JPH0817810B2 - Hollow fiber blood treatment device - Google Patents
Hollow fiber blood treatment deviceInfo
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- JPH0817810B2 JPH0817810B2 JP2116461A JP11646190A JPH0817810B2 JP H0817810 B2 JPH0817810 B2 JP H0817810B2 JP 2116461 A JP2116461 A JP 2116461A JP 11646190 A JP11646190 A JP 11646190A JP H0817810 B2 JPH0817810 B2 JP H0817810B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、中空糸型血液処理装置に関するものであ
る。詳しく述べると、血液ポート部において血液のよど
みがなく、かつ各中空糸へ血液を均等に分配することの
できる中空糸型血液処理装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hollow fiber blood processing apparatus. More specifically, the present invention relates to a hollow fiber blood processing apparatus which has no blood stagnation at the blood port portion and can evenly distribute blood to each hollow fiber.
（従来の技術） 従来より中空糸型血液処理装置は、人工腎臓、人工肝
臓、血漿分離装置、人工肺等として広く使用されてきて
いる。このような中空糸型血液処理装置は、例えば人工
腎臓を例にとって説明すると、両端にそれぞれ血液流入
口ポートおよび血液流出口ポートを、また側壁部にそれ
ぞれ透析液流入口および透析液流出口を備え円筒状本体
内に多数の中空糸を収納し、該中空糸の両端に設けられ
た隔壁により該中空糸を前記円筒状本体に固定するとと
もに、前記中空糸を前記各ポートと連通させてなるもの
である。しかして、前記のごとき中空糸型血液処理装置
においては、血液流入口ポートおよび血液流出口ポート
とは色分け等による違いはあったが、内部形状について
は同一のものが使用されている。(Prior Art) Conventionally, a hollow fiber blood treatment apparatus has been widely used as an artificial kidney, an artificial liver, a plasma separator, an artificial lung, or the like. Such a hollow fiber blood processing apparatus will be described, for example, using an artificial kidney as an example. It is provided with a blood inlet port and a blood outlet port at both ends and a dialysate inlet port and a dialysate outlet port on the side wall. A structure in which a large number of hollow fibers are housed in a cylindrical body, and the hollow fibers are fixed to the cylindrical body by partition walls provided at both ends of the hollow fibers, and the hollow fibers are communicated with the respective ports. Is. In the hollow fiber blood processing apparatus as described above, the blood inlet port and the blood outlet port have the same internal shape, although there are differences due to different colors.
しかしながら、このような従来の中空糸型血液処理装
置においては、血液が体外循環回路を経て中空糸型人工
腎臓に流入する際に、血液流通管より広い血液流入口ポ
ートの空間に流入して、その空間体積の増加によって血
液成分の損傷が考えられ、それに起因する血液凝固の問
題があった。また、中空糸内を通過した血液が血液流出
口ポート内を流通する際に、該ポート内において血液の
滞留に起因する血液凝固の問題があった。However, in such a conventional hollow fiber type blood processing apparatus, when blood flows into the hollow fiber type artificial kidney through the extracorporeal circulation circuit, it flows into the space of the blood inlet port wider than the blood flow tube, Due to the increase of the spatial volume, the blood components may be damaged, resulting in the problem of blood coagulation. Further, when blood passing through the hollow fiber flows through the blood outlet port, there is a problem of blood coagulation due to retention of blood in the port.
一方、血液流入口ポートまたは血液流出口ポートを形
成する各ヘッダーが共に中空糸束の端面を底とする山形
の内部空間を有してなる中空糸型血液処理装置は知られ
ている（特開昭57−86,359号、特開昭59−139,274号お
よび特公昭59−40,481号）。しかしながら、これらの血
液処理装置は、いずれも両端のヘッダーの形状が同一で
あるため、前記のごとき理由により種々の問題点があっ
た。On the other hand, there is known a hollow fiber blood processing apparatus in which each of the headers forming the blood inlet port or the blood outlet port has a mountain-shaped internal space whose bottom is the end face of the hollow fiber bundle. 57-86,359, JP-A-59-139,274 and JP-B-59-40,481). However, these blood processing devices have various problems because of the same shape of the headers at both ends, for the reasons described above.
