JPH0572225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人工臓器への吸着剤の過充填方法に
関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする問題
点］ 吸着型人工臓器は、その内部に充填された吸着
剤によつて血漿中に存在する人体に有害な成分を
選択的に吸着除去することにより、病気の治療や
症状の軽減の目的に用いられている。

人工臓器に吸着剤を充填する方法は種々の方法
が知られており、充填量の定量性と人工臓器使用
時の安全性の確保を必須の要件とする。

従来、人工臓器に吸着剤を充填する方法として
は、吸着剤と溶液、たとえばゲル状吸着剤と生理
食塩水との相溶体を容器に流し込む方法、または
沈澱している吸着剤をスプーンなどですくつて容
器につめる方法などが用いられていると考えられ
る。

しかしながら、吸着剤が溶液との相溶体を形成
しているばあいには、通常吸着剤と溶液が分離で
きない状態で混合しているため、一定量の吸着剤
を計量、採取することはきわめて困難である。た
とえば吸着剤（相溶体としての性質を維持した状
態）と溶液の見かけ比重がほとんど同じてあるば
あいは、自然沈降法などの重量差による分離方法
は適用が困難である。かりに、この相溶体を静置
し、自然沈降法により吸着剤と溶液とを見かけ上
分離しえたとしても、わずかな振動を加えたり、
静止していた相溶体に外乱を加えると、吸着剤と
溶液との新たな混合が生じ、この状態から一定量
の吸着剤を実用上許容される程度に正確に採取
し、人工臓器内に充填するのはきわめて困難であ
る。また吸着剤が沈降したのち、上澄み液を除去
してから沈降している吸着剤をすくい取る方法な
ども考えられるが、一定量の吸着剤の採取には多
くの工夫が必要である。加えて、これらの方法で
はばあいによつてはゲル状の吸着剤から溶液が抜
け、吸着剤が相溶体でなくなり、吸着剤の担体と
吸着除去に有効な成分（基）とのイオン結合が外
れるなどのため、吸着性能を著しく損なうという
問題点がある。

また、吸着剤が微粒子状のばあい、血漿を人工
臓器に通過させる際には、その出口でフイルター
によつて濾過して、吸着剤が血漿中に混入して人
体内に入ることのないようにする必要がある。吸
着剤を濾過するために人工臓器の出口側に目開き
の小さいフイルターを使用したばあい、吸着剤を
充填する際に無雑作に液を張るとフイルターの前
後に気泡が生じる。このため、従来の吸着型人工
臓器では大量の気泡が混入しているばあいがあつ
た。

さらに、吸着剤を充填した人工臓器は医療用機
器に使用に使用されることから、これらの操作は
安全性の高い、いわゆる無菌操作および無パイロ
ゼン操作（発熱性物質を発生または混入させない
操作）、あるいはそれに近い操作でなければなら
ないのでさらに実現性に問題がある。

以上の問題を解決するための一方法として、人
工臓器の開口部に計量用補助容器を密着接続して
一体の容器となし、この中に所定容積の溶液を充
填し、これに既知の一定濃度の吸着剤と溶液との
相溶体を、先の溶液と該相溶体との混合液の容積
の和が別の所定容積になるまで充填し、これらの
混合液中から過剰の溶液を人工臓器外に排出する
ことによつて吸着剤を高い濃度の相溶体として人
工臓器内に沈降させたのち、人工臓器から計量用
補助容器を取り外すことからなる人工臓器の吸着
剤充填方法がある。

しかしながら、この方法では人工臓器の内容積
に見合つた吸着剤の量を計量用補助容器で計量し
たとしても、これを工業装置化すると、計量のバ
ラツキや、相溶体中に占める吸着剤量の濃度のバ
ラツキにより、常に人工臓器の内容積に全く等し
く吸着剤を充填することは不可能であり、充填さ
れた吸着剤の量に若干の過不足が発生する。吸着
剤が圧縮されることなく単なる沈降により、人工
臓器内のみならず計量用補助容器にまで沈降して
いるばあいには、両者の接続部を離した際に計量
用補助容器内にある吸着剤が人工臓器の上の開口
部から装着内にあふれ、清浄であるべき充填装置
内を吸着剤を含む相溶体、溶液または吸着剤で汚
染するという不都合が生じる。反対に不足するば
あいには人工臓器内部に部分的に吸着剤の存在し
ない液層が生じ、この吸着剤の存在しない部分が
人工臓器の内部を移動するため、人工臓器内での
血漿の流れが不均一となり、いわゆる片流れ現象
が生じ吸着性能の著しい低下をひきおこすという
不都合が生じる。

