JPS6214861A

JPS6214861A - 人工腎臓装置

Info

Publication number: JPS6214861A
Application number: JP60153769A
Authority: JP
Inventors: 堀口　幸夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1987-01-23

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）本発明はろ過型人工腎臓装置に関する。

（従来の技術）従来の人工腎臓装置として、透析膜で隔てられた一方の
室に血液の入口と出口を設け、他方の室に透析液の入口
と出口を設け、透析膜を通して血液中の老廃物を透析液
側に透過、拡散せしめるようにしたものがある。この透
析液方式では、低分子量の老廃物は比較的よく除去され
るものの、中分子量の老廃物の除去率が低く、また、１
回の透析に７０Ｑ程度以上の多量の透析液を必要とする
。

これに対し、血液ろ過膜（Ｈｅｍｏｆｉｌｔ、ｅｒ）に
て血液中の老廃物を水分とともにろ過し、血しようと血
球成分を含む残液に電解質輸液を添加するようにしたろ
過型人工腎臓装置も知られている。この方式では、低分
子量の老廃物だけでなく中分子量のものも比較的高い率
でもって除去することができるが、それでも１回の透析
には２０Ω程度以上の輸液を必要とする。

（発明の目的）本発明は、従来の技術では多量の透析液もしくは輸液を
必要とし、病院などの特定の場所でしか治療を行なうこ
とができなかった点を改善し、人工腎臓装置の小型化な
いし携帯化、並びに血液浄化効率の向上を図ることがで
きるようにしようとするものである。

（発明の構成）本発明の人工腎臓装置は、第１図に示す如く、血液中の
老廃物を水分とともにろ過する血液ろ過装置１、この血
液ろ過装置１のろ液を加圧供給するる液供給路２、この
ろ液を老廃物と水分とに分離する半透膜３をもつ逆浸透
ろ過装置４、逆浸透ろ過装置４からの水分を血液ろ過装
置ｌからの血しようや血球成分を含む残液の導出路５に
供給する水分供給路６、電解質濃縮輸液槽７からの濃縮
輸液を上記残液導出路５に供給する濃縮輸液供給路８を
備えている。そして、上記ろ液供給路２にろ液供給圧を
高める加圧ポンプ１８を設けるとともに、逆浸透ろ過装
置４からろ過残液をろ液供給路２の加圧ポンプ１８の下
流側に戻す循環用通路を延設し、この循環用通路に循環
用ポンプ９を介装している。

つまり、この人工腎臓装置においては、血液はまず血液
ろ過装置１にて老廃物と水分を含むろ液と、血しようや
血球成分を含む残液とに分けられる。そして、ろ液は逆
浸透ろ過装［４で老廃物と水分とに分けられ、水分は電
解質濃縮輸液槽７からの濃縮輸液とともに上記血しよう
や血球成分を含む残液に混入され、電解質濃度が整えら
れた清浄な血液が得られることになる。そして、この場
合、上記逆浸透ろ過装置４では、加圧ポンプ１８による
加圧と、循環用ポンプ９による半透膜３の表面での液の
流れとにより水分のろ過が促進されることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図に基いて説明する。なお
、同図に示す人工腎臓装置１１１０では、第１図に示す
構成要素と実質的に同じものには同一の符号を用いてい
る。

すなわち、血液ろ過装置１は酢酸セルロース。

ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリルニトリル等で形
成した分子量１５０００程度までの物質を透過せしめる
フィルター膜１１を備え、このフィルター膜１１にて第
１室１２と第２室１３に区画されている。第１室１２に
は人体からの血液を導入する血液導入路１４と、ろ過さ
れた血液の残液（血しょう、血球成分を含む）を取出し
て人体に戻す残液導出路５とが接続されている。血液導
入路１４には血液送りポンプ１５が介装され、一方、第
２室１３にほろ液（老廃物と水分）を逆浸透ろ過装置４
に供給するる液供給路２が接続されている。このろ液供
給路２にはサージタンク１７、加圧ポンプ１８および圧
力計１９が上流側から順に介装されている。

上記フィルター膜１１の膜面積は、その材質に応じて例
えば０．３〜１．６ｍ”に設定する。また、加圧ポンプ
１８は、例えば圧力３５ｋｇ／ｃｎｒで血液ろ過装置１
からのろ液量に見合う供給能力（例えば４０〜１００　
ｆｆ１Ｑ　／ｗｉｎ）をもつものを使用する。

