JPS59228849A - 液体中気泡除去装置 - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は１人工心肺装置、人工腎臓装置、血球成分と血
漿成分の分離装置等の体外循環用血液回路を流れる血液
また、人工腎臓装置における透析液回路中を流れる透析
液等の液体より気泡を除去する液体中気泡除去装置に関
する。

先行技術 液体中気泡除去装置としては、濾過方式、滞留方式、濾
過方式と滞留方式の併用方式がある。

濾過方式には、２０〜４５μの孔径を持つフィルター、
１８０〜２００μのメツシュ等が用いられる。

フィルターは圧力損失、血液損傷が大きく、メツシュは
微小気泡が容易に通過して妥当でない。

滞留方式、および濾過方式と滞留方式の併用方式は、大
容積の液だまりを設け、血液中の気泡に作用する浮力に
より、気液分離を行なうものであり、液だまりを大型化
して容積を非常に大きくとれば、ある程度まで微小気泡
を分離除去可能となる。しかしながら、このことは必然
的にプライミング量の増加を招く。すなわち、輸血、輸
液量の増加、循環終了時の残血量の増加による様々な障
害の可能性が増大する。

そこで、本出願人は、特願昭５７−４５６７４号におい
て、血液回路に用いられ、プライミング容量を小とする
とともに、濾過体にょる圧力損失を小とし、力）つ微小
気泡を十分Ｃご除去可能とする血液中気泡除去装置を既
に提案している。この既に提案している血液中気泡除去
装置１は、第１図に示すように、容器本体２と、容器本
体２内を上部空間と下部空間に画するように設けられた
多孔質体からなる平面状濾過体３と、容器本体２に上部
空間と連通ずるように設けられ、被処理液を容器本体２
の中心軸まわりに旋回する旋回流として上部空間に導入
する液入口４と、容器本体２に下部空間と連通ずるよう
に設けられ、濾過体３を通過する処理血液を送出する液
出口５と、容器本体２に上部空間の上部と連通ずるよう
に設けられ、上部空間で分離される気泡を抜くための気
泡出口６とからなっている。したがって、この気泡除去
装置１によれば、旋回流の流速が犬なる外周部で、血液
中の気泡を積極的に遠心分離した後、流速が遅くなる中
央部側で既に遠心分離されている気泡に大きな浮力上昇
作用を与えることにより、小さいプライミング容量で、
効率の良い気泡除去を行なうことが可能となる。

しかしながら、上記既に提案している気泡除去装置１は
、その濾過体３が平面状であることから、血液が濾過体
３を通過する際に受ける抵抗、すなわち圧力損失、血液
損傷を抑制するに足る濾過体３の濾過面積を確保すべく
、濾過体３の直径寸法をある程度大きくする必要があり
、よっである程度のプライミング容量が必要となる。そ
こで、さらにプライミング容量を低減することが好まし
いと本発明者等は考えていた。

なお、液体中気泡除去装置は血液回路だけでなく、人工
腎臓の透析液回路にも用いられる。すなわち、透析液中
の気泡は、透析面（中空糸外壁）に付着してデッドスペ
ースを形成し、透析効率を低下するとともに、中空糸に
欠損を生じた場合に流入のおそれがあり、透析液からの
除去を必要とされる。

■　発明の目的 本発明は、濾過体による圧力損失を小とし、かつ微小気
泡を十分に除去可能とするとともに、プライミング容量
を小とすることができる液体中気泡除去装置を提供する
ことを目的とする。

■　発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、容器本体と、容
器本体内を液体流入空間と液体流出空間に画するように
容器本体に設けられた多゛孔質体からなる濾過体と容器
本体に液体流入を間と連通ずるように設けられ、被処理
液体を容器本体の中心軸まわりに旋回する旋回流として
液体流入空間に導入する液入口と、容器本体に液体流出
空間と連通ずるように設けられ、濾過体を通過した処理
液体を送出する液出口と、液体流入空間で分離された気
泡を除去するために液体流入空間の上部と連通ずるよう
に容器本体に設けられた気泡出口とからなる液体中気泡
除去装置において、上記濾過体は容器本体の中心軸まわ
りに立体状に立設され、上記液入口は濾過体の上端部と
略同−レベルに位置されるようにしたものである。

