JPS59101157A - 血液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は血液処理装置、詳しくは、血液中の血球成分の
通過を阻止し、血！Ｉｎ成分を通過させる一多孔性の血
ジに分離膜により、血液流がら血漿成分を分離し、この
血漿成分中の不要な物質を除去した後、再び血漿分離膜
を介して血液流に合流させる血液処理装置に関する。

〈従来技術〉 血液処理剤を用いて血液を処理する方法としては、従来 ■）直接血液血流方式（以下Ｄ　ＨＰ方式という）２）
血漿潅流方式（以下ＰＰ方式という）血漿分離器によっ
て分離された血ジｎ成分をポンプにて別の血液処理剤充
填容器に送入し処理したのちミクロフィルタを通して血
液に返送する。

３）成型血漿分離器と血液処理剤を一体化し上記ＰＰ方
式の機能を行う方式（以下ＣＰＰ方式という） などが報告され、（例えば、特開昭５１’−１１６０９
６号公報、人工臓器９巻２号、５０６〜５０９頁（１９
８０年））、特にＤ　ＨＰ方式はすでに商品化されてい
る。しかしながらＤＨＰ方式では血液が直接血液処理剤
と接触するため血小板や白血球の減少、血栓の形成、溶
血、血液処理剤微第５〕末の剥離などの問題があり、そ
の対策として血液処理剤を生体適合性の良好な物質でコ
ーティングするなどの方法が取られたりしているが、コ
ーティング剤による効率の低下、製造面での祖ｉＩＬ化
は避けることができないのが現状である。

２）のＰＰ方式では血液と血液処理剤との直接接触はな
いため前述した血球成分の変性はないが、血液処理剤容
器を血液側流路内に別途設けるための送液ポンプや、処
理後の血漿を血液内に戻す時に微粉末を除去するだめの
マイクロフィルタが必要になるなど回路系を含めた装置
の複雑化や血液の体外循環量が多くなるなどの難点があ
る。

３）のＣＰＰ方式は血液と血液処理剤との直接接触もな
く微粉末の問題も血漿分離膜がマイクロフィルタとして
の役割を果たすため解消されるなど有利な方式であるの
で、中空系膜を用いたものや平板膜を用いたものが考え
られている。この方式としては、血液ポンプ等により血
液側流路内に血液を通過させる間に第１図に示すような
、いわゆる透析膜１による拡散を利用して溶質を処理す
る方法と第２図に示すような高濾過膜２を利用した血漿
成分の充填層３内への流出および充填層３から膜２内の
血液流路４への流入を行わせて血液処理剤による処理を
行わせる方法があるが、前者はＰＰ方式ではなく中分子
量以」二の物質の処理には適当でない。また、後者もこ
のままでは前述したような血漿成分の充填層３に対する
流出、流入が血液流路４の形状すなわち血液流路４側圧
力抵抗と分離膜２の透過抵抗との比率によって決まるた
め効果的で安定な充填層３内の血漿の流れを得ることは
きわめて困難であり実用的とはいい＆Ｉｆい。

更に、充＠層３内での血漿の流れは第２図の矢印で示さ
れるように血液入口側で血液流路４から充填層３内に流
入し、出口側で充填層３から血液流路４へ流出するとい
う単純な流れとなるため、従って、入口例の膜が濾過に
あずかるだりで本来の有効濾過面積は半分程度で、残り
の半分は回収用面積となるため、入口側血液流路４内に
たん白ゲル層の形成が起こり、実質的な有効膜面積の低
下となって安定した血液の透過が得られなくなるという
重大な難点がある。

〈発明の目的〉 本発明は上記従来技術の欠点を解消し、高血液処理性能
を長期間に亘って安定して保持しうる血液処理装置の提
供を目的とする。

〈発明の構成〉 本発明は血液流路と血漿分離膜で隔てられた血液処理剤
充填層側に、外部からの機械的加圧減圧手段により圧力
変動を強制的に生ぜしめ、これにより血漿成分を血漿分
離膜を介した血液流路と血液処理剤充填層間で、前記圧
力変動により移動させることを基本的特徴とするもので
ある。

〈実施例〉 第３図は本発明の血液処理装置１０が適用される血液循
環系の一例を示したもので、血液は血液クンク１］から
血液ポンプ１２により気泡トラップ１３を経て血液処理
装置１０に導入され、所定の血液処理が施された後、気
泡ｉ−ラップ１４を経て血液タンク１ｊに戻る。血液タ
ンク１１としては人体等が該当する。