逆浸透ろ過装置４は、酢酸セルロースや芳香族ポリアミ
ド等で形成した膜面積１．５ｍ２程度の半透膜３を備え
、この半透膜３にて第１室２０と第２室２１に区画され
ている。上記ろ液供給路２はこの第１室２０に接続され
、さらに第１室２０からは半透膜３で分離された老廃物
濃縮液を排出する排出路２２が延設されている。また、
排出路２２には排出流量調整バルブ２３が介装されてい
て、このバルブ２３の上流側からリターン路２４がサー
ジタンク１７に延びている。また、リターン路２４には
減圧弁１６が介装されている。

そして、上記リターン路２４の減圧弁１６の上流側とる
液供給路２の圧力計１９の下流側とが加圧ポンプ１８を
バイパスする循環用通路２４ａにて結ばれており、この
循環用通路２４ａに循環用ポンプ９が介装されている。

この循環用ポンプ９には、例えば吐出量２００〜５００
ｍＡ　／ｍｉｎもしくはそれ以上のものを用いる。また
、その耐圧は５０ｋｇ／ｃＪ程度とする。

そうして、逆浸透ろ過装置４の第２室２１からは分離さ
れた水分を前記血液ろ過装置１の残液導出路５へ導く水
分供給路６が延設されている。この水分供給路６には、
水分貯留槽２５、定量ポンプ２６、エア抜き用恒温槽２
７、流量制御ポンプ２８が上流側から順に介装され、ま
た、定量ポンプ２６と恒温槽２７との間において濃縮輸
液供給路８が接続されている。

水分貯留槽２５においては、液体（水）２９の中に逆浸
透ろ過装置４からの水分を溜め、その貯留量に応じて膨
張、収縮するもの（例えばポリエチレンなど）による貯
留袋３０が設けられている。

また、この水分貯留槽２５には液体２９の液面から貯留
袋３０の水分量の上限と下限を検出するリミットスイッ
チ３１．３２が取り付けられている。

両リミットスイッチ３１．３２はコントローラ３３に接
続され、コントローラ３３から加圧ポンプＩ８および定
量ポンプ２６へ信号を出力するようになされている。こ
の場合、水分量上限が検出されると圧力低減信号が加圧
ポンプ１８に出力され、水分量下限が検出されると圧力
増加信号が加圧ポンプ１８に出力される一方、定量ポン
プ２６に作動停止信号が出力される。なお、この水分貯
留槽２５から定量ポンプ２６へ送られる水分は、エアの
混入を防ぐため貯留袋３０の底部から導出され机濃縮輸液供給路８は、電解質濃縮輸液３４の貯留槽７か
ら延設されていて、途中に流量制御ポンプ３５と逆止弁
３６が介装されている。

エア抜き用恒温槽２７は、定量ポンプ２６で送られる水
分と、流量制御ポンプ３５で送られる濃縮輸液とを混合
して電解質濃度を体内血液の同濃度に調整した輸液を貯
留するものである。この恒温槽２７も前記水分貯留槽２
５と同様に液体３８中に浸漬された貯留袋３９を備えて
いて、輸液はエア抜きのため貯留袋３９の底部から取り
出される。恒温槽２７の槽壁は断熱構造（断熱層をもつ
）となっていて、恒温槽２７は液温、つまり、貯留され
た輸液の温度を体温に制御するサーモスタット、ヒータ
および撹拌器からなる温度制御手段（図示省略）をもつ
。

そうして、上記水分供給路６には、濃縮輸液供給路８の
接続部と恒温槽２７との間に位置して電導度検出器４０
が設けられている。この両型導度検出器４０はコントロ
ーラ３３に接続され、コントローラ３３から流量制御ポ
ンプ３５に制御信号を出力するようになっている。

すなわち、電導度検出器４０で検出さ九た電解質濃度は
コントローラ３３で基準値を越えるか否かが判断され、
越える場合は流量減少信号、否の場合は流量増量信号が
それぞれ流量制御ポンプ３５に出力される。

さらに、血液ろ過装置１の残液導出路５と、恒温槽２７
を経た水分供給路（ここでの水分は既に電解質濃度が調
整されている。）６とは合流しており、この合流部の下
流側に気泡検出器４２と、この気泡検出器４２からの検
出信号を受けて残液導出路５を遮断する遮断器４３が介
装されている。

従って、上記人工腎臓装置１０においては、人体からポ
ンプ１５で送られる血液が、まず、血液ろ過装置１で老
廃物と水分とを含むろ液と、血しょうと血球成分を含む
残液とに分離される。ろ液は加圧ポンプ１８にて逆浸透
ろ過装置４に送られ。

