JPH09501083A - 特定の血液内の液体から物質を除くための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物質を除くための装置が、膜フィルタを有し、血液濾過工程並びに化学的及びバイオテクニカルな分離工程に使用される。除去される物質を含有する液体が膜フィルター（１）を通って流れる。物質に結合する粒子（１４）を含有する精製用懸濁液は膜フィルター（１）の二次側（７）を流れる。ポンプは精製用懸濁液を膜フィルター（１）の二次側（７）に供給し、これによって局所的な正及び負の膜内外圧力差が生じる。局所的な液体交換は、活性物質を粒子（１４）と接触させることで起こる。二次循環路（１２）内の精製用懸濁液の容積は、一定に保たれ、平均膜内外圧は一様になる。

Description

【発明の詳細な説明】 特定の血液内の液体から物質を除くための装置 本発明は、特定の血液内の液体から物質を除去するための装置であって、処理 される液体が流れる第一の循環路において、取り付け可能な膜フィルターを具備 し、その第二の、例えば濾過物側において、膜を通過したこれらの物質を結合す るための吸着剤を含有する懸濁液があるものに向けられる。 病態生理学的に関連した物質の除去は、身体系の外で行われうる。この場合、 膜フィルター及び吸着処理が利用されうる。このような方法に含まれるものとし ては、特に、血液透析、高流量血液透析、血液透過、膜血漿分離、血液潅流、及 び血漿潅流を挙げることができる。特別な目的、例えば肝不全の治療のためには 、肝細胞のような特別なタイプの細胞の供給を含めたハイブリッドシステムが臨 床試験中である。例えば、このような治療手順は、慢性腎不全、急性外因性中毒 、急性及び慢性肝不全、エンドトキシンショック、代謝障害、高脂血症、並びに 自己免疫不全に利用される。現在知られている病態生理学的に関連した物質に関 して、異なった化学的（タンパク−、脂質−水結合、親水性、疎水性）及び異な った物理的性質（分子サイズ、分子量）を有する異なった物質の重要なスペクト ルが関連する。このため異なった手順を用いなければならない。 ＬＤＬ−コレステロール、エンドトキシン、抗体、抗原、 及びタンパク／脂質が結合した材料のような物質を選択的な方法で分離するため に、吸着保護された手順を用いることが好ましい。このようなシステムの不利な 点は以下の通りである。 血液の適合性の問題のため、特に細かく吸着剤を分割した場合に、血液の接触 を保証するシステムを適用することの困難性が生ずる。 図１に示されるように、血漿潅流では、濾過物が出口（６）を通ってフィルタ ー（１）から二次循環路（１２）へポンプ（１３）でくみ出される。次に、濾過 された血漿を、有効な物質に結合する粒子を含有するカプセル（４１）を通して 流す。次に、浄化された血漿を、一次循環路を通して患者３１に戻す。この手順 は、経済的及び技術的に非常にコストがかかる。カプセル（４１）内の粒子の結 合能力に制限があるために、臨床条件下でこれらを使用する間に再生するか、又 はこれらを除去する必要がある。 可能な最も小さな粒子が最も大きな表面積を有するのでこれらを用いることが 望ましいが、カプセル（４１）内で、このようなより小さな粒子を使用するに従 い、パッケージングの密度が高くなり、これによって流れの抵抗が高くなる。こ のことは、入口（４２）と出口（４３）の間の非常に重要な圧力の低下を起こす 。 更に、血漿がフィルター（１）で除かれるために、膜フィルターの出口の近傍 で血液が濃くなる。これは血塊の形成を起こす。 カプセル（４１）内の粒子の機構的に確実な結合が、完全に保証され得ないの で、安全性の理由から、患者への注入口の前から入口（９）までに、更にフィル ターが提供される。 公知の手順で吸着材料を含有する懸濁物を利用する場合（例えば、生物学的Ｄ Ｔ、ＰＣＴＷＯ９３／１５８２５ Ash及び米国特許５，０７８，８８５、Matsom ura）は、基本的には、公知の拡散原理により信頼性が得られる。この場合には 、非対称的に構成された膜を、対応して作成され、従って非常に高価な吸着粒子 と組み合わせて使用するような選択的な手順を使用するか、又は懸濁液を前方及 び反対方向へ脈打たせるために高価なポンプシステムを使用する。従って、両手 順ともコスト高に結びつく。 本発明の課題は、先に説明した従来技術の装置であって液体、特に血液から除 かれる物質をより高選択的且つ高吸着効率で除去しうるものを提供することにあ る。 