（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明の目的は、新規な中空糸型血液処
理装置を提供することにある。本発明の他の目的は、血
液ポート部においてよどみがなく、かつ各中空糸へ血液
を均等に分配することのできる中空糸型血液処理装置を
提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide a novel hollow fiber blood processing apparatus. Another object of the present invention is to provide a hollow fiber type blood processing apparatus which has no blood port stagnation and which can evenly distribute blood to each hollow fiber.
（課題を解決するための手段） これらの諸目的は、両端にそれぞれ血液流入口ポート
および血液流出口ポートを備えかつ側壁部に物質移動流
体流入口および物質移動流体流出口を備えた円筒状本体
と、該円筒状本体内に収容されるとともに、その両端を
隔壁により該円筒状本体に固定されかつその両端部が前
記両ポートに連通してなる多数の中空糸とよりなる中空
糸型血液処理装置において、 前記血液流入口ポートと前記血液流出口ポートの内部
形状が互いに異なる形状であって、 前記血液流入口ポートに設けられた血液流入口と前記
血液流出口ポートに設けられた血液流出口とが同一軸線
を有し、 前記血液入口ポートの内部形状が、血液流入口から前
記円筒状本体に向かって徐々に拡径しており、かつ前記
血液流出口ポートの内部形状が血液流出口から前記円筒
状本体に向かって拡径している、 ことを特徴とする中空糸型血液処理装置により達成され
る。(Means for Solving the Problems) These objects are to provide a cylindrical body having a blood inlet port and a blood outlet port respectively at both ends and a mass transfer fluid inlet port and a mass transfer fluid outlet port on a side wall portion. And a hollow fiber type blood treatment comprising a plurality of hollow fibers which are housed in the cylindrical main body, both ends of which are fixed to the cylindrical main body by partition walls and both ends of which are connected to the both ports. In the device, the blood inlet port and the blood outlet port have different internal shapes, and a blood inlet provided at the blood inlet port and a blood outlet provided at the blood outlet port. And have the same axis, the internal shape of the blood inlet port is gradually increasing in diameter from the blood inlet toward the cylindrical body, and the internal shape of the blood outlet port is The hollow fiber blood processing apparatus is characterized in that the diameter increases from the blood outlet toward the cylindrical body.
本発明はまた、血液流入口ポートの内面傾斜角θ
１と、血液流出口ポートの内面傾斜角θ２との比θ1/θ
２が1.1〜3.0である中空糸型血液処理装置である。本発
明はさらに、血液流入口ポートの内面傾斜角θ１が10゜
〜30゜の範囲である中空糸型血液処理装置である。本発
明はまた、血液処理装置が人工腎臓である中空糸型血液
処理装置である。The present invention also relates to the inner surface inclination angle θ of the blood inlet port.
1 and the inner surface inclination angle θ 2 of the blood outlet port θ 1 / θ
2 is a hollow fiber blood processing apparatus in which 1.1 to 3.0. The present invention further provides a hollow fiber blood processing apparatus in which the inner surface inclination angle θ 1 of the blood inlet port is in the range of 10 ° to 30 °. The present invention is also a hollow fiber blood treatment device in which the blood treatment device is an artificial kidney.
（作用） 本発明における中空糸型血液処理装置とは、人工腎
臓、人工肝臓、血漿分離装置、人工肺等をいう。したが
って、つぎに図面を参照しながら人工腎臓を例にとっ
て、本発明による中空糸血液処理装置について説明す
る。(Function) The hollow fiber blood processing apparatus in the present invention means an artificial kidney, an artificial liver, a plasma separator, an artificial lung, and the like. Therefore, the hollow fiber blood treatment apparatus according to the present invention will be described below by taking an artificial kidney as an example with reference to the drawings.
第１図は、本発明による中空糸型人工腎臓を示すもの
である。すなわち、人工腎臓１は、相対する端部付近に
透析液流入口２および透析液流出口３を備えた筒状本体
４よりなり、該筒状本体４内には中空糸束５が内蔵さ
れ、その両端は、例えばポリウレタン等のポッティング
剤で形成される隔壁6,7で該筒状本体４に固定されてシ
ールされている。該筒状本体４の両開口端には、血液流
入口８および血液流出口９をそれぞれ備えたヘッダー1
0,11がそれぞれねじリング12,13により固定されてい
る。FIG. 1 shows a hollow fiber type artificial kidney according to the present invention. That is, the artificial kidney 1 is composed of a tubular body 4 having a dialysate inlet 2 and a dialysate outlet 3 near opposite ends, and a hollow fiber bundle 5 is built in the tubular body 4. Both ends thereof are fixed and sealed to the cylindrical main body 4 by partition walls 6 and 7 formed of a potting agent such as polyurethane. A header 1 having a blood inlet 8 and a blood outlet 9 at both open ends of the tubular body 4, respectively.
