JPH04135568A - 血液濾過装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、血液中の不要成分や有害成分等を除去せしめ
る血液濾過装置に係り、特に血液中の除去対象成分を濃
縮して取り出すことが出来ると共に、構造が簡単で、小
型化が有利に達成され得る血液濾過装置に関するもので
ある。

（背景技術） 従来から、腎機能や肝機能等の障害或いは高脂血症、膠
原病等を有する生体の治療や生命維持のために、血液を
一旦体外に取り出して、該血液中に存在する不要成分や
有害成分等を除去することが行なわれてきている。例え
ば、半透膜を挟んだ一方の側に血液を、他方の側に透析
液を流通せしめて、血液中濃度と透析液中濃度との差に
基づく拡散現象によって不要成分等を除去する血液透析
療法や、半透膜を挟んだ一方の側に血液を流通せしめて
、他方の側に負圧を及ぼすことにより、該血液中の不要
或いは有害成分等を吸引除去せしめつつ、置換液を生体
に注入する血液濾過療法などが、それである。

しかしながら、従来の血液透析療法では、血液中濃度と
透析液中濃度の差を維持するために多量の透析液が必要
（一般的な腎不全患者の透析治療において、−回当たり
１５０２以上）とされることとなり、また血液濾過療法
では、不要成分等と共に吸引除去された体液を補うため
に多量の高価な置換液が必要（一般的な腎不全患者の濾
過治療においては、電解質液を一回当たり２０〜３０１
゜膠原病或いは高脂血症患者の濾過治療においては、ア
ルブミン溶液を一回当たり２〜４１）とされることとな
るところから、それら透析液や置換液を貯蔵するタンク
や、それを循環乃至は補給せしめる装置等が必要となる
ため、装置が極めて大型且つ複雑となり、また多量の透
析液或いは高価な置換液を使用することから、治療コス
トが増大してしまうことを避けられなかった。

そこで、本願出願人は、先に、特公昭５７−１１２２２
号公報において、血液中の除去対象成分を通過せしめ得
る大きさのポアを有する第一の半透膜にて構成された第
一の半透膜回路と、血液中の除去対象成分を通過せしめ
得ない大きさのポアを有する第二の半透膜にて構成され
た第二の半透膜回路とを、一つの筐体内に併設せしめて
、体外に取り出された血液から、第一の半透膜を通じて
第一の半透膜回路から筐体内に除去対象成分を含む濾液
を取り出し、この濾液を更に第二の半透膜を通じて第二
の半透膜回路から体内に返戻せしめることにより、かか
る筐体内に除去対象成分を取り残すようにした血液分画
分離浄化装置を提案した。

かかる血液分画分離浄化装置によれば、第一の半透膜回
路から取り出された除去対象成分を含む濾液を第二の半
透膜回路に戻すことにより、かかる濾液中に存在する除
去対象成分を筐体内で濃縮して取り出すことが可能とな
るのであり、それ故、多量の置換液を必要とすることな
く、除去対象成分を有利に除去することができると共に
、第−及び第二の半透膜におけるポアの大きさを適当に
設定することにより、従来の透析装置や濾過装置では除
去出来なかった分子量の大きな有害成分等も、有効に除
去することができるのである。

ところで、このような血液分画分離浄化装置では、その
浄化処理をより有効に行なうために、除去対象成分を含
む濾液を第一の半透膜回路から負圧にて吸引して取り出
す一方、それを第二の半透膜回路内に正圧にて戻すよう
にすることが望ましいが、かかる操作を実現するために
は、正圧を作用せしめた際に、第一の半透膜回路から取
り出された濾液が、再び第一の半透膜を通じて第一の半
透膜回路内に戻らないように、正圧作用に同期させて該
第−の半透膜回路を連通／遮断制御したり、或いは第一
の半透膜回路と第二の半透膜回路とを独立した筐体内に
形成する必要があった。