第４図は本発明の血液処理装置の第１の実施例を示す。

装置のケース２１には被処理血液をケース２１内へ導入
する入口２２と処理ずみの血液をケース２１外へ排出す
る出口２３が設けられている。そしてケース２１内には
血液流路２４とそれに組合された血液処理剤の充填層２
５が設けられている。血液流路２４はその壁が多孔質膜
からなる血漿分離膜２６で構成されており、入口２２か
ら導入された血液を出口２３側へ導く。前記充填層２５
はケース２１内の前記血液流路２４の血漿分離膜２６の
外側空間部を占めており、分離膜２６、ケース２１、及
び入口２２側と出口側に設けた隔離部材２７により血液
処理剤の血液流への流出が防止されている。ケース２１
に対してその外部に機械的加圧減圧手段であるシリンダ
２８及びシリンダ２８内を往復運動するピストン２９が
設けられている。シリンダ２８は導管３０によりケース
２１に接続され、シリンダ２８内の圧力変動用媒体が導
管３０を通り、フィルタ３１を介して充填層２５に流出
入できるようになされている。圧力変動用媒体としては
血漿が用いられる。ピストン２９の駆動手段３２は種々
の公知の駆動手段を通用できる。

この実施装置において、患者から送られてきた血液は入
口２２から入り、血漿分離膜２６の内部、すなわち血液
流路２４を通り、出口２３から出て患者に戻されるが、
血液流路２４を通過している間に、ピストン２９の往（
Ｍ運動に伴う充填層２５内の圧力の往復変動により、血
’Ｉａ成分が、図の矢印で示されるように、分離膜２６
全域で強制的に出入りする。今、ピストン２９を後退運
動させると、充填層２５内から導管３０側へ媒体が流出
し、このため充Ｎ層２５の圧力が低下し、これにより血
液流路２４中の血漿成分が膜２６全域で充填層２５側へ
流出する。流出した血に成分は充填層２５の血液処理剤
に接触し、除去されるべき物質等が吸着或いは反応等に
より処理される。次にビーストン２９を前進運動させる
と、導管３０から媒体が充填層３０から媒体が充填層２
５側へ流入し、充填層２５内の圧力が増加する。このた
め処理された血漿成分が再び血りを分離膜２６全域で血
液流路２４へ流入し、血液と合流する。この血彫成分の
分離膜２６を介した往復移動は必要に応じて血液流路２
４通過中、１回ないし複数回繰り返される。本実施例に
おいて、血液流路２４は多孔質の中空系からなる毛細管
で構成することができる。

すなわち、この場合、中空糸自体が血漿分離膜２６とな
り、中空糸の内孔が血液流路となる。この中空糸を多数
本束にして用いることにより、多数の血液流路２４を有
する総膜面積の大なる膜モジュールとして使用できる。

血＋１ｉ分離膜２６は血液中の血球成分の透過を阻止す
るため０．１〜２．０μ程度の多孔性膜とするが、血液
処理剤の粒径等に応じて、それより小さい孔径て適当に
選択できる。

また血液処理剤は血！！に成分から除去したい物質に応
して、吸着体、酵素、その他通当なものを選択できる。

また、導管３０は複数個配置することにより、媒体の流
出入を円壱にすることができる。

第５図に本発明の血液処理装置の第２の実施例を示す。

この実施例では、ケース２１の内側に圧力変動用の媒体
を導入する導入室３３を設け、この導入室３３を導管３
０を介して外部機械的加圧減圧手段のシリンダ２８に接
続すると共に、導入室３３と血液処理剤充填層２５との
境界を可撓性シート部利３４で仕切って密閉した構造と
している。すなわち、この実施例の場合、ピストン２９
を後退運動させると、圧力変動用媒体が導入室３３から
流出するので、室３３内の圧力が低下する。

この圧力低下により可撓性シート部材３４が導入室３３
側へ膨出し、充填層２５側の圧力を低下させる。これに
より血液流路２４から血漿成分が充填層２５内に流出し
、血液処理剤と接触する。次にピストン２９を前進運動
させると、媒体が導管３０を通って導入室３３に流入し
、室３３の圧力を増加させる。この圧力増加に伴って可
撓性シート部材３４が充填層２５側へ膨出し、充填層２
５内の圧力を増加させる。これにより処理され牟血漿成
分が膜２Ｇを通って血液流路２４へ戻る。本実施例の場
合、圧力変動用の媒体は、可撓性シート部材３４で充填
層２５から隔離されているので、媒体の種類が限定され
ない利点がある。

