JPS60500560A - あらかじめプライミングされたフィルタ−装置およびその製造方法 - 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】 あらかじめプライミングされたフィルター装置およびその製造方法オ揖 本発明は一般にはフィルター装置に関する。さらに詳しくは、本発明は疎水性材 料を使用するフィルター装置に関する。本発明はまた一般に多孔質疎水性材料の 湿潤に関する。

本光肌旦！東芥夫グ旦囮 現在、アメリカ合衆国では毎年１２．０００単位以上の全血がボランティア供血 者から採取される。血液成分療法の出現により、今日採血される全血の６０％な いし８０％はそれ自体で貯蔵され、輸血に使用されない。その代わり、全血は臨 床的に証明された細胞および非細胞成分に分離され、それら自体で貯蔵され、特 定の状態および病的状態の多数を治療するために使用される。

全血の臨床的に証明された細胞成分には、慢性貧血症の治療に使用できる赤血球 、および血小板血痰の治療に使用できる血小板が含まれる。全血の臨床的に証明 された非細胞成分には血漿、およびアルブミン、タンパク分画、ガンマグロブリ ン、および種々の他の特異的凝固タンパク濃縮物のような血漿系分画が含まれる 。

今日のコンセンサスは、患者の治療は特定の病気を治療するのに必要な全血の治 療成分のみを提供することによって改良されることである。このため全血の治療 成分に対する需要は絶えず増大している。同様に全血の細胞および非細胞成分を 採取し、分離し、そして貯蔵するための安全にして有効なシステムおよび方法に 対する需要も当然増大している。

全血は口過によってその細胞および非細胞成分に分離できる。しばしば血液口過 装置は疎水性多孔質材料を使用する。該材料は疎水性であるため、膜は膜を通る 流体流に調和させるため最初濡らさなければならない。膜のボア容積が液体で完 全に満たされた時多孔質膜は塗れている。

疎水性材料を濡らす一般的方法は該疎水性材料を自然に濡らす界面活性剤、アル コール類または他の流体の適用を含んでいる。例えば１９８２年６月１４日出願 （７：ｌ　ＷＥＴＴＡＢＬＥ　ＨＹＤＲＯＰ）ＩＯＢＩＣＨＯＬＬＯＷＦＩＢＥ Ｉ？Ｓと対するＢｏｇｇｓ　ｅｔ　ａｌの米国特許出願第３８７．９８８号が注 目される。

他の慣用の湿潤方法は月料の表面特性を変える化学的手段の使用を含む。

それらの独特の性質により、慣用の湿潤技術はフィルター材料のボア容積中へ非 生理的物質の導入を含む。それらはまた使用前フィルター材料のボア容積から非 生理的物質の洗浄の後工程を必要とする。しかしながら洗浄工程の完全性にもが かわらず、フィルター材料を濡らすために使用した非生理的物質の微量が該材料 と結合して残る可能性が存在する。

加えて、疎水性材料を自然に濡らす慣用の物質は、該疎水性材料がその中に支持 されているプラス千ツクハウジングのひび割れもしくはストレス割れを生しさせ 得る。該ハウジングのひび割れおよび実際のもれが発生し得る。

のみを使用して濡らした疎水性多孔質材料を有するフィルター装置を提供するこ とである。

本発ｊ勿ｌ且 このおよび他の目的を達成するため、本発明は、自然に材料を濡らす物質を使用 しないで濡らした多孔質材料を有する装置を提供する。本発明によれば、驚くべ きことに圧力を加えることにより、多孔質材料を自然に濡らさない液体はそれに もか＼わらず該材料のボア容積中に圧入され得ることが発見された。このように 、本発明によれば、多孔質材料は該材料を自然に濡らさない液体で濡らされる。

−具体例において、多孔質材料は与圧液体へ曝露する前に減圧もしくは真空へ最 初かけられる。この付加工程は本発明に従って実施される湿潤プロセスの全体的 有効性を容易にするものと信しられる。

本発明により、水または食塩水のような生理的液体のみを疎水性多孔質膜を濡ら すために使用することができる。界面活性剤または他の非生理的液体への膜の曝 露はそれによって完全に避けることができる。処理したフィルター装置は後から の洗浄工程なしに、そして界面活性剤または他の非生理的物質の残留痕跡の可能 性なしに生理的液体でプライミングされ、そして直ちに使用可能である。