この課題の解決は、吸着剤を含有する懸濁液の循環を達成するために、ポンプ を二次循環路に設け、局所的な区別可能な液体交換圧を可能にし、二次循環路の 容積のバランスを取る異なった正及び負の膜圧を局所的に生じさせるという目的 を達成するための手段を提供することによって達成される。 本発明に従った装置では、除去される物質を含む媒体、特に血液は、膜フィル ター、特に血漿フィルター若しくは血液フィルタを介して導入される。該膜は、 一方を血液チャンバーに、他方を濾過物チャンバーに分割する。ここで、該血液 チャンバーは、従来の方法で血液が第一のポンプ、適切には 蠕動ポンプを介して導入される一次側にある。 二次側（これは濾過側といわれる。）を含む濾過物チャンバーは、除去される 物質に結合することができる粒子を含有する浄化用懸濁液が装填される。従来通 りのこの液体は、等張成分を有する電解質を更に含有する。 従って、浄化用懸濁液は、二次循環路に設けられた第二のポンプによる輸送ス ピードで、膜フィルターの濾過物チャンバーを通って進む。 更に、膜の異なった領域で異なった正及び負の膜内外圧を得る手段があること が本発明に関して重要である。これは、多くの異なった形態で商業的に利用しう る、いわゆる高流量膜で容易に行うことができる。これらはそれ自身、膜の表面 領域、圧力、及び処理時間に依存して、水透過性が高いことによって特徴づけら れる。このような高流量膜フィルターは、室温で、水に対して１時間×ｍ²×mm あたり１５から２０mmのオーダー以上の透過性を有する。 中空繊維により従来通りに構成されたフィルター膜の外側で浄化用懸濁液の流 量の条件の理由から、濾過物チャンバーの流入側と流出側の間で圧力の低下が起 こり、これにより流速及び濾過物チャンバー内の媒体の流れ抵抗よって実質的に 決定される十分に高い入力圧で、液体が膜の細孔を通して血液路に押し進められ 得るという結果になる。 一般的にいえば、第二の容積は一定であり、反対側で同じ条件が逆の順序で起 こるという結果、即ち、先に膜を通過した液体容積の逆濾過が起こるということ になる。膜フィルタ ーが向流式で操作される場合、即ち２種類の液体が各チャンバーから反対の方向 に流れる場合に有利である。従って、チャンバーの入り口で正の圧力が存在し、 これはチャンバーの出口での負圧と相関関係を有する。血液の浄化の間に、この ことは、血液の入口側で分離される物質と供に血液の血漿が膜を通して濾過物側 に移動する。この場合、除去される物質がこれらから除かれ、血液循環路の平衡 を保つために再度反対側に戻される。 二次循環路の容積を一定に保つことによって、二次循環路の容積で従来生じて いたバランスが保持されることは本発明にとって更に重要である。 二次循環路内のポンプは、該ポンプが、０.５から６、適切には１〜３リット ル／分までの相対的に高い処理量で、適切な入力圧で操作されることにより生じ る異なった膜内外の圧力を得る手段と組み合わせることが有効である。 二次循環路内の懸濁液を進めるために使用されるポンプが、懸濁された吸着粒 子に関して低い機械的剪断充填材によって特徴づけられる遠心ポンプであること が更に有利である。従って、汲み上げ工程でのこれらの粒子の機械的ダメージが 最小になる。 更に有利な態様では、第一の膜フィルターに加え、第二の膜フィルターが、血 液チャンバー及び濾過物チャンバーの両方に引き続き血液及び浄化用懸濁液を介 して流れるように第一の膜フィルターと連続して提供される。異なった膜内外圧 力を達成する更なる手段として、調節可能なクランプが濾過 物側のフィルター間の接続ラインに設けられるので、この構成により分離効率が 増加する。 上述したように、二次循環路には、導入及び導出される液体の量を釣り合わせ ることができるバランスを取るための装置が設けられる。このようなバランスを 取るための装置は、２つの同時に動作される前進させるための装置（ポンプ）に よって提供されうる。このうち、１つは循環路の入口の分岐点に設けられ、他方 は出口の分岐点に設けられる。このポンプ手段（pumping arrangement）（例え ば、ダブルホースポンプ）は、同量の浄化用懸濁液を入力及び出力することがで きる。一方、バランスを取るためのチャンバーシステムも使用できる。これは、 例えばドイツ特許ＤＥ２８３８４１４に開示されており、多くのバランスを取っ た血液透析手段に利用されている。 浄化用懸濁液は、その分離能力がほとんど無くなるまで二次循環路でのみ操作 されることが好ましい。更に、消耗された浄化用懸濁液を、可能であっても新鮮 な浄化用懸濁液と混合しないことが好ましい。