第６図〜箪８図は本発明の血漿処理装置に付属設備を付
加した実施例を示す。すなわち、第６図に示す例は、逆
止弁３５．３６を用いて圧力変動用媒体のケース２１内
への導入位置とケース２１からの排出位置を変えたもの
である。

第７図に示す例は、水分等の除去手段３７を付加した例
である。血液処理剤の充填層２５に接続される排出管３
８と、逆止弁３９．４０、ピストン４１及びシリンダ４
２を用いて血ジに成分から水分等を定量的に除去する様
にしたものである。

第８図に示す例は、前記水分等の除去手段３７に加えて
、補液手段４３を付加した例である。タンク４４内の補
給用液は逆止弁４５．４６、ピストン４７及びシリンダ
４８により充填層２５に定量的に補給される。なお、以
上の各実施例においては、ピストンとシリンダを用いて
いるが、機械的加圧−減圧手段としては、例えばローラ
ポンプを用いた順逆回転による加圧減圧等、その他の手
段を用いてもよいことは勿論である。

く試験例〉 本発明の実験例は次の通りである。

血液処理装置としては武田薬品工業株式会社製人工腎臓
ＳＤシリーズの外ケースに導管をつけたものにＥＮＫＡ
社製ポリプロピレン中空糸（内径３３０μｍ、肉厚１５
０μｍ、　Ｍａ　ｘ、孔径０．６μｍ）２５００本を入
れた０、５ｎ（のモジュールを試作し、血！Ｉｋ成分側
の空間部に血液処理剤として粒状活性炭５０ｇを入れ第
３図に示した装置にて実験を行った。

実験はへマトクリソト３５％の新鮮生血を用い、その血
漿量に対してＶ　Ｂ　＋２、クレアチニン濃度が各２０
ｍｇ／ｄＩとなるように開裂した。この血液２ρを第３
図に示す血液循環系にて２時間循環して吸着処理を行い
、各濃度の経時変化を測定した。比較例としてはピスト
ン手段を用いないものを併せて実験した。

結果を第９図にＶ　Ｂ　＋２について、第１０図にクレ
アチニンについて各々示した。実線で示したのが本発明
装置による結果で、破線で示したのが比較例（加圧減圧
手段なし）である。

図から明らかなように比較例に対する本発明の効果があ
られれている。

即ちＶＢＩ２では濃度が６０％に低下するのに要する時
間が比較例の１２０分に対し半分以下の５５分であり、
クレアチニンの場合でも濃度が３０％に低下するのに要
する時間が比較例の１２０分に対し８０分というすぐれ
た効果が得られた。この方式により治療時間の大幅な短
縮が可能となる。

〈効果〉 本発明によれば、血液中からの血漿成分の分Ａｌｌと、
分離された血漿成分の血液処理剤による処理を１つのケ
ース内で行うと共に、血液流路と血漿分離膜を介して接
する血液処理剤充填層の圧力を強制的に往復変動させる
様にしたから、血液流路から血漿分離膜を介した血液処
理剤充填層側への血漿の流出、及び充填層側から血液流
路への流入を非常に円滑に行うことができ、従って血液
処理剤と血漿との接触も円滑かつ十分になされる結果、
血液処理時間が従来に比較して大幅に短縮できる。

また、血漿の血漿分離膜を介した流出入は分！１ｌ１１
股全域で行われることとなるため、有効膜面積は太き（
、血液流路内にたん白ゲル層などの濾過抵抗層の形成や
分離膜の目づまりの発生が抑制され、その結果長期間に
亘って安定した濾過性能を維持することができる。

その他、本発明の応用範囲は広く、定量的除水装置、定
量的補水装置とを付加することもでき、また装置がコン
パクトになりｆｌるので、携帯型や装着型も可能となる
。他方、血液処理剤として活性炭をはじめとする各種吸
着剤や、固定化酵素。