しかしながら、そのような第一の半透膜回路の連通／遮
断制御機構を設けると、装置の構造および制御が複雑と
なることが避けられず、また第一の半透膜回路と第二の
半透膜回路とに独立した国体を形成すると、装置の小型
化が充分に達成されなくなってしまうという不具合を内
在していたのであり、未だ、改良の余地を有していたの
である。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
多量の置換液等を特徴とする特許なく、血液中の不要成
分等を濃縮して、且つ効率的に取り出すことができる、
構造が簡単で小型の血液濾過装置を提供することにある
。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、体外に取り出された血液が循環せしめられる血液流
路上に配されて、該血液中に存在する所定の除去対象成
分を除去せしめる血液濾過装置であって、（ａ）血液中
の除去対象成分を通過せしめ得る大きさのポアを有する
、軟質材半透膜にて形成された第一の中空糸と、血液中
の除去対象成分を通過せしめ得ない大きさのポアを有す
る、硬質材半透膜にて形成された第二の中空糸との複数
本を、所定の函体内に収容せしめて、それら第一の中空
系および第二の中空糸の内孔にて血液流通流路を構成す
ると共に、かかる函体内において、それら第一の中空糸
および第二の中空糸の外表面が晒される密閉された作用
室を形成せしめて成る装置本体と、（ｂ）該装置本体に
おける作用室の内圧を繰り返して増減せしめ、かかる作
用室の内圧を減少させることによって、前記第一の中空
糸の内孔を流通せしめられている血液からは中空糸膜を
通じて前記除去対象成分を含む濾液を、前記第二の中空
糸の内孔を流通せしめられている血液からは中空糸膜を
通じて前記除去対象成分を含まない濾液を、それぞれ、
該作用室内に吸引せしめる一方、該作用室の内圧を増大
させることによって、前記第一の中空糸を押し潰して遮
断せしめると共に、該作用室内に存在する濾液を、前記
第二の中空糸の中空糸膜を通じて前記血液流通流路内に
返戻せしめて、かかる濾液中に存在する前記除去対象成
分を該作用室内に残留させて除去せしめるポンプ手段と
、（ｃ）該作用室内に残留された除去対象成分を含む濾
液を外部に排出せしめる、遮断可能な排出路とを、含ん
で構成せしめたことを、その特徴とするものである。

（作用・効果） すなわち、このような本発明に従う構造とされた血液浄
化装置にあっては、ポンプ手段にて作用室内に負圧が及
ぼされた際には、第−及び第二の中空糸の中空糸膜を通
じて、濾液が作用室内に取り出されることとなるが、特
に第二の中空糸の中空系膜よりも大きなポアを有する第
一の中空系の中空糸膜を通じて多くの濾液が取り出され
るところから、血液中に存在する除去対象成分が作用室
内に有利に取り出されることとなるのであり、方、ポン
プ手段にて作用室内に正圧が及ぼされた際には、軟質材
半透膜にて形成された第一の中空糸が圧力にて潰されて
血液流通流路として機能しなくなるところから、作用室
内に取り出された濾液は、専ら除去対象成分よりも小さ
なサイズのポアを有する第二の中空糸の中空糸膜を通し
て血液流通流路内に返戻せしめられることとなるのであ
り、それによって第一の中空糸の中空糸膜を通じて取り
出された濾液中に存在する除去対象成分が作用室内に残
留せしめられ得るのである。

従って、かかる血液濾過装置によれば、血液流通流路か
ら作用室内への濾液の取出しおよび作用室内から血液流
通流路内への濾液返戻による血液の濾過操作が、作用室
内に及ぼされる圧力によって、極めて効率的且つ有効に
為され得るのである。

また、特に、かかる血液濾過装置においては、濾液の返
戻時における除去対象成分の血液流通流路内への逆行が
、濾液の返戻時に作用室内に及ぼされる正圧にて第一の
中空系が潰れることによって防止され得るのであって、
かかる第一の中空糸の中空糸膜を通じてき除去対象成分
を含んだ濾液の逆行を阻止するための特別な制御手段等
を設ける必要がないところから、装置の構造の簡略化と
小型化とが、何れも有利に達成され得ることとなるので
ある。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。