これは、このような混合を防止す る阻止バルブによって有利に行いうる。更にポンプが、この交換を促進するため に設けられうる。 生物学的な液体、特に血液と接触する複数の構成要素は、一回の使用である。 この場合、例えば二次循環路内で使用されるポンプは、交換しうる駆動部分と一 回使用のポンプヘッドよりなる。 更に、本発明の装置は、有利には、一次循環路の液体に現 れるフィルターの欠陥を識別するための検出器を具備する。このような検出器に は、超音波検出器、写真光学的に検出しうる物質、磁気的に活性な材料を記録す ることができる磁気センサー等が含まれる。 他の態様に従えば、吸着剤粒子の通過を可能にする欠陥の場合、これらが患者 の血液路にはいる前にこれらを検出し、防止するように膜の出口の後に織物地の フィルターを設ける。 更に膜フィルターの一次側の出口の後に、浄化用懸濁液内の粒子（これらの粒 子は、膜フィルターの欠損により一次側に現れる。）として存在する磁気的に活 性な材料を一方に偏らせることができる磁場を設けうる。 膜内外の圧力が膜全体にわたって記録されうるように膜フィルターの入口側及 び出口側に圧力センサーを設け、これによって２つのポンプレベル（これは、異 なった膜圧を達成するための手段である。）も、予め決められた方法で制御され うる場合に更に有利である。 浄化用懸濁液に供される粒子は、除去される物質を参照して選択される。従っ て、例えば本発明の装置では、エンドトキシン又は腫瘍−ネクラーゼ因子若しく はインターロイキン１のようなサイトカインを含めた他の媒介物の除去に特に適 している。従って、該粒子は、多量の物質で覆われる表面によって特徴づけられ る非常に高い吸着能力を有する。一般に５から５０μｍの間の直径を有するいわ ゆるマイクロスフェアを使用することが特に有効である。 血漿からエンドトキシンを除去することが望まれる場合、 ホスフェート基によってこれらが生理学的媒体（血液、ｐＨ７.３６〜７.４４） に導入されることが保証されなければならない。従って、カチオン性物質を含む 吸着剤マトリクッスを使用するべきである。セルロースビーズは特に、これらが カチオン性物質、例えばジエチルアミノエチル基若しくはポリエチレンイミン基 で修飾された場合に有効である。 全体として異なった臨床分野、例えば高脂血症の治療において、本発明の技術 はＬＤＬの吸着に有効であり得る。また、この場合には、セルロースビーズ、適 切には５μｍの直径を有するものを利用しうる。 繊維芽細胞等のような天然細胞を使用することもできる。この場合、二次循環 路を通して５時間操作した後でも代謝障害及び形態学的な障害は全く示されない 。 本発明の装置を成功させるためには、バランスを取った仕方、即ちフィルター の一方で、濾過された浄化用懸濁液が血液チャンバーに導入され、他方で、同じ 容積の血漿がフィルター側に移動されるような注入圧を用いて、浄化用懸濁液が 、膜フィルターの第二チャンバーを通して送り出されることのみが必要であるこ とが決定されている。 図面には、以下の実施例に関連した本発明が示されている。 図１は、血漿潅流の構成を示す。 図２は、血液から物質を除去するための本発明に従った構成の第一の態様を示 す。 図３は、概略的な形式で説明される本発明に従った構成の第２の態様を示す。 図４は、磁気的に活性な粒子を記録するための検出器の基本的な構成を示す。 図５及び図６は、ハウジングの内側に同じ分布の中空繊維を有する中空繊維膜 フィルターの断面図である。 図７は、２つの膜フィルターを示す概略形式での本発明の構成の更なる態様を 示す。 図８から図１０は、本発明の構成を用いた実験の曲線である。ここで、縦軸は 除去される物質の量を示し、横軸は測定時間を示す。 図２は本発明の基本的な要素を示す。該装置の一次循環路（１１）は、ホース （８）から膜フィルター（１）の一次側（２）の入口（３）まで及び、更に膜フ ィルター（１）の出口からホース（９）を経て患者又は受容者に戻るように患者 ３１の静脈的又は動脈的に採取された血液、即ち浄化される液体を導く。一次循 環路での流れを維持若しくは増加するために、ポンプ（１０）が設けられうる。 本装置の二次循環路（１２）は、活性物質に結合する粒子を含有する浄化用懸濁 液で満たされる。この場合、懸濁液中の保持液体は、活性効果を有し得、例えば アルブミンのような活性物質を公知の方法で更に含有しうる。浄化用懸濁液は、 二次循環路（１２）中をポンプ（１３）により移動する。ここで、このポンプは 粒子（１４）を機械的、熱的又は化学的に損傷し得ない。最小の剪断効果を有す るポンプが使用されるべきである。