また、本発明は、前記濾過体が孔径５０〜２６０μの多
孔質体からなるようにしたものである。

また、本発明は、前記濾過体が親水性処理がされた多孔
質体からなるようにしたものである。

また、本発明は、前記濾過体が円錐状であるようにした
ものである。

また、本発明は、前記濾過体がその上部に生成する渦流
の液体流出空間への浸入を阻止する渦流浸入阻止部を備
えてなるようにしたものである。

また、本発明は、前記濾過体が、液体流入空間と液体流
出空間とを連通ずる連通孔を、その上端部に形成されて
なるようにしたものである。

■　発明の詳細な説明 第２図および第３図は本発明の第１実施例に係る血液中
気泡除去装置１０を示す説明図である。

この血液中気泡除去装置１０は、容器本体１１と、容器
本体１１内を液体流入空間としての上部空間１２と液体
流出空間としての下部空間１３に画するように設けられ
た多孔質体からなる濾過体１４と、容器本体１１に上部
空間１２と連通ずるように設けられ、被処理血液を容器
本体１１の中心軸まわりに旋回する旋回流として上部空
間１２に導入する液入口１５と、容器本体１１に下部空
間１３と連通ずるように設けられ、濾過体１４を通過す
る処理血液を送出する液出口１６と、容器本体１１１ご
上部空間１２の上部き連通するように設けられ、上部空
間１２で分離される気泡を抜くための気泡出口１７とを
有している。なお、気泡出口１７には弁１８が備えられ
ている。

ここで、濾過体１４は容器本体１１の中心軸まわりに立
設される円筒状とされ、その全側面をメツシュ状とされ
ている。また、液入口１５は濾過体１４の上端部と略同
−レベルに位置されている。

さらに、濾過体１４の上端部には閉塞板１９が一体化さ
れ、その上部に生成する渦流の下部空間１３への浸入を
阻止可能としている。

次に、上記第１実施例に係る気泡除去装置１０の作用に
ついて説明する。

気泡除去装置１０は、例えば第４図に示す人工心肺装置
における人工肺１０１と人体１０２の大動脈とを結ぶ送
血回路の途中でより人体１０２寄りに取付けられる。な
お、第４図におい°ＣｌＯ３は貯血槽、１０４ＬＪポン
プ、１０５は熱交換器である。この気泡除去装置１０に
は、被処理血液の導入に先立ち、生理食塩水、乳酸リン
ゲル等がプライミングされる。被処理血液が液入口１５
から上部空間１２に導入されると、被処理座液は上部空
間１２の全容積を占めて旋回流となる。

旋回流となった被処理血液は、容器本体１１の上部空間
１２において旋回しながら外周部側から中央部側に移行
する。ここで、旋回流の流速が犬なる外周部では、比重
の異なる血液と気泡に犬なる遠心力が作用することから
、血液中の気泡が積極的に遠心分離される。このように
遠心分離された血液および気泡が次第に流速を低下して
中央部側に移行するに従い、大きな浮力上昇作用が作用
し、気泡は上方に移行し、血液のみが濾過体１４を通過
して下部空間１３に流入し、液出口１６から流出する。

他方、上部空間１２において上方に移行した気泡は、上
部空間１２の気泡だまりに一定量集まる毎に開かれる弁
１８を経て気泡出口１７から除去される。弁１８は、三
方活栓または三方活栓等が用いられる。また弁１８の代
りに、常時小流量の血液および気泡を流出させ、カーデ
イオトミイリザーバーなどへ導く方法も可能である。

すなわち、容器本体１１に導入された血液および気泡は
、それぞれ第３図に実線および破線で示すような流れと
なって分離される。

すなわち、上記気泡除去装置１０ｔζよれば、被処理血
液を旋回流として、血液中の気泡を遠心分離作用および
浮力上昇作用によって能動的に分離可能とするものであ
る。したがって、上部空間１２における濾過体１４に近
い部分は十分に気泡を除去促進された血液で占められる
こととなり、従来例におけるような濾過体により気泡を
捕捉する方式と異なり、５０〜２６０μ内外の孔径の多
孔質体からなる濾過体１４を用いても、直径０．１　ｖ
ｍ以下の微小気泡を十分有効ｔご除去することが可能と
なる。また、装置の安全性、信頼性が損なわれず、孔径
２６０μ内外の濾過体を使用し、血小板や赤血球の破壊
等の血液損傷のおそれがなく、また、濾過体１４による
圧力損失を低減することが可能となる。

また、気泡除去装＠１０は円筒状の濾過体１４を備えて
いることから、同一メツシュ面積を得るために必要な濾
過体半径を小さくすることが可能となり、プライミング
容量を著しく低減することが可能となる。さらに、液入
口１５が濾過体１４の上端部と略同−のレベルに位置さ
れていることから、液入口１５から液出口１６Ｇご達す
る血液の移動経路が長く、血液および気泡は長い間にわ
たって気液分離作用を与えられ、かつ、濾過体１４の上
端部から下端部に至る全濾過面積を有効に利用すること
が可能となる。

また、気泡除去装置１０は、濾過体１４の上端部に閉塞
板１９を備えていることから、多量の気泡が容器本体１
１に浸入し、第３図に示すように、上部空間１２におけ
る旋回の中心に渦流を生ずる場合にも、渦流の下部空間
１３への浸入が確実に阻止され、渦流の浸入に伴う液出
口１６への気泡流出を確実に阻止可能とする。