本発明の他の特徴および利益は明細書および請求の範囲に指摘され、またはそれ から自明であり、図面に示した具体例の自明な修飾も同様である。

は面４と簡」（笠１１更 第１図は、本発明の特徴を具体化するあらかじめ濡らし、あらかじめプライミン グしたフィルター装置の斜視図である。

第２図は、第１図に示したあらかじめ濡らしそしてプライミングしたフィルター 装置の一部破断斜視図である。

第３図は、フィルター装置と、本発明に従って該フィルター装置を濡らしそして あらかじめプライミングするために使用し得る装置の部分斜視図である。

第４図は、フィルター装置と、本発明に従って該フィルター装置を濡らしそして あらかしめプライミングするために使用し得る別の装置の斜視図である。

八日のｉ′　な二Ｈ 本発明の特徴を具体化するあらかじめ濡らし、そしてあらがしめプライミングし たフィルター１０が第１図および第２図に図示されている。該フィルター１０は 様々に構成することができ、そして様々の目的に使用できる。本発明は医療目的 フィルターに使用するのに良く通しているため、図示した具体例においては、フ ィルター１０は全血の細胞および非細胞成分を分離するために適したものである 。

フィルター１０はプラスチック材料から成型し得るハウジング１２を含んでいる 。ハウジング１２は適当な血液出口および入口ボートそれぞれ１８および２０を 有する端部キャップ１４および１６を含んでいる。ハウジング１２はまた血漿ボ ート２２と、後でその目的を説明するであろう任意の充虜ポート２４を含んでい る。第２図に図示した多孔質疎水性フィルター材料１７はハウジング１２内に収 容される。

第２図に示すように、疎水性フィルター材料１７は、所望のボア寸法を有する複 数の中空微小孔質繊維２７よりなる。フィルター材料１７は平坦なシートのよう に別様に構成し得ることを理解すべきである。

疎水性材料のボア寸法および空隙率は特定のフィルター用途に依存し、そして本 発明の一般的局面の制限ではない。このためボア寸法は一般に除去される成分ま たは望む処理のタイプを基にして選択されるであろう。細胞血液成分を非細胞血 液成分から分離するだめの望ましいボア寸法はこの技術で良く知られている。そ のような微小孔質疎水性材料の適当なタイプは、例えばポリプロピレンから製造 したものを含んでいる。そのような微小孔質膜材料の他の適当なタイプはポリエ チレンから構成したものを含んでいる。

フィルター１０は任意の適当な寸法によって製作することができる。例えば、疎 水性フィルター繊維の束２７をハウジング１２の縦軸に実質上平行な方向にハウ ジング１２中に収容し、ハウジング１２内において適当なボッティングコンパウ ンドの使用により両端において固定することができる。この着想はこの技術分野 において良く知られており、任意の適当な構成を使用し得るから本発明の限定で はない。

液体２６がハウジング１２の内部および疎水性中空繊維２７のボア容積を満たす 。液体２６はそれぞれのポート１８．２０．２２および２４をシールする端部キ ャンプ１９，２１．２３および２５によってハウジング内に保持される。

本発明によれば、ハウジング１２を満たす液体２６は界面活性剤のように疎水性 フィルター材料１７を自然に濡らす物質を含まない。

にもかかわらず本発明によれば、液体２Ｇ単独が疎水性フィルター材料１７を濡 らすために使用されている。

さらに詳しくは、第３図において、本発明に従ってフィルター装置５４および５ ６をあらかしめ濡らし、そしてあらかしめプライミングするために使用し得る装 置が図示されている。

該装置は、チャンバー３０と、圧力下の空気および他の流体を供給するための周 辺機器３２とを含んでいる。チャンバー３０は陽圧および除圧に耐えるように設 計されている。

周辺機器３２はチャンバー３０へ圧力下流体を放出するためのラインを含んでい る。第３図に図示されているように、周辺機器３２は溶液ライン３４と、弁３８ を有する液体貯蔵タンク３６とを含んでいる。タンク３６中の液体２６はフィル ター装置５４および５６の多孔質材料を自然に濡らす界面活性剤等を一切含んで いない。

第３図に図示された具体例においては、周辺機器はチャンバー３０の内部と連通 している圧力および真空ライン４０をも含んでいる。

該ライン４０は適当な弁４２．４４および４５．真空源４７．圧力調節器４６、 および圧縮ガス源４８を含んでいる。弁５２を持つ排気ライン５２もチャンバー ３０を排気するために設けられる。

