JPH0545187B2 - - Google Patents

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JPH0545187B2
JPH0545187B2 JP61502257A JP50225786A JPH0545187B2 JP H0545187 B2 JPH0545187 B2 JP H0545187B2 JP 61502257 A JP61502257 A JP 61502257A JP 50225786 A JP50225786 A JP 50225786A JP H0545187 B2 JPH0545187 B2 JP H0545187B2
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JP
Japan
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rotor
separation device
membrane separation
pivot pin
plasma membrane
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JP61502257A
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JPS62500687A (ja
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Donarudo Uorutaa Shooendoofuaa
Uooren Paiatsuto Za Uiriamuson
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Baxter International Inc
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Baxter International Inc
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Publication date
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Publication of JPH0545187B2 publication Critical patent/JPH0545187B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/26Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes and internal elements which are moving
    • A61M1/262Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes and internal elements which are moving rotating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/08Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06Tubular membrane modules
    • B01D63/062Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/16Rotary, reciprocated or vibrated modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/50Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall
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    • H02K49/104Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element
    • H02K49/106Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element with a radial air gap
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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    • A61M1/34Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/3496Plasmapheresis; Leucopheresis; Lymphopheresis
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    • B01D2313/12Specific discharge elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D2315/00Details relating to the membrane module operation
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/12Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
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Description

発明の背景 本発明は、ハウジング内に設けたロータを用い
て流体を分離するシステムに関し、より詳細に
は、斯かるロータが軸受に支持され且つ外部磁気
駆動装置により駆動される使い捨て式の医療用装
置に関する。本発明は、使い捨ての濾過器又は遠
心分離器を使用して、一種以上の血液成分を分離
する血漿搬出の分野に於て特に有用である。そし
て、その具体的な応用例が全血からプラズマを濾
過する使い捨て式の血漿搬出装置である。 現在用いられている血漿搬出装置には、ドナル
ド・W・シヨーエンドーフアーによつて1984年3
月21日付で出願された米国特許出願第591925号
「懸濁液からの成分分離方法及び装置」に示され
ている膜式濾過器等がある。斯かる膜式濾過器
は、奨過器の内部に設けられ且つ濾過膜に囲繞さ
れたスピナーと、膜を流過するプラズマを回収す
る導管システムとを備える。血漿搬出に際し、斯
かる濾過器は、スピナーとハウジング外壁間の空
隙に全血を受容する。そして、血液中のプラズマ
は膜を介して濾過されると共にスピナー表面の段
部に流入し、次いで、径方向の孔を介して中央導
管内に導かれる。更に、プラズマは、この中央導
管からスピナーの底部に流入し、そこから、スピ
ナーの中心軸と同心的に設けられたピボツトピン
内の排出管を介して排出される。スピナーは、密
閉シエル又はハウジング内に取付けられ、スピナ
ー上部に設けられた永久磁石とスピナーの外部に
設けられた磁気駆動装置間を相互に連結する磁気
によつて遠隔的に駆動される。スピナーは、高
速、例えば、毎分3600回の速度で回転され、正確
に制御された強力な渦巻流を生ぜしめる。この渦
巻流は、溶血をもたらすことなくプラズマを効率
よく搬出する。血漿搬出を行うに際し、使い捨て
のスピナーは、通常40分間連続的、又は間欠的に
回転される。スピナーは、回転時、その上端部が
ピボツトピン軸受に保持され、下端部が下部ピボ
ツトピン軸受上に載置される構成となつている。
この下部ピボツトピン軸受の中央部には孔が開設
されており、濾過されたプラズマはこの孔を流下
して排出口へと導かれる。Oリングシールは、一
般に、スピナーと下部ピボツトピン軸受間に介設
され、スピナーの部に位置する全血、即ち、血液
細胞群とスピナーの中心軸に沿つて流れるプラズ
マとの混合を防止する。 現在用いられている血漿搬出装置では、外部駆
動機構は四個の永久磁石を備える。これらの磁石
は、サマリウムコバルトから成り、磁石としては
比較的強力である。一方、分離器のロータには、
非磁気状態のバリウムフエライト磁気要素が使用
される。そして、インパルス磁化装置によつて磁
化された後、これらの磁気要素はロータの上蓋内
に接合され、次いで、該上蓋はロータに溶剤接着
される。このシステムは、作動面では満足のいく
結果が得られるが、比較的高価である。斯かる型
の血漿搬出装置では、汚染防止の見地から使い捨
ての装置を使用するため、製造費はできる限り低
く抑える必要がある。 更に、永久磁石による磁力は、磁性材料の配合
が正確に制御できないためかなり変化する。そし
て、この配合が変わると、磁化によつてつくりだ
される磁場の強さが変化する。又、この磁界力
は、シール力、及びロータを回転するトルクの大
きさを左右する。従つて、狭い範囲の許容度を保
つて安定操作を確実とするためには、永久磁石の
材料並びに磁化工程を注意深く監視する必要があ
り、これが新たなコスト高の要因となつている。 ロータの磁石構造と駆動機構の外部永久磁石と
の磁気連結により二つの機能が達成される。第一
の機能は、十分なトルクを生ぜしめて滑りを引き
