JPS609460B2 - 血液透析器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はキール型、コルフ型等のごとき有孔スクリーン
部材が膜支持のために用いられる血液透析器において、
該有孔スクリーン部材或いはネット部材が表面全体を親
水性処理を施したものであることを特徴とする血液透析
器に係わる。

透析型人工腎臓装置は、慢性啓不全患者の血液を体外に
取り出して血液中に存在する代謝老廃物を透析により体
外に排出する装置であって、代謝老廃物の排出は血液と
透析液とを人工の透析膜を介在させて拡散によって、代
謝老廃物を透析液側に移動させて行われる。

この場合老廃物の移動の推進力となるのは血液と透析液
との濃度差である。勿論透析効率は使用する膜の性能に
よって左右されるものであり、一般的にはセルロース系
のカプロフアン（ジェー・ビー・ベンベルグ社商品名）
が使用され、少なくとも０．７で以上といった大面積の
膜が必要である。そのために有孔スクリーン部村が膜支
持のために使用される透析器が知られている。有孔スク
リーン部材を透析膜の支持体として便用する透析器には
、例えば平板形式のキール型、コイル型式のコルフ型や
これらの形式を変形した積層形式のもの等が知られてい
る。

該支持体は一般に膜の片側に全面に渡って使用され、膜
の透析機能を補佐している。支持体と膜との接触面積が
大きければ大きい程、膜の透析機能が減ぜられるため、
支持体と膜の接触面積を小さくする工夫が幾つかなされ
ている。一般的には有孔スクリーン部材として高分子物
質で形成されたストランドを互に一定角度で交差せしめ
固定したネット状のものが使用されるし、一定間隔で一
定の大きさの穴を無数にあげ、凹凸形状或いは波形形状
を付与したシート状のものも知られている。これ等透析
器においては、膜の一方側に血液を環流し、支持体の介
在する他方側には透析液を流して血液から代謝老廃物を
除去する。透析液は有孔スクリーン部材によって形成さ
れた種々の複雑な通路を通って乱流状態で流され、透析
効率を高めている。透析型人工腎臓のもう一つの機能は
、体液中の水の量の調節を行うことである。通常透析液
側の圧力を血液側より低く保つことによって行われる。
即ち圧力差によって血液中の水分等を透析液側に移動さ
せることであり、限外炉過と称せられている。理想的な
透析器にあっては、これ等の機能が実用上差しつかえな
い様に、一定水準以上でなければならないことは言うに
及ばず通常５時間以上運続して行われる賢不全患者の透
析療法において、その機能が経時的に変動しないことが
望ましい。

有孔スクリーン部材を膜の支持体として使用する血液透
析器にあっては、予め透析液を−７００側Ｈｇ以下に減
圧し、透析液中に溶存している空気を脱気したものを使
用すると透析効率、限外炉過効率の経時的な変動も少な
く、実用上問題ないが、経済的な理由により、脱気して
いない透析液をそのまま使用することが多い。この場合
、いまいま透析効率、限外炉過効率が小さく且つ時間の
経過と共に変動し、透析療法中に透析条件を調整しなけ
ればならないことが多い。本発明者等はこの現象を深く
追求した結果、有孔スクリーン部材が機械的強度や経済
的な理由により汎用の疎水性高分子材料で構成されてお
り、そのため透析器内部の有孔スクリーン部材が介在す
る透析液流路に透析液を流すと、有孔スクリーン部材の
表面或いはスクリーン孔に気泡が付着吸着し、容易に気
泡が透析器から排出されず透析効率及び限外炉過効率に
種々な悪影響を与えることを見し、出した。本発明はこ
れ等の問題点を解決したものであって、高分子材料で作
られた有孔スクリーン部材の表面全体を液滴法による水
との接着角が８０ｏ以下になるように親水性処理を施し
たものを使用して、人工腎臓に使用する血液透析器を製
作することを特徴とするもので、これにより透析液を使
用前に予め減圧下で脱気処理を施こさなくても、脱気処
理を施した透析液を使用した場合と同等ないいま近似し
た透析効率及び限外炉過効率を持った優れた透析器を提
供できるものであって、透析液処理装置の低コスト化、
透析操作の簡便化等貢献するところは大きい。なお、有
孔スクリーン部材を親水性高分子材料で構成すると本発
明と同等な効果が期待できるが、一般的にかかる親水性
高分子材料は機械的強度に弱く且つ高価なためスクリー
ン部村には通しない。

