JPS61113458A - 血液浄化器 - Google Patents

血液浄化器

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JPS61113458A
JPS61113458A JP23501484A JP23501484A JPS61113458A JP S61113458 A JPS61113458 A JP S61113458A JP 23501484 A JP23501484 A JP 23501484A JP 23501484 A JP23501484 A JP 23501484A JP S61113458 A JPS61113458 A JP S61113458A
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JP
Japan
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hollow fiber
blood
fiber membrane
membrane
blood purifier
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Pending
Application number
JP23501484A
Other languages
English (en)
Inventor
粟田 僚一
泉 康伸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、血液透析あるいは血液濾過用の中空糸型人工
臓器に関するものである。更に詳しくは、慢性あるいは
急性の腎不全患者の治療を目的とした、すぐれた濾過特
性と安定性を有する血液透析器または血液−過器または
血圧駆動型血液濾過器に関するものである。
〔従来技術〕
現在、慢性腎不全患者の治療としては、血液ポンプを使
用した間IX的な血液透析や血液−過が一般的に行なわ
れている。一方、手術後の合併症等で生じる急性腎不全
患者の治療に対しては、迅速な水分及び溶質の大量の除
去が必要となってくるため、従来の間島処的治療法では
対応できないととが多い。この場合には連続的血液透析
または血液濾過が効果的であるが、1日〜2週間程度連
続的に使用するため、これに使用される膜には厳しい血
液適合性が要求され、また従来より用いられている血液
透析器や血液濾過器では構造的な問題から使用は困難で
あった。
従来の血液透析器または濾過器では、4〜5時間という
短時間の血液浄化を目的としているため、除水及び溶質
除去のみを効率良く行い得るように浄化器の設計がなさ
れており、以下のような構造的欠点のため前述のような
長時間の連続的血液透析または血液濾過には使用できな
かった。すなわち、■有効膜面積を大きくするために中
空糸膜の訃 装入本数が多く、従って膜1本当た夛の血流、すなわち
剪断速度が低下すること、■同様に中空糸膜の有効長を
長くする必要があり、このため入口、出口間の圧力差、
すなわち圧力損失が大きくなることから、入口圧を高く
しなければならないこと、■浄化器内のデッドスペース
が大きく、特に中空糸開口側の端面部における中空糸膜
の占める割合、すなわち充填率が高々40%以下と小さ
く、且つそれが中心部に集中しその周縁部に膜を固定す
る接着剤の面が大きく露出する結果、この血液の滞留部
分において血栓が生じ易くなること、などが挙げられる
更に、長時間の連続使用では患者の心臓に大きな負担が
かかる血液ポンプの使用は好ましくなく、患者自身の血
圧のみによって体外循環を行う治療法、すなわち血圧駆
動型血液濾過も検討されておシ、この場合患者の豊圧に
応じた血流変動、特に 。
血流低下によ)膜内に血栓が生じ易いことから、従来の
血液浄化器の使用は不可能であった。
〔発明の目的〕
本発明者らは、以上のような長時間の連続的  1′血
液透析または血液濾過、更には血液ポンプを使用しない
血圧駆動による血液濾過を安定して行うことができる中
空糸型血液浄化器を得んとして鋭意研究を進めた結果、
特定な構造を有する中空糸膜及び中空糸膜モジー−ルが
極めてすぐれた性能を有することを見出し、更にこの知
見に基づき種々の検□討を行った結果、本発明を完成す
るに至ったものである。
〔発明の構成〕
すなわち本発明は、中空糸型の血液浄化器において、血
流が150d/分の時の中空糸内KThける血液の剪断
速度が350〜14005ec−1の範囲内にあり、モ
ジュールの圧力損失が10On+mH9以下であり、且
つ中空糸開口側の端面部における中空糸の充填率が45
%以上であることを特徴とする血液浄化器である。
更に詳しくは、用いられる中空糸膜は内径210〜24
0μm1膜厚圓〜恥μmの範囲にあり、中空糸膜を20
00〜5000本装入し、中空糸膜の有効長が6.5〜
18■である血液透析器、血液濾過器またはするポリス
ルホン系樹脂である。
更に詳細に本発明の説明を行うと、中空糸膜の製造法は
