JPS5841066B2 - ジンコウゾウキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な人工臓器に関するものである。

更にくわしくは、循環血液流中の老廃物質、若しくは毒
性物質を吸漬法によって除去することを目的とする非血
液凝固性表面処理を施したピッチ系の球状活性炭を封入
した部分と血液透析及び／又は血液限外済過部分とを組
合せた人工臓器に関する。

腎疾患によって体内循環血液中の尿素、クレアチニン、
尿酸その他の老廃物質除去機能が損なわれたり、失なわ
れたりした患者に対する治療法として、いわゆる人工腎
臓を使用して上記老廃物を、透析現象を利用して体外に
除去する方法は、１９３５年以来実施されＪその効果に
ついては広く知られており、各種の型式の人工腎臓が市
販されている。

透析法の基本的原理は、循環血液流をセロハンその他の
半透膜を介′して透析液と接触せしめ、半透膜を経由す
る物質の拡散現象を利用して血液中の老廃物を透析液中
に排除するものである。

従って、この装置の性能は半透膜の性能、すなわち膜厚
、実効透析膜面積や透析実施時間、透析液の濃度や量に
よって支配される。

この種の人工腎臓で一般的なものは、１回の透析処理に
使用透析液量を１５０〜３００１必要とし、透析膜面積
１〜２ｍ’で透析時間を５〜７時間も要している。

この場合、透析液量の多いことも勿論ではあるが、週に
２〜３回のこの治療をうける必要のある患者にとっては
透析時間の長いことも苦痛であるのみならず、患者の社
会復帰の面からもこの種の臓器の改善が切に望まれてい
るのが現状である。

一方送析液を全く必要としない循環血液中の老廃物、若
しくは有害成分の除去法として吸着現象を利用する方法
も知られており、活性炭、アルミナ、シリカゲル等の各
種の吸着剤を直接循環血液と接触せしめる方式が検討さ
れた。

しかしながら、かかる吸着剤と血液とを直接、接触させ
ると血液成分の凝固を惹起し、使用に耐えない。

血液成分の凝固を防ぐために、吸着剤の表面を種々の親
水性物質で被覆したり、血液凝固の阻害物質であるヘパ
リン等を結合させたりする方法が検討されてきた。

特に活性炭を吸着剤として用い、その表面を親水性の物
質であるゼラチン、ニトロセルロース等によって被覆し
、吸着性能を劣化させることなく血液凝固を防止し、更
に血液中の蛋白質であるアルブミ・ンの生理食塩水溶液
を使用して被覆された活性炭の表面をおおうことにより
血液を活性炭表面に接触させても凝固をほとんど起させ
ずに必要な吸着を実施することが出来ることが明かにな
っている。

しかしながら、活性炭は一般に動物、若しくは植物系の
物質の炭化によって製造されるものが多く、その形状は
不定型で、その粒度分布も非常に広い。

そのために、活性炭に上記の処理をほどこして後、非血
液凝固性の容器中に封入して、循環血液と接触せしめた
場合、容器より流れでる血液と共に血球と同程度、若し
くはより微細な炭塵が流出し、血液と共に体内を運搬さ
れ、肺、肝その他の重要な組織中に沈積すると云う重大
な欠陥があり、実用化にとっての最大の障害となってい
た。

そこで、先ず本発明者はかかる欠点のない活性炭を用い
ることを検討した。

すなわち、先ず活性炭としては従来の動物、又は植物由
来の不定型活性炭ではなく、石油ピッチ系由来の球状に
成型された活性炭を使用する。

そこで先ずこれを分級し、次いで各種の洗浄法によりく
りかえして洗い可及的に炭塵となるべき主な部分を取り
のぞき次いで例えばニトロセルローズなどの非血液凝固
性物質を用いて球状炭の表面を被覆し吸着能力を劣化さ
せることなく活性炭の表面に耐着している微細な炭塵を
活性炭の表面に固定する。

かくして得られた球状被覆活性炭は粒度分布が非常に狭
く一定であり、不定型の活性炭において上記と全く同様
の処理を行った場合にも発生する活性炭の破損による炭
塵の生成は全くみられない。

このようにして作られた球状被覆活性炭をシリコーン等
で非血液凝固性としたプラスチック製の容器等にアルブ
ミン、最も好ましくは人血清アルブミンの生理食塩水溶
液と共に封入して人工臓器が得られることを以前に確認
した。

こめ人工臓器は、透析液を全く必要とせずにクレアチニ
ンや尿酸の如き老廃物質の循環血液中よりの除去を、透
析法のものと同程度の僅か２〜３時間で行なうという優
れた性能を有する。

しかしながら、この臓器はかかる優れた性能を有する反
面において水分や尿素の除去を行なうことができないと
いう欠点を有するため、尿量の少ない患者に適用し難い
ものである。

本発明者は、活性炭を使用した人工臓器におけるかかる
種々の欠点がない人工臓器について鋭意研究した結果、
活性炭として特定の石油ピッチ系活性炭であって非凝血
性表面が施されたものを使用し、このものが封入された
部分と、例えばセルローストリアセテート、ポリエステ
ルの如き高分子物質から作られた半透膜あるいは中空糸
を使用した血液限外濾過装置及び／又は血液透析装置と
を組合せた装置が、かかる要件を満足することを見出し
、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、非凝血性表面処理を施した石油ピ
ッチ系球状活性炭を封入した部分と血液透析部分及び／
又は血液限外濾過部分とよりなることを特徴とする人工
臓器である。

