JPS61222456A

JPS61222456A - 血液の浄化装置

Info

Publication number: JPS61222456A
Application number: JP60063744A
Authority: JP
Inventors: 真紀夫田村
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-10-02
Also published as: JPH0510104B2; US4832839A

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、血液の浄化装置に関する。さらに詳しくは、
本発明は慢性腎不全患者の透析治療時等に、血液からの
静水を、血液中の有効成分を失うことなしに行なうこと
ができ、また、従来の血液透析法等と組み合せて、より
高度な血液浄化治療が可能であり、さらに、単独で、あ
るいは吸着剤等と組み合せることにより小型化すること
が可能な血液浄化装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の血液浄化法には、血液透析、血液濾過、血液吸着
等がある。

血液透析とは、再生セルロース、キプロファン等の透析
膜で区画した一方の室に血液を、他方の室に透析液を通
じ、血液と透析液間の濃度差により血液中の老廃物、例
えば尿素、尿酸、クレアチニン、電解質等を除去するど
同時に、血液に圧力をかけ、透析液との圧力差により血
液中の水分を除去する方法である。

血液濾過とは、＃Ｆ膜で区画した一方の室に血液を通し
、血液に圧力を加えることにより主に濾過作用で血液中
の老廃物、例えば尿素、尿酸、クレアチニン、電解質、
水等を除去する方法である。

血液吸着とは、活性炭吸着剤あるいは高分子吸着剤等と
直接、あるいは当該吸着剤を血液との適合性を考慮した
物質でコーティングして、血液と接触させることにより
、血液中の老廃物、例えば尿素、尿酸、クレアチニン等
を吸着して除去する方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の血液浄化法には以下の様な欠点がある
。すなわち、血液透析を用いて血液より水分を除くには、前述の様に
、透析膜をＹＦ膜の様に用いて濾過を行っている。とこ
ろがこの方法では血液中の水分とともに、電解質や有用
成分を流出してしまい、また血液透析を行なうと、血液
中の尿素や尿酸が除去されるために血液の浸透圧が大幅
に低下し、体内の細胞中に存在する体液の浸透圧より低
くなる。その結果、血液中の水分が細胞内に浸透し、本
来、細胞内の水分も除去しなければならないのに、逆に
細胞内の水分が増加してしまう。現在では、血液の浸透
圧低下を防ぐために、透析液中のＮａ１１度を高くし、
血液中のＮａを増加させている。しかし、本来除去すべ
き血液中のＮａを増加させるのであるから、患者にとっ
て最適の方法とはいいがたい。さらに、血液透析では、
透析液と血液の濃度差を維持するた、めに、透析液が多
量に必要で、通常１日５時間の透析治療に約１００ｆの
透析液が必要である。したがって血液透析システムを小
型化するのは難しい。

血液濾過で、血液より濾過された濾液には、老廃物例え
ば、尿素、尿酸、クレアチニン、水、中分子量物質（Ｍ
、Ｍ、”）等と同時に体内の有用成分、電解質等も流出
する。また血液中の老廃物を十分に除去するためには、
多聞に濾液を出さなければならない。したがって血液中
の水分も必要以上に減少してしまうため、血液濾過後、
血液を体内に戻す前に流出した電解質、有用成分と水を
補給しなければならない。これを補液と言うが、補液の
量は通常１回の血液濾過治療で２０ｅ程度必要とする。