弁３８．４２，４４．４．５および５２のすべては最初閉じている。

フィルター１０と類似の、しかし液体２６でまだ満たされていないフィルター装 置５４および５６がチャンバー３０中に納められる。

各フィルター５４および５６の入口および／または出口ポート１８゜２０．２２ および２４の一つまたは二つ以上が開かれる。本発明によれば、各フィルター５ ４および５６に関係する入口または出口ポートの一つだけを開けばよいことを理 解すべきである。

弁４２および４４を開き、チャンバー３０を圧力および真空ライン４０によって 最初減圧する。それぞれの関係する中空繊維のボア容積を含む各フィルター５４ および５６の内部はそれによって開いたポー１〜を通って減圧される。

チャンバー３０の減圧後、弁４２および４４が再び閉しられる。

弁３８が開かれ、そしてチャンバー３０は貯蔵タンク３６から溶液ライン３４を 通って液体２６で満たされる。各フィルター５４および５６の内部もそれによっ て開いているポートを通って満たされる。

チャンバー３０およびフィルター５４および５６が溶液２６で満たされた後、弁 ３８は閉しられる。本発明によれば、弁４５が開かれ、そしてチャンバー３０の 内部は圧縮ガス源４８からの圧縮ガスによって与圧される。圧力調節器４６が所 望の圧力を提供するために使用される。

驚くべきことに、液体２６はそれ自身でフィルター装置５４および５６の多孔質 材料１７を自然に濡らさないにもかかわらず、それは加えられた圧力のもとで材 料１７のボア容積中へ圧入される。最終結果は、材料１７が材料１７を自然に濡 らさない液体２６で濡らされることである。

これらの驚くべき結果を達成するために加えられる圧力の量は、使用される疎水 性フィルター材料の特定のタイプに応して変化するであろう。

ある特定の材料のための圧力の量は実験的に決定し得る。溶液が材料を濡らすた めに必要な一定時間が存在すると信しられるが、圧力が一次的な配慮であると信 じられる。一般に、材料を濡らすのに要する実際の時間は１分以下であろうが、 これは本発明の限定ではないことを理解すべきである。

その代わりに、微小孔質中空繊維を濡らすだめの圧力要件は下記式によって推定 することができる。

式中、γ−液体表面張力（ダイン／ｃｒｎ）θ−接触角（度） ｄ−中空繊維ボア寸法（ｃＩｎ） 本発明のこの驚くべき結果を達成するのに用いられる液体２６は、多孔質フィル ター材料を自然に濡らさない実質上任意の液体よりなるとかできる。例えば、多 孔質材料が疎水性である時、液体２６は水のみからなることができる。液体２６ はまた、食塩水のような水を含む溶液からなることができる。図示した具体例の 環境においては、食塩水の使用が好ましい。

液体２６が材料１７のボア容積中に圧力下で圧入された後、弁４５が閉じられ、 弁５２が開かれ、そしてチャンバー３０は排気ライン５０を通って排気される。

フィルター５４および５６はその後チャンバー３０から取り出すことができる。

ａ潤プロセス中開いていたポートは、フィルターハウジング中に液体２６を保持 するためこれまでＲＩＭｆａしたキャンプを用いて閉鎖される。

第１図および第２図に示したフィルター１０は、それにより以前濡れていない疎 水性繊維が今や完全に濡れた状態にある形で提供される。液体２６は使用時まで ハウジング１２中に残っている。このためフィルター１０はあらかじめ濡れてい るばかりでなく、あらかじめプライミングされる。

このあらかしめ濡れ、そしてあらかじめプライミングされたフィルター１０は、 オートクレーブ処理、放射線滅菌等によって滅菌することができる。

フィルター材料を与圧液体２６へさらす前にチャンバー３０を最初減圧する、上 で論じた工程は、湿潤プロセスを容易化するのに役立つものと信しられる。フィ ルター材料を最初真空もしくは単に減圧へさらすことにより、該材料のボア容積 中に平素存在する空気が除去される。その後圧力下でボア容積内に圧入される液 体２６は、その時圧力が除去された後ボア容積内にとどまるであろう。そうしな ければ、与圧液体２６の侵入によってボア容積内に圧縮された空気は圧力が除去 された後膨張し、そして液体２６をボア容積から押し出すものと信じられる。

