JPH0984873A - 中空糸膜型透析濾過器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】専用の装置を必要とせずに、簡単な構成で大量
液置換の血液透析が可能な透析濾過器を提供する。 【解決手段】中空糸膜の束４を含む筒状ハウジング３を
有する透析濾過器であり、体液が流れる第１の流路６と
透析液が流れる第２の流路７が、中空糸膜を隔てて形成
されており、中空糸膜４１を介して透析および限外濾過
を行うもので、透析液が流れる第２の流路７において、
中空糸膜の束４と筒状本体３１内面との間および隣接す
る中空糸膜４１同士の間隙に、透析液膨潤性の介挿体８
および／または該第２の流路の略中央部に透析液膨潤性
材料により狭窄部９が設けられており、該第２の流路の
圧力損失および圧力勾配を大きくさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液浄化療法にお
いて利用される中空糸膜型透析濾過器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】血液浄化療法において、大量液置換をす
る方法には、血液透析濾過法、on line血液透析濾過法
(Henderson,L.W.et al:Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Org
ans 24465-467(1978))およびPush/Pull血液透析濾過法
(Usuda,M.et al:Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs 28
24-27(1982))がある。血液透析濾過法において、大量
液置換を行うには、大量のパイロジェンフリーの置換液
を必要とし、置換液の調製の煩雑さおよび置換液が高価
であるためコストも高い。on line血液透析濾過法およ
びPush/Pull血液透析濾過法では、透析液を置換液とし
て用いることでこれらの点を克服しているが、専用の装
置を必要とするため、回路構成が複雑となるという欠点
がある。

【０００３】そこで、考案者らは透析濾過器の透析液側
の略中央部１／３に狭窄部を設けて、逆濾過された透析
液を置換液とした、専用の装置を必要としない大量液置
換可能な透析濾過器を考案した(特願平６−２３４３７
３号）。この透析濾過器は、該狭窄部の透析液上流で
は、該第２の流路を流れる透析液の圧力は、該第１の流
路を流れる体液の圧力より高く、かつ該狭窄部の透析液
下流側では、該第２の流路を流れる透析液の圧力は、該
第１の流路を流れる体液の圧力より低くなるように設定
されており、透析液上流側において補液を行い、透析液
下流側において血液側から透析液側への濾過量を増大さ
せることができ、よって、血液と透析液との大量液置換
が可能となるものである。

【０００４】ここで、大量液置換の効率をさらに向上さ
せ、より優れた毒性物質の除去を行うために、透析液側
圧力損失をさらに上昇させ大量液置換効率を向上させる
ことを検討してきた。

【０００５】一方、特開昭５１−１３３１８５号には、
中空繊維膜の束の外周を長手方向に部分的に支持材によ
り包囲支持した状態で、分離装置の処理室内に収納し、
中空糸膜型選択透過膜の充填率を高める方法が提案され
ているが、収納する方法が減圧装置などを使用するため
煩雑であり、中空糸膜を損傷することのない、かつ、簡
便である製造手段はなく、実用化には至っていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】逆濾過された透析液を
置換液とした大量液置換可能な透析濾過器において、よ
り簡便に製造できる中空糸膜型透析濾過器を提供するこ
とが本発明の目的である。

【０００７】また、逆濾過された透析液を置換液とした
大量液置換可能な透析濾過器において、より溶質除去性
能を向上させた中空糸膜型透析濾過器を提供することが
本発明のもう一つの目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、筒状のハウ
ジング内に、中空糸膜の束と、前記中空糸膜で隔てられ
た第一の流路および第二の流路とを有し、前記中空糸膜
を介して前記第一の流路を流れる体液と前記の第二の流
路を流れる透析液との間で透析および限外濾過を行う透
析濾過器であって、前記第２の流路の長手方向の少なく
とも３分の１を越える部分の流路断面積を縮小する透析
液膨潤性を有する介挿体を有し、前記中空糸膜充填率が
65%以上であるように構成された中空糸膜型透析濾過器
により達成される。

【０００９】本発明はまた、前記介挿体が、前記中空糸
膜の束の外周と前記ハウジングの内面との間に介挿され
てなる前記中空糸膜型透析濾過器である。

【００１０】本発明はさらに、前記介挿体が、前記中空
糸膜同士の間隙に介挿されてなる前記中空糸膜型透析濾
過器である。

【００１１】本発明は、前記介挿体が、含透析液率５０
重量％以上である前記中空糸膜型透析濾過器である。

【００１２】本発明は、前記中空糸膜型透析濾過器にお
いて、透析液膨潤性を有する狭窄部形成部材を用いて前
記第２の流路の途中に狭窄部を設けてなる中空糸膜型透
析濾過器である。