起こすことなくロータを高速で回転させ、最も効
率的に濾過を行うことであり、第二の機能は、下
方に働く十分な力を生ぜしめて過度の摩耗を引き
起こすことなくOリングシールのシール効果を維
持することである。 発明の要約 低廉で、使い捨て式の流体分離装置は、一般
に、円筒上のシエルと、シエル内で回転するロー
タと、ロータに磁気的に連結されると共にこのロ
ータをシエル及びロータの中心軸を中心として回
転駆動せしめるモータとから成る。ロータは、そ
の回転の中心に於て、上下二本のピボツトピンで
シエル内に支持されている。そして、それ自体は
磁石ではないが高い透磁率をもつ磁気連結板が、
ロータ内の上部に固定されている。このロータ内
の上部には、ロータを介してロータの中心軸を中
心として回転駆動される一組の永久磁石によつて
磁場が発生している。 磁気連結板は、その偏心部分の働きによつて駆
動磁石に回転的にロツクされている。連結板と駆
動用磁石との軸方向に於る所定位置決めにより、
正確な下方の力が、通常作動中は一定して連結板
上に生ぜしめられる。斯かる下方の力は連結板か
らロータに伝達され、ロータの低部と下部ピボツ
トピン間に所望のシール圧を維持する。このシー
ル圧は、容認できない摩擦熱、或は摩耗をシール
部に生起しない、適切なシールを維持するに十分
な程度の圧力である。 ロータに設けられた磁気連結板の製造材料であ
る、常磁性材料は低廉な薄板であつて、この薄板
は打抜き又は押抜きによつて容易に所定形状のも
のとすることができる。四本のアームから成る星
形の磁気連結板を、外部駆動機構の永久磁石によ
つて誘起された磁場の中心から上方に適当な距離
離間させて設けると、この連結板は、適切なトル
ク及びシール力を所望の範囲内で生ぜしめる。 使い捨ての回転式生体臨床医学用医療機器に使
用されるロータを駆動且つ支持する優れたロータ
駆動支持機構は、ロータに設けられた非永久的磁
石である強磁性駆動要素と、ロータを支持すると
共にプラスチツク材料を射出成形でもつて形成し
たピボツトピン型軸受から構成されている。この
軸受は、W・ウイリアムソン及びD・W・シヨー
エンドーフアーによつて1985年4月12日に出願さ
れた米国特許出願第722707号「生体臨床医学用シ
ステムのピボツトピン型軸受」に記載されている
ものである。この出願に記載のピボツトピンは、
プラスチツクを射出成形したもので、高速で回転
するロータを支持する時にかかる応力に耐えうる
だけの減摩性及び硬度を有する。このピボツトピ
ンは、射出成形可能な特定のプラスチツク材料で
製造することが好ましい。斯かるプラスチツクピ
ボツトピンは、殺菌並びに、その表面の摩擦係数
を低くおさえてロータをピボツトピン上で所要の
時間回転させて所望の流体分離を行えるようにプ
ラスチツク材料を改質する目的でγ線に暴露され
る。最も効果的なピボツトピンは、ポリアミドを
基剤とする樹脂を射出成形したものである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面より
更に明瞭となろう。第1図は、ロータ上に設けら
れた強磁性駆動要素、及びプラスチツクを射出成
形して形成したピボツトピンを用いた本発明によ
る密閉型使捨て装置の一部切欠き斜視図。第2図
は、外部駆動機構の永久磁石によつてつくりださ
れた磁界の中心より上方にロータ駆動要素を設け
た第1図に示す装置の断面図。第3図は、第1図
の装置に使用されているロータの下部、下部ピボ
ツトピン、及びOリングシールを示す略断面図。
第4図は、四本のアームを有する星形の薄板材で
あるロータ駆動用強磁性要素の第一実施例を示す
斜視図。第5図は、十分なトルク及び下方に作用
するシール力を発生する強磁性要素の第二実施例
(実線)並びに、他の実施例(破線及び一点鎖線)
を示す平面図。第6図は、血漿搬出装置に用いら
れるロータ駆動用要素(第4図)の垂直方向の変
位に応じて得られるトルクとシール力の関係を示
すグラフ。
【発明の詳細な説明】
第1図は、本発明に係る非強磁性のロータ駆動
装置及びプラスチツクを成形してなるピボツトピ
ンを用いた使い捨て式血漿搬出装置10を示す。
この装置10は、円筒状のハウジング12備え
る。ハウジング12は、上端部に非磁性の壁を有
する上蓋14と、下端部に中心軸と同心的に設け
られたプラズマ排出口18を備える底部16とを
有する。 スピナー、即ち、ロータ20は、上蓋14とハ
ウジング底部16間に垂直配置されている。この
スピナー20は、好ましくは軽量、強固且つ不浸
透性の合成樹脂、例えば、高密度のポリプロピレ
ン又はABS(アクリルニトリル−ブタジエン−ス
チレン)樹脂で形成されたマンドレン22をその
中央部に有する。成形の簡素化を図るために、二
