JPH11319079A

JPH11319079A - 中空糸型血液透析器

Info

Publication number: JPH11319079A
Application number: JP10129314A
Authority: JP
Inventors: Sumio Ohara; 澄夫大原; Hironobu Sugiyama; 博信杉山
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】外部操作により透析液側流路の流路抵抗を調整
することができて、患者の状況に応じた人工透析を行い
得る中空糸型血液透析器を提供する。【解決手段】筒状ケーシング内に多数の中空糸膜からな
る中空糸束を装填することによって、各中空糸膜の内胞
で形成される血液側流路と、中空糸束の外周面と筒状ケ
ーシングの内面間及び隣設する各中空糸膜間で形成され
る透析液側流路とを有する中空糸型血液透析器におい
て、筒状ケーシングに、外部から圧力を加えることによ
って変形し、中空糸束の長手方向の所定範囲において透
析液側流路の断面積を可変し得る伸縮部が一体的に設け
られていることを特徴とする。伸縮部は、例えば筒状ケ
ーシングの全周に亘って円環状に設けられたり、筒状ケ
ーシングの一部に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工透析時に使用
される中空糸型血液透析器に係わり、特に使用時の透析
液の流路抵抗を調整し得る中空型血液透析器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、中空糸型血液透析器（以下、
血液透析器という）においては、図１０のように圧力分
布しているため、血液入口側（＝透析液出口側）では血
液側の圧力が透析液側の圧力より高く、血液側から透析
液側に液の移動が起こる。つまり、血液から除水（この
時、尿毒症物質も一緒に除去）される。一方、血液透析
器の血液出口側（＝透析液入口側）では、透析液側の圧
力が血液側の圧力より高くなり、透析液側から血液側に
液の移動が起こる。つまり、透析液が補液される。

【０００３】ところで、近年血液透析において、慢性血
液療法で発生する長期合併症を防止するために、血液の
大量除水・大量補液が行われるようになってきたが、こ
の一例として、逆濾過促進法と呼ばれる大量置換法が採
用されている。従来、この大量置換法が簡単に行える透
析濾過器（血液透析器）としては、例えば特開平９−８
４８７３号公報に開示されている。

【０００４】この透析濾過器５１は、図８に示すよう
に、血液が流れる第１の流路５２と透析液が流れる第２
の流路５３が、中空糸膜５４を隔てて形成されており、
透析液が流れる第２の流路５３において、中空糸膜５４
の束５５と筒状本体５６内面との間及び隣接する中空糸
膜５４同士の間隙に、透析液膨潤性の介挿体５７が設け
られると共に、第２の流路５３の中央部に透析液膨潤性
材料により狭窄部５８が設けられている。そして、第２
の流路５３の抵抗を大きくすることによって、血液入口
５９付近で一般的な血液透析器（図１０）より、より多
く除水し、血液出口６０付近で一般的な血液透析器よ
り、より多く補液するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この透
析濾過器５１にあっては、介挿体５７や狭窄部５８が中
空糸膜５４の束５５の外周面と筒状本体５６の内面間や
束５５の隣接する中空糸膜５４間に単に配置されている
のみであるため、透析液側流路としての第２流路５３の
圧力損失及び圧力勾配が固定化される。