本発明の人工臓器を形成するところの、吸着能を有する
部分（必須の部分）と透析部分及び／又は限外濾過部分
との組合せ方法は、二つ以上の分離された部分を直列又
は並列に結合しても、それぞれ１個以上の部分を直列又
は並列に結合してもよいが、多数個の使用には圧損失を
考慮して血液ポンプの使用が必要となるため有利な方法
ではない。

画部分を完全に結合し、一体化した型で使用する方法が
、小型・軽量化の面及び圧損失の面で好ましい。

本発明の人工臓器は、吸着による分子量のやや大きい老
廃物の除去と透析及び／又は限外濾過による水分や低分
子量の老廃物（例えば尿素）の除去とを同時に実施でき
、その結果、従来長時間を要していた血液透析の実施時
間を短縮できるのみならず、従来の単なる二種の人工臓
器が結合された装置から予想される効果を著しく上回る
効果が認められ患者の苦痛を軽減することができる。

また、更には腎センター等の装置の廻転率を大いに高め
ることもできる長所をも有する。

本発明の人工臓器は、人工腎としての用途のみならず、
自家中毒患者用や毒性物質を循環血液中より除去する用
途にも適用できる。

以下実施例により説明するが本発明はこれによって制限
をうけるものではない。

実施例 ｌ 〈吸着体の処理〉 石油ピッチ系由来の直径約０．６ ｔｎｘの球状活性炭
（大洋化研社製、ＢＡＣ−ＬＱ）５０ ｇを８５メツシ
ユの篩で分級し、次いで希塩酸処理、蒸留水による煮沸
処理、希アルカリ処理をそれぞれ数回くりかえした後水
中で超音波処理を行い、次いで水洗、乾燥を行なった後
ニトロセルローズを用いて球状炭を被覆した。

なお被覆の方法は各種あるが、そのひとつの方法は糖衣
錠を製造するのに用いるコーティングパンを用いてエタ
ノール及びエーテル等により溶解したニトロセルロース
、例えば日本薬局方に定めるコロジオン溶液を更にうす
めたものを用いて、球状炭の入ったパンを廻転させなが
ら徐々にスプレーして、温風を用いて溶媒を蒸発させ球
状炭をニトロセルローズによって被覆させることが出来
る。

かくして得られた被覆球状炭は強じんな皮膜でおおわれ
ており表面になおも付着している顕微鏡的にしか確認出
来ない微細な炭塵も完全に固定される。

く透析、限外濾過部分の調整〉 セルロースジアセテートの中空繊維をアルカリ性の浴を
通してけん化させ、殆んどの酢酸を除去して得られたセ
ルロース中空糸の束の両端を合成樹脂（好ましくはエポ
キシ樹脂）によって固定して、第１図に示した如きエレ
メントを作った（中空糸の開口部は合成樹脂の板の外側
と通じている）。

この場合、中空糸の有効膜面積は０．５ｍ”である。

申なお、中空糸壁面の多孔性を適当に調節することによ
って、中空糸束は血液透析用の半透膜として使用するこ
とも可能であり、またより緻密な膜として除圧をかける
ことにより血液流の限外濾過を行なうことも可能である
。

この場合、透析液を必要とせずに携帯可能の人工腎臓と
して利用し得る。

く上記の画部分の組合せ及び実施悪用〉 第１図に示すように、中空糸の開口部の一端側に上記の
処理を施した活性炭を入れたケース（図の数字８で示し
ており、この内側はシリコーン処理がなされている）を
結合させ、第１図で示した装置を作製した。

この装置を使用し、第１表に示した量の成分を含有する
血液の清流（第１図における■→■′の方向）及び透析
（第１図における■→■、′の方向）を３時間実施し、
得られた結果を第１表に示した。

比較例 １ 実施例１の方法において、組合せ装置の活性炭部分のみ
の装置を用い、血液潅流を３時間行なった。

処理後の血液分析値は、ＢＵＮ以外は実施例１と同様で
あった。

なお、ＢＵＮは１７５■／ｄｉであり、殆んど変化して
いなかった。

比較例 ２ 実施例１の方法に用いられた組合せ装置の中空糸部分の
装置を用い（但し、有効膜面積１ｄの装置）、ＢＵＮ、
クレアチニン及び尿酸については第２表に示した組成の
血液の血液透析を６時間実施した結果を第２表に示した
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の人工臓器の好ましい一態様を示すも
のである。 図中１は被覆処理が施された活性炭、２は中空糸の束、
３及び３′は分配板（いずれか一方が血液の入口で、他
方が出口）、４は分配板３を容器８に固定〔ネジでしめ
つける）するキャップ（４′は容器７と分配板３′とを
固定するキャップ）、５は中空糸束２の両端を固定する
樹脂板（中空糸束の開口部は樹脂板の外側と通じている
）、６及び６′の一方は透析液の流入口で他方は流出口
、Ｔ及び８はそれぞれ容器（樹脂板５は容器７に固定（
接着）されている）、９はユニーバーサルジヨイント、
１０は分配板、１１はバッキング、１２は活性炭１の漏
出防止用金網（この金網は抑えリング１３とバッキング
１１とを経由して一方は分配板３によりキャップ４で容
器８に固定され、他方は５に接し且つ分配板１０でユニ
ーバーサルジヨイント９によって容器８に固定されてい
る）、１３は抑えリングをそれぞれ表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非凝血性表面処理を施した石油ピッチ系球状活性炭
   を封入した部分と血液透析部分及び／又は血液限外済過
   部分とからなることを特徴とする人工臓器。