【００１３】本発明は、前記中空糸膜型透析濾過器にお
いて、前記第２の流路の圧力損失が、２０〜３００mmHg
である中空糸膜型透析濾過器である。

【００１４】本発明は、前記中空糸膜型透析濾過器にお
いて、前記中空糸膜充填率が７０〜７８％である中空糸
膜型透析濾過器である。

【００１５】本発明は、前記中空糸膜型透析濾過器にお
いて、前記介挿体が、含透析液率５０〜２，６００重量
％である中空糸膜型透析濾過器である。

【００１６】本発明は、前記中空糸膜型透析濾過器にお
いて、前記介挿体が、含透析液率１００〜２，０００重
量％である中空糸膜型透析濾過器である本発明は、前記
中空糸膜型透析濾過器において、前記第２の流路の圧力
損失が、５０〜２００mmHgである中空糸膜型透析濾過器
である。

【００１７】

【発明の実施形態】以下、本発明の透析濾過器を図面を
参照しつつ説明する。

【００１８】図１は、本発明の透析濾過器を含む血液体
外循環回路の構成例を模式的に示す回路構成図である。
同図に示すように、血液体外循環回路１０は、脱血ライ
ン１１Ａと透析濾過器１と、返血ライン１１Ｂと、除水
コントロール手段１７とを有している。

【００１９】脱血ライン１１Ａは、チューブ１２と、該
チューブ１２の途中に設置された送血用のポンプ１３お
よび除泡用のチャンバー１４で構成されており、脱血ラ
イン１１Ａの一端は、針管を介して患者の動脈に接続さ
れ、他端は、透析濾過器１の血液流入口３４に接続され
ている。

【００２０】また、返血ライン１１Ｂは、チューブ１５
と、該チューブ１５の途中に設置された除泡用のチャン
バー１６とで構成されており、返血ライン１１Ｂの一端
は、針管を介して患者の静脈に接続されている。

【００２１】除水コントロール手段１７は、一端が透析
濾過器１の透析液流入口３６に接続されたチューブ１８
と、一端が透析濾過器１の透析液流出口３７に接続され
たチューブ１９と、透析液をチューブ１８および１９内
にそれぞれ同流量でかつ反対方向に送液する複式ポンプ
２０と、複式ポンプ２０を迂回するようにその両端がチ
ューブ１９に接続されたバイパスチューブ２１と、バイ
パスチューブ２１の途中に設けられた除水ポンプ２２と
で構成されている。

【００２２】なお、前記ポンプ１３としては、ローラー
ポンプが好適に使用される。

【００２３】複式ポンプ２０は、モーターの回転運動を
プランジャーの往復運動に変換し、逆止弁機構により透
析液および透析液排液の受入・排出を交互に行う構成の
ものである。

【００２４】除水ポンプ２２は、モーターの回転運動を
プランジャーの往復運動に変換し、シリンダー内の透析
液排液を一定方向に送り出す構成のものである。

【００２５】次に、血液体外循環回路１０の作用につい
て説明する。

【００２６】ポンプ１３の作動により、患者より脱血さ
れた血液は、脱血ライン１１Ａを流れ、一端チャンバー
１４に貯留されて除泡された後、血液流入口３４より透
析濾過器１内に流入する。血液流出口３５より流出した
血液は、返血ライン１１Ｂを流れ、一端チャンバー１６
に貯留されて除泡された後、患者に返血される。

【００２７】一方、複式ポンプ２０の作動により、図示
しない透析液貯留部より供給される透析液は、チューブ
１８内を流れ、透析液流入口３６より透析液１のハウジ
ング３内に導入され、ハウジング３の内部において各中
空糸膜４１を介して血液との間で後述するように透析お
よび濾過が行われ、透析液流出口３７より排出される。
この排出された透析液は、チューブ１９を介して移送さ
れ、回収される。このとき、除水ポンプ２２を所定の回
転数で作動させると、透析濾過器１への透析液供給量
と、透析液１からの透析液回収量とに除水ポンプ２２の
吐出量に相当する分の差異が生じ、この量が透析液１を
通過する血液からの除水量となる。従って、除水ポンプ
２２の回転数（吐出量）を調節することにより、除水量
を調節することができる。

【００２８】図２は、本発明の透析濾過器１の一実施態
様を示す縦断面図である。同図に示すように、透析濾過
器１は筒状本体３１と、その両端にカバー３８および３
９によりそれぞれ液密に接続、固定されたヘッダー３２
および３３とで構成されるハウジング３を有する。ヘッ
ダー３２の頂部には、血液流入口３４が突出形成され、
ヘッダー３３の頂部には、血液流出口３５が突出形成さ
れている。また、筒状本体３１のヘッダー３３側の側部
には、透析液流入口３６が突出形成され、筒状本体３１
のヘッダー３２側の側部には、透析液流出口３７が突出
成形されている。

