化後にパラフィンを抽
出し、更にその多孔質表面を親水化処理することにて形
成された。尚、多孔質ブロック５３の全体を親水性材料
にて構成するものであっても良い。又、この実施例にお
いて、多孔質ブロック５３は第１３図に示す如く直径２
０［１１［１１φＸ　３０ｍｎ＋高さの円柱体状に形成
され、多孔質ブロック５３の空孔の表面平均孔径（多孔
質ブロック５３の表面露出部の空孔径）は１．（］μｍ
以下、空孔率は５０％である。又、水流入路５４の孔径
は２００μｌ、孔間隔は　５００μｍ、総孔数は１５０
０ケである。更に、多孔質ブロック５３の本体に対する
水流入路５４の総接触面積は０．０１ｒｎ”である。

尚、浄水器５０の多孔質ブロック５３にあっては、第１
４図に示す如く、上述の水流入路５４に加えて、純水流
出口５１Ｃの側から該多孔質ブロック５３内に伸び、且
つ該多孔質ブロック５３の空孔径より大きい孔径の複数
の純水流出路５５を、各水流入路５４と交互に有するも
のであっても良い。

次に、上記浄水器５０の作用効果について説明する。上
記浄水器５０によれば、下記■〜■の作用効果を奏する
。

■多孔質ブロック５３の全体を親水性物質としての純水
の分離処理に関与せしめることとなり、装置内のデッド
ボリュームを実質的にゼロにでき、例えば小型にして一
定の物質分離処理性能を確保てきる。

■水の流動経路は多孔質ブロック５３に設けた水流人口
５１Ａから水流入路５４に至る経路にて確定され、純水
の流動経路は多孔質ブロックに設けた上記水流入路５４
がら空孔（第１４図の例では更に純水流出路５５を経て
）純水流出口５１Ｃに至る経路にて確定される。従って
、流体の流れ方にばらつきが生しにくく、安定した物質
分離処理性能を確保できる。

■多孔質ブロック５３の外形かいかなる形状であっても
、装置を構成することかでき、その外形を自由な形状に
設定できる。

■多孔質ブロック５３内に形成する水流入路５４、純水
流出路５５をツリー状、網状等のいかなる形状にも設定
することかてきる。

尚、本発明の実施において、浄水器５ｏの水流入路５４
、純水流出路５５を前記人口肺２０の血液流路２２と同
様の網状流路にて形成しても良い。

第１５図の浄水器６０は、水流人口６１Ａと水流出口６
１Ｂと純水流出口６１．　Ｃを有するハウジング６２と
、該ハウジング６２内に収納され、多数の連続した空孔
な有する親水性の多孔質ブロック６３とを備えて構成さ
れる。この時、多孔質ブロック６３にあっては、水流人
口６１Ａの側から該多孔質ブロック６３の内部を貫通し
て水流出口６１Ｂの側に開口し、且つ該多孔質ブロック
６３の空孔径より大きい孔径の複数の水流路６４を有し
、水か水流人口６１Ａから水流路６４を経て水流出口６
１Ｂに至る経路と、該水が上記水流路６４から前記空孔
を経て純水流出口６１Ｃに至る経路を備え、該水に混入
している異物を除いた純水を得る。

この実施例の多孔質ブロック６３は、前述した浄水器５
０の多孔質ブロック５３と同一の材質、熱間等の寸法形
状にて構成される。

尚、浄水器６３にあっては、水流路６４から純水流出口
６１Ｃに至る純水側経路の圧損が高いのて、この圧損な
低減するため、■前述の第１２図の方法により、水流路
６４に開口する空孔径だけを小とし、その他の部分の空
孔径を大きくする構造、或いは■第１６図に示す如く、
多孔質ブロック６３の内部で、隣合う水流路６４に挾ま
れる部分に、該多孔質ブロック６３の空孔径より大きい
孔径の純水流出路６５を設け、この純水流出路６５を純
水流出口６１Ｃに開口する構造等を採用てきる。

尚、上記浄水器５０．６０と略同様の形態にて、オイル
を濾過するオイルフィルタ、空気を濾過するエアフィル
タ等の一般的なフィルタ装置を構成することもできる。

この時、上述の多孔質ブロック５３．６３は必ずしも親
水性であることを要しない。

（血漿分離器及び／又は血液濃縮器）第１７図の血漿分離器（及び／又は血液濃縮器）７０は
、血液流入ロア１Ａと濃厚血球成分流出ロア１Ｂと血漿
流出ロア１Ｃを有するハウシング７２と、該へウジング
７２内に収納され、多数の連続した空孔を有する親水性
の多孔質ブロック７３とを備えて構成される。この時、
多孔質ブロック７３にあっては、血液流入ロアＬＡの側
から、該多孔質ブロック７３の内部を貫通して濃厚血球
成分流出ロア１Ｂの側に開口し、且っ該多孔質ブロック
７３の空孔径より大きい孔径の複数の血液流路７４を有
し、血液が血液流入ロア１Ａから血液流路７４を経て濃
厚血球成分流出ロア１Ｂに至る経路と、該血液中の血漿
が該血液流路７４から前記空孔を経て血漿流出ロア１Ｃ
に至る経路を備え、血漿を濾過分離し、同時に濃厚血球
成分を得る。