既に公知の技術である乾式紡糸法あるいは湿式紡糸法が
用いられ、いずれの方式も可能であるが、大きな除水能
を付与することが比較的容易である湿式紡糸法が望まし
い。     □膜の素材は、従来よりよく知られてい
るものとL−C”Mアンモニアセルロース、酢酸セル筒
−ス、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリア
クリロニトリル(PAN)、 エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体(EVAL)等が挙げられるが特に限定さ
れるものではなく、すぐれた機械強度、耐熱性、耐薬品
性、濾過特性及び安全性から判断してポリスルホン系樹
脂が望ましい。
中空糸膜の内部構造は、スポンジ構造、指状構造あるい
は均質構造のいずれの構造であっても本発明は有効であ
る。従って以下においては、−例としてポリスルホン系
樹脂を用いた湿式法について説明を行う。
紡糸原液は、ポリスルホン系樹脂、該樹脂を溶解する極
性有機溶剤及び添加剤を混合溶解せしめて得られる。次
いで、この紡糸原液及び水を主成分とするポリスルホン
系樹脂の凝固液を2重管構造を有する中空糸製造用ノズ
ルから吐出し、同じく水を主成分とする凝固浴へ導いて
凝固せしめ、巻取る。その後、洗浄あるいは延伸、熱処
理等適当な工程をへて中空糸膜モジエールの作成に入る
ここで、中空糸膜の内径は210μm〜240μmが適
当であるが、210μ専以下では血液に対する粘性抵抗
が増加し圧力損失が大きくなり、一方240μm以上1
  ではモジュールに装入できる膜本数が少くなり、濾
過効率が低下すると同時に膜内の血液の剪断速度が低下
し血栓が生成し易くなる。
次いで、ハウジングへ装入した中空糸膜の両端を封止し
、ボリウレタ/等の接着剤によりハウジτ ングの両Mp、Ex を同定し、更に両端部を切断して
中空糸膜の開口部を得る。装入する中空糸膜の本数は2
000〜5000本で、2000本以下の場合は濾過効
率が低下し、また圧力捧失が大六くなり、5000本以
上では膜内での血液の剪断速度が低下するため、長時間
の連続的血液浄化は困難となる。同様に中空糸膜の有効
長は、血液の濾過効率及び圧力損失の面から6.5〜1
8cmの範囲が適当である。
また、中空糸膜開口側の端面部における中空糸膜の充填
率は、ハウジングの両端の径及び膜の内径、膜厚及び装
入本数によって決まる。ここで中空糸膜の充填率とは、
中空糸膜の開口部側のほぼ水平とみなされ□る端面の面
積に対して中空糸の外周に囲まれた面積と装入本数の積
からな□る面積の占める割合である。従って、仮に端面
部が例として凹または凸面と“・た曲面′)場合1も・
同様に   t’して充填率は算出される。すなわち、
中空糸膜の充填率が45%、好ましくは50%以上あれ
ば端面部において大きな間隙がなく且つ周縁部までの整
然とした中空糸膜の分布が可能となシ、従って、従来よ
シ欠点とされている所の周縁部に存在するデッドスペー
スにおいて起とシ易い血栓を完全に防止できるものであ
る。充填率の上限は特に限定しないが、充填率を上げす
ぎると中空糸膜のつぶれ等の変形が起こり、従って最密
充填率を上限と考えて良いが、好ましくは65%以下が
適当である。
更に、最終的に製造された中空糸膜モジュールに対ルて
150m/分の流速で血液を流した時、中空糸膜内の血
液の剪断速度が350〜14005ec−の範囲にあり
、モジュールの圧力損失が100n100n以下となる
ように設計することが極めて重要である。
剪断速度が3505ec4以下では、中空糸膜の表面に
血球成分や血漿蛋白の沈着する傾向が高く、血栓形成の
原因となり、また1400sec−1以上では、血球成
分や血漿蛋白の沈着防止としては平衡状態に達し、これ
以上高くしても効果が少く、また入口圧を高める必要か
あシ長時間の連続濾過においては、心臓に対する負担が
大きくなる危険性がある。
圧力損失が100 rrnH9以上の場合には、中空糸
膜における長さ方向の圧力勾配が大きいため、入口側の
膜の濾過性能劣化が著しるしく、このため血栓の生ずる
確率が高くなる。
〔発明の効果〕
本発明によって、中空糸膜内の血流がスムーズになシ、
同時に従来の血液浄化器の構造的欠陥であった端面部の
デッドスペースを解消した結果、中空糸膜内表面におけ
る血球成分及び血漿蛋白の沈着が極めて少く、またモジ
エール両端の端面部に発生する血栓を未然に防止するこ
とが可能で、これにより血液透析または血液濾過を効率
よく且つ安定に行い得るものである。従って、慢性ある
いは急性腎不全患者の治療において、従来困難とされて
いた長時間の連続的血液透析または血液濾過法による血
液清浄化のみならず、血液ポンプを使用しない血圧駆動
型血液濾過に対しても極めて有効である。
この他、多臓器不全、薬剤治療抵抗性心不全、浮腫等に
対しても連続的血液濾過が効果的であり、このような症
例に長時間安定して使用できる血液濾過器としても好適
である。さらに将来、慢性の腎不全患者に対しても携帯