【００２９】筒状本体３１、ヘッダー３２、および３
３、およびカバー３８、３９は、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレート、アクリル系樹脂、硬質ポリ塩化ビニル、
スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリスチレン等の
各種硬質樹脂で構成されており、内部の視認性を確保す
るために、透明または半透明であるのが好ましい。ま
た、血液の入側と出側の区別を容易にするために、ヘッ
ダー３２とカバー３３を異なる色に着色してもよい。

【００３０】ハウジング３内には、そのほぼ全長にわた
り、中空糸膜４１の束４が収納されている。この場合、
束４を構成する中空糸膜４１は、例えば、１００〜７
０，０００本程度であり、各中空糸膜４１は、ハウジン
グ３の長手方向に沿って並列的にかつ相互に離間して配
置されている。

【００３１】中空糸膜４１としては、例えば、再生セル
ロース、セルロース誘導体、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフ
ィン、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリエーテルナイロン、シリコー
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル系ポリ
マーアロイで構成されるものが挙げられる。

【００３２】また、全中空糸膜４１の有効膜面積は、特
に限定されないが、好ましくは、１００ｃm²〜６．０m²
程度、より好ましくは、０．２〜２．０m²程度とされ
る。各中空糸膜４１の両端部は、それぞれ、筒状本体３
１の端部において、中空糸膜４１の端部開口が閉塞され
ない状態で、隔壁５１および５２により液密に支持固定
されている。

【００３３】隔壁５１および５２は、例えばポリウレタ
ン、シリコーン、エポキシ樹脂のようなポッティング材
で構成され、中空糸膜４１の束４の存在下で、液状のポ
ッティング材を遠心注入法により筒状本体３１の両端部
に注入し、硬化させることにより形成される。

【００３４】ヘッダー３２と隔壁５１とで囲まれる空間
には、血液流入室６１が形成され、ヘッダー３３と隔壁
５２とで囲まれる空間には、血液流出室６２が形成され
ている。各中空糸膜４１の内腔（中空部）には、血液が
流れる第１の流路（血液流路）６が形成されており、該
第１の流路６の両端は、それぞれ、前記血液流入室６１
および血液流出室６２に連通している。

【００３５】また、ハウジング３の筒状本体３１と、両
隔壁５１および５２とで囲まれる空間において、中空糸
膜４１の束４と筒状本体３１の内周面との間隙および隣
接する中空糸膜４１同士の間隙には、透析液が流れる第
２の流路（透析液流路）７が形成されている。すなわ
ち、前記第１の流路６と第２の流路７とは、各中空糸膜
４１で隔てられている。第２の流路７の上流側は、透析
液流入口３６に連通し、下流側は、透析液流出口３７に
連通している。

【００３６】このような構成により、血液流入口３４か
ら血液流入室６１に流入した血液は、第１の流路６を流
れた後、血液流出室６２に集められ、血液流出口３５か
ら流出し、一方、透析液流入口３６から流入した透析液
は、第２の流路７を前記血液の流れとは反対方向に流
れ、透析液流出口３７より流出する。

【００３７】第２の流路７において、筒状本体３１の透
析液流入口３６と透析液流出口３７の間の内面と、中空
糸膜４１の束４の間には透析液膨潤性を有する介挿体８
が介挿されており、第２の流路７の横断面積が減少する
様に設けられており、透析液流入口３６近傍と透析液流
出口３７近傍とで第２の流路７を流れる透析液の圧力に
所望の差を生じるよう構成されている。

【００３８】図３は、図２の本発明の実施例の透析濾過
器を図１の体外循環回路により循環したときの、第１の
流路６を流れる血液および第２の流路７を流れる透析液
の圧力分布を示すグラフである。同図に示すように、第
１の流路６を流れる血液は、その上流から下流に向けて
その圧力がほぼ直線的に減少し、一方、第２の流路７を
流れる透析液の圧力は、透析液流入口側から透析液流出
口側に向けて、その圧力がほぼ直線的に減少する。介挿
体有りの場合の透析液の圧力は、介挿体無しに比べ著し
く圧力勾配が大きくなっており、透析液流出口側での第
１の流路６の対応する部位における血液の圧力より高く
なり、透析液流入口側では、第１の流路６の対応する部
位における血液の圧力より低くなる。

【００３９】従って、第１の流路６を流れる血液は、ま
ず透析液流出口側において、各中空糸膜４１を介して透
析（溶質の拡散）および限外濾過（除水）がなされ、次
いで透析液流出口側において、各中空糸膜４１を介して
透析液側から血液側への逆方向の限外濾過（補液）が行
われる。