しかも補液は直接体内に入るので、十分に清浄でなけれ
ばならない。したがって血液濾過システムを小型化する
のは難しい。

血液吸着法は血液中の老廃物、例えば尿素、尿酸、クレ
アチニン、中分子量物質等の除去には有効である。また
装置も小型化可能である。

しかしながら血液吸着法では水分の除去はできない。

本発明の目的は、従来の方法では不可能であった血液中
の有効成分を逃がすことなく水分のみを除去することに
ある。水分のみを除去するので、簡単に血液の浸透圧を
高くすることが可能で、従来の血液浄化法では弁じかっ
た、体内の細胞からの除水が可能になる。さらに本発明
と従来の血液浄化装置との組合せにより、より良い血液
浄化治療が可能となる。また、本発明は、従来の白液透
析法や白液濾過法より小型化に適しているので、単独で
、あるいは血液吸着法等との組合せにより、血液浄化シ
ステムを小型化し、家庭や職場での血液浄化治療を可能
にし、さらに人体に装着可能な血液浄化システムの開発
も可能になった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の血液の浄化装置は気体は通すが液体は通さない
性質を有する多孔質膜で区画した一方の側に血液を通す
とともに、使方の側に血液の水蒸気圧より低い水蒸気圧
の流体を通して、血液中の水分を水蒸気として前記多孔
質膜を通過させることにより血液から水分を除去するこ
とを特徴とする。したがって本発明装置によれば血液中
の水以外の物質は除去されず、そのため、従来の血液透
析では大幅に低下していた血液の浸透圧を、逆に増加さ
せることができる。

したがって体内の細胞内液より浸透圧が高くなるので、
細胞中の水分が血液に移動し、従来の血液透析では難し
かった細胞からの除水が可能となる。以上の本発明装置
の特徴をいかし、従６一来の血液透析法等ど組み合せることににす、より高度な
血液浄化治療が可能である。

さらに本発明と、血液吸着法等と組み合せることにより
、血液浄化システムを、小５化することが可能である１
、〔作　用〕本発明の基本原理を第１図および第２図に示す。

気体は通すが液体は通さない性質を有力る多孔質膜１を
介して一方の室に血液２を、他方に血液よりも水蒸気圧
の低い流体３を流す。多孔質膜１は液体は通さないので
、膜中に液体の存在しない空間４を有する。血液２の膜
側表面５から発生した水蒸気は、血液２よりも水蒸気圧
の低い流体３が液体の場合には、その液体の膜側表面６
より吸収され、血液２よりも水蒸気圧の低い流体３が気
体の場合には、気体本体の流れに吸収される。

たその形状は、平膜、ファイバー等、どの様なものでも
よいが、膜面積が大きくとれるファイバー状が望ましい
。膜厚は強度上可能なかぎり薄い方が、水蒸気の透過速
度が大きくなり望ましい。次に多孔質膜の孔１￥は、血
液が通らない大きさでなければならず、これは膜材質と
使用圧力で、最大孔径が決定されるが、孔径としては０
．０２〜１０μｍ程度とするとよい。なお孔径が０．０
２μｍより小さいと水蒸気が出にくくなる傾向となり、
また孔径が１０μｍより大きくなると血液が流出する傾
向となるので好ましくない。また開孔率も可能な限り大
きい方が、水蒸気の透過速度が大きくなり望ましい。

血液より水蒸気圧の低い流体３は、液体あるいは気体の
いずれでもよい。液体の場合には、血液２より液温の低
い純水、あるいは塩溶液、生理食塩水等が考えられるが
、万−膜が破損した場合を考えて、血液に混入しても影
響の少ない生理食塩水が望ましい。液温は低い方が水蒸
気圧が低く、水蒸気の透過速度が大ぎいが、あまり低い
と多孔質膜１をへだてた血液２の液温も低下して、血液
成分への悪影響や、血液の流動性が悪化するので、室温
程度１０℃〜３８℃が望ましい。また流体３として、気
体を用いる場合、気体の種類は毒性のないものであれば
良く、例えば清浄な空気等が使用可能である。

以上の原理に基づく、血液浄化装置の使用例を、第３図
ないし第７図に示す。

第３図は、本発明の基本構成の１例である。

血液８は、血液ポンプ９により本発明に基づく多孔質膜
を用いた血液浄化モジュール７の一方の室に流入する。

血液浄化モジクールアで水分を除去された血液８は、体
内にもどる前に、熱交換器１０で液温調整を行なう。一
方、吸収液（血液より蒸気圧の低い液体）１１は吸収液
タンク１４Ｊ：り吸収液ポンプ１２により、液温調整用
の熱交換器１３をへて、血液浄化モジコール７の他方の
至に流入する。血液浄化モジュール７で血液８より水分
を吸収した吸収液１１は、＝９− 再び吸収液タンク１４にもどる。以上の構成において、
血液ポンプ９は、面圧を利用して血液８を流すことがで
きればなくてもよく、吸収液タンク１４も必ずしも必要
なく、血液８より吸収した水分聞だけ、吸収液流路より
オーバーフローさせることも可能である。