本発明でいう有孔スクリーン部材とは、ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ塩
化ピニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレ
ート、テフロン等の汎用疎水性高分子材料で作られたも
のであって、ストランドを互に一定角度で交差せしめ固
定したネット状のもの、ストランドを互に一定角度で編
んだもの、一定の大きさの穴を無数にあげ凹凸形状ない
いま波型形状を付与したシート成形物等を指す。

本発明に使用する高分子物質で形成された有孔スクリー
ン部材の表面を液瓶法による水との接触角が８０ｏ以下
になるように親水性処理を施す方策としては、該物品の
表面層中又は表面上に親水基を導入する方法並びに親水
性高分子物質をコーナイングする方法等によって行うこ
とが出来る。表面層中又は表面上に親水基を導入する方
法としては、クロム酸混液等の強酸性物質と接触させる
方法や、ｙ線、電子線、紫外線等の照射、コロナ放電等
により極性化させる方法がある。更に高分子物質と反応
することが出来る遊離基を生成する化合物を含む液体と
接触させ、その後タ化学反応或いは照射によって遊離基
を生成させ、高分子物質と反応させる過程からなる方法
もある。

照射による場合はｙ線、電子線、紫外線等で有孔スクリ
ーン表面にラジカル等の活性点を生成させ、化合物の遊
離基と反応することによって親０水茎を導入する。例え
ば所謂グラフト重合もその一例である。該化合物として
は親水性を示す単量体であれば全て使用可能であり、ハ
イドロン（２−ヒドロオキシメチルメタクリレート、２
−ヒドロオキシェチルメタクリレート等）は代表例の一
５つである。親水性高分子物質のコーティング法は、別
に重合した親水性高分子溶液又はェマルジョンを有孔ス
クリーン部材表面に塗布或は浸潰し、表面上に親水性高
分子の被膜を形成せしめる方法である。

０この場合有孔スクリーン部材を形成した高分子物質に
よっては接着性を向上せしめるため、予め放電処理、ク
ロム酸混液処理、紫外線照射処理等で表面を酸化してお
く方が好ましい。

使用する親水性高分子物質としては、水との接触角が８
０ｏ以下夕のものであれば使用可能であり、特に限定し
ないが、ハイドロン及びハイドロンと他の疎水性単量体
との共重合物等は好ましい物質の一つであるし、アクリ
ル酸ァミド類、ビニルピリジン、エチレングリコール等
の親水性単量体と他の疎水性単０量体との共重合体も使
用できる。親水性処理の程度は、より親水性であればあ
る程本発明の目的を達するが、実験の結果実用的には液
滴法による水との接触角が８０ｏ以下であれば、予め透
析液を脱気処理しなくても有孔スクリーン部材への気泡
の付着が著しく減少し、透析液の圧力損失が小さくなり
、限外炉過効率も向上することが認められた。

又、更に好ましくは７００以下であれば、予め透析液を
脱気処理しなくても透析液の圧力損失及びその変動中、
限外炉過効率等も脱気処理した透析液を用いた場合とほ
ぼ同等値を示し、大中に改善された。

本発明は人工腎臓に使用する血液透析器を例にとって記
述してあるが、これのみに限定されるものではなく、有
孔スクリーン部材を膜の支持体として使用する他の人工
臓器にも応用できるものである。

以下本発明を実施例により説明する。

実施例 直径０．３側のストランドを互に４５０の角度で２柳間
隔で交差固着せしめたポリプロピレン製のネットを一定
の寸法に切断し、下記に示すＡ、Ｂ及びＣ法の３法で表
面全面に親水性処理を施した。