本発明者らはかかる実情に鑑み、鋭意研究を重
ねた結果、吸着剤を人工臓器の上の開口部にあふ
れさせずかつ吸着性能の低下をまねく吸着剤の存
在しない液層を人工臓器内部に生じさせず、しか
も吸着型人工臓器の吸着性能を高める人工臓器の
吸着剤充填方法を見出し、本発明を完成するに至
つた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、人工臓器に密着接続した計量用補助
容器を用いて、人工臓器の内容積より大きい容積
の一定濃度の吸着剤と溶液との相溶体を該人工臓
器に充填し、そのうちの過剰の溶液を、吸着剤は
通過しないが溶液は通過する大きさの目開きを持
つフイルターを該計量用補助容器側から人工臓器
側に押し込むことにより、該人工臓器から排出さ
れた溶液量が人工臓器の内容積の15％未満となる
ように排出し、人工臓器の内部の吸着剤を圧縮さ
せた状態で充填することを特徴とする人工臓器の
吸着剤過充填方法に関する。

［作用］ 人工臓器に充填する吸着剤と溶液との相溶体の
容積を人工臓器の内容積より大きくすることによ
つて、人工臓器内部に吸着剤の存在しない液層の
発生を防ぎ、吸着性能が低下しない。人工臓器内
に充填される吸着剤の密度が高くなるので吸着効
率が上がる。

［実施例］ 本発明の方法においては、人工臓器と計量用補
助容器とを人工臓器の開口部に計量用補助容器を
密着接続して一体の容器として用いる。

本発明に用いる人工臓器は、血漿中の有害成分
を吸着除去することを目的としたものであればと
くに限定されるものではない。

本発明において、便宜上、人工臓器の内容積と
は、吸着剤の充填後の人工臓器の下部のフイルタ
ーと上部のフイルターに囲まれた容積をいい、該
フイルターとその外部の流入口のある蓋部分に囲
まれた部分の容積は含まない。

また、計量用補助容器としては、人工臓器の開
口部と密着接続しうるものであればよいが、通常
は人工臓器の上方に設置されたものであり、ポン
プなどで吸引されるばあいにも用いられうるもの
でもよく、とくに限定されるものではない。

かかる一体となつた容器を用いて、計量用補助
容器の検出部によつて確認のうえ所定容積の溶液
を充填し、ついで計量用補助容器の検出部によつ
て確認のうえ、人工臓器の内容積より15％未満普
通は数％大きい容積の吸着剤と溶液との相溶体を
充填し、吸着剤は通過しないが溶液は通過する大
きさの目開きを持つフイルターなどを用いて該計
量用補助容器側から人工臓器側に押し込むことに
より、過剰の吸着剤を人工臓器の内部に圧縮充填
し、過剰の溶液を人工臓器外（押込みに用いたフ
イルター外）に排出する。

吸着剤の過剰率（過剰の相溶体量（詳しくは排
出される溶液量）の人工臓器内容積に対する率を
いう）は吸着剤の性能、人工臓器の構造、種類、
用途によるが、過剰の相溶体の容積が大きすぎる
と上の開口部の近くの吸着剤の密度が極端に大き
くなり、人工臓器を流れる血液や血漿の圧力損失
が増大し、人工臓器全体の差圧が上がり、血漿が
流れにくくなり、患者の負担が増大するばかりで
なく、不必要に過剰に高価な吸着剤を充填してい
る故にコストアツプとなるという支障を生じるの
で15％未満であることが好ましい。また、過剰率
は小さすぎると過充填の目的とする効果をうるこ
とができないので最低数％はあることが好まし
い。

本発明に用いる吸着剤は、特定の溶液と相溶体
を構成して吸着性能を保持するものであればとく
に限定されるものではない。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるもの
ではない。