以上の様に、本発明による血液浄化システムは、原理的
に少量の吸収液で血液からの除水が可能である。また、
吸収液１１の温度調整に用いる熱交換器１３も、空気式
で十分である。したがって本発明による血液浄化システ
ムは、従来の血液透過システム等と比較して、非常に小
型化が可能である。

第４図は、第３図のシステムの吸収液１１の代りに、血
液より水蒸気圧の低い気体、この場合は清浄な空気１５
を用いた場合である。システム外より送風機１６により
空気をとりこみ気体フィルター１７を通じた後に、本発
明よる血液浄化モジュール７の血液が通流する室とは反
対の室に流入し水蒸気を吸収後、システム外に排出する
。血液浄化モジュール７に用いている多孔質膜の孔径は
０．２〜１０μｍと小ざいので、気体フィルターは必ず
しも必要ではなく、送風機１６も、血液浄化モジュール
７０入口側あるいは出口側どちらでもよい。第４図のシ
ステムは、第３図のシステムよりもざらに小型化可能で
ある。

第５図は、第４図のシステムに血液吸着モジュール２４
を加えたシステムである。本発明による血液浄化モジコ
ールでは血液より水分のみしかとりのぞけない。そこで
、血液中の老廃物、尿素、尿酸、クレアチニン、中分子
量物質等を除去するために、血液吸着モジュール２４を
用いる。吸着剤としては、活性炭、高分子吸着剤、イオ
ン交換樹脂等が、単独で、あるいは組み合せて使用でき
る。また吸着剤の表面を血液適合性の良い物質（例えば
アルブミン）等でコーティングして使用することも可能
である。この第５図のシステムは血液より、水分、老廃
物の両方をとりのぞき、かつ小型化可能で、血液吸着モ
ジュール２４をカートリッジタイプとし、患者自身が交
換可能にすれば、家庭での血液浄化治療も可能になる。

第６図は、本発明による血液浄化システムと、従来の血
液透析システムを組み合せたシステムである。血液８は
血液ポンプ９により、第３図と同様の本発明による血液
浄化システムに流入する。本発明による血液浄化モジュ
ール７で、血液８は水分のみを除去される。したがって
、血液の老廃物、尿素、尿酸、クレアチニン、中分子量
物質（Ｍ、Ｍ、）等の濃度は増加することとなる。次い
で血液８は、従来の血液透過システムに流入する。透析
液２０は使用前透析液タンク２１より透析液ポンプ１９
を用いて、血液透析モジュール１８に流入し、血液８よ
り老廃物、例えば、尿素、尿酸、クレアチニン、中分子
量物質（Ｍ、Ｍ、）等を吸収し、使用後瑣析液タンク２
２に流入する。このようにして血液８は血液透析モジュ
ール１８で、血液中の老廃物を除去され、熱交換器１０
をへて体内へもどる。

本システムの特徴は、七Ｉ来、血液透析モジコールで同
時に行なわれていた、血液からの老廃物の除去と水分の
除去を、それぞれ別々のシステムで行なわせることにあ
る。従来の血液透析で血液から水分を除去するためには
、血液に圧力をかけ、透析膜をＹＦ膜として利用し、血
液中の水分を透析液側に流出させていた。しかしなから
、この方法は血液中の水分とともに、塩類や、有用成分
も流出するので、除水法どしては＠適とはいいがたい。

そこで、血液からの除水は、本発明にＪ：る血液浄化シ
ステムで行ない、老廃物の除去は血液透析で行なうと、
従来の透析法より良好な血液浄化治療が可能どなる。ざ
らに、第６図の様に、血液をまず、本発明による血液浄
化システムで、除水し、その次に血液透析を行なうと、
血液中の老廃物の濃度が結果的に増加するので、老廃物
の除去速度が大ぎくなる。この点をのぞけば、まず血液
透析を行い、次に本発明による除水を行なっても、効果
は第６図のシステムと同様である。