【００４０】このように、透析液側の圧力が血液側の圧
力より高いところで補液を行い、透析液側の圧力が血液
側の圧力より低いところで血液側から透析液側への濾過
量を増大させることができ、よって、血液と透析液との
大量液置換が可能となる。しかも、このような大量液置
換を、単一の透析濾過器１でかつ別途設けられた専用の
装置等を用いることなく行うことができる。この時、血
液と透析液の流れる方向は、同一方向でも反対方向でも
よい。

【００４１】なお、この場合、透析濾過器１における限
外濾過率（純水濾過係数）は、水流量２００ml/minのと
きに２０ml/m²・hr・mmHg以上であるのが好ましく、水流
量３００ml/minのときに３０ml/m²・hr・mmHg以上である
のがより好ましい。

【００４２】このような介挿体８を中空糸膜４１の束４
の外周と筒状本体３１内面との間に介挿する方法は、例
えば、透析液膨潤性材料よりなる不織布や織布あるいは
紐などを介挿体８として、中空糸膜４１の束４の外周に
巻き付け、中空糸膜４１の束４と共に筒状本体３１に装
填することにより介挿させたり、透析液膨潤性材料より
なる不織布や織布あるいは紐などを予め筒状本体３１の
内面に貼着させておき、その後、中空糸膜４１の束４を
装填することにより介挿させることができる。いずれの
場合においても、製造する時の介挿体８の占める空間
は、透析液の流入により膨潤した時に介挿体８の占める
空間よりもかなり小さいので、筒状本体３１への中空糸
膜の束４の装填を容易に行うことができる。

【００４３】また、このような介挿体８を各中空糸膜４
１同士の間に介挿する方法は、例えば、中空糸膜４１の
束４を作製するときに、透析液膨潤性材料よりなる繊維
を介挿体８として、中空糸膜４１と共に一つの束とし
て、筒状本体３１に装填することにより得られる。ま
た、予め１〜数十本の中空糸膜４１と透析液膨潤性材料
よりなる繊維状介挿体８を絡ませておき、これを束とし
て筒状本体３１に装填してもよい。さらに、上記の中空
糸膜４１の束４の外周と筒状本体３１との間に介挿させ
る方法と併用してもよい。この時、製造する時の介挿体
８の占める空間は、透析液の流入により膨潤した時に介
挿体８の占める空間よりもかなり小さいので、筒状本体
３１への中空糸膜４１の束４の装填を容易に行うことが
できる。

【００４４】各中空糸膜４１同士の間に介挿体８を介挿
する場合、中空糸膜４１の束４の横断面方向における介
挿体８の分布は、均一でも不均一（例えば、束４の中心
部が密、外周部が粗、あるいはその反対）でもよい。

【００４５】このように構成されることにより、中空糸
膜の束の一部に狭窄部を設けるよりも容易に圧力損失を
高めることができ、中空糸膜を傷めることもない。

【００４６】上記介挿体は、透析液流入口３６と透析液
流出口３７の間の筒状本体３１の内面と中空糸膜４１の
束４の外周との間隙に介挿され、筒状本体３１の長手方
向の少なくとも３分の１を越える部分の内径を縮小する
か、または各中空糸膜４１同士の間隙の全部ないし一部
に介挿されることによって、該中空糸膜充填率が65%以
上となるように構成されている。 中空糸膜充填率は、
（１）式で計算される。介挿体を使用しない場合は、介
挿体の断面積は０となる。中空糸充填率は65%以上が好
ましく、70〜78%がより好ましい。これ以下では透析液
流入口側と透析液流出口との圧力差が小さいため、液置
換効果を得ることが困難である。また、これより大きす
ぎると中空糸膜がつぶれてしまう可能性がある。

【００４７】

【数１】

【００４８】さらに、図４に示すように中空糸膜４１の
束４を形成させる時に中空糸膜４１の束４の略中央部に
おいて、中空糸膜４１の束４の外周に巻き付ける透析液
膨潤性材料によりなる介挿体８の量を他の部分より多く
したり、また、中空糸膜４１を１〜数十本程度の束の縦
糸もしくは横糸とし、透析液膨潤性材料よりなる繊維を
横糸もしくは縦糸として、中空糸膜中央部を一定の幅
（中空糸膜有効長の１／３以下の長さ）で織り込むこと
により狭窄部９を形成してもよい。