この実施例の多孔質ブロック７３は、ポリプロピレンに
流動パラフィンを添加し、その硬化後にパラフィンを抽
出し、更にその多孔質表面を親水化処理することにて形
成された。尚、多孔質ブロック７３の全体を親水性材料
にて構成するものであっても良い。又、この実施例にお
いて、多孔質ブロック７３は第１８図に示ず如＜２０Ｉ
ＩＩＩｌ角Ｘ　１０ｍｍ高さの直方体状に形成され、多
孔質ブロック７３の空孔の表面平均孔径（多孔質ブロッ
ク７３における血液流路７４表面の空孔径）は約３．０
μｍ、空孔率は７０％である。又、血液流路７４の孔径
は２００μ履、孔間隔は５００μｍ、総孔数は１５００
ケである。更に、多孔質ブロック７３の本体に対する血
液流路７４の総接触面積は０．０１ｍ’である。

次に、上記血漿分離器７０の作用効果について説明する
。上記血漿分離器７０によれば、下記■〜■の作用効果
を奏する。

■多孔質ブロック７３の全体を濾過処理に関与せしめる
こととなり、装置内のデッドボリュームを実質的にゼロ
にでき、例えは小型にして一定の濾過性能を容易に確保
できる。

■血液の流動経路は多孔質ブロック７３に設けた血液流
入ロア１Ａから血液流路７４に至る経路にて確定され、
血漿の流動経路は上記血液流路７４がら空孔を経て血漿
流出ロア１Ｃに至る経路に’ｃｒｉ定される。又、血液
中の血漿を濾過されたの後の濃厚血球成分の流動経路も
、上記血液流路７４から濃厚血球成分流出ロア１Ｂに至
る経路にて確定される。従って、流体の流れ方にばらつ
きが生じに＜＜、安定した濾過性能を確保できる。