実施例 １ 一方に、吸着剤は通過しえないが溶液は自由に
通過する大きさの目開きを有するフイルターを装
着した密封可能な開口部を持ち、他方に、計量用
補助容器と密着接続のできる密封可能な開口部を
持つ吸着型人工臓器を、フイルター部を下にして
設置した。計量用補助容器には上、下２箇所に液
面位置検出部を装着し、この上、下２箇所の液面
位置検出部にはさまれる計量用補助容器の内部容
積をあらかじめ定めた過剰率５％だけ人工臓器の
内容積よりも大きい容積となるように設定し、人
工臓器に密着接続させた。この装置を用いてま
ず、人工臓器の下の開口部を密封して溶液が流出
しないようにしたのち、計量用補助容器の下の液
面位置検出部まで溶液を充填した。つぎに計量用
補助容器の上の液面位置検出部まで相溶体（吸着
剤と溶液とのゲル化したもの）を充填した。つい
で人工臓器の下の開口部を開いてから、吸着剤が
通過しない大きさの目開きを持つ、親液処理をほ
どこしたフイルターを、細かい網目状の構造を持
つ蓋を用いて補助容器側から人工臓器側に向かつ
て所定の位置（人工臓器が製品として完成した時
に見かけ上、吸着剤が充填される所定位置）まで
押し込むことにより、過剰の相溶体を人工臓器の
内部に圧縮充填し、過剰の溶液は人工臓器の上の
フイルターを通して人工臓器の外部に排出した。
混合液が所定位置までさがつたことを確認し、下
の開口部を再び密閉した。吸着剤が人工臓器内に
沈降、充填されているのを確認したのち、人工臓
器と計量用補助容器との接続を解除して計量用補
助容器を取りはずした。その後この人工臓器の上
の開口部に、吸着剤は通過させず溶液は自由に通
過する大きさの目開きを有する、親液処理をほど
こしたフイルターを、沈降した高い濃度の相溶体
と溶液との境界面に固定し、上部開口部を封じ
る、血漿の流出（入）口を有する蓋を装着し、充
填を終了した。

この操作を10回繰り返して10個の人工臓器に吸
着剤を充填し、一昼夜放置したのち観察すると、
どの人工臓器にも吸着剤の存在しない液層は生じ
ていなかつた。これらに100ml／minの流量率で
血漿を通した時の差圧は40〜70mmH₂Oであつた。
また、これらを解体し、吸着剤の体積を自然沈降
法により測定した結果、人工臓器の内容積の102
〜108％であることがわかつた。

比較例 １ 一方に、吸着剤は通過しえないが溶液は自由に
通過する大きさの目開きを有するフイルターを装
着した密封可能な開口部を持ち、他方に、計量用
補助容器と密着接続のできる密閉可能な開口部を
持つ吸着型人工臓器を、フイルター部を下にして
設置した。計量用補助容器に上、下２箇所に液面
位置検出部を装着し、この上、下２箇所の液面位
置検出部にはさまれる計量用補助容器の内部容積
が、人工臓器に充填すべき吸着剤の量と相溶体中
の吸着剤濃度から計算した容積になるよう（たと
えば充填すべき吸着剤の量が200mlで相溶体中の
吸着剤の濃度が40％なら設定容積は500mlである）
および下の液面位置検出部が吸着剤の沈降終了時
の混合液の液面と一致するように液面位置の検出
端をあらかじめ設定し、人工臓器に密着接続させ
た。この装置を用いてまず、人工臓器の下の開口
部を密封して溶液が流出しないようにしたのち、
計量用補助容器の下の液面位置検出部まで溶液を
人工臓器内に充填した。つぎに計量用補助容器の
上の液面位置検出部まで相溶体（吸着剤と溶液と
のゲル化したもの）を充填した。ついで人工臓器
の下の開口部を開き、この相溶体と溶液の混合液
中の溶液のみを重力により落下させ、フイルター
を通して人工臓器の外部に排出した。これら一連
の操作により、人工臓器のフイルター上には吸着
剤が溶液と混在したまま相溶体の状態で、沈降、
充填され、混合液が所定位置、すなわち先に述べ
た下の液面位置検出部までさがつた時、下の開口
部を再び密閉し、一定量の吸着剤が人工臓器内に
沈降、充填されているのを確かめたのち、人工臓
器と計量用補助容器との接続を解除して計量用補
助容器を取り外した。その後この人工臓器の上の
開口部に、吸着剤は通過させず溶液は自由に通過
する大きさの目開きを有する、親液処理をほどこ
したフイルターを、沈降した高い濃度の相溶体と
溶液との境界面に固定し、上部開口部を封じる、
血漿の流出（入）口を有する蓋を装着し、充填を
終了した。