個の半体(不図示)を接合することによつてこの
スピナーを形成してもよい。中央マンドレル22
の外周面には、円周溝、即ち、プラズマ流路24
が離間して連続的に形成されている。プラズマ流
路24は、回転軸と並行に長手方向に伸張する縦
溝25に交差する。縦溝25は、径方向の導管2
7を介して軸方向に伸張する中央孔26に連通す
る。中央孔26は、排出口18と整合し且つ、該
排出口18にプラズマを供給する。 回転スピナー20の表面には、マリポア名で市
販されているポリフツ化ビニリデンから成る円筒
状の濾過膜28が囲設されている。 特に第2図に示すように、回転スピナー20
は、上蓋14に設けられ、上部ピボツトピン29
を中心として回転する。この上部ピボツトピン2
9の上端は上蓋14内に圧入され、一方、下端は
シリンダ端部32の円筒軸受面内に載置されてい
る。このシリンダ端部32は回転スピナー20の
主要部を構成する。又、上部ピボツトピン29の
下端は、軸受面30近傍の小室内に突入している
ので、シリンダ端部32に影響を及ぼさない構成
となつている。 薄板で形成され、以下に詳述する形状をもつ本
発明に係る強磁性駆動要素34は、シリンダ端部
32の中心軸上に、例えば、超音波衝撃
(ultrasonic striking)によつて取り付けられて
いる。この要素34は、スピナー20を間接的に
駆動する。そして、ハウジング12の外部に設け
られた駆動モータ35が、非磁性の上蓋14を一
部囲繞している環状の駆動部材36を駆動する。
駆動部材36は、サマリウムコバルトから成り且
つその内周面に等間隔で設けられた四個の永久磁
石38を有する。これらの磁石38は、上蓋14
の内部に永久磁場をもたらすと共に、前記強磁性
ロータ駆動要素34に作用して磁場を誘起する。
而して、環状の駆動部材36が回転すると、ハウ
ジング内部に位置する強磁性駆動要素34とハウ
ジング外部に位置する永久磁石38とが磁気的に
連結され、スピナー20が外部駆動装置に対して
ロツクされると共に滑りを引き起こすことなくス
ピナーが回転される。本実施例では、回転速度を
毎分約3600回転に設定してあるが、より高速とし
てもよい。 第3図につき説明する。回転スピナー20の下
端部に於て、スピナーの中心軸に沿つて形成され
た開孔26はハウジング底部16の中心軸と同芯
的に該底部16上に載置された円筒状下部ピボツ
トピン42の中央孔40に連通する。ピボツトピ
ン42の上端面である軸受面45上にはOリング
シール44が設けられている。又、ピボツトピン
42は、最も小径の円錐状テーパ部をその上端面
45近傍に有する。このテーパ部は、ピン42と
ロータ20の相対揺動によつて軸受面45の縁部
がロータの内面に削取されるのを防止する。ロー
タ20の下端に形成された内肩部46は、前記O
リングシール44に当接している。ここで、Oリ
ングシール44は、デユポン社の「ヴイトン」材
で形成されることが好ましい。このヴイトン材
は、フツ化ビニリデンとヘキサフルオロポリプロ
ピレンの共重合体を基剤とする一又はそれ以上の
フルオロエラストマー系から成り、特に、医療関
係の機器に用いられる。又、Oリングシールの表
面には摩耗を減じるためにシリコン減摩剤が布設
されている。以上から明らかなように、ロータ2
0及びOリングシール44は、ピボツトピン42
の軸受面45上に載置され且つ、ロータは、その
回転の中心軸が上部及び下部ピボツトピンに夫々
支持されている。 本発明に係る下部ピボツトピン42は、以下に
詳述するある重要な特性を付与する適切な有機重
合体で成形されている。そして、上部ピボツトピ
ン29も、下部ピボツトピン42と同様の重合体
で成形された円筒状のプラスチツク製ピボツトピ
ンであることが好ましい。 再び第1図を参照して、作用を説明する。回転
スピナー20が、例えば、毎分3600回の速度で回
転すると、全血が、導入口47を介してスピナー
20とハウジング12外壁間の空隙内に導入され
る。そして、プラズマは、円筒状の膜28介して
濾過され、スピナー内部に流入すると共に、プラ
ズマ流路27及び中央孔40を介して装置底部の
排出口48から排出される。一方、全血からプラ
ズマが濾過されて取り除かれた残りの血液細胞群
は、装置底部の排出口48から排出される。 以上述べた一般的な型の血漿搬出装置は、共に
係属中であるシヨーエンドーフアー特許出願に記
載され且つクレームされている。従つて、プラス
チツク製ロータ及びOリングシールに関連して用
いられた本発明に係る強磁性ロータ駆動要素と、
成形ピボツトピン軸受の構造を省く血漿搬出装置
の構造で、以上及び前記特許出願に記載されてい
る構造は、発明を構成しない。 強磁性ロータ駆動要素34と永久磁石38との