これは、特に遠心ポンプで得ることができる 。該ポンプは、膜フィルターの二次側（７）の入口（５）を通って浄化用懸濁液 を移動させ、これによって浄化用懸濁液が出口（６）から出て行く。膜フィルタ ーの流れ及び流動抵抗により、一次側（２）の入口（３）及び出口（４）の間、 並びに二次側の入口（５）及び出口（６）の間に圧力差が生じる。従って、一次 側と二次側の間の一次側の入口（３）と二次側の出口の（６）の近傍（正と称す る。）において、並びに二次側と一次側の間の二次側の入口（５）と一側の出口 （４）の近傍（負と称する。）において、局所的に、一次側と二次側間で区別し うる膜内外圧力差が生じる。これは、一次側及び二次側の間のフィルター膜（３ ３）を通って移動する活性物質を含有する液体の交換を導く。二次循環路（１１ ）の浄化用懸濁液の循環容積が一定に保たれる場合、定常状態では、例えば一次 側（２）への液体の過剰な移動が二次側（７）に不十分な圧力をもたらし、これ によって二次循環路（１２）に液体のオーバーフローを再度もたらすので、不変 の容積シフトはあり得ない。これにより、二次循環路（１２）の容積を一定に維 持する場合に、平均の膜内外の圧力がゼロでなければならないという結果になる 。 同時に、局所的な膜内外の圧力差は、一次循環路（１１）の流れの増加を介し て、並びに第二循環路の流れの増加を介して、両方で増加する。これは、流れ交 換及びこれによる分離の速度を増加させる。医療の目的のための効果的な濾過の 所望の局所的な圧力勾配は、１及び２０ｋＰａにある。使用する場合、化学的及 びバイオテクニカルな分離技術では、より高い局所的な圧力勾配さえも提供され る。図２で示された 向流式(この場合、一次側と二次側の流れがお互いに逆である。)に代えて、同じ 方向に移動する流れの並流式(costeamingprinciple)を用いることもできる。 これらの局所的に異なった圧力勾配を達成することによって、本発明は、懸濁 液がこのような勾配を達成するのに不十分な速度で循環される公知の装置（例え ば生物学的ＤＴ）から基本的に区別される。 図３は、効率及び安全性を改良するための可能な拡張を伴った装置をあらわす 。 活性物質で満たされた浄化用懸濁液を置換するために、該浄化用懸濁液を均等 に流すポンプシステムで連続的に、又は非連続的に入れ替える手段が提供される 。二次循環路（１２）の容積を一定に維持するために、ダブルホースポンプ（２ ０）又は２つの同様の輸送をする手段をもつ他のポンプシステムが提供される。 これにより新たな浄化用懸濁液を、貯蔵器（１６）及び導管（１７）から二次循 環路（１２）に送り出す。更に該システムから出口（１８）を通って先に利用さ れた洗浄用懸濁液を使い古した洗浄用の貯蔵器（２９）に導く。ダブルホースポ ンプに代えて、入口（１７）及び出口（１８）においてバルブを利用する手段を 採ることができる。この場合更に、交換を促進するための単純ポンプを設けるこ とができる。古い浄化用懸濁液と新しい浄化用懸濁液の混合を減少させるために 、保護バルブ（１９）を更に設けうる。このバルブは、非連続的に起こる交換中 に二次循環路（１２）の再循環を防止する。 更に、バランスの正確さを改善するために、重量及び容積を測定する装置、又 は前方に同じ容積で入口及び出口へ送り出すためのバランスチャンバーのような 従来の公知の手段を設けうる。 再使用により、臨床で使用する間に該装置に不純物が混じるのを防ぐため、及 びその結果として起こる患者３１の損傷を防ぐために、血液の接触する全ての部 分、又は浄化溶液と接触する全ての部分は、一度だけ使用される、いわゆる、一 回使用の製品である。これは、一回使用のポンプヘッド（２５）と再使用可能な 駆動部（２６）に分けることによってポンプ中で達成される。これらは、従来の 方法で磁気的に結合されるか、又は絶縁されたシャフトによってお互いに接続さ れる。 例えば、膜の破裂による膜フィルター（１）の破損事故において、患者の安全 性を確保するために、血液循環路、例えば一次循環路（１１）への粒子（１４） の進入を阻害するか、少なくともこれらを検出することが最低限必要である。粒 子（１４）が血液成分よりも実質的に大きいときは、これは、患者（３１）への 粒子（１４）の進入を阻止する織物地のフィルター（２４）によって、従来の方 法で達成される。粒子（１４）が血液成分と同程度のサイズ若しくはその大きさ のオーダーである場合は、本装置を閉鎖するために検出器（２３）を一次循環路 に設けるべきである。