【０００６】そのため、除水量と補液量の差し引き量
（除水量−補液量）は、一般的な透析装置に組み込まれ
ている除水量制御装置によって管理できるものの、上記
血液濾過器５１において筒状本体５６の血液入口５９部
分で行われる除水量や血液出口６０部分で行われる補液
量の調整を行うことは不可能である。その結果、患者に
よっては最低限必要な物資まで限度以上に除去される虞
があって、薬等を摂取する必要が生じる等、患者の状況
に応じた人工透析を行うことが難しいという問題点があ
った。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、請求項１記載の発明の目的は、外部操作によっ
て透析液側流路の流路抵抗を調整することができて、患
者の状況に応じた人工透析を行い得る中空糸型血液透析
器を提供することにある。また、請求項２記載の発明の
目的は、請求項１記載の発明の目的に加え、透析液側流
路の流路抵抗の調整をより安定かつ容易に行い得ると共
に、廃棄時に外形を小さくし得る中空糸型血液透析器を
提供することにある。また、請求項３記載の発明の目的
は、請求項１記載の発明の目的に加え、筒状ケーシング
の剛性低下を防止し得る中空糸型血液透析器を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、筒状ケーシン
グ内に多数本の中空糸膜からなる中空糸束を装填するこ
とによって、各中空糸膜の内胞で形成される血液側流路
と、中空糸束の外周面と筒状ケーシングの内面間及び隣
接する各中空糸膜間で形成される透析液側流路とを有す
る中空糸型血液透析器において、筒状ケーシングに、外
部から圧力を加えることによって変形し、中空糸束の長
手方向の所定範囲において透析液側流路の断面積を可変
し得る伸縮部が一体的に設けられていることを特徴とす
る。

【０００９】このように構成することにより、筒状ケー
シングに一体的に設けられている伸縮部を外力で内側に
変形させると、この伸縮部の内面によって中空糸束が内
側方向に押圧され、中空糸膜の断面積を変化させずに、
中空糸束の外周面と筒状ケーシング（伸縮部）の内面間
及び隣接する中空糸膜間の透析液側流路が狭まってその
断面積が小さくなる。透析液側流路の断面積が小さくな
ると、透析液側流路の透析液の流路抵抗が大きくなって
除水量と補液量がそれぞれ大きくなる。

【００１０】また、反対に外圧による伸縮部の変形量を
小さくして透析液側流路の断面積を大きくすると、透析
液側流路の透析液の流路抵抗が小さくなって除水量と補
液量が小さくなる。すなわち、筒状ケーシングの伸縮部
への外圧によって、透析液側流路の透析液の流路抵抗を
外部から調整できて、除水量と補液量が所定値に設定さ
れ、患者の状況に応じた人工透析が可能になる。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、伸縮部が筒
状ケーシングの全周に亘って円環状に設けられているこ
とを特徴とする。このように構成することにより、円環
状の伸縮部の全周に外圧を作用させることができて、透
析液側流路の流路抵抗の調整がより容易となると共に、
使用後に伸縮部を押し潰すこと等によりその外形が小さ
くなって、廃棄が容易となる。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、伸縮部が筒
状ケーシングの一部に設けられていることを特徴とす
る。このように構成することにより、伸縮部が筒状ケー
シングの一部に設けられることから、筒状ケーシング自
体の剛性低下が防止される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図５は、本発
明に係わる中空糸型血液透析器の一実施例を示し、図１
がその一部破断した断面図、図２がその要部斜視図、図
３が動作説明図、図４及び図５が血液と透析液の圧力分
布を示すグラフである。

【００１４】図１〜図３において、中空糸型血液透析器
１（以下、血液透析器１という）は、上部側ケーシング
２ａ及び下部側ケーシング２ｂと、この上下部ケーシン
グ２ａ、２ｂ間に一体的に設けられた伸縮部２ｃとから
なる筒状ケーシング２を有し、この筒状ケーシング２内
には多数本（数百〜数万本）の中空糸膜４で形成された
中空糸束３が装填されている。

【００１５】筒状ケーシング２の上下部ケーシング２
ａ、２ｂは、従来と同様の硬質材料の成型によって形成
され、その軸と直交する方向には透析液流出口６と透析
液流入口５が形成されている。そして、上部ケーシング
２ａの上端開口部には血液流入口８を有する蓋体７が液
密に装着され、下部ケーシング２ｂの下端開口部には血
液流出口１０を有する蓋体９が液密に装着されている。
この透析液流入口５及び透析液流出口６にはキャップ１
１がそれぞれ装着され、血液流入口８及び血液流出口１
０には、キャップ１２がそれぞれ装着される。