ところで、血液から、老廃物、例えば、尿素、尿酸、ク
レアチニン、中分子量物質（Ｍ、Ｍ、）等をとりのぞく
ということは、血液中の溶質濃度を低下させることであ
る。すなわち、血液の浸透圧を減少させることになる。

このことは、血液浄化治療を始める前は、血液の浸透圧
とバランスしていた、体内の細胞内液の浸透圧が、治療
開始と同時に血液の浸透圧が低下し始めるので、相対的
に体内の細胞内液の浸透圧が高くなり、血液中の水分が
、細胞内に浸透し、本来細胞内の水分も除去すべき所を
、逆に増加させることとなっていた。この現象に対し、
従来の血液透析法では、透析液中のＮａ！ｉ！度等を高
くし、血液の浸透圧低下を防いでいた。しかしこの方法
は、本来とりのぞくべき血液中のＮａ等を増加させるこ
とになり、最適な治療法とはいいがたい。

この様な現象に関しても、本発明による血液浄化システ
ムは有効な治療が可能である。すなわち、たとえば第６
図において、血液浄化治療開始直後は、血液透析システ
ムをバイパスして血液透析システムでの面中の老廃物の
除去は行なわず、本発明による除水のみを行う。すると
、血液の浸透圧は増加し、体内の細胞内液の浸透圧は相
対的に低くなり、細胞内液の水分が血液に浸透して、細
胞内液からの除水が可能になる。

その後、しだいに、血液透析システムを作動させれば、
血液からの老廃物と水分、および細胞内液からの水分の
除去が行なわれる。血液透析システムの作動の調節は、
透析液流量の増減等で行なえばよい。前述の血液透析シ
ステムの作動を効率よく行なう場合の例を第７図に示す
。

すなわち血液浄化システムと、血液透析システムとを、
並列につなぎ、それぞれのシステムに流入する血液流量
を、血液流量調節バルブ２３で加減し、血液の浸透圧を
経時的にコントロールし、血液からの老廃物と水分およ
び細胞内液からの水分の除去を行なうシステムである。

ここにあげた、本発明の使用例は、あくまで使用例にす
ぎず、本発明の使用方法を限定するものではないのは当
然である。

実施例１゜第８図に示す装置により、血液２６からの除水を行なっ
た。膜２５としてはテフロン膜（孔径０．２ａ　ｍ　、
膜厚５０μ・ｍ、有効面積１２ｃＩ１１〉を用い、血液
２６は牛血をヘマト２０％に調整して用いた。吸収液２
７には精製食塩水を用いた。吸収液２７の温度を１６℃
で一定とし、血液の液温を変化させた。結果を表１に示
す。十分な除水性能が確認された。また実験後の吸収液
より塩類は検出されず、血液のもれのないことも確認さ
れた。なお第８図中２８はスターラーを示し、２９は電
子天秤を示す。

表１実施例２゜第９図に示す装置により、血液からの除水と吸着を同時
に行なった。結果を表２に示す。吸着剤３０としてはニ
トロセルロースでコーティングした石油ピッチ造粒炭を
用いた。血液２６としては、牛血をヘマト２ｏ％に調整
して用いた。血液温度は３４℃である。吸収液２７は純
水を用い、液温は１６℃である。このシステムにより、
血液からの除水と老廃物の同時除去が可能であることが
確認された。なお図中２８はスターラー、２９は電子天
秤、３１は血液ポンプを示す。