Ａ法：ネットをクロム酸混液に３日問浸潰し、水洗乾燥
したものに、２ーヒドロキシメチルメタアクリレート５
＄部及びメトオキシェチルメタアクリレート５疎部をメ
タノール溶液中で過酸化物を重合開始剤として重合した
溶液を塗布し、６０００で３時間乾燥し固着した。

このものの液滴法による水との接触角＊ は６０ｏ
以下で良好な親水性を示した。

Ｂ法；ネットに３Ｍｒａｄのガンマ一線を照射した後、
ヒドロキシェチルメタァクリレート溶液に浸潰して４０
『０で７時間放置した。

その後ネットを取出しメタノールで洗縦後乾燥した。

このものの液滴法による水との接触角は６０〜７００で
あった。

Ｃ法：ネットをクロム酸混液に室温で７日間浸潰し水洗
乾燥した。

このものの液滴法による水との接触角は約７８ｏで処理
前の接触角１００〜１１００に比べ向上した。

これ等のネットを支持体として人工腎臓用透析膜として
一般的に使用されているセルロース系のカプロフアン（
ジェー・ビー・ベンベルグ社商品名）とを組合せて積層
型の血液透析器をそれぞれ製作した。

比較のため親水処理を施していない同材質のネットとカ
プロフアンを組合せて全く同じ構造の血液透析器も併せ
製作した。これ等透析器を使用してィンビト。

（ｉｎｖｉｔｒｏ）で血液流路側に１０５の９′ｄ‘濃
度の尿素水溶液を流量２００の‘／分で流し、透析液流
路側に市販の透析液を流量５０物‘／分、透析液出口圧
力−１００肋Ｈｇの条件で透析液を予め脱気せずに、そ
のまま使用して透析をそれぞれ７時間実施した。

実験結果を第１表に示す。第 １表 未処理の場合は、透析液から発生した気泡が膜支持体の
ネットに多数付着し、液流と共に出口側に排出されるも
のもあるが気泡の満溜が箸るしく、透析液の圧力損失が
大きく且つ経時的な変動中も大きく、最大８５肌Ｈｇに
も達した。

また滞溜した気泡のため、有効膜面積が小さくなり、限
外炉過効率は僅か１．６肌／側Ｈｇ／ｈｒであり、しか
も代謝老廃物の代表的物質である尿素の透析効率を示す
尿素クリアランスは経時的に減少し、７時間後には３０
％も減少した。これに比較して、親水性処理を施したネ
ットを使用した透析器の場合は、水との接触角が小さい
親水性処理を施したもの程、透析液の圧力損失が小さく
、その変動中も小さくなる煩向を示した。

また気泡の満溜が少なくなるため有効膜面積は大きく、
その結果、限外反過効率は著るしく改善され且つ尿素ク
リアランスが向上し、しかもその変動も少なく、７時間
後の減少率も１．８％以下となり、改善の効果が認めら
れた。特にＡ法及びＢ法による親水性処理の場合が改善
効果が著しかった。これら効果に派生する因子として、
透析器内部での透析液からの気泡の発生及び付着満溜が
ネット表面を親水性処理することによって抑制されるた
めと推定される。事実観察した結果では、このような傾
向が認められた。次に透析液を予め一７０仇肋Ｈｇで連
続的に強制脱気した上で、上記の４種の透析器について
同一条件で透析実験を実施したところ、全てのものが、
透析液の圧力損失２２〜３比肌Ｈｇに保たれ、限外炉過
効率は、３．３〜３．８の‘／肌Ｈｇ′ｈてと良く、尿
素クリアランスも７時間に渡ってほぼ一定に保たれた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有孔スクリーン部材が透析膜支持のために用いられ
   る血液透析器において、該有孔スクリーン部材がその表
   面全体を液滴法による水との接触角が８０°以下になる
   ように親水性処理を施した高分子材料よりなることを特
   徴とする血液透析器。