【００１６】また、筒状ケーシング２の伸縮部２ｃは、
例えばシリコン、ＰＶＣ、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等の伸縮可能で、透析液や空気に対して不透過性を有
しかつ透析液に対して安定性を保ち人体に有害な物質を
溶出しない軟質材料によって成型され、通常時（外圧が
付与されていない状態）において、上下部ケーシング２
ａ、２ｂと同一の内径及び外径を有し、長さＬが所定値
に設定された円筒形状に形成されている。そして、伸縮
部２ｃは、その上下端の開口端面を、上部ケーシング２
ａの下端開口端面と下部ケーシング２ｂの上端開口端面
にそれぞれ接着固定することにより、各ケーシング２
ａ、２ｂに一体化されている。

【００１７】この筒状ケーシング２内に装填される中空
糸束３は、封止剤で固着された両端部の封止部１３によ
って一体化されると共に、Ｏリング１４によってシール
（液密）されている。この中空糸束３によって、筒状ケ
ーシング２内に血液側流路１６と透析液側流路１７とが
形成されている。

【００１８】すなわち、血液側流路１６は、中空糸束３
の両端部の封止部１３の開口が血液流入口８及び血液流
出口１０にそれぞれ連通する多数本の中空糸膜４の内胞
４ａ（図３参照）によって形成され、蓋体７の血液流入
口８から流入した血液が中空糸膜４の内胞４ａを介し
て、蓋体９の血液入出口１０に流出する。また、透析液
側流路１７は、透析液流入口５及び透析液流出口６に連
通し、中空糸束３の外周面３ａと筒状ケーシング２の内
面間及び隣接する各中空糸膜４間に形成される多数の流
路１７ａ（図３参照）によって形成され、透析液流入口
５から流入した透析液が流路１７ａを介して透析液流出
路６に流出する。

【００１９】そして、図示しない透析装置によって、透
析液流入口５（血液流出口１０）側において、透析液側
流路１７の圧力が血液側流路１６の圧力より高くなるよ
うに設定され、かつ透析液流出口６（血液流入口８）側
において、透析液側流路１７の圧力が血液側流路１６の
圧力より低くなるように設定されており、これにより、
透析側流入口５側で補液を行い、透析側流出口６側にお
いて除水される。

【００２０】なお、筒状ケーシング２の伸縮部２ｃの長
さＬは、後述する如く、透析液側流路１７の断面積を少
なくとも長手方向において部分的に可変し得る寸法（例
えば図示する程度の寸法）であれば良いが、例えば筒状
ケーシング２の長手方向の略全域に沿った長さに設定す
ることも勿論可能である。

【００２１】次に、上記血液透析器１の動作について説
明する。先ず、血液透析器１の筒状ケーシング２は、予
め上部ケーシング２ａ及び下部ケーシング２ｂを成型す
ると共に伸縮部２ｃを成型し、伸縮部２ｃに圧力を作用
させない状態でこれらを接着固定して一体化させ、この
筒状ケーシング２内に中空糸束３を装填させること等に
よって血液透析器１が製造される。

【００２２】したがって、初期段階においては、筒状ケ
ーシング２の伸縮部２ｃは変形することなく円筒形状に
形成され、図３に示すように中空糸束３の透析液側流路
１７の各流路１７ａの幅ｗ１（断面積）は所定の幅を有
している。なお、初期段階（未使用時）において、例え
ば電気掃除機の空気孔のカバーのような保護具（図示せ
ず）を、特に筒状ケーシング２の伸縮部２ｃ部分に装着
し、伸縮部２ｃの変形を防止するようにしても良い。こ
の場合の保護具は、使用時に取り外すことになる。

【００２３】そして、この血液透析器１を使用する場合
は、筒状ケーシング２の伸縮部２ｃに外圧を加えて内側
方向（図３の矢印イ方向）に変形させる。この変形は、
例えばクランプ状の適宜の器具で伸縮部２ｃを挟むこと
によって圧迫（変形）させるか、手で押圧変形させた後
に適宜の器具により押圧状態を維持させることによって
行われる。