磁気的連結により、二つの機能が得られる。第一
の機能は、十分なトルクを生ぜしめてロータを適
切な回転速度、例えば、毎分3600回の回転速度で
回転させ、全血を強力な渦巻作用のもとにプラズ
マ血液細胞群に分離することである。第二の機能
は、Oリング側、即ち下方に作用する十分なシー
ル力をロータ上に生ぜしめて、下部ピボツトピン
の中央孔40を通流するプラズマに赤血が漏入し
ないようにOリング44とロータ20をピボツト
ピン42に対して押圧することである。又、ロー
タに作用する下方の力には二つの成分がある。第
一の成分は、ロータの重量であり、第二の成分
は、ロータの強磁性ロータ駆動装置34と外部磁
気駆動機構36の外部永久磁石38との相互作用
により発生する下方の力である。強磁性ロータ駆
動要素34は、安価な薄板を簡単な打抜き或は押
抜き加工でもつて適当な形状に形成したものであ
つても前記回転速度でロータを回転するに必要な
トルクを発生する。 次に、第4図に示すロータ駆動要素34は打抜
きによる星形の薄板52であつて、この星形薄板
52は四本のアーム53を有し、各アーム先端に
は切頭部55が又、隣接するアーム間の側部には
凹部57が夫々形成されている。斯かる形状とす
ることにより、アーム53の端部には磁極が構成
され、又、中心部に形成された開口59の周囲に
は十分な環状部が確保される。そして、十分な大
きさの周方向及び下方の力が、外部磁気駆動装置
によつて加えられる。 第4図に示す星形のロータ駆動要素34は、例
えば、8番ゲージの熱間圧延薄板(0.164±
0.008”)用いて製造される。金属片は、所要寸法
に剪断された後、熱間圧延工程で表面上に生じた
黒皮を取り除くためベルト研磨機にかけられ、次
いで、高速タレツト成形機で変形の星形52に打
抜かれる。斯かる打抜き工程後、面取りを行うた
めに、この金属片52には振動を利用したデバリ
ングが施されると共に、錆止め用に薄いニツケル
でもつて電気メツキがなされる。要素52の肉厚
は、約0.156乃至0.175インチである。上記方法で
製造された星形のロータ駆動要素52の製造費
は、従来の永久磁石式ロータ駆動装置に比べて
1/10以下である。従来から用いられている永久
磁石を備えるロータに伝達されるトルクを制限す
る要素は、外部駆動機構の駆動モータに付設され
た過負荷防止回路(power overload circuitry)
である。そして、ロータの回転に対する抵抗を増
大せしめると、駆動モータに流れる電流が回路遮
断器を作動せしめるに十分な電流値となる。この
操作は、外部駆動装置のサマリウムコバルト磁石
の永久磁場とロータの永久磁石との間に滑りが発
生する以前になされる。現在使用されている血漿
搬出装置を試験した結果、下方のシール力は370
乃至450グラム必要なことが判明している。シー
ル力がこの範囲より小さいと、赤血球がプラズマ
内に漏入し、他方、大きいと摩耗によりシールが
早期に破損する。 第5図は、略々正方形の形状をした要素62で
ある強磁性部材34を示すもので、この要素62
は、下方のシール力を強勢する斜行部64を各先
端に有する。トルクは、要素62の半径方向の寸
法が前記実施例の要素52よりも一様であるため
小さいが、小さなトルクで大きい下方の力が必要
な場合にはこの形状の方が有用である。シールに
加わる力を小さくする場合は、要素34駆動磁石
の軸方向中心から下方に変位する。トルクを犠性
にして、より大きい下方の力が必要な場合には、
一点鎖線で示すように、より大きい先端を有する
要素64′を使用する。 又、第5図に一点鎖線で示す別態様の要素66
は、平面視星形であるが、アームが比較的幅狭で
各アーム間が大きく離間している。この形状でも
つて最大トルク並びに、小さいが容認範囲内の大
きさである下方の力が得られる。 第6図は、外部駆動機構36の永久磁石38に
対する強磁性駆動要素34の相対的な垂直方向の
変位に従つて変わるシール力とトルクの関係を示
すグラフである。同グラフに示すトルク値は、サ
マリウムコバルト磁石38と強磁性駆動要素34
間の同期的連結を遮断するために必要な電流値で
ある。ここで、この値は標準単位によるものでは
なく、血液分離に必要な電流と比較した場合の相
対示度である。一方、シール力は直接グラムで表
されている。又、特殊な器具を用いて、ロータ2
0のピボツトピン42及びシール44からの正確
な浮動分でもつてシール力が測定される。 第6図に於て、強磁性駆動要素34が同図に点
Aで示すように、外部磁気駆動システムによつて
発生された磁場の中心に位置する時、点Bで示す
ように、シール力は零で、トルク値は最大とな
る。この強磁性駆動要素34を外部磁気駆動シス
テムによつて発生された磁場の中心から下方(即