この検出器は、超音波によって血液内の異質性を識別する ように設けられうるか、又は写真光学的に敏感であり得る。この場合、浄化懸濁 液が、 検出器によって識別しうる材料（可視スペクトルで吸収のある着色剤又は可視ス ペクトル以外の、発光性材料、蛍光性材料若しくは燐光性材料）で着色される。 粒子（１４）の濾過による除去は、粒子の磁気活性化可能部分を利用し、磁場を 提供することで更に可能になる。該磁場は、一次循環路（１１）に進入した粒子 （１４）を、これがら保持されるトラップする手段（３０）に移動させる。この ようなトラップする手段はまた、二次循環路にも設けられ得る。 更に、赤血球及び／又は遊離のヘモグロビンを識別するために従来の検出器（ ２２）を二次循環路（１２）にも設けうる。二次循環路内の赤血球の存在は、膜 破壊の合図であり、一方、遊離のヘモグロビンは、例えば過剰に高い圧力差によ り、赤血球が破壊された合図となる。高圧差を防止するために、圧力センサー（ ２７）を膜フィルター（１）の入口及び／又は出口のライン（３、４、５、６） に設けることができる。これらは、輸送スピードのセッティング、及び膜フィル ター（例えば、濾過手段（filtration arrangement）及び該手段の他の部分の条 件を使用者に知らせるシグナル装置に接続されうる。輸送スピードのこのセッテ ィングは、使用者を補助するための自動制御機構（２８）でも提供されうる。 浄化用懸濁液内の粒子、特に貯蔵器（１６）内での分布がむらになるのを防止 するために、振動させるか又は揺り動かすための手段を設けうる。 特定の目的、例えばアルブミンのような治療の指針となる物質によって分離さ れた物質を置換するために、浄化用懸濁 液にこのような治療物質を導入しうる。更に、二次循環路（１２）内及びこれか らの浄化用懸濁液の入り口及び出口間で故意に設けられた不均衡によって、患者 への及び患者からの液体の移動が血液のロス又は浮腫の減少のあいだに容積の置 換に必要であるように思われる場合に、容積の移動が行われる。 図４では、検出器（２３）の態様がホース（９）の回りに巻線の形態で示され 、これにより磁気的に活性な粒子が保持される。これらの粒子は、これらが巻線 部分を通過するときに巻線内に電位差を誘導する。 感度を増加するために、ホース又は導管は、一次循環路（１１）の導管の残部 よりも短い直径で検出器まで導かれ、これによって感度の改善がより高い流量に よって達成される。 更に、複数のこのような巻線（３６）がホースの回りに引き続いて、又は摂動 の範囲を検出するためにホース（９）の次に設けられると、感度が改善され、安 全性が増加する。 図５及び６は、膜フィルターの態様が断面図で示されている。ここで、中空繊 維の形態の膜は不均衡な仕方でハウジング（３４）の内側表面に分布される。 図５に従えば、チャンネル（３５）は膜フィルター（１）の全長に沿って明確 に走っており、浄化用懸濁液が自由に通過できるようになっている。この他とし て、図４の実例に従えば、複数のフリーチャンネル（３９）を表す態様が中空繊 維膜（３３）の間に設けられる。 本発明の装置の特に好ましい態様は、図７に例示されている。これは、単一の 膜フィルター（１）の代わりに２つの膜 フィルター（１及び１ａ）が設けられていることだけが図１の態様と異なってい る。これらの膜は、一次循環路のための連結管（４４）によって、及び二次循環 路のための連結管（４５）によってお互いに連結される。予め決められた過剰圧 （これは、二次循環路のバランスをとるので血漿フィルター（１）の対応した減 圧と相関関係を有する。）をクランプの上流に提供できるように、矢印で示した 後者の循環路の組み合わせ部分（４５）に調節可能なクランプを設けることが特 に有利である。これは、予め決められた方法で膜フィルター内において分離され うる物質の分離が起こる第二のチャンバーへ特定の血漿容積を移動させる。第二 の膜フィルターでは、同じ容積が血液循環路（４）に戻される。クランプ（４６ ）の制御可能性のために、処理されうる実際の容積が予めセットされる。 図７に従って２系列で提供されるフィルター（１及び１ａ及び１ｂ）を設置す ることによって図２の単一フィルターの装置の分離効率に関してシステムを更に 改善することができる。 例１ バッチ処理の実験として、2 mlの吸着剤を含有する１８ mlのブタ血漿を０.５ ｍ²の膜表面を有するポリプロピレン（Fresenlus 社のタイプＰ２又はＰ２５） を基にしたキャピラリー血漿フィルターに供した。二次循環路は、２０ mg/ml血 漿の量で、Pseudomonas aeraginosaの血清型１０ Habsのリ ポ多糖の形態でエンドトキシンを含有する。