0 and 11 are fixed by screw rings 12 and 13, respectively.
前記のように、人工腎臓において、血液流入口８を備
えたヘッダー10が血液流入口ポートを形成し、また血液
流出口９を備えたヘッダー11が血液流出口ポートを形成
している。しかして、本発明によれば、前記血液流入口
ポートの内部形状と前記血液流出口ポートの内部形状と
が互いに異なる形状であることが必要である。As mentioned above, in the artificial kidney, the header 10 with the blood inlet 8 forms the blood inlet port, and the header 11 with the blood outlet 9 forms the blood outlet port. Therefore, according to the present invention, it is necessary that the internal shape of the blood inlet port and the internal shape of the blood outlet port are different from each other.
例えば、第２図および第３図に示すように、血液流入
口ポートの内部形状として、ヘッダー10の内部形状を大
きく、特に隔壁８の面に対するヘッダー10の内部傾斜を
大きくするとともに、血液流出口ポートの内部形状とし
て、ヘッダー11の内部形状を小さく、特に隔壁９の面に
対するヘッダー11の内面傾斜を小さくとって両ポートを
形成する。For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, as the internal shape of the blood inlet port, the internal shape of the header 10 is large, and in particular, the internal inclination of the header 10 with respect to the surface of the partition wall 8 is increased and the blood outlet port is formed. As the internal shape of the port, the internal shape of the header 11 is made small, and particularly the inclination of the internal surface of the header 11 with respect to the surface of the partition wall 9 is made small to form both ports.
このように両ポートを形成することにより、第２図に
示すように、内径４〜10mmの体外血液循環回路（図示せ
ず）を流通してきて血液流入口８より流入した血液は、
血液流入口ポート内において、ヘッダー10の内面傾斜が
大きいために徐々に均一に広がりながら均一の流速を保
って中空糸内へと流入していく。一方、該中空糸内を流
通した血液は、血液流出口ポート内において、ヘッダー
11の内面傾斜が小さいために、第３図に示すように、血
液流出口ポートの内壁を均一に洗い流しながら血液回路
（図示せず）内へと流出して人工腎臓より排出される。By forming both ports in this way, as shown in FIG. 2, blood flowing through the extracorporeal blood circulation circuit (not shown) having an inner diameter of 4 to 10 mm and flowing in from the blood inlet 8 is
In the blood inlet port, since the inner surface of the header 10 has a large inclination, the header 10 gradually spreads uniformly and flows into the hollow fiber while maintaining a uniform flow velocity. On the other hand, the blood that has flowed through the hollow fiber is transferred to the header in the blood outlet port.
Since the inner surface of 11 has a small inclination, as shown in FIG. 3, the inner wall of the blood outlet port is washed out uniformly and flows out into the blood circuit (not shown) to be discharged from the artificial kidney.
つぎに、前記血液流入口ポートと血液流出口ポートと
を逆に付した場合のポート内の血液の流れを第４図およ
び第５図に示す。この場合、ポート内の流速は均一にな
らず、第４図に示すようにヘッダー10の内面傾斜が小さ
いため、周辺部に血液が滞留したりあるいは流れない部
分が生じてくるために、血栓を生じる要因を生み出す結
果となる。一方、第５図に示すように、ヘッダー11の内
面傾斜が大きいため、中心部のみ流速が速く、周辺に滞
留部が生じることにより血栓を生じる要因を生み出す。Next, FIGS. 4 and 5 show the flow of blood in the port when the blood inlet port and the blood outlet port are reversed. In this case, the flow velocity in the port is not uniform, and the inner surface of the header 10 has a small inclination as shown in FIG. It results in the generation of the factors that occur. On the other hand, as shown in FIG. 5, since the inner surface of the header 11 has a large inclination, the flow velocity is high only in the central portion, and a retention portion is generated in the peripheral portion, which causes a factor causing thrombus.