先ず、第１図には、本発明に従う構造とされた血液濾過
装置の一具体例が示されている。かかる図において、１
０は、装置本体であって、中空状の函体１２を有してい
る。かかる函体１２は、略円筒形状を呈する筒体１４と
、咳筒体１４の両側開口部に装着されて、かかる開口を
流体密に閉塞せしめる一対の蓋体１６．１６にて構成さ
れている。なお、特に筒体１４にあっては、容易に変形
しない材質にて形成されている。

また、かかる函体１２を構成する蓋体１６．１６の一方
の側には血液流入孔１８が、他方の側には血液流出孔２
０が、それぞれ設けられている。

そして、これら血液流入孔１８および血液流出孔２０に
は、体外に取り出された血液が循環せしめられる血液流
路２２が接続されるようになっている。

さらに、この函体１２の内部には、中空繊維形状を呈す
る中空糸３４の多数本を束ねて、その長手方向両端部を
、それぞれ、ポリウレタン等にて形成された保持部２４
にて一体的に接合せしめて成るモジュール２６が、収容
配置されている。そして、かかるモジュール２６は、そ
の両側保持部２４．２４が、筒体１４の軸方向両側端部
の内周面に対して、それぞれ流体密に嵌合せしめられて
おり、それによって函体１２の内部が、該モジュール２
６の両側保持部２４．２４にて流体密に三分割せしめら
れ、以て、蓋体１６に設けられた血液流入孔１８が開口
せしめられる血液流入室２８と、蓋体１６に設けられた
血液流出孔２０が開口せしめられる血液流出室３０およ
びそれら血液流入室２８と血液流出室３０との間に位置
する作用室３２とが、それぞれ形成されている。

また、かかるモジュール２６を構成する各中空糸３４は
、それぞれの内孔の両端開口部が、血液流入室２８およ
び血液流出室３０内に開口されており、それによって、
それら各中空糸３４の内孔によって、血液流入室２８内
から血液流出室３０内に向かって、内部を血液が流通せ
しめられる血液流通流路が構成されている。

更にまた、かかるモジュール２６を構成する複数本の中
空糸３４にあっては、図面上に明示はされていないが、
二種類の中空糸にて構成されている。そのうちの一つで
ある第一の中空糸としては、血液中に含まれる有害物質
等、所定の除　対象成分を通過せしめ得る大きさのポア
（透孔）を有するものであり、且つ変形が容易で外圧に
よって潰され易い軟質材半透膜、例えばセルローストリ
アセテート等にて形成されたものが用いられる。なお、
かかる第一の中空糸膜におけるポアが、除去対象成分よ
りも大き過ぎると、除去対象成分よりも大きな血液成分
までも除去されてしまう恐れがあることから、余り大き
過ぎないことが望ましい。

さらに、もう一つの第二の中空糸としては、上記所定の
除去対象成分を通過させ得ない大きさのポアを有するも
のであり、且つ容易に変形し得ない硬質材半透膜、例え
ばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリスルホン（Ｐ
Ｓ）等にて形成されたものが用いられる。なお、第一の
中空糸の内孔を流通する血流量が、第二の中空糸の内孔
を流通する血流量よりも多く、以て、後述の如く、それ
らの中空糸の内孔を流通する血液から作用質３２へ濾液
を取り出す際に、第一の中空糸の中空糸膜を通じて取り
出される濾液量が、第二の中空糸の中空糸膜を通じて取
り出される濾液量よりも充分に多くなるように、第一の
中空糸の内径の方が、第二の中空糸の内径よりも大きい
ことが望ましい。