【００２４】筒状ケーシング２の伸縮部２ｃが内側に押
圧されると、伸縮部２ｃの内面によって流路１７ａや中
空糸膜４が内側方向に押圧され、伸縮部２ｃの内面と中
空糸束３の外周面３ａ及び中空糸束３の隣接する各中空
糸膜４間の流路１７ａの幅がｗ２に狭まる（ｗ２＜ｗ
１）。これにより、透析液側流路１７全体の断面積が小
さくなって透析液の流路抵抗が大きくなり、この時、中
空糸膜４の断面積（内包４ａの内径）は変化せず、血液
側流路１６の流路抵抗も変化しない。

【００２５】すなわち、筒状ケーシング２の伸縮部２ｃ
に外圧を付与して変形させその外径を細く（小さく）す
ることによって、透析液側流路１７内を流れる透析液の
流路抵抗を可変することができ、この流路抵抗に応じて
除水量と補液量が設定されることになる。この流路抵抗
は、伸縮部２ｃへの外圧付与状態が器具等で保持される
ことによって、安定維持される。

【００２６】そして、除水量と補液量の値を小さく設定
したい場合には、伸縮部２ｃへ加える圧力を小さくして
透析液の流路抵抗をあまり大きくしない。この流路抵抗
によって、図４に示すように、透析液の圧力がその略中
央部分において、勾配が図７に示す圧力に比較してやや
急勾配となり、血液流出口１０側における透析液側の圧
力が血液側の圧力に対して高くなる。なお、この除水量
と補液量の値を小さく設定する場合で、伸縮部２ｃに外
圧を加える必要がない場合には、筒状ケーシング２をそ
のままの状態で使用できることはいうまでもない。

【００２７】また一方、除水量と補液量を大きくしたい
場合は、筒状ケーシング２の伸縮部２ｃに加える圧力を
大きくし、透析液側流路１７の断面積をより小さくし
て、透析液の流路抵抗を大きくする。この流路抵抗が大
きくなることによって、図５に示すように、透析液の圧
力がその中央部分においてより急勾配となり、血液流出
口１０側における透析液側の圧力が血液側の圧力に対し
て大幅に高くなり、除水量及び補液量がより大きい値に
設定されることになる。

【００２８】したがって、透析液側流路１７の流路抵抗
を調整することにより、透析液の圧力勾配が可変され、
透析液側流路１７の上流側と下流側の圧力差が所定値に
設定される。そして、この圧力差に応じて、血液側流路
１６内を流れる血液は、先ず透析液流出口６（血液流入
口８）側において、各中空糸膜４を介して除水され、次
いで透析液流入口５（血液流出口１０）側において、各
中空糸膜４を介して補液が行われることになる。

【００２９】このように、上記実施例の血液透析器１に
よれば、筒状ケーシング２に設けられている伸縮部２ｃ
に外圧を機械的に加えることにより、筒状ケーシング２
内に装填されている中空糸束３の透析液側流路１７の断
面積を可変して透析液の流路抵抗を調整することができ
るため、患者の状況に応じて、除水量と補液量を最適値
に設定して人工透析を行うことが可能になる。その結
果、人工透析時に、患者にとって最低限必要な物質まで
限度以上に除去してしまうことがなくなり、薬等を摂取
させる必要もなくなる。

【００３０】また、筒状ケーシング２の長手方向の略中
央部分で円周方向全域に一体的に設けた伸縮部２ｃを外
側から押圧するだけで、例えば中空糸束３の外周面３ａ
側全域を略均等に押圧した状態で透析液側流路１７の流
路抵抗を調整することができるため、外圧の作用を安定
かつ容易に行うことができる等、操作性に優れた血液透
析器１を得ることができる。さらに、変形させた伸縮部
２ｃを適宜の器具等で保持することにより、伸縮部２ｃ
の変形度合い、すなわち透析液側流路１７の流路抵抗を
一定に維持することができて、例えば安定した人工透析
が可能になる。

【００３１】また、伸縮部２ｃを例えば押し潰すことに
より筒状ケーシング２の全長を短くすることができるた
め、使用済みの血液透析器１を廃棄する場合に、その外
形形状を小さくした状態で廃棄することができ、廃棄作
業が容易になると共に廃棄費用の低減を図ることもでき
る。またさらに、伸縮部２ｃは伸縮可能な軟質材質で形
成することができるため、例えば図８に示す介挿体５７
等のような膨潤性を持つ材料に比較して安価な材料を使
用することができて、安価で大量の除水と補液が行える
血液透析器１を得ることが可能になる。