しかして、本発明においては、血液流入口ポートの内
面傾斜角θ１と、血液流出口ポートの内面傾斜角θ２と
の比θ1/θ２が1.1〜3.0、特に1.19〜2.5であることが
好ましい。また、血液流入口ポートの内面傾斜角θ１が
10゜〜30゜、特に12゜〜26゜の範囲であることが好まし
い。なお、本明細書において、各血液流出入ポートの内
面傾斜角θとは、第６図に示すように、中空糸束を固定
する隔壁ないしはこれと平行な面Ａに対するヘッダー10
または11の内壁面Ｂの角度を意味する。Therefore, in the present invention, the ratio θ 1 / θ 2 of the inner surface inclination angle θ 1 of the blood inlet port and the inner surface inclination angle θ 2 of the blood outlet port is 1.1 to 3.0, particularly 1.19 to 2.5. Is preferred. In addition, the inner inclination angle θ 1 of the blood inlet port is
It is preferably in the range of 10 ° to 30 °, particularly 12 ° to 26 °. In the present specification, the inner surface inclination angle θ of each blood inflow / outflow port is, as shown in FIG. 6, a partition wall for fixing the hollow fiber bundle or a header 10 for a surface A parallel to the partition wall.
Or it means the angle of the inner wall surface B of 11.
（実施例） つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明す
る。(Examples) Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
実施例 第１〜３図に示す中空糸型人工腎臓１において、血液
流入口ポートの内面傾斜角θ１および血液流出口ポート
の内面傾斜角θ２を、第１表に示すように形成し、中空
糸膜（再生セルロース製）の総面積を1.2m2として、牛
血液による血液透析実験（ex vivo）を実施した。この
ときのQB＝200ml/minで、Qp＝500ml/minであった。な
お、ヘパリン投与は、牛血液採取時の1,000単位のみと
した。Example In the hollow fiber type artificial kidney 1 shown in FIGS. 1 to 3, the inner surface inclination angle θ 1 of the blood inlet port and the inner surface inclination angle θ 2 of the blood outlet port are formed as shown in Table 1, A hemodialysis experiment (ex vivo) was performed using bovine blood with the total area of the hollow fiber membrane (made of regenerated cellulose) being 1.2 m 2 . At this time, Q B = 200 ml / min and Q p = 500 ml / min. Heparin was administered only at 1,000 units at the time of collecting bovine blood.
このときの実験結果を第２表に示す。 The experimental results at this time are shown in Table 2.
（発明の効果） 以上述べたように、本発明は、両端にそれぞれ血液流
入口ポートおよび血液流出口ポートを備えかつ側壁部に
物質移動流体流入口および物質移動流体出口を備えた円
筒状本体と、該円筒状本体内に収容されるとともにその
両端を隔壁により該円筒状本体に固定されかつその両端
部が前記両ポートに連通してなる多数の中空糸とよりな
る中空糸型血液処理装置において、 前記血液流入口ポートと前記血液流出口ポートの内部
形状が互いに異なる形状であって、 前記血液流入口ポートに設けられた血液流入口と前記
血液流出口ポートに設けられた血液流出口とが同一軸線
を有し、 前記血液流入口ポートの内部形状が、血液流入口から
前記円筒状本体に向かって徐々に拡径しており、かつ前
記血液流出口ポートの内部形状が血液流出口から前記円
筒状本体に向かって拡径している、 ことを特徴とする中空糸型血液処理装置であるから、各
中空糸内に均一に血液が配分されて血液の偏流がなくな
るので、両ポート内と各中空糸内での血液の流れが整備
されて理想的な抗血栓性モジュール形状が得られるので
ある。 (Effects of the Invention) As described above, the present invention provides a cylindrical body having a blood inlet port and a blood outlet port at both ends and a mass transfer fluid inlet port and a mass transfer fluid outlet port on the side wall. A hollow fiber type blood processing apparatus comprising a large number of hollow fibers which are housed in the cylindrical body and both ends of which are fixed to the cylindrical body by partition walls and both ends of which are connected to the ports. The blood inflow port and the blood outflow port have different internal shapes, and the blood inflow port provided in the blood inflow port and the blood outflow port provided in the blood outflow port are The blood inlet port has the same axis, the inner shape of the blood inlet port gradually increases from the blood inlet port toward the cylindrical body, and the inner shape of the blood outlet port is the blood flow port. Since the hollow fiber type blood processing device is characterized in that the diameter is expanded from the outlet toward the cylindrical body, the blood is evenly distributed in each hollow fiber and the uneven flow of blood is eliminated. The ideal antithrombotic module shape is obtained by maintaining the blood flow in the port and in each hollow fiber.