しかしながら、最初の減圧工程を省略し、そして空気をボア容積から除去するた めに他の方法を使用することができる。

例えば、液体２６を十分な圧力で導入することにより、ボア容積内に存在する空 気を溶液中に追い出し、または溶解することができる。

この代替技術は、ボア容積を二酸化炭素または液体２６中に容易に溶ける他の気 体で最初パージすることによって増強することができる。溶液へのガス全拡散を 増加するのに役立つ任意の比肩し得る技術、例えば加熱を使用することもできる 。

減圧工程を使用しないなお別の具体例においては、与圧液体の導入後多孔質材料 の片側の圧力を急に下げることができる。これは空気をボア容積から効果的に溢 流させるため流体をボア容積を通って低い圧力側へ急速に引っ張るであろう。

第３図に関する以上の説明は、本発明によるあらかじめ濡らしそしてあらかじめ プライミングしたフィルター１０のい（つかの製作方法を代表する。しかしなが ら他の技術も使用することができる。

例えば、フィルターハウジング１２はそれ自体圧力チャンバ−３０の均等物とし て役立ち得る。この具体例においては、ハウジング１２は加えられる圧力に耐え るのに十分な材料で作られるであろう。

この構成においては、チャンバー３０は省略され、そしてライン３４および４０ は一般に第４図に示すようにフィルターの所望の入口および／または出口ポート へ直接接続されるであろう。

なお他の構成が第４回にもっと詳しく示されている。この具体例においては、圧 縮空気源と連通しているガス圧力ライン６２を持っている空気圧力チャンバ−５ ８が用意される。フィルター１０と類似のデザインであるがしかし未だ液体２６ で満たされていないフィルター６０はチャンバー５８内に納められる。液体ライ ン６４はポーｌ−６６，７０または７２の少なくとも一つと直接連通している。

液体ライン６４はチャンバー５８とは連通していない。図示した具体例において は、ライン６４は血漿ポート６６と血液出口ボート７２とに直接連通している。

このため液体２６はライン６４を通ってフィルター６０の内部へ直接向けられる 。チャンバー５８の内部は同時に内側流体圧力と一般に等しい外側空気圧力へ与 圧される。この構成は、与圧液体がフィルター材料のボア容積中へ導入される時 フィルターハウジングが爆発するのを防止する。

なお他の構成においては、フィルター１０の入口および出口ポー）１８．２０お よび２２のすべて（第１図を見よ）はあらかじめ取付けたそれらの最終閉鎖キャ ップ１９．２１および２３を持つことができる。この構成においては、与圧液体 ２６は第１図および第２図に示したように別の充填ポート２４を通ってフィルタ ー装置中へ導入されることができる。充填ポート２４はフィルター材料の血液側 または血漿側、またはその両方と連通ずることができる。フィルター材料が濡ら された後、充填ポート２４はその後それ自体のキャップ２５で閉鎖されることが できる。

なお他の具体例においては、入口または出口血液ポート１８または２０の一方が 閉じられ、そして与圧液体２６の流れは他の開いているポート１８または２０を 通って向けられる。与圧液体２６の流れはフィルター材料のボア容積を通って圧 入され、そして開いたままに放置される血簗ポート２２を通ってフィルターハウ ジング１２を出る。与圧液体２６の流れのみがフィルター材料を濡らす。

なお他の構成において、液体２６はフィルター材料を自然に濡らすのに要するよ りも実質的に少ない量で存在する界面活性剤を含むことができる。界面活性剤の 少量の存在は液体２６をフィルター材料のボア容積中へ圧入するために要する圧 力の全体量を減らすであろう。

本発明のどの特定の具体例が使用されるかに関係なく、フィルターの多孔質材料 は疎水性材料を自然に濡らす界面活性剤または他の非生理的物質を使用すること なく濡らされる。

実施例■ 第１図に示したものと類似のフィルター装置が本発明によって濡らされ、あらか じめプライミングされた。フィルターに用いられた微小孔質フィルター媒体は以 下の物理的特性を有する疎水性ポリプロピレン中空繊維材料であった。内径３２ ０μ、膜厚１５０μ、有効長２１．４ｍ、有効表面積０．１７ｍ、および最大ボ ア寸法０．５５μ。