ち、第6図で点Aの右側)に移動すると発生され
るシール力は負となり、磁場と強磁性駆動要素3
4の相互作用でロータは上方に移動せしめられ
る。一方、強磁性駆動要素34の磁場の中心点A
から上方に移動すると発生されるシール力は正と
なり、磁場と強磁性駆動要素34の相互作用でロ
ータは下方に移動せしめられる。従つて、適切な
動作を行うためには、強磁性駆動要素34の位置
を、外部永久磁石38によつて発生される磁場の
中心から上方に設定する。 同第6図に示すように、ロータ駆動要素34を
中心点からいずれの方向に並行移動しても、ロー
タが受けるトルクは減少する。本発明の目的は、
第4図及び第5図に示す態様のロータ駆動要素、
特に、第4図に示す星形要素52を所望の形状に
設定し且つ磁場の中心点Aから上方に適当な距離
離間して位置決めすることにより、ロータを回転
駆動するために必要な最大トルクを得て血液を分
離し且つ、十分なシール力、好ましくは370〜450
グラムのシール力を得て赤血球がOリングシール
を通過して下部ピボツトピン42の中央孔40内
を流れる全血から分離されたプラズマ内に混入す
ることを防止することにある。ロータ駆動要素の
形状の設定に際しては、製造費の面から、使用材
料ができるだけ少なく且つ製造が簡単なものとな
るよう考慮する。第4図に示すロータ駆動要素5
2でもつて、第6図に於て点C及び点Dで示され
る370及び450グラムのシール力、並びに点E及び
点Fで示される最大のトルクを得るためには、該
ロータ駆動要素52を点G及び点Hで示すように
磁場の中心Aから上方に0.150及び0.20インチ垂
直方向に変位して位置づける。 第3図に参照符号42で示すプラスチツクピボ
ツトピンは、低摩擦係数で且つ、減摩性並びに耐
摩耗性を有する硬質のプラスチツクで成形されて
いるので、プラスチツクピンに対して回転するロ
ータが、ピン上にホツトスポツトを発生させた
り、或はピンを剥離したりすることがない。更
に、殺菌効果だけでなく、ピボツトピンの減摩性
を損失することなく該プラスチツクピンを改質す
るために、装置全体が、γ線、例えば、コバルト
60源によつて暴露されている。又、この種の装
置は、血液の輪血適合性及び供血者の安全性に関
する連邦食品医薬品局(FDA)の毒性要件に従
う必要がある。基剤である重合体に、例えば、ポ
リテトラフルオロエチレン、シリコン、グラスフ
アイバー、カーボンフアイバー等を添加する等、
固有の減摩性を有する耐摩耗用材料としての重合
体の開発に於て、重合体の技術分野で重要な研究
が成功している。 上記の特性を備え、生体臨床医学の分野で使用
される機器に適用できるピボツトピンは、適切な
重合体材料、好ましくは、ナイロン6/6を基剤
するRL4730、或は、ポリアミドを基剤として
PTFE及びシリコンオイルを添加して改質した重
合体を射出成形することによつて得られる。これ
らの射出成形によるポリアミドを基剤とする、例
えば、第3図に参照符号42で示されているピボ
ツトピン型軸受は、血漿搬出装置に於て前記強磁
性ロータ駆動要素と共に用いた際、最も摩耗しな
いことが分かつている。射出成形可能な他の重合
体も、前記の放射線を照射すれば、適切な結果が
得られる。これらの重合体には、ポリエーテルイ
ミド及びナイロン60がある。斯かる射出成形に
よるプラスチツクピボツトピン型軸受は、当該技
術分野で従来から用いられてきたステンレススチ
ール製のピボツトピン型軸受に比して実質的に安
価である。 以上より明らかなように、本願に係る強磁性ロ
ータ駆動要素を、例えば、力の加わつた状態で十
分な時間分離器を作動してプラズマ等の物質を所
要量回収し、しかる後その装置を使い捨てとする
目的で使用する場合には、Oリングシール及びプ
ラスチツク成形のピボツトピン型軸受と組合せる
と特に効果的であり、且つ安価な装置を提供する
ことができる。 本発明の種々の変更は、当業者であれば本発明
の懸念から逸脱することなく容易に成しえるもの
である。従つて、本発明は、クレームの範囲以外
によつては限定されない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 密閉条件下で流体を処理する使い捨て式の生
    体臨床医学用血漿の膜分離装置であつて、ピボツ
    トピン上に設けられた回転するロータと、前記ロ
    ータと前記ピボツトピンとの間に介設されたシー
    ル部材と、外部磁気駆動機構と、前記ロータに設
    けられ前記外部磁気駆動機構の磁石により誘起さ
    れた磁場に応じて前記ロータを回転せしめる駆動
    要素とを備え、 前記駆動要素は、前記ロータを駆動するのに十
    分なトルクを前記外部磁気駆動機構より受けるよ