全タンパク含量は、４.３ g/dl血漿 である。これを３７℃でインキュベートした。 図８は、相対的なエンドトキシン活性を、時間に対するパーセントで表す。こ こで、上方の線は対照、即ち二次循環路には吸着剤粒子を含有しないものを表す 。これらよりも下に位置する曲線は、吸着粒子ＰＥＩ（ポリエチレンイミン）並 びにＰＥＩセルロースビーズ（セルロースビーズに誘導体化されたポリエチレン イミン）及びＤＥＡＥセルロースビーズ（セルロースビーズに誘導体化されたジ メチルアミノエチル）を示す。該ビーズはそれ自身（約１０〜２０μｍ）、粒子 表面の高レベルのコーティングによって高吸着能を有する。 図８は、１０分以内に、該ビーズが少なくとも半分の量のエンドトキシンを分 離するが、ＤＥＡＥセルロースは９０％以上のエンドトキシンを除去することを 示している。 例２ 図９は、図７の態様に対応する２つのフィルターを使用する、同様のエンドト キシンの分離を表す。全フィルター表面は０.３ｍ²である。ここではポリプロピ レン製の中空繊維膜を使用した。１.７１のヒト血漿を、４０ mg/mlのPseudomon asaeraginosaのエンドトキシンを添加した一次側に供し、３７℃でインキュベー トした。一次側のフルスピードである０.２ｌ／分で操作し、二次側を１４ ml/ 分で操作した。二次循環路に、９０ mlの修飾ＰＥＩセルロースの１２０ ml等張 電 解質溶液を供した。 マイクロビーズ（約５〜１０ mm直径）を加えると、エンドトキシンの濃度が 急速に低下することがダイヤグラムからわかる。ここでは、この低下は、２つの 試験で例示される。これから実質的に全てのエンドトキシンが一時間半以内に除 去されることがわかるであろう。 例３ 例３では、本発明に従った他の処理方法であって、エンドトキシンだけでなく 、複数の他の粒子を適切な吸着剤を選択することによって除去する方法を示す。 図１０は、図７の２つのフィルターを用いる場合のトリグリセリド（ＬＤＬ）の 除去を示す。ここでは再度、０.３ｍ²の全表面を有するポリプロピレン中空繊維 膜を用いた。一次循環路には、５ｇ／ＤＬの全タンパク含量を有する１.７リッ トルのヒト血漿を、３７℃において、２００ ml/分の流速でポンプにより供給し た。二次側には、未修飾のセルロースビーズ（Ｒ９４／２９）の等張電解質溶液 の代わりに吸着剤が含有される。該吸着剤は、１２０、１６０及び２１０分に１ ４０ mlづつ加えられる（図の矢印参照）。二次側の流速は１４１／分である。 二次循環路は３００ mlの液体を含有する。ＬＤＬは従来の方法で決定した。 図１０から、一次循環路のトリグリセリドの量は吸着剤ビーズの添加に依存し て減少することがわかる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月２６日 【補正内容】 カプセル（４１）内の粒子の機構的に確実な結合が、完全に保証され得ないの で、安全性の理由から、患者への注入口の前から入口（９）までに、更にフィル ターが提供される。 公知の手順で吸着材料を含有する懸濁物を利用する場合（例えば、生物学的Ｄ Ｔ、ＰＣＴＷＯ９３／１５８２５ Ash及び米国特許５，０７８，８８５、Matsom ura）は、基本的には、公知の拡散原理により信頼性が得られる。この場合には 、非対称的に構成された膜を、対応して作成され、従って非常に高価な吸着粒子 と組み合わせて使用するような選択的な手順を使用するか、又は懸濁液を前方及 び反対方向へ脈打たせるために高価なポンプシステムを使用する。従って、両手 順ともコスト高に結びつく。 この文書の請求の範囲第１項導入部分で説明される物質の分離のための装置は 、米国特許３，９６３，６１３により公知である。該公知の装置は、異なった酵 素による透析器を使用することによって選択的な物質の除去を可能にしている。 この場合、該酵素は懸濁液内に存在しうるか、又はカプセルに詰められうる。好 ましい態様では、該公知の装置は、並列に切り替えられる２つの透析器を使用す る。この場合、第二透析器の１つのチャンバーは液体循環路に接触されない。該 公知の装置は、単に低分子の拡散分離に向けられる。 ＥＰＡＯ１４３１７８には、一次区画が血液循環路に交換され、二次区画が二 次循環路（この中で、吸収剤カプセルが接触される。）に交換される。吸着剤を 含有する懸濁液は、二次循環路には存在しない。局所的に異なった正及び負の膜 内外圧力を達成することは、単に一次循環路内の血液の流速を上げる結果となる 。 