【００３２】なお、上記実施例においては、筒状ケーシ
ング２の伸縮部２ｃを円筒形状（円環状）として円周方
向全域に設ける場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものでもなく、例えば図６に示すように、
筒状ケーシング２の外周面の一部に所定の長さＬと幅Ｗ
の伸縮部１８を一体的に設けることもできる。この場
合、伸縮部１８は１箇所でも良いし、筒状ケーシング２
の径方向の対向する位置に複数箇所設けることもでき
る。

【００３３】このように構成すれば、伸縮部１８への外
圧付与によって中空糸束３を変形させることができ、上
記実施例と略同様の作用効果が得られる他に、筒状ケー
シング２を上部ケーシング２ａと下部ケーシング２ｂに
分割する必要がなくなり、筒状ケーシング２自体の剛性
の低下を防止することができて、血液透析器１を従来と
同様の感覚で使用することができるという作用効果が得
られる。

【００３４】また、上記実施例における血液透析器１の
構造、筒状ケーシング２の形状、伸縮部２ｃ、１８の位
置や形状及び伸縮部２ｃ、１８への外圧の付与方法等は
一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々変更可能であるとはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、筒状ケーシングに一体的に設けられた伸縮
部に外圧を作用させることによって、透析液側流路の断
面積を可変して透析液の流路抵抗を調整することができ
るため、除水量と補液量を外部操作によって所定値に設
定でき、患者の状況に応じた人工透析を行うことが可能
になる。

【００３６】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明の効果に加え、円筒状の伸縮部の全周に
外圧を作用させることができて、透析液側流路の流路抵
抗の調整をより安定かつ容易に行うことができると共
に、筒状ケーシングの伸縮部を押し潰すこと等によりそ
の外形を小さくすることができて、使用済みの血液透析
器の廃棄を容易に行うことができる。

【００３７】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１記載の発明の効果に加え、伸縮部が筒状ーシングの
一部に設けられているため、筒状ケーシング自体の剛性
低下が防止され、血液透析器を従来と同様の感覚で使用
することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる中空糸型血液透析器の一実施例
を示す一部破断した断面図

【図２】同その要部斜視図

【図３】同その動作説明図

【図４】同血液と透析液の圧力分布の一例を示すグラフ

【図５】同血液と透析液の圧力分布の他の例を示すグラ
フ

【図６】本発明に係わる中空糸型血液透析器の他の例を
示す要部正面図

【図７】一般的な中空糸型血液透析器における血液と透
析液の圧力分布を示すグラフ

【図８】従来の中空糸型血液透析器を示す断面図

【符号の説明】

１中空型血液透析器２筒状ケーシング２ａ上部ケーシング２ｂ下部ケーシング２ｃ伸縮部３中空糸束３ａ外周面４中空糸膜４ａ内胞５透析液流入口６透析液流出口８血液流入口１０血液流出口１６血液側流路１７透析液側流路１７ａ流路１８伸縮部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状ケーシング内に多数本の中空糸膜から
なる中空糸束を装填することによって、各中空糸膜の内
胞で形成される血液側流路と、中空糸束の外周面と筒状
ケーシングの内面間及び隣接する各中空糸膜間で形成さ
れる透析液側流路とを有する中空糸型血液透析器におい
て、前記筒状ケーシングに、外部から圧力を加えること
によって変形し、中空糸束の長手方向の所定範囲におい
て前記透析液側流路の断面積を可変し得る伸縮部が一体
的に設けられていることを特徴とする中空糸型血液透析
器。
【請求項２】前記伸縮部は、筒状ケーシングの全周に亘
って円環状に設けられていることを特徴とする請求項１
記載の中空糸型血液透析器。
【請求項３】前記伸縮部は、筒状ケーシングの一部に設
けられていることを特徴とする請求項１記載の中空糸型
血液透析器。