【００４９】これらの場合において使用し得る透析液膨
潤性を有する介挿体としては、例えば、（架橋）ポリア
クリル酸塩または（架橋）アクリル酸−アクリル酸塩共
重合体（例えば、株式会社日本触媒製ＡＱＵＡＬＩＣ、
荒川化学工業株式会社製ＡＲＡＳＯＲＢ、花王株式会社
製ＷＯＮＤＥＲＧＥＬ、製鉄化学工業株式会社製ＡＱＵ
ＡＫＥＥＰ、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製Ｄ．Ｗ．
Ａ．Ｌ．、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ社製ＰＡＲ
ＭＡＳＯＲＢ、Ｓｔｏｃｋａｕｓｅｎ社製ＦＡＶＯＲ
等）、イソブチレン−マレイン酸共重合体（例えば、ク
ラレ・イソブチン株式会社製ＫＩ Ｇｅｌ）、デンプン
−アクリル酸グラフト共重合体またはそのケン化物（例
えば、三洋化成工業株式会社製ＳＵＮＷＥＴ、Ｇｒａｉ
ｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ社製ＧＰＣ、Ｈｅｎｋｅｌ社
製ＳＧＰ、Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ社製Ｍａｇ
ｉｃ Ｗａｔｅｒ Ｇｅｌ、Ｕｎｉｌｅｖｅｒ社製ＬＹＯ
ＧＥＬ等）、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体
ケン化物（例えば、住友化学工業株式会社製ＳＵＭＩＫ
ＡＧＥＬ）、酢酸ビニル−不飽和ジカルボン酸共重合体
（例えば、日本合成化学工業製ＧＰ）、カルボキシメチ
ルセルロース（例えば、Ｂｕｃｋｅｙｅ Ｃｅｌｌｕｌ
ｏｓｅ社製ＣＬＤ、Ｅｎｋａ社製ＡＫＵＣＥＬＬ等）、
アクリロニトリル繊維内芯とアクリル酸塩共重合体外層
との複合繊維（例えば東洋紡績株式会社製ＬＡＮＳＥＡ
Ｌ）等がある。

【００５０】これらのうち、超吸水繊維であるアクリロ
ニトリル繊維内芯とアクリル酸塩共重合体外層との複合
繊維が最も好ましい。この超吸水繊維については東洋紡
績株式会社のカタログ「超吸水性繊維ランシールＦ」に
開示されている。

【００５１】また、これらの透析液膨潤性を有する繊維
にシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂などを含浸あるいは固定などにより組み合わせて
介挿体を形成してもよい。

【００５２】さらにこれらの介挿体および狭窄部に用い
られる透析液膨潤性材料の含透析液率は５０重量％以
上、好ましくは５０〜２，６００重量％、より好ましく
は１００〜２，０００重量％である。これより小さいと
筒状本体３１への中空糸膜４１の束４の装填が容易では
なく、これより大きすぎると透析液膨潤性材料の膨潤状
態での形態の保持が困難となる。ここで含透析液率は、
Ｍ'を吸透析液時の透析液膨潤性材料の重量、ｍ'を透析
液膨潤性材料の乾燥時の重量としたとき、含透析液率Ｈ
＝［（Ｍ'−ｍ'）/ｍ'］×１００ と表される。

【００５３】図４は、狭窄部を９を形成した本発明の別
な実施例の断面図である。図２の実施例に加え、第２の
流路７の長手方向の略中央部に透析液膨潤性を有する材
料を巻き付け、上記介挿体のシートを内面に貼着させた
筒状本体３１に装填して狭窄部９を形成して作製した透
析濾過器である。

【００５４】図５は、図１に示す体外循環回路での、図
４に示す透析濾過器および介挿体８を用いない場合の、
第一の流路９を流れる血液および第二の流路１０を流れ
る透析液の圧力分布を示すグラフである。同図に示すよ
うに、第一の流路９を流れる血液の圧力は、その上流か
ら下流に向けてほぼ直線的に減少し、一方、第二の流路
１０を流れる透析液の圧力は、介挿体８および狭窄部９
により内径を縮小することにより、介挿体を有さず狭窄
部９のみ有する透析濾過器の圧力分布より以上に圧力勾
配が大きくなり、透析流出口側では、第一の流路６の対
応する部位における血液の圧力より高くなり、透析液流
入口側では、第一の流路６に対応する部位における血液
の圧力より低くなる。したがって、第一の流路６を流れ
る血液は、まず透析液流出口において、各中空糸膜４１
を介して拡散および限外濾過(除水)がなされ、ついで透
析液流入口側において、各中空糸膜４１を介しての透析
液側から血液側へより多くの逆方向の限外濾過(補液)が
行われる。