また一方、このような構造とされた装置本体１０におけ
る函体１２には、その筒体１４に対して、作用室３２内
に開口する接続口３６が設けられており、かかる接続口
３６に対して、接続路４０を通じて、ポンプ３８が接続
されている。そして、かかるポンプ３８にて、作用室３
２内に対して、負圧と正圧とが選択的に及ぼされ得るよ
うになっているのである。

更にまた、かかる筒体１４に設けられた接続口３６には
、ポンプ３８に対する接続路４０とは分岐して、排出路
４２が設けられており、該排出路４２上に配された開閉
弁４４を開くことによって、作用室３２内からの排出が
為されるようになっている。

なお、これらポンプ３８および開閉弁４４の作動は、作
動制御装置４６にて制御されるよう番こなっている。

従って、上述の如き構造とされた血液濾過装置を血液流
路２２に接続し、血液を流通せしめると共に、ポンプ３
８を吸引作動せしめて作用室３２内に負圧を及ぼすと、
該作用室３２内に配された第−及び第二の中空糸の中空
糸膜に形成されているポアを通じて、それぞれ除去対象
成分を含んだ濾液およびこれを含まない濾液が吸引せし
められて、作用室３２内に貯溜されることとなる。なお
、その際、一般に、第二の中空糸の中空糸膜よりも大き
なポアが設けられた第一の中空糸の中空系膜を通じて、
より大きくの濾液が吸引されることとなるところから、
除去対象成分が作用室３２内に有効に取り出され得るの
である。

また一方、ポンプ３８の作動を切換えて吐出作動せしめ
、作用室３２内に正圧を及ぼすと、ががる正圧によって
軟質材半透膜にて形成された第一の中空糸は潰されて遮
断せしめられてしまうこととなり、その結果、該作用室
３２内に貯溜された濾液は、専ら、第二の中空系の中空
系膜に形成されたポアを通じて、血液流通流路内に返戻
せしめられることとなる。そして、その際、濾液中に含
まれる除去対象成分は、かかる第二の中空糸の中空糸膜
に形成されたポアを通過し得ないところから、作用室３
２内に取り残され、血液から分離、濾過され得ることと
なるのである。

それ故、ポンプ３８の吸引、吐出作動を複数回繰り返す
ことによって、血液中の除去対象成分は、作用室３２内
に残留、濃縮された状態で、血液から分離されるのであ
り、適宜、開閉弁４４を開いて排出路４２から外部に排
出することができるのである。

なお、ポンプ３８による吸引、吐出作動のサイクルは、
第−及び第二の中空糸の中空糸膜の面積やポンプ容積等
に応じて、適宜決定されることとなるが、例えば、第−
及び第二の中空系の中空糸膜として、各々０．７５　ｒ
ｒｆの面積のものを用いることとし、且つ−サイクル中
における血液流通流路と作用室３２との間での移動濾液
量を１００ｃｃとする場合には、一般に、血液流路と作
用室３２との間での血漿の吸引／返戻が、６０〜１２０
ｓｅｃ／ｃｙｃｌｅ程度の反復速度をもって行われるよ
うに、ポンプ３８の作動が制御せしめられることとなる
。

すなわち、このような加液濾過装置によれば、第一の中
空糸及び第二の中空糸の中空系膜におけるポアの大きさ
を適当に選定することによって、分子量の大小に拘わら
ず、特定の除去対象成分を血液中から分離、除去せしめ
ることができるのであり、例えば、従来の透析療法では
除去できなかった、透析治療の合併症の原因となるポリ
ペブタイドや、自己抗体、免疫複合体或いは中毒物質等
の、血液中に含まれる不要成分や有害成分等の除去が可
能となるのである。

そして、そのような不要成分や有害成分等の除去対象成
分は、作用室３２内において濃縮された状態で血液から
分離されて取り出されることとなるところから、その濾
過に際して、多量の置換液が必要とされるようなことも
ない。

また、かかる血液濾過装置においては、血液濾過に際し
ての、血液流通流路から作用室３２内への濾液の取出し
および作用室３２から血液流通流路への濾液の返戻が、
何れも、ポンプ３８にて及ぼされる負圧および正圧にて
為されるところから、かかる血液濾過操作が極めて効率
的に行なわれ得るのである。