また、血液流入口ポートの内面傾斜角θ１と、血液流
出口ポートの内面傾斜角θ２との比θ1/θ２を1.1〜3.0
とすることにより、血栓を生じることなく長期間にわた
って血液の体外循環が可能となるのである。Further, the ratio θ 1 / θ 2 of the inner surface inclination angle θ 1 of the blood inflow port and the inner surface inclination angle θ 2 of the blood outflow port is 1.1 to 3.0.
By doing so, extracorporeal circulation of blood is possible for a long period of time without causing thrombus.
第１図は本発明による中空糸型人工腎臓の部分断面全体
図、第２図は血液流入口ポートの拡大断面図、第３図は
血液流出口ポートの拡大断面図、第４図は血液流入口ポ
ートの他の例を示す拡大断面図、第５図は血液流出口ポ
ートの他の例を示す拡大断面図であり、また第６図は内
面傾斜角を説明するための模式図である。 １……人工腎臓、４……筒状本体、５……中空糸束、6,
7……隔壁、８……血液流入口、９……血液流出口、11,
12……ヘッダー。FIG. 1 is an overall partial sectional view of a hollow fiber type artificial kidney according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a blood inflow port, FIG. 3 is an enlarged sectional view of a blood outflow port, and FIG. 4 is a blood flow. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the inlet port, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the blood outflow port, and FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the inner surface inclination angle. 1 ... artificial kidney, 4 ... tubular body, 5 ... hollow fiber bundle, 6,
7 ... Septa, 8 ... Blood inlet, 9 ... Blood outlet, 11,
12 …… Header.
Claims (3)
液流出口ポートを備えかつ側壁部に物質移動流体流入口
および物質移動流体出口を備えた円筒状本体と、該円筒
状本体内に収容されるとともにその両端を隔壁により該
円筒状本体に固定されかつその両端部が前記両ポートに
連通してなる多数の中空糸とよりなる中空糸型血液処理
装置において、 前記血液流入口ポートと前記血液流出口ポートの内部形
状が互いに異なる形状であって、 前記血液流入口ポートに設けられた血液流入口と前記血
液流出口ポートに設けられた血液流出口とが同一軸線を
有し、 前記血液流入口ポートの内部形状が、血液流入口から前
記円筒状本体に向かって徐々に拡径しており、かつ前記
血液流出口ポートの内部形状が血液流出口から前記円筒
状本体に向かって拡径している、 ことを特徴とする中空糸型血液処理装置。1. A cylindrical body having a blood inlet port and a blood outlet port at both ends, and a mass transfer fluid inlet port and a mass transfer fluid outlet port on a side wall, and a cylindrical body housed in the cylindrical body. A hollow fiber blood processing apparatus having a plurality of hollow fibers both ends of which are fixed to the cylindrical main body by partition walls and both ends of which are in communication with the both ports, wherein the blood inlet port and the blood flow The internal shapes of the outlet ports are different from each other, and the blood inlet provided in the blood inlet port and the blood outlet provided in the blood outlet port have the same axis, and the blood inlet The internal shape of the port gradually increases from the blood inlet toward the cylindrical body, and the internal shape of the blood outlet port extends from the blood outlet toward the cylindrical body. Enlarged to have, a hollow fiber type blood processing apparatus characterized by.
液流出口ポートの内面傾斜角θ２との比θ1/θ２が1.1
〜3.0である請求項１に記載の中空糸型血液処理装置。 2. The ratio θ 1 / θ 2 of the inner surface inclination angle θ 1 of the blood inlet port and the inner surface inclination angle θ 2 of the blood outlet port is 1.1.
The hollow fiber blood treatment apparatus according to claim 1, wherein the hollow fiber blood treatment apparatus is 3.0 to 3.0.
いし２のいずれか一つに記載の中空糸型血液処理装置。3. The hollow fiber type blood processing apparatus according to claim 1, wherein the blood processing apparatus is an artificial kidney.
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|---|---|---|---|
| JP2116461A JPH0817810B2 (en) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Hollow fiber blood treatment device |
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| JP2116461A JPH0817810B2 (en) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Hollow fiber blood treatment device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0412759A JPH0412759A (en) | 1992-01-17 |
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Family Cites Families (3)
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