半透膜３で水分（電解質がほとんど除去されている。）
と老廃物濃縮液とに分離される。

上記老廃物濃縮液は、逆浸透ろ過装置４とサージタンク
１７との間で循環し、さらに濃縮されて排出されること
になるが、この場合、加圧ポンプ１８から減圧弁１６に
至る間がこの加圧ポンプ１８の作動により高圧（３５ｋ
ｇ／ｃ＋７程度）になっていて、この加圧により半透膜
３でのろ過が促進される。さらに、循環用ポンプ９の作
動により半透膜３の表面において未ろ過液およびろ過残
液が比較的高い流速でもって流動し、これにより、ろ過
が円滑に行なわれるとともに、老廃物による半透膜３の
部分的な閉塞が防止され、ろ過が一層促進されることに
なる。

一方、半透膜３で分離された水分は、水分貯留槽２５の
貯留袋３０に入り、そこから定量ポンプ２６にて恒温槽
２７へ送られる。これに対し、電解質濃縮輸液槽７から
の濃縮輸液が流量制御ポンプ３５にて上記恒温槽２７へ
送られる。この濃縮輸液供給量は電導度検出器４０で検
出された電解質濃度に応じてフィードバック制御されて
いて、恒温槽２７の貯留袋３９に入る水分は電解質濃度
が体内血液の電解質濃度に等しくなる。

恒温槽２７での水分は、体温と同温度になるとともに、
エア抜きされて流量制御ポンプ２８で残液導出路５へ送
られ、血液ろ過装置ｌからの残液と混合され、電解質濃
度が調整された清浄な血液として人体に戻される。

上記実施例ではポンプで血液を血液ろ過装置１へ送るよ
うにしたが、人体の脈圧で送るようにしてもよい。

サージタンク１７は血液ろ過装置１と加圧ポンプ１８の
干渉を避けるために設けたが、干渉のおそれがない場合
は不要である。

血液ろ過装置１および逆浸透ろ過装置４はそれぞれ複数
の膜を多段に設けてもよく、また、管式構造としたり、
中空繊維構造としたりしてもよい。

上記実施例では逆浸透ろ過装置４の半透膜３として円筒
形（直径８ａＩ＋×長さ５０ａｎ）のものを用いた。

水分貯留槽２５を恒温槽とする場合もある。

また、上記実施例では、血液ろ過装置１でろ過された残
液の電解質濃度は体内血液のそれと大差ないとして、こ
の残液に混合する水分の電解質濃度を調整するようにし
たが、人体に戻す前に電解質濃度を再チェックするよう
にしてもよい。

また、上記実施例では逆浸透ろ過装置４から排出路２２
を延ばしたが、サージタンク１７から鎖線で示す如く排
出路４５を延ばし、所定の時間毎にバルブ４６を開いて
老廃物濃縮液を排出するようにしてもよい。

また、残液導出路５に別途可変絞り弁を設け。

水分貯留槽２５での貯留量が下限を割ったときは、この
絞り弁で残液導出量を減らすようにしてもよい。

（発明の効果）本発明によれば、血液ろ過装置で分離された水分を電解
質濃度の調整により再利用するようにしたから、従来の
ような多量の透析液や輸液は不要となり、人工腎臓装置
の小型化ないし携帯化が図れるとともに、コスト低減が
図れるという優れた効果が得られる。そして、逆浸透ろ
過装置に対しろ液を加圧供給するとともに、その半透膜
の表面で液を積極的に流動させるようにしたから、半透
膜でのろ過が促進されて処理効率が高まり、血液浄化時
間の短縮化が図れる。さらに、この人工腎臓装置は、長
時間にわたって連続運転することが可能であり、救急患
者に対し長時間の連続治療を行なうことも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は実施例における人工
腎臓装置の全体構成図である。１・・・・・・血液ろ過装置、２・・・・・・ろ液供給
路、３・・・・・・半透膜、４・・・・・・逆浸透ろ過
装置、５・・・・・・残液導出路、６・・・・・・水分
供給路、７・・・・・・電解質濃縮輸液槽、８・・・・
・・濃縮輸液供給路、９・・・・・・循環用ポンプ、１
０・・・・・・人工腎臓装置、４０・・・・・・電導度
検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）血液中の老廃物を水分とともにろ過する血液ろ過
装置と、この血液ろ過装置のろ液を老廃物と水分とに分
離する半透膜を用いた逆浸透ろ過装置とがろ液供給路に
て接続され、前記血液ろ過装置でろ過された残液導出路
に、逆浸透ろ過装置からの水分を供給する水分供給路と
、電解質濃縮輸液槽からの濃縮輸液を供給する濃縮輸液
供給路とが接続されていて、上記ろ液供給路に介装され
たろ液供給圧を高める加圧ポンプと、逆浸透ろ過装置の
ろ過残液をろ液供給路の加圧ポンプの下流側に戻す循環
用通路と、この循環用通路に介装された循環用ポンプと
を備えていることを特徴とする人工腎臓装置。