本発明の目的は、従来技術で言及されたタイプの装置であって、より高い唯一 の活性及びより高い吸着効率で液体、特に血液から物質を除きうるものを提供す ることである。 この課題は、請求の範囲第１項の特徴によって、本発明に従って手解決される 。 本発明に従った装置では、除去される物質を含む媒体、特に血液は、膜フィル ター、特に血漿フィルター若しくは血液フィルタを介して導入される。該膜は、 一方を血液チャンバーに、他方を濾過物チャンバーに分割する。ここで、該血液 チャンバーは、従来の方法で血液が第一のポンプ、適切には 請求の範囲 １．液体をハンドリングするための第一の循環路（１１）に配置された少なく とも１つの連結可能な膜フィルター（１、１ａ）を具備し、その第二、即ち濾過 物側で、膜（３３）を通過して流れる物質に結合するための吸着剤を含有する懸 濁液が存在する、液体、特に血液から物質を取り除くための装置であって、この うち吸着剤を含有する懸濁液の循環を達成するために、ポンプ（１３、２５）が 二次循環路（１２）に設けられ、該二次循環路の容積が平衡に保たれるものであ り、第二循環路内のポンプ（１３、２５）が、区別しうる正及び負の膜内外圧力 を膜フィルター（１、１ａ）で局所的に起こすための手段として提供され、この うち該ポンプ（１３、２５）が、第一及び第二循環路（１１、１２）間の膜フィ ルター（１、１ａ）を通過する物質を含有する液体の交換が起こるような送出ス ピードで操作されることを特徴とするもの。 ２．請求の範囲第１項に記載の装置であって、２つの膜フィルター（１、１ａ ）が連続して提供されることを特徴とするもの。 ３．請求の範囲第１項に記載の装置であって、第二のポンプ（１３、２５）が 向流式で操作させるもの。 ４．請求の範囲第１項若しくは第２項に記載の装置であって、第二のポンプ（ １３、２５）が０.５から６１／分、適切には１〜３１／分の推進能力を有する ことを特徴とするもの。 ５．請求の範囲第１項から第３項の何れかに記載の装置であって、懸濁液を前 方に進めるための該ポンプ（１３、２５） が遠心ポンプであり、これによって生じる減少された機械的剪断により懸濁され た吸着剤粒子に対する機械的損傷を最小限にすることを特徴とするもの。 ６．請求の範囲第１項から第５項に記載の装置であって、該浄化用懸濁液の交 換のために、等量の浄化用懸濁液を導入及び送出する２つの等価な前方へ進める 手段を持ったポンプ手段（２０）を提供することを特徴とするもの。 ７．請求の範囲第１項から第５項に記載の装置であって、容積を一定に維持す るためのバルブ手段が提供されることを特徴とし、このうち、更に適切には交換 を促進するためのポンプ及び／又は使用された浄化用懸濁液と新しい浄化用懸濁 液の混合を防止するための閉鎖バルブ（１９）が提供されるもの。 ８．請求の範囲第１項から第８項に記載の装置であって、浄化用の溶液と接触 するいくつかの部分が、一回使用のものであることを特徴とし、このうち、使用 されるポンプが、再使用可能な駆動部（２６）と一回使用のポンプヘッド（２５ ）を具備するもの。 ９．請求の範囲第１項から第７項に記載の装置であって、一次循環路内におい て、膜フィルター（１）の一次側（２）の出口（４）の後に、フィルターの欠損 を記録するための検出器（２３）、適切には一次循環路内で粒子の存在を識別す る超音波フイルタを提供することを特徴とするもの。 １０．請求の範囲第１項から第９項に記載の装置であって、織物地のフィルタ ー（２４）が膜フィルター（１）の一次側 （２）の出口（４）の後にあることを特徴とするもの。 １１．請求の範囲第１０項に記載の装置であって、一次循環路（１１）におい て、膜フィルター（１７）の一次側の出口（４）の後に、磁場を提供し得、フィ ルター膜（１）内での欠損により一次側に入り込んだ粒子がトラップ手段によっ て捕らえるように、浄化用懸濁液の粒子（１４）が磁気的に活性化される物質を 含有することを特徴とするもの。 １２．請求の範囲第１項から第１項に記載の装置であって、圧力センサーが、 膜（１）の入口及び／又は出口（３、４、５、６）に提供されることを特徴とす るもの。 １３．請求の範囲第１項から第１２項に記載の装置であって、該浄化用懸濁液 が、関連した病態生理学的物質に結合する粒子に加えて、交換方法によって主要 システムに導入されうる活性物質を更に具備することを特徴とするもの。 １４．請求の範囲第１項から第１３項に記載の装置であって、制御手段が、二 次循環路（１２）への、及び該路からの可能な異なったサイズの、浄化用懸濁液 の入口及び出口を設けることを特徴とするもの。 １５．請求の範囲第２項に記載の装置であって、膜フィルター（１及び１ａ） のフィルターチャンバー間の接続ライン（４５）において、制御可能なクランプ （４６）を提供することを特徴とするもの。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロート、フリッツ ドイツ連邦共和国、デー ― 14513 テ ルトウ、マーロバー・シュトラーセ 211