第３図に図示したものに類似の装置が使用された。フィルターをチャンバー３０ 内に納めた。フィルターポートのすべてを開き、チャンバー３０を水銀柱０．３ インチの絶対圧へ減圧した。次にチャンバー３０を食塩水のみで満たし、そして その後約１５０ｐｓｉへ１分間以下の間与圧した。フィルターをチャンバーから 取り出し、フィルターの血液入口ポートを低圧力水ラインへ接続することによっ てテストした。血液出口を閉じ、そして水は血漿出口ポートから自由に流出した 。

全血を使ったそれ以上のテストは、本発明に従って濡らしたフィルター材料の口 過特性は慣用の界面活性剤で濡らしたフィルター材料のそれと同じであることを 示した。

実施例■ 第１図に示したものと類似の他のフィルター装置を本発明に従って濡らし、そし てあらかしめプライミングした。］吏用した微小孔質フィルター材料は実施例Ｉ で記載した同しポリプロピレン中空繊維材料であった。

この操作においては、外側チャンバーは使用されなかった。装置の血液出口側が 閉じられた。血脩出口側が開かれた。水の与圧流が約９５ｐｓｉで血液入口側を 通って約１分間導入された。水の与圧流は毎分的２２Ｉ！の流量をもって開いて いる血竪出口側を通って流出し、疎水性フィルター材料が濡れたことを示した。

本発明をい（つかの特定例に関して記載したが、本発明は他の再構成、変更およ び修飾が可能であることを理解すべきであり、そしてそのような再構成、変更お よび修飾のすべては請求の範囲に属するものとしてカバーすることを企図するも のである。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．多孔質材料を自然に濡らさない液体のみを使用して圧力下に濡らした多孔質 材料を含む装置。 ２、前記多孔質材料は細胞様血液成分を非細胞血液成分から分離するために適し ている第１項による装置。 ３、前記材料を濡らすのに用いた前記液体が前記装置の使用時まで前記濡らした 材料と接触して保持される第１項による装置。 ４、前記多孔質材料は疎水性であり、そして前記液体は水を含んでいる第１項に よる装置。 ５、前記多孔質材料は前記多孔質材料のボア容積中へ前記液体を圧入するのに十 分な圧力下で前記液体へ曝露される第１項による装置。 ６、前記多孔質材料は前記液体と接触前記多孔質材料のボア容積から空気を除去 するため減圧へかけられる第５項による装置。 ７、前記減圧は実質上真空である第６項による装置。 ８、ハウジングと、 該ハウジング中に位置する疎水性膜と、前記疎水性膜を自然に濡らす物質を使用 することなく前記疎水性膜を濡らすため圧力下に前記ハウジング中へ導入された 水を含む液体 とよりなるあらかじめプライミングされたフィルター装置。 ９、前記疎水性膜は全血の細胞様成分をその非細胞成分から分離するために作動 する第８項によるフィルター装置。 １０、前記液体は食塩水である第９項によるフィルター装置。 １１、材料を自然に濡らす物質を使用することなく多孔質材料を濡らす方法にし て、 該材料を自然に濡らさない液体で該材料を接触する工程と、該液体を該材料のボ ア容積中へ圧入するのに十分な圧力を該液体へ加える工程 とを含んでいる前記方法。 １２、前記加圧を打ち切った後も前記液体と該材料のボア容積との間の接触を維 持する工程をさらに含んでいる第１１項による方法。 １３、前記接触工程の前に前記多孔質材料へ減圧を加える工程をさらに含んでい る第１１項による方法。 １４、前記減圧の適用は真空または実質上の真空の適用を含む第１３項による方 法。 １５、第１１項の方法に従って濡らした疎水性多孔質材料。 １６、前記材料を濡らすのに使用した前記液体は水を含んでいる第１５項による 濡らした材料。 １７、第１４項の方法に従って濡らした疎水性多孔質材料。 １８、当初濡れていない疎水性フィルター材料を該疎水性材料を自然に濡らす物 質を使用することなく、水を含む液体で圧力下接触させる工程を含む疎水性多孔 質材料を使用するあらがしめ濡らしたフィルター装置の型造方法。 １９、前記接触工程前に前記多孔質材料のボア容積がら空気を除去する工程をさ らに含んでいる第１８項による方法。 ２０、前記接触工程後前肥液体と前記多孔質材料との間の接触を維持する工程を さらに含んでいる第１８項による方法。