表２

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の血液の浄化装置の各原理
図であり、第３図ないし第７図は本発明の血液の浄化装
置の各使用例図であり、第８図および第９図は本発明の
血液の浄化装置の実施例１および２の説明図である。図面中の各符号と名称との関係は次の通りである。１・・・　多孔質膜２・・・　　血　　液３・・・　　流　　体４・・・　　空　　間５・・・　膜側表面６・・・　膜側表面７・・・　血液浄化モジュール８・・・　　血　　液９・・・　血液ポンプ１０・・・　熱交換器１１・・・　吸収液１２・・・　吸収液ポンプ１３・・・　熱交換器１４・・・　吸収液タンク１５・・・　　空　　気１６・・・　送風機１７・・・　気体フィルター１８・・・　血液透析モジュール１９・・・　透析液ポンプ２０・・・　透析液２１・・・　使用前透析液タンク２２・・・　使用後透析液タンク２３・・・　血液流量調節バルブ２４・・・　血液吸着モジュール代理人　　弁理士　高　橋　　章派第８図手続補正書（自発）昭和６１年６月ン３日特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿１、事件の表示昭和６０年特許願第６３７４４号１明の名称血液の浄化装置車止をする者事件との関係　特許出願人住　所　　東京都文京区本郷５丁目５番１６号名　称　
　（４４０）　　オルガノ株式会社代表者　　　永　　
井　　邦　　夫を埋入〒１１３置、　８１２−５１５１車止の対象明細書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の欄明
細書中の下記事項を訂正願います。１．特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。２、第２頁１行目〜２行目に「透析治療時等に、」とあ
るのを「透析治療あるいは心臓疾患の治療等に、」と訂
正する。３、第４頁４行目および第１４真下から７行目に「Ｎａ
濃度」とあるのをｒＮａイオン濃度」と訂正する。４、第４頁５行目、同頁６行目および第１４頁下から５
行目にｒＮａＪとあるのをｒＮａイオン」と訂正する。５、第７頁最下行に「テフロン」とあるのを「四弗化エ
チレン」と訂正する。６、第８頁１行目に「ポリエチレン等」とあるのを「ポ
リエチレン、ポリ弗化ビニリデン等」と訂正する。７、第８頁２行目に「ファイバー等」とあるのを「ホロ
ーファイバー等」と訂正する。８、第８頁３行目〜４行目に「ファイバー状」とあるの
を「ホローファイバー状」と訂正する。９、第８頁の１４４行目１５５行目間に次の文章を挿入
する。「なお上述した孔径は前述した撥水性多孔質膜を製造す
るメーカーがカタログ等で表示する値をそのまま示した
ものである。」１０、第９頁７行目と８行目の間に次の文章を挿入する
。「また空気等を減圧する事により、水蒸気を透過させる
事も可能である。」１１、第１１頁２行目に「０．２〜１０μｍ」とあるの
をｒｏ、０２〜１０μｍ」と訂正する。１２、第１６頁５行目に「テフロン膜」とあるのを「四
弗化エチレン多孔質膜」と訂正する。１３、第１６頁１１行目〜１２行目に「また実験後の吸
収液より塩類は検出されず、」とあるのを「また実験後
の吸収液の塩類濃度の増加は認められず、」と訂正する
。以上特許請求の範囲（１）気体は通すが液体は通さない性質を有する多孔質
膜で区画した一方の側に血液を通すとともに、他方の側
に血液の水蒸気圧より低い水蒸気圧の流体を通して、血
液中の水分を水蒸気として前記多孔質膜を通過させるこ
とにより、血液から水分を除去することを特徴とする血
液の浄化装置。（２）気体は通すが液体は通さない性質を有する多孔質
膜は四弗化エチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、
ポリ　ヒビニリデンから選択さ起蚤撥水性材質に、孔径
として０．０２μｍ〜１０μｍの孔を多数有したもので
ある特許請求の範囲第１項記載の血液の浄化装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気体は通すが液体は通さない性質を有する多孔質
膜で区画した一方の側に血液を通すとともに、他方の側
に血液の水蒸気圧より低い水蒸気圧の流体を通して、血
液中の水分を水蒸気として前記多孔質膜を通過させるこ
とにより、血液から水分を除去することを特徴とする血
液の浄化装置。
（２）気体は通すが液体は通さない性質を有する多孔質
膜はテフロン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の撥水
性材質に、孔径として　０．０２μｍ〜１０μｍの孔を
多数有したものである特許請求の範囲第１項記載の血液
の浄化装置。