【００５５】上記のように構成された透析濾過器の透析
液側の圧力損失は、20〜300mmHg程度が好ましく、50〜2
00mmHg程度がより好ましい。これにより前述したような
血液と透析液との大量液置換が効率的に行われる。これ
以下の圧力では前述したような著明な効果が得られず、
これ以上では、透析濾過器ハウジングおよび透析液回
路、ポンプなどに過度の負担がかかり、従来のものより
強固なものが必要となる。このような圧力差を得るよう
に介挿体８および狭窄部９の構成材料、配設密度、設置
面積等を適宜調整する図２、図４のように筒状本体３１
に納められた各中空糸膜４１の束４の透析液側流路に介
挿体８を設け、上記第２の流路の横断面積を縮小するこ
とにより、または介挿体８、狭窄部９を設けることによ
り、透析液側の圧力差を上昇させ、透析液側から血液側
への逆方向の濾過を増大させることで、血液側から透析
液側への濾過を増大させ、大量液置換による溶質除去が
可能となる。

【００５６】また、本発明の透析濾過器は血液より分離
された血漿および血液成分に対する浄化装置としても利
用可能である。

【００５７】以下、本発明の透析濾過器を具体的実施例
を挙げてさらに詳述する。

【００５８】

【実施例１】ポリスルフォン中空糸膜（内径２００μ
ｍ，外径２６８μｍ）約１０，０００本の束(有効膜面
積１．５m²)を用意し、この中空糸膜の束を、アクリル
酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊維(含透析液率：
１，９６３％)の布を内面に貼り付けて介挿体を形成さ
せたハウジングに挿入した。ハウジングに挿入された各
中空糸膜の両端部にポッティング材を注入、硬化して各
中空糸膜を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜
を開口させた。ハウジングの両端部に、ポートを装着し
て、これらを融着により液密に固定して、図２に示す構
造の透析濾過器を得た。ハウジングの有効長および内径
は、それぞれ235mmおよび34.5mmとした。介挿体介挿部
の中空糸充填率は、78％であった。

【００５９】［比較例２］ポリスルフォン中空糸膜（内
径２００μｍ，外径２６８μｍ）約１０，０００本の束
(有効膜面積１．５m²)を用意し、この中空糸膜の束をハ
ウジングに挿入した。ハウジングに挿入された各中空糸
膜の両端部にポッティング材を注入、硬化して各中空糸
膜を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口
させた。ハウジングの両端部に、ポートを装着して、こ
れらを融着により液密に固定して、透析濾過器を得た。
ハウジングの有効長および内径は、それぞれ235mmおよ
び34.5mmとした。充填率は59％であった。

【００６０】［実験１］実施例１および比較例１を用い
て、図１の循環回路を用い日本人工臓器学会で定める人
工腎臓性能評価基準に準じてチトクロームＣ（分子量1
2,400）による透析実験を行った。結果を表２に示す。
濾過流量は１５ml/minとした。

【００６１】

【表１】

【００６２】実施例１に見るように本発明により、チト
クロームＣのクリアランスが 90.1ml/min上昇し、著しい性能
の向上がみられた。 （狭窄部のない実施例）

【００６３】

【実施例２】ポリアミド中空糸膜（内径２１５μｍ，外
径３３５μｍ）約１０，０００本の束(有効膜面積1.2
m²)を用意し、その長手方向中央部の外周に、アクリル
酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊維(含透析液率：
１，９６３％)を巻き付けて狭窄部を形成し、この中空
糸膜の束を、透析液膨潤性繊維の布を内面に貼り付けて
介挿体を形成させたハウジングに挿入した。ハウジング
に挿入された各中空糸膜の両端部にポッティング材を注
入、硬化して各中空糸膜を固定し、その両端をスライス
して各中空糸膜を開口させた。ハウジングの両端部に、
ポートを装着して、これらを融着により液密に固定し
て、図４に示す構造の透析濾過器を得た。ハウジングの
有効長および内径は、それぞれ175mmおよび42mmとし
た。介挿体介挿部の中空糸充填率は、71.8％であった。
狭窄部の充填率は78％であった。

【００６４】［比較例２］ポリアミド中空糸膜（内径２
１５μｍ，外径３３５μｍ）約１０，０００本の束(有
効膜面積1.2m²)を用意し、その長手方向中央部の外周
に、アクリル酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊維(含
透析液率：１，９６３％)を巻き付けて狭窄部を形成
し、この中空糸膜の束をハウジングに挿入した。ハウジ
ングに挿入された各中空糸膜の両端部にポッティング材
を注入、硬化して各中空糸膜を固定し、その両端をスラ
イスして各中空糸膜を開口させた。ハウジングの両端部
に、ポートを装着して、これらを融着により液密に固定
して、透析濾過器を得た。ハウジングの有効長および内
径は、それぞれ175mmおよび42mmとした。狭窄部の充填
率は78％であった。