■多孔質ブロック７３の外形がいがなる形状であっても
、装置を構成することができ、その外形を自由な形状に
設定できる。

■多孔質ブロック７３内に形成する血液流路７４をツリ
ー状、網状等のいかなる形状にも設定することができる
。

尚、本発明の実施において、血漿分離器７０の血液流路
７４を、前記人工肺２０の血液流路２２と同様の網状流
路にて形成しても良い。

尚、本発明の実施において、多孔質ブロックは、例えば
特開昭５８−９３７３３号公報に記載される如くの公知
の種々の製法にて製造できる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、デッドボリュームがなく
、且つ流体の流動経路を確定して安定した流体処理性能
を確保し、更に外形を自由な形状に設定できる流体処理
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る人工肺を示す模式図、第２図は第
１図の多孔質ブロックを示す断面図、第３図は本発明に
係る人工肺を示す模式図、第４図は第３図の要部を示す
模式図、第５図（Ａ）（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞ
れ第４図の、Ａ　−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ
線に沿う断面図、第６図は本発明に係る人工腎臓を示す
模式図、第７図は第６図の多孔質ブロックを示す断面図
、第８図は本発明に係る人工肺を示す模式図、第９図は
第８図の多孔質ブロックを示す断面図、第１０図は本発
明に係る他の人工肺を示す模式図、第１１図は第１０図
の多孔質ブロックを示す断面図、第１２図は第１０図に
示した人工肺の製造過程を示す模式図、第１３図（Ａ）
は本発明に係る浄水器を示す模式図、第１３図（Ｂ）は
第１３図（Ａ＞の端面図、第１３図（Ｃ）は第１３図（
Ａ）の断面図、第１４図は第１３図に示した浄水器の変
形例を示す断面図、第１５図（Ａ）は本発明に係る浄水
器の他の例を示す模式図、第１５図（Ｂ）は第１５図（
Ａ）の断面図、第１６図は第１５図に示した浄水器の変
形例を示す模式図、第１７図は本発明に係る血漿分離器
／血液濃縮器を示す模式図、第１８図は第１７図の多孔
質ブロックを示す断面図である。１０．２０・・・人工肺、１２．２１・・・多孔質ブロック、１４．２２・・・血液流路（流体流路）、１５Ａ、２３
Ａ・・・酸素流入口（添加流体流入口）、１５Ｂ、２３Ｂ・・・酸素流出口（添加流体流出口）、１６Ａ、２４Ａ・・・血液流入口（被処理流体流入口）、１６Ｂ、２４Ｂ・・・血液流出口（被処理流体流出口）、２５Ａ・・・酸素流入路（添加流体流入路）、２５Ｂ・
・・酸素流出路（添加流体流出路）、３０・・・人工腎
臓、３１・・・ハウジング、３２・・・多孔質ブロック、３４・・・血液流路（流体流路）、３５Ａ・・・透析液流入口（添加流体流入口）３５Ｂ・
・・透析液流出口（添加流体流出口）３６Ａ・・・血液
流入口（被処理流体流入口）３６Ｂ・・・血液流出口（
被処理流体流出口）４０．４０Ａ・・・人工肺、４１…ハウジング、４２・・・多孔質ブロック、４４・・・血液流路（流体流路）、４５・・・半透膜、４６Ａ・・・血液流入口（被処理流体流入口）、４６Ｂ
・・・血液流出口（被処理流体流出口）、５ｏ、６０・
・・浄水器、５１Ａ、６１Ａ・・・水流入口（被処理流体流入口）、５１Ｃ１６１Ｃ・・・純水流出口（浸水性物質流出口）、５２．６２・・・ハウジング、５３．６３・・・多孔質ブロック、５４・・・水流入路（流体流路）、６４・・・水流路（流体流路）、７ｏ・・・血漿分離器、７１Ａ・・・血液流入口（被処理流体流入口）、７１Ｂ
・・・濃厚血球成分流出口（被処理流体流出口）、１Ｃ・・・血漿流出口（濾過流体流出口）２・・・バジ
ング、３・・・多孔質ブロック、４・・・血液流路（流体流路）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理流体流出入口と添加流体流出入口を有する
ハウジングと、該ハウジング内に収納され、多数の連続
した空孔を有する多孔質ブロックとを備え、該多孔質ブ
ロックは一方から他方へ貫通する流体流路を有し、添加
流体がその流入口から前記空孔を経てその流出口に至る
経路と、被処理流体が添加流体と混ざり合うことなくそ
の流入口から前記流体流路を経てその流出口に至る経路
を備え、被処理流体と添加流体が接する部分において、
被処理流体と添加流体との間で物質移動が行なわれるよ
うに構成した流体処理装置。
（２）前記添加流体流入口と連通するように設けられ、
多孔質ブロック内に延びるスリット状の添加流体流入路
と、添加流体流出口と連通するように設けられ、該多孔
質ブロック内に延びるスリット状の添加流体流出路とを
、前記被処理流体のための流体流路を含む一定厚みの多
孔質部分を挟む状態で該多孔質ブロック内に交互に設け
てなる請求項１記載の流体処理装置。
（３）前記被処理流体のための流体流路を網状に設けて
なる請求項１又は２記載の流体処理装置。
（４）前記被処理流体が血液であり、前記添加流体が酸
素を含むガスであり、人工肺を構成する請求項１〜３の
いずれかに記載の流体処理装置。
（５）前記被処理流体流路内壁に透析作用を有する基材
を備えてなり、前記被処理流体が血液であり、前記添加
流体が透析液であり、人工腎臓を構成する請求項１〜３
のいずれかに記載の流体処理装置。
（６）前記基材がセルロース系物質で形成された請求項
５記載の流体処理装置。
（７）被処理流体流出入口を有するハウジングと、該ハ
ウジング内に収納され、多数の連続した空孔を有する多
孔質ブロックとを備え、該多孔質ブロックは一方から他
方へ貫通する流体流路を有し、被処理流体がその流入口
から前記流体流路を経てその流出口に至る経路を備え、
前記空孔中に物質処置要素を留置させる状態下で、被処
理流体と物質処理要素が接する部分において、被処理流
体が物質処理要素により処理されるように構成した流体
処理装置。
（８）前記被処理流体流路内壁に半透膜を備え、前記被
処理流体が血液であり、前記物質処理要素が肝細胞であ
り、血液が上記半透膜を介する状態で肝細胞と接して処
理され、人工肝を構成する請求項７記載の流体処理装置
。
（９）前記多孔質ブロックが親水性であり、前記被処理
流体が血液であり、前記物質処理要素が肝細胞であり、
血液中の血漿が前記流体流路から前記空孔を経る過程で
肝細胞と接して処理され、人工肝を構成する請求項７記
載の流体処理装置。
（１０）被処理流体流入口と濾過流体流出口を有するハ
ウジングと、該ハウジング内に収納され、多数の連続し
た空孔を有する多孔質ブロックとを備え、該多孔質ブロ
ックは流体流路を有し、被処理流体がその流入口から上
記流体流路に至る経路と、被処理流体中の特定物質が上
記流体流路から前記空孔を経てその流出口に至る経路を
備え、被処理流体中の特定物質を濾過するように構成し
た流体処理装置。
（１１）前記多孔質ブロックが親水性であり、前記被処
理流体が水であり、前記特定物質が純水であり、浄水器
を構成する請求項１０記載の流体処理装置。
（１２）被処理流体流出入口と濾過流体流出口を有する
ハウジングと、該ハウジング内に収納され、多数の連続
した空孔を有する多孔質ブロックとを備え、該多孔質ブ
ロックは流体流路を有し、被処理流体がその流入口から
上記流体流路に至る経路と、上記流体流路から前記空孔
を経て上記濾過流体流出口に至る経路を備え、被処理流
体中の特定物質を濾過するように構成した流体処理装置
。
（１３）前記多孔質ブロックが親水性であり、前記被処
理流体が血液であり、前記濾過流体及び特定物質が血漿
であり、血漿分離器及び／又は血液濃縮器を構成する請
求項１２記載の流体処理装置。