型人工腎臓や家庭透析等にも使用可能と考えられ、応用
範囲はかなシ広いものである。また、現行の血液ポンプ
を使用した間yA伯治療においても、血液適合性のよシ
優れた血液透析器や血液−過器を提供することが可能と
なる。
以下本発明の実施例について説明する。
実施例1 ポリスルホン(UCC社製、UDBL P−1700)
 15重重量、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン
77重−#、%、添加剤として界面活性剤ドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム(花王アトラス社製、ネオペ
レックス05)8重量%を混合溶解した。これを紡糸原
液として、中空糸製造用ノズルの外側の環状口から紡糸
原液を、また芯部からは水を吐出l   し・水からな
る凝固浴〜導“て凝固せしめ・槌・7分の速度で巻取シ
を行った。ここで紡糸温度、すなわち紡糸原液及び内部
凝固液の温度は52℃であった。巻取った中空糸膜は6
0℃の温水中に6時間、次いでエタノール中に3時間、
更に流i中に1時間の浸漬を行った。
得られた中空糸膜は内径222μm1膜厚38μmであ
った。この中空糸膜3000本を内!22mm≠ のポ
リカーボネート製の円筒カラムに装入し、両端をポリウ
レタンによシ固定した後、両端部を切断して中空糸膜の
開口面を得た。中空糸膜の有効長は10cmであった。
また、切断面における中空糸膜の充填率は55%、牛血
を用いて150 m7分の流速で血液を流した時の膜内
の剪断速度は776sec−1、圧力損失は約35mm
H9であった。
による血液−過を行った。その際ヘパリンを500IU
/時間で持続注入・を行りた。その結果、500〜7Q
Qd/時間の除水が安定して得られ、100時間以上の
連続−過が可能であり、この量大の状態も   ”!′ 極めて良好であった。
以下の実施例及び比較例においては、特に断らない限9
本実施例と同様にして血液濾過を行うものとする。
比較例1 用いたポリカーボネート製の円筒カラムの内径は26 
mm l&で、との時の中空糸膜の充填率は39.4%
が急激に低下し、除水量もaoov/時間以下に減少し
た。その後、犬の状態はおゲ吐等の腎不全特有の症状を
呈し始め、60時間で実験続行不能とkった。終了時の
濾過器は、中空糸膜端面の周縁部に血栓が生じ、更に発
達して、中空糸膜の約2/3が血栓によシ閉塞されてい
た。
実施例2 中空糸膜の有効長を17−とした。この時の血流の圧力
損失は約90mmH9であった。動物実験では、100
時間以上にわたって、800〜900d/時間の安定し
た濾過性能を示し、犬の状態も良好であつ7’c。
比較例2 □中空糸膜の有効長を20cmとした。この時の圧力損
失は115rrrnH9と高かった。動物実験では初め
より血流が低く、更に徐々に低下する傾向を示し、約菊
時間後血流は全く得られなくなった。終了時の濾過器は
、中空糸膜全体に血栓が認められた。
実施例3,4 中空糸膜の内径、膜圧、装入本数、有効長、充填率等を
第1表の通りとした。この時の圧力損失、剪断速度、及
び100時間の動物実験における平均除水能は第1表に
示した通りで、いずれの実施例においても極めて安定な
濾過性能を示した。
第  1  表

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)中空糸型の血液浄化器において、血流が150m
    l/分の時の中空糸内における血液の剪断速度が350
    〜1400sec^−^1の範囲内にあり、モジュール
    の圧力損失が100mmHg以下であり、且つ中空糸開
    口側の端面部における中空糸の充填率が45%以上であ
    ることを特徴とする血液浄化器。
  2. (2)内径210〜240μm、膜厚30〜50μmの
    範囲内にある中空糸膜を2000〜5000本装入し、
    中空糸膜の有効長が6.5〜18cmであることを特徴
    とする、特許請求の範囲第(1)項記載の血液浄化器。
  3. (3)中空糸膜が、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼または ▲数式、化学式、表等があります▼ の繰り返し単位を有する重合体よりなるポリスルホン系
    樹脂であることを特徴とする、特許請求の範囲第(1)
    項記載の血液浄化器。
JP23501484A 1984-11-09 1984-11-09 血液浄化器 Pending JPS61113458A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01171566A (ja) * 1987-12-28 1989-07-06 Asahi Medical Co Ltd 小型血漿分離器
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