【００６５】［実験２］実施例２および比較例２を用い
て、図１の循環回路を用い日本人工臓器学会で定める人
工腎臓性能評価基準に準じてチトクロームＣ（分子量1
2,400）による透析実験を行った。結果を表２に示す。
濾過流量は12ml/minとした。

【００６６】

【表２】

【００６７】実施例２に見るように本発明により、チト
クロームＣのクリアランスが11ml/min上昇し、著しい性能の向
上がみられた。

【００６８】

【実施例３】ポリスルフォン中空糸膜（内径２００μ
ｍ，外径２８０μｍ）約１１，０００本の束(有効膜面
積1.2m²)を用意し、その長手方向中央部の外周に、アク
リル酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊維(含透析液
率：１，９６３％)を巻き付けて狭窄部を形成し、この
中空糸膜の束に透析液膨潤性繊維の布を巻き付けてハウ
ジングに挿入した。ハウジングに挿入された各中空糸膜
の両端部にポッティング材を注入、硬化して各中空糸膜
を固定し、その両端をスライスして各中空糸膜を開口さ
せた。ハウジングの両端部に、ポートを装着して、これ
らを融着により液密に固定して、図４に示す構造の透析
濾過器を得た。ハウジングの有効長および内径は、それ
ぞれ175mmおよび42mmとした。介挿体部の中空糸充填率
は、70.4％であった。狭窄部の充填率は78％であった。

【００６９】 ［比較例３］ポリサルフォン中空糸膜（内
径２００μｍ，外径２８０μｍ）約１１，０００本の束
(有効膜面積1.2m²)を用意し、その長手方向中央部の外
周に、アクリル酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊維
(含透析液率：１，９６３％)を巻き付けて狭窄部を形成
し、この中空糸膜の束をハウジングに挿入した。ハウジ
ングに挿入された各中空糸膜の両端部にポッティング材
を注入、硬化して各中空糸膜を固定し、その両端をスラ
イスして各中空糸膜を開口させた。ハウジングの両端部
に、ポートを装着して、これらを融着により液密に固定
して、透析濾過器を得た。ハウジングの有効長および内
径は、それぞれ175mmおよび42mmとした。狭窄部の充填
率は78％であった。

【００７０】 ［実験３］実施例３および比較例３を用い
て、図１の循環回路により日本人工臓器学会で定める人
工腎臓性能評価基準に準じてチトクロームＣ（分子量1
2,400）による透析実験を行った。結果を表３に示す。
濾過流量は12ml/minとした。

【００７１】

【表３】

【００７２】本発明の実施例３の方がクリアランス値が高かっ
た。

【００７３】 ［実施例４］ポリアクリロニトリル中空糸
膜（内径２４５μｍ，外径３０５μｍ）約９，０００本
の束(有効膜面積1.2m²)を用意し、その長手方向中央部
の外周に、アクリル酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊
維(含透析液率：１，９６３％)を巻き付けて狭窄部を形
成し、この中空糸膜の束を、透析液膨潤性繊維の布を内
面に貼り付けて介挿体を形成させたハウジングに挿入し
た。ハウジングに挿入された各中空糸膜の両端部にポッ
ティング材を注入、硬化して各中空糸膜を固定し、その
両端をスライスして各中空糸膜を開口させた。ハウジン
グの両端部に、ポートを装着して、これらを融着により
液密に固定して、図１に示す構造の透析濾過器を得た。
ハウジングの有効長および内径は、それぞれ175mmおよ
び42mmとした。介挿体部の中空糸充填率は、75.2％とな
った。狭窄部の充填率は78％であった。

【００７４】 ［比較例４］ポリアクリロニトリル中空糸
膜（内径２４５μｍ，外径３０５μｍ）約９，０００本
の束(有効膜面積1.2m²)を用意し、その長手方向中央部
の外周に、アクリル酸塩化した透析液膨潤性アクリル繊
維(含透析液率：１，９６３％)を巻き付けて狭窄部を形
成し、この中空糸膜の束をハウジングに挿入した。ハウ
ジングに挿入された各中空糸膜の両端部にポッティング
材を注入、硬化して各中空糸膜を固定し、その両端をス
ライスして各中空糸膜を開口させた。ハウジングの両端
部に、ポートを装着して、これらを融着により液密に固
定して、図１に示す構造の透析濾過器を得た。ハウジン
グの有効長および内径は、それぞれ175mmおよび42mmと
した。狭窄部の充填率は78％であった。

【００７５】 ［実験４］実施例４および比較例４を用い
て、図１の循環回路により日本人工臓器学会で定める人
工腎臓性能評価基準に準じてチトクロームＣ（分子量1
2,400）による透析実験を行った。結果を表４に示す。
濾過流量は12ml/minとした。