第５図は本発明の第２実施例に係る血液中気泡　　゛除
去装置２０を示す説明図である。この気泡除去装置２０
は、前記気泡除去装置１０におけると同様に、容器本体
２１、液体流入空間としての上部空間２２、液体流出空
間としての下部空間２３、濾過体２４、液入口２５、液
出口２６、気泡出口２７および弁２８を備えている。

この気泡除去装置２０が前記気泡除去装置１０と異なる
点は、そのｐ週休２４が円錐状とされ、その全面をメツ
シュ状とされている点にある。すなわち、この円錐状濾
過体２４は、第６図に示すように、ポリプロピレン製の
円錐形を構成する支持体２９の外面に、例えば孔径１６
０μのポリエステル繊維からなるメツシュ３０をインサ
ート成形ニヨって一体化されている。メツシュは、ポリ
エステル繊維の他、ポリアミド繊維、また、ポリテトラ
フルオロエチレン繊維、ポリエチレン繊維等を用いるこ
とができる。尚、メツシュ表面の気泡付着が少ない点よ
りポリエステル繊維、ポリアミド繊維が好ましい。さら
に、メツシュは、親水性化処理されていることが好まし
い。親水性であれば、全面が容易に水にぬれるため、表
面に気泡が付着することが防止できるからである。親水
化処理の方法としては、プラズマ処理また、親水性物質
（例えば、ポリビニールピロリドン、ポリビニールアル
コール、アルブミン等のタンパク、また親水性シリコー
ン）をコーティングする方法が考えられる。さらに、こ
の濾過体２４の上端部には、下部空間２２と下部空間２
３とを連通ずる連通孔３１が形成されている。

上記第２実施例に係る気泡除去装置２０の作用について
説明すれば以下の通りである。

すなわち、気泡除去装置２０は、濾過体２４が円錐状と
されていることから％容器本体２１の内面と濾過体２４
との間隙、すなわち、遠心力によって気液分離する上部
空間２２を広くとるとともに、浮力による気泡の上昇経
路を濾過体２４によって阻害することがなくなり、容器
本体２１の外径をより小とし、前記気泡除去装置１０に
比してそのプライミング容量をより小とすることが可能
となる。

また、気泡除去装置２，０は、濾過体２４の上端部に連
通孔３１を備えていることから、プライミング後、さら
には循環開始後、濾過体２４の下部空間側に残留気泡を
発見する場合に、低流量で被処理血液を流通させつ＼、
容器本体２１に振動を与えれば、気泡は連通孔３１から
上部空間２２に浮上し、排出可能となる。したがって、
プライミング操作性が良好となる。なお、上記気泡除去
装置２０において、第５図に２点鎖線で示すように、濾
過体２４の上方に渦流浸入阻止板３２を備えるようにし
ても良い。これによれば、容器本体２１への多量の気泡
流入による渦流生成時に、渦流の下部空間２３への流入
が確実に阻止され、渦流の流入に伴う液出口２６への気
泡流出を確実に防止可能となる。また、渦流浸入阻止板
は、該阻止板の下に気泡が貯留することを防止するため
に少し斜傾していることが好ましい〇 また、上記気泡除去装置２０の濾過体２４内に、第７図
に示すような柱体３３を設けても良い。これによれば、
濾過体２４によって画成される下部空間２３内の容積を
減少し、プライミング容量をより小とすることが可能と
なる。

第８図は、本発明に係る血液中気泡除去装置４０の具体
例を示す説明図であり、容器本体４１に液入口４２、液
出口４３および気泡出口４４を備えている。この気泡除
去装置４０は、上部空間における気泡分離領域を拡張す
るとともに、浮力による気泡の上昇を濾過体が阻害する
ことのない空間を拡張すべく、容器本体４１の流入部半
径を大きく設定している。なお、この容器本体４１の下
部は、気泡除去能に影響しないため、その直径を極限ま
で小とされている。

表１は、従来例に係る気泡除去装置１、本発明の各実施
例に係る気泡除去装置１０．２０の、それぞれ第１図、
第２図、第５図に示した各部寸法と、そのプライミング
量、圧力損失値を示すものである。この表１によれば、
気泡除去装置１０゜２０は従来の気泡除去装置１に比し
てプライミング容量および圧力損失を低減可能となるこ
とが認められる。