この操作を10回繰り返して10個の人工臓器に吸
着剤を充填し、一昼夜放置したのち観察すると、
10個中８個の人工臓器に吸着剤の存在しない液層
が生じていた。またこれらに100ml／minの流量
率で血漿を通した時の差圧は30〜40mmH₂Oであ
つた。また、これを解体し、吸着剤の体積を自然
沈降法により測定した結果、人工臓器の内容積の
95〜103％であることがわかつた。

比較例 ２ 一方に、吸着剤は通過しえないが溶液は自由に
通過する大きさの目開きを有するフイルターを装
着した密封可能な開口部を持ち、他方に、計量用
補助容器と密着接続のできる密封可能な開口部を
持つ吸着型人工臓器を、フイルター部を下にして
設置した。計量用補助容器には上、下２箇所に液
面位置検出部を装着し、この上、下２箇所の液面
位置検出部にはさまれる計量用補助容器の内部容
積をあらかじめ定めた過剰率15％だけ人工臓器の
内容積よりも大きい容積となるように設定し、人
工臓器に密着接続させた。この装置を用いてま
ず、人工臓器の下の開口部を密封して溶液が流出
しないようにしたのち、計量用補助容器の下の液
面位置検出部まで溶液を充填した。つぎに計量用
補助容器の上の液面位置検出部まで相溶体（吸着
剤と溶液とのゲル化したもの）を充填した。つい
で人工臓器の下の開口部を開いてから、吸着剤が
通過しない大きさの目開きを持つ、親液処理をほ
どこしたフイルターを、細かい網目状の構造を持
つ蓋を用いて補助容器側から人工臓器側に向かつ
て所定の位置（人工臓器が製品として完成した時
に見かけ上、吸着剤が充填される所定位置）まで
押し込むことにより、過剰の相溶体を人工臓器の
内部に圧縮充填し、過剰の溶液は人工臓器の上の
フイルターを通して人工臓器の外部に排出した。
混合液が所定位置までさがつたことを確認し、下
の開口部を再び密閉した。吸着剤が人工臓器内に
沈降、充填されているのを確認したのち、人工臓
器と計量用補助容器との接続を解除して計量用補
助容器を取りはずした。その後この人工臓器の上
の開口部に、吸着剤は通過させず溶液は自由に通
過する大きさの目開きを有する、親液処理をほど
こしたフイルターを、沈降した高い濃度の相溶体
と溶液との境界面に固定し、上部開口部を封じ
る、血漿の流出（入）口を有する蓋を装着し、充
填を終了した。

この操作を10回繰り返して10個の人工臓器に吸
着剤を充填し、一昼夜放置した。これらに100
ml／minの流量率で血漿を通した時の差圧は75〜
105mmH₂Oに達し、患者に負担を与えない限度と
されている100mmH₂Oを超えるものが発生した。
また、これらのうち３個を解体し、吸着剤の体積
を自然沈降法により測定した結果、人工臓器の内
容積の115、116および118％であることがわかつ
た。

すなわち、本発明の充填方法によれば、従来の
方法に比較して吸着剤が存在しない液層が発生し
にくいことおよび本発明により吸着剤を充填した
人工臓器は血漿を通した時の差圧が患者に負担を
与えない程度のものであることがわかつた。

［発明の効果］ 本発明は、人工臓器に吸着剤を充填する際、人
工臓器内に吸着剤の存在しない液層が発生しにく
く、吸着性能が低下しないため製品への信頼性を
付与するものである。さらに本発明は、患者に負
担を与えることなく人工臓器内の吸着剤の量が多
くなるので、完成した吸着型人工臓器の吸着効率
が改善されるという効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 人工臓器に密着接続した計量用補助容器を用
   いて、人工臓器の内容積より大きい容積の一定濃
   度の吸着剤と溶液との相溶体を該人工臓器に充填
   し、そのうちの過剰の溶液を、吸着剤は通過しな
   いが溶液は通過する大きさの目開きを持つフイル
   ターを該計量用補助容器側から人工臓器側に押し
   込むことにより、該人工臓器から排出された溶液
   量が人工臓器の内容積の15％未満となるように排
   出し、人工臓器の内部の吸着剤を圧縮させた状態
   で充填することを特徴とする人工臓器の吸着剤過
   充填方法。