【００７６】

【表４】

【００７７】本発明の実施例４の方がクリアランス値および置
換液量が著しく高かった。

【００７８】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明は、筒状
のハウジング内に、中空糸膜の束と、前記中空糸膜で隔
てられた第一の流路および第二の流路とを有し、前記中
空糸膜を介して前記第一の流路を流れる体液と前記の第
二の流路を流れる透析液との間で透析および限外濾過を
行う透析濾過器であって、前記第２の流路の長手方向の
少なくとも３分の１を越える部分の流路断面積を縮小す
る透析液膨潤性を有する介挿体を有し、前記中空糸膜充
填率が65%以上であるので、圧力勾配が大きく、中空糸
膜の一部に過大な歪みが加わることなく、かつ大量の液
置換が簡便に行うことができる。透析液膨潤性の介挿体
を用いているので、中空糸膜を損傷させることなく中空
糸膜充填率を高めることができる。

【００７９】また、前記介挿体が、前記中空糸膜の束の
外周と前記ハウジングの内面との間に介挿されているの
で、製造が容易である。

【００８０】また、前記介挿体が、前記中空糸膜同士の
間隙に介挿されているので、高い圧力損失をえることが
できる。

【００８１】前記介挿体が、含透析液率５０重量％以上
であるので、中空糸膜の束を装填することが容易に行う
ことができ、かつ、中空糸膜を損傷することがない。

【００８２】前記中空糸膜型透析濾過器において、透析
液膨潤性を有する狭窄部形成部材を用いて前記第２の流
路の途中に狭窄部を設けてなることにより、前記第２の
流路の圧力損失を著しく大きくし、かつ、濾過部と補液
部を制御することができる。

【００８３】前記中空糸膜型透析濾過器において、前記
第２の流路の圧力損失が、20〜300mmHgであるので、前
記第１の流路と対応する第２の流路との圧力差が、濾過
および補液を十分に行うことができる。

【００８４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透析濾過器を含む血液体外循環回路の
構成例の模式的な回路構成図である。

【図２】本発明の透析濾過器の一実施例を示す縦断面図
である。

【図３】本発明の図２に示す透析濾過器の圧力分布を示
すグラフである。

【図４】本発明の透析濾過器の一実施例を示す縦断面図
である。

【図５】本発明の図４に示す透析濾過器の圧力分布を示
すグラフである。

【符号の説明】 【符号の説明】

１ 透析器 ３ ハウジング ３１ 筒状本体 ３２、３３ ヘッダー ３４ 血液流入口 ３５ 血液流出口 ３６ 透析液流入口 ３７ 透析液流出口 ３８、３９ カバー ４ 束 ４１ 中空糸膜 ５１、５２ 隔壁 ６ 第１の流路 ６１ 血液流入室 ６２ 血液流出室 ７ 第２の流路 ８ 介挿体 ９ 狭窄部 １０ 血液体外循環回路 １１Ａ 脱血ライン １１Ｂ 返血ライン １２ チューブ １３ ポンプ １４ チャンバー １５ チューブ １６ チャンバー １７ 除水コントロール手段 １８、１９ チューブ ２０ 複式ポンプ ２１ バイパスチューブ ２２ 除水ポンプ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状のハウジング内に、中空糸膜の束と、
   前記中空糸膜で隔てられた第一の流路および第二の流路
   とを有し、前記中空糸膜を介して前記第一の流路を流れ
   る体液と前記の第二の流路を流れる透析液との間で透析
   および限外濾過を行う透析濾過器であって、前記第２の
   流路の長手方向の少なくとも３分の１を越える部分の流
   路断面積を縮小する透析液膨潤性を有する介挿体を有
   し、前記中空糸膜充填率が65%以上であること特徴とす
   る中空糸膜型透析濾過器。
2. 【請求項２】前記介挿体が、前記中空糸膜の束の外周と
   前記ハウジングの内面との間に介挿されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の中空糸膜型透析濾
   過器。
3. 【請求項３】前記介挿体が、前記中空糸膜同士の間隙に
   介挿されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第２項記載の中空糸膜型透析濾過器。
4. 【請求項４】前記介挿体が、含透析液率５０重量％以上
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項記載の中空糸膜型透析濾過器。
5. 【請求項５】前記中空糸膜型透析濾過器において、透析
   液膨潤性を有する狭窄部形成部材を用いて前記第２の流
   路の途中に狭窄部を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第４項記載の中空糸膜型透析濾過器。
6. 【請求項６】前記中空糸膜型透析濾過器において、前記
   第２の流路の圧力損失が、20〜300mmHgであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第２項記載の中空
   糸膜型透析濾過器。