表　　　１ ■　発明の具体的効果 以上のように、本発明は、容器本体と、容器本体内を液
体流入空間と液体流出空間に画するように容器本体に設
けられた多孔質体からなる濾過体と、容器本体に液体流
入空間と連通ずるように設けられ、被処理液体を容器本
体の中心軸まわりに旋回する旋回流として液体流入空間
に導入する液入口と、容器本体ζこ液体流出空間と連通
ずるように設けられ、濾過体を通過する処理面液を送出
する液出口と、液体流入空間で分離される気泡を除去す
るために液体流入空間の上部と連通ずるように容器本体
に設けられた気泡出口とからなる液体中気泡除去装置に
おいて、上記濾過体は容器本体の中心軸まわりに立体状
に立設され、上記液入口は濾過体の上端部と略同−レベ
ルに位置されるようにしたものである。したがって、濾
過体による圧力損失を小とし、かつ微小気泡を十分に除
去可能とするとともに、プライミング容量をより小とす
ることが可能となる。

また、本発明は、前記濾過体が親水性処理された多孔質
体からなるものとすることにより、濾過体への気泡の付
着を防止可能となる。

また、本発明は、前記濾過体を円錐状とすることにより
、容器本体の内面と濾過体との間隙、すなわち、遠心力
によって気液分離する上部空間を広くとるとともに、浮
力による気泡の上昇経路を濾過体によって阻害すること
なく、容器本体の外径をより小とし、プライミング量を
より小とすることが可能となる。

また、本発明は、前記濾過体に、その上部に生成する渦
流の液体流出空間への浸入を阻止する渦流浸入阻止部を
備えることにより、容器本体への多量の気泡流入による
渦流生成時に、渦流の液体流出空間への流入を確実に阻
止し、渦流の浸入に伴う液出口への気泡流出を確実に防
止可能となる。

また、本発明は、前記濾過体の上端部に、液体流入空間
と液体流出空間とを連通ずる連通孔を形成することによ
り、プライミング時等に液体流出空間に残留することと
なった気泡、濾過体の液体流出空間側に付着した気泡を
連通孔を介して、液体流入空間側に容易に移送可能とな
り、プライミング時の操作性を向上することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に係る気泡除去装置を示す正面図、第２
図は本発明の第１実施例に係る気泡除去装置を一部破断
して示す正面図、第３図は同気泡除去装置の全断面図、
第４図は人工心肺装置を示す回路図、第５図は本発明の
第２実施例に係る気泡除去装置を一部破断して示す正面
図、第６図は同気泡除去装置における濾過体を取り出し
て示す断面図、第７図は濾過体の変形例を示す断面図、
第８図は本発明に係る気泡除去装置の具体例を示す正面
図である。 １０　、２０　、４０・・・気泡除去装置、１１，２１
゜４１・・・容器本体、１２．２２・・上部空間、１３
゜２３・・・下部空間、１４．２４・・・濾過体、１５
゜２５．４２・・・液入口、１６　、２６　、４３・・
・液出口、１７　、２７　、４４・・・気泡出口、１９
・・・閉塞板、３１・・・連通孔、３２・・・浸入阻止
板。 特許出願人チル七株式会社 代理人弁理士塩川修治 第１図 第２図　　　　　第３図 第４図 第５図　　　　　　第６図 １ １ ２４、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器本体と、容器本体内を液体流入空間と液体流
   出空間に画するように容器本体に設けられた多孔質体か
   らなる濾過体と、容器本体に液体流入空間と連通ずるよ
   うに設けられ、被処理液体を容器本体の中心軸まわりに
   旋回する旋回流として液体流入空間に導入する液入口と
   、容器本体に液体流出空間と連通ずるように設けられ、
   濾過体を通過した処理液体を送出する液出口と、液体流
   入空間で分離された気泡を除去するために液体流入空間
   の上部と連通ずるように容器本体に設けられた気泡出口
   とからなる液体中気泡除去装置において、上記濾過体は
   容器本体の中心軸まわりに立体状に立設され、上記液入
   口は濾過体の上端部と略同−レベルに位置されることを
   特徴とする液体中気泡除去装置。
2. （２）前記濾過体は、孔径５ｏ〜２６０μの多孔質体か
   らなる特許請求の範囲第１項に記載の液体中気泡除去装
   置。
3. （３）前記濾過体は、親水性処理がされた多孔質体から
   なる特許請求の範囲第１項または第２項いずれかに記載
   の液体中気泡除去装置。
4. （４）　　前記濾過体は、円錐状−である特許請求の範
   囲第１項または第３−項のいずれかに記載の液体中気泡
   除去装置。
5. （５）　　前記濾過体は、その上部に生成する渦流の液
   体流出空間への浸入を阻止する渦流浸入阻止部を備えて
   なる特許請求の範囲第１項または第４項のいずれかに記
   載の液体中気泡除去装置。
6. （６）　　前記濾過体は、液体流入空間と液体流出空間
   とを連通ずる連通孔を、その上端部に形成されてなる特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の液
   体中気泡除去装置。