そして、特に、かかる血液濾過装置においては、濾液の
返戻時における除去対象成分の血液流通流路内への逆行
が、濾液の返戻時に作用室３２内に及ぼされる正圧にて
第一の中空糸が潰れることによって防止され得るのであ
って、ががる濾液の逆行を阻止するための特別な制御手
段等を設ける必要がないところから、装置の構造の簡略
化と小型化とが、何れも有利に達成され得るといった大
きな利点を有しているのである。

また、このように装置本体の小型化が達成され得る結果
、かかる装置本体１ｏを、腎不全等の患者が、常時装着
しながら社会的生活を営むことが出来、そして家庭や会
社など、適当な時間をみつけて、該装置本体１ｏにポン
プ３８を接続せしめて血液濾過を行なうことが可能とな
るのであって、それによって、血液濾過治療に伴う患者
の精神的および肉体的苦痛を極めて有効に軽減せしめ得
る治療が実現可能となるといった点にも、本発明の大き
な意義が存するのである。

以上、本発明の一実施例について詳述してきたが、これ
は文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例に
のみ限定して解釈されるものではない。

例えば、本発明に係る血液濾過装置は、それのみを単独
で用いて、患者の血液中に存在する不要成分や有害成分
等を除去することも可能であるが、透析装置等に付加的
に用いて、該透析装置等で除去不可能な血中成分を除去
することも可能である。

また、作用室３２内に活性炭等の作用物質乃至は装置を
配することによって、該作用室３２内に取り出された濾
液に対して、物理的乃至は科学的処理を加えた後、血液
流通流路内に返戻せしめるようにすることも可能である
。

その他、−々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
において実施され得るものであり、また、そのような実
施態様が、本発明の主旨を逸脱しない限り、何れも、本
発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでも
ないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う構造とされた血液濾過装置の一
実施例を示す緬断面説明図である。 １０：装置本体 １８：血液流入孔 ２２：血液流路 ２８：血液流入室 ３２：作用室 ３６：接続口 ４０：接続路 ４４：開閉弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　体外に取り出された血液が循環せしめられる血液流路
   上に配されて、該血液中に存在する所定の除去対象成分
   を除去せしめる血液濾過装置であって、 血液中の除去対象成分を通過せしめ得る大きさのポアを
   有する、軟質材半透膜にて形成された第一の中空糸と、
   血液中の除去対象成分を通過せしめ得ない大きさのポア
   を有する、硬質材半透膜にて形成された第二の中空糸と
   の複数本を、所定の函体内に収容せしめて、それら第一
   の中空糸および第二の中空糸の内孔にて血液流通流路を
   構成すると共に、かかる函体内において、それら第一の
   中空糸および第二の中空糸の外表面が晒される密閉され
   た作用室を形成せしめて成る装置本体と、該装置本体に
   おける作用室の内圧を繰り返して増減せしめ、かかる作
   用室の内圧を減少させることによって、前記第一の中空
   糸の内孔を流通せしめられている血液からは中空糸膜を
   通じて前記除去対象成分を含む濾液を、前記第二の中空
   糸の内孔を流通せしめられている血液からは中空糸膜を
   通じて前記除去対象成分を含まない濾液を、それぞれ、
   該作用室内に吸引せしめる一方、該作用室の内圧を増大
   させることによって、前記第一の中空糸を押し潰して遮
   断せしめると共に、該作用室内に存在する濾液を、前記
   第二の中空糸の中空糸膜を通じて前記血液流通流路内に
   返戻せしめて、かかる濾液中に存在する前記除去対象成
   分を該作用室内に残留させて除去せしめるポンプ手段と
   、該作用室内に残留された除去対象成分を含む濾液を外
   部に排出せしめる、遮断可能な排出路とを、有すること
   を特徴とする血液濾過装置。