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体、特に血液から物質を取り除くための装置であって、液体をハンドリ ングするための第一の循環路に少なくとも１つの連結可能な膜フィルターを具備 し、その第二の、適切には濾過物側において、膜を通過したこれらの物質に結合 するための吸着剤を含有する懸濁液が存在し、吸着剤を含有する懸濁液（１４） の循環を達成するために、局所的な区別しうる液体交換方法を可能にし、第二の 循環路の容積を平衡に保つポンプ（１３、２５）及び区別しうる正及び負の膜内 外圧力を膜フィルター（１、１ａ）で局所的に起こすための手段が提供されるこ とを特徴とするもの。 ２．請求の範囲第１項に記載の装置であって、２つの膜フィルター（１、１ａ ）が連続して提供されることを特徴とするもの。 ３．請求の範囲第１項に記載の装置であって、第二のポンプ（１３、２５）が 向流式で操作させるもの。 ４．請求の範囲第１項若しくは第２項に記載の装置であって、第二のポンプ（ １３、２５）が０.５から６ｌ／分、適切には１〜３ｌ／分の推進能力を有する ことを特徴とするもの。 ５．請求の範囲第１項から第３項の何れかに記載の装置であって、懸濁液を前 方に進めるための該ポンプ（１３、２５）が遠心ポンプであり、これによって生 じる減少された機械的剪断により懸濁された吸着剤粒子に対する機械的損傷を最 小限にすることを特徴とするもの。 ６．請求の範囲第１項から第５項に記載の装置であって、 該浄化用懸濁液の交換のために、等量の浄化用懸濁液を導入及び送出する２つの 等価な前方へ進める手段を持ったポンプ手段（２０）を提供することを特徴とす るもの。 ７．請求の範囲第１項から第５項に記載の装置であって、容積を一定に維持す るためのバルブ手段が提供されることを特徴とし、このうち、更に適切には交換 を促進するためのポンプ及び／又は使用された浄化用懸濁液と新しい浄化用懸濁 液の混合を防止するための閉鎖バルブ（１９）が提供されるもの。 ８．請求の範囲第１項から第８項に記載の装置であって、浄化用の溶液と接触 するいくつかの部分が、一回使用のものであることを特徴とし、このうち、使用 されるポンプが、再使用可能な駆動部（２６）と一回使用のポンプヘッド(２５) を具備するもの。 ９．請求の範囲第１項から第７項に記載の装置であって、一次循環路内におい て、膜フィルター（１）の一次側（２）の出口（４）の後に、フィルターの欠損 を記録するための検出器（２３）、適切には一次循環路内で粒子の存在を識別す る超音波フィルタを提供することを特徴とするもの。 １０．請求の範囲第１項から第９項に記載の装置であって、織物地のフィルタ ー（２４）が膜フィルター（１）の一次側（２）の出口（４）の後にあることを 特徴とするもの。 １１．請求の範囲第１０項に記載の装置であって、一次循環路（１１）におい て、膜フィルター（１７）の一次側の出口（４）の後に、磁場を提供し得、フィ ルター膜（１）内で の欠損により一次側に入り込んだ粒子がトラップ手段によって捕らえるように、 浄化用懸濁液の粒子（１４）が磁気的に活性化される物質を含有することを特徴 とするもの。 １２．請求の範囲第１項から第１項に記載の装置であって、圧力センサーが、 膜（１）の入口及び／又は出口（３、４、５、６）に提供されることを特徴とす るもの。 １３．請求の範囲第１項から第１２項に記載の装置であって、該浄化用懸濁液 が、関連した病態生理学的物質に結合する粒子に加えて、交換方法によって主要 システムに導入されうる活性物質を更に具備することを特徴とするもの。 １４．請求の範囲第１項から第１３項に記載の装置であって、制御手段が、二 次循環路（１２）への、及び該路からの可能な異なったサイズの、浄化用懸濁液 の入口及び出口を設けることを特徴とするもの。 １５．請求の範囲第２項に記載の装置であって、膜フィルター（１及び１ａ） のフィルターチャンバー間の接続ライン（４５）において、制御可能なクランプ （４６）を提供することを特徴とするもの。