免疫吸着剤などを用いることにより薬物中毒や肝性昏睡
、免疫関連疾患などの強力な治療手段としての臨床応用
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の装置における血液処理剤への溶
質の移動の様子を示す断面図、第３図は本発明の装置が
適用される血液循環系の一例を示す構成図に部分断面図
、第４図は本発明第１実施例の装置の原理的な構造を示
す一部断面図、第５図は本発明の第２実施例の装置の原
理的な構造を示す一部断面図、第６図から第８図は本発
明の応用例を示す構成図、第９図、第１Ｏ図は本発明の
効果を示す特性図である。 ２１・・・ケース、　　　２２・・・血液の入口、２３
・・・血液の出口、２４・・・血液流路２５・・・血液
処理剤の充填層、 ２６・・・血漿分離膜、２８・・・シリンダ２９・・・
ピストン、 ３３・・・圧力変動用媒体の導入室、 ３４・・・可撓性シート部材。 特許出願人　　武田薬品工業株式会社 代　理　人　　弁理士　　西１）　新 第１図　　　　　　　　　第２図 第３図 第（３図 第　９　図 クシ理β年叩　　（ｍｔη〕 刈上ｙ埼圀　　（ｍ俄１ 手Ｉｆｆｊ　？市正奮： 昭和５７年　特許願　第２１００４８号２、発明の名称
　　血液処理装置 ３、　７ｉｌｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　大阪市東区道修町２丁目２１Ｗｔ地氏名　　　
（２９３）武田薬品工業株式会社代表者　倉林育四部 ４、代理人 住所　　大阪市北区兎我野町１５番１３号５、補正命令
の日付　　自発補正 ６、補正の対象　　　　明細書 ７、補正の内容　　　　別紙の通り補正する。 補正の内容 ｆｌ）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書箱７頁７行目の記載「出口側」とあるを「
出口２３側」と補正する。 （３）明細書箱８頁１４行目の記載［充填層３０から媒
体が］とあるを削除する。 （４）同第８頁１８行目から１９行目の記載［必要に応
じて血液流路２４通過中、］とあるを「必要に応じて血
液が血液流路２４を通過中、」と補正する。 （５）明細書箱９頁１１行目の記載「吸着体」とあるを
「吸着剤」と補正する。 ２、特許請求の範囲 （１）血液中の血球成分の通過を阻止し、血漿成分を通
過させることのできる孔径を有する多孔性の血漿分離膜
により一旦血非成分を分離し、この血漿成分を血液処理
剤と接触させた後に再び血漿分離膜を介して血液流に戻
すようにした血液処理装置において、被処理血液の入口
及び処理後の血液の出口を有するケースと、該ケース内
にあって前記血漿分離膜で形成されると共に前記入口か
ら導入された血液を出口側−１導く血液流路と、該血液
流路の前記血漿分離膜を隔てた外側に充填される血液処
理剤の充填層と、該充填層内の圧力を外部から強制的に
増減させる機械的加圧減圧手段とを有することを特徴と
する血液処理装置。 （２）機械的加圧減圧手段はシリンダと該シリンダ内を
往復するピストンからなり、ピストンの往復運動により
シリンダ内の圧力変動用媒体を充填層内に流出入させる
特許請求の範囲第１項記載の血液処理装置。 （３）機械的加圧減圧手段はシリンダと該シリンダ内を
往復す、るピストンからなり、ピストンの往復運動によ
りシリンダ内の圧力変動用媒体を充填層と可撓性シート
部材で仕切られたケース内の導入室へ流出入させる特許
請求の範囲第１項記載の血液処理装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）血液中の血球成分の通過を阻止し、血漿成分を通
   過させることのできる孔径を有する多孔性の血漿分離膜
   により一旦血漿成分を分離し、この血すた成分を血液処
   理剤と接触させた後に再び血漿分離膜を介し°ζ血液流
   に戻すようにした血液処理装置において、被処理血液の
   入口及び処理後の血液の出口を有するケースと、該ケー
   ス内にあって前記血漿分離膜で形成されると共に前記入
   口から導入された血液を出口側へ導く血液流路と、該血
   液流路の石器血典分＆１１膜を隔てた外側に充填される
   血液処理剤の充填層と、該充填層内の圧力を外部から強
   制的に増減させる機械的加圧減圧手段とを有することを
   特徴とする血液処理装置。
2. （２）機械的加圧減圧手段はシリンダと該シリンダ内を
   往復するビス１−ンからなり、ピストンの往復運動によ
   りシリンダ内の圧力変動用媒体を充填層内に流出入させ
   る特許請求の範囲第１項記載の血液処理装置。
3. （３）機械的加圧減圧手段はシリンダと該シリンダ内を
   往復するビス１−ンからなり、ビスＩ−ンの往復運動に
   よりシリンダ内の圧力変動用媒体を充填層と可撓性シー
   ト部材で仕切られたケース内の導入室へ流出入させる特
   許請求の範囲第１項記載の血液処理装置。