    う強磁性体からなり、かつ前記ロータに下方への
    力を加えて前記回転ロータと前記シール部材間が
    十分にシールされるよう前記磁場の中心より上方
    に位置決めされていることを特徴とする生体臨床
    医学用血漿の膜分離装置。 2 前記ロータに設けられた前記駆動要素は、薄
    板から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分離装置。 3 前記ロータに設けられた前記駆動要素は、薄
    板を打抜いて形成したことを特徴とする特許請求
    の範囲第2項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分
    離装置。 4 前記ロータに設けられた前記駆動要素は、正
    方形であることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分離装置。 5 前記正方形の各隅部は面とりされていること
    を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の生体
    臨床医学用血漿の膜分離装置。 6 前記ロータに設けられた前記駆動要素は、同
    じ長さの四本のアームを備える十字形であること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の生体
    臨床医学用血漿の膜分離装置。 7 前記ロータに設けられた前記駆動要素は、星
    形で四つの隅部を有し星形の四辺は湾曲した凹部
    の外形をなすことを特徴とする特許請求の範囲第
    2項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分離装置。 8 低摩擦係数で且つ減摩性を有する硬質プラス
    チツク材料でもつて成形されると共に分解したり
    又は減摩性を損うことなく殺菌するためにγ線に
    暴露されたピボツトピン上に設けられて中心軸を
    中心に回転するプラスチツク製のロータと、 前記ロータと前記ピボツトピン間に介設された
    シール部材と、 前記中心軸を中心に回転する磁場を生ぜしめる
    外部磁気駆動機構と、 前記ロータに設けられると共に前記駆動機構に
    よつて生ぜしめられた磁場に応じて前記ロータを
    回転させる駆動要素とを備え、 前記駆動要素は、前記ロータを駆動するのに十
    分なトルクを前記外部磁気駆動機構より受けるよ
    う強磁性体からなり、かつ前記ロータに下方への
    力を加えて前記回転ロータと前記シール部材間が
    十分にシールされるよう前記磁場の中心より上方
    に位置決めされていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分
    離装置。 9 前記シール部材はシリコン減摩材で被覆さ
    れ、前記ピボツトピンは略々円筒状で流体が流過
    するように形成され、前記磁気駆動機構は前記磁
    場を生ぜしめる複数個の永久磁石を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の生体臨
    床医学用血漿の膜分離装置。 10 前記ピボツトピンは、前記シール部材近傍
    の頂部にテーパ部を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第9項に記載の生体臨床医学用血漿の
    膜分離装置。 11 前記ピボツトピンは、ポリアミドを基剤と
    した樹脂を射出成形によつて成形したことを特徴
    とする特許請求の範囲第10項に記載の生体臨床
    医学用血漿の膜分離装置。 12 前記ロータに設けられた前記駆動要素は、
    星形の薄板から成り、前記磁場の中心より上方に
    位置決めされていることを特徴とする特許請求の
    範囲第11項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分
    離装置。 13 前記血漿の膜分離装置は全血からプラズマ
    を濾過する血漿搬出システムであつて、前記ロー
    タは濾過膜が囲設されたスピナーから成り、プラ
    ズマは濾過膜を介して全血から分離されてスピナ
    ーの中心部に流入すると共に前記ピボツトピンの
    中空部を流下することを特徴とする特許請求の範
    囲第12項に記載の生体臨床医学用血漿の膜分離
    装置。
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