JPS6242627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来、血液を過し血液からガス状の又は固体
状の微小塞栓（microemboli）を除去する際に極
めて重大な問題点があつた。従来のフイルタは比
較的少量の血液を該フイルタに流すとき、相当大
きな流量の減少、大きな圧力降下及び過作用効
率の相当大きな減少を呈していた。従来技術が持
つこれら不利益及び他の諸々の不利益は、効率が
よく、高性能の、初期容積が小さく、且つ高流量
の血液フイルタを提供する本発明によつて解決さ
れた。過作用は本発明によると、複数個の過
作用段にて達成される。これらフイルタが純化せ
んとする血液は一般に300又は400ミクロンから大
略20ミクロンの寸法範囲にある微小塞栓を含有す
る。赤血球及び白血球は個々には一般に20ミクロ
ンより小さい。該血液廃棄物（flood debris）の
粒度（粒径）は複数個の粒度を持つた粒度分画
（size fraction）にわたつて分布される。各所定
の粒度分画毎に過段を設けることができ、この
時最も粗大分画は一般に主たる寸法が大略100ミ
クロンを越える粒子を含有している。粒子が90ミ
クロン以下の寸法である各粒度分画を除去しそし
て保持するべくフイルタ内に少なくとも二つの他
の段が設けられる。血液廃棄物の大きさの分布態
様は血液の履歴により種々異なる。例えば血液銀
行に貯蔵されている血液は、例えば酸素供給器と
が透析器のような体外システムを貫流する血液よ
り大きな寸法の粒子を有している。

本発明に従つた血液過装置に組込まれるフイ
ルタ要素は或る厚みを持つたフイルタ要素、即
ち、深さフイルタ要素とスクリーンフイルタ要素
とを有する。スクリーンフイルタ要素は一般に実
質的に均一な孔寸法を有し、使用時にも元の孔寸
法を維持する。スクリーンフイルタ要素は性質上
実質的に平面的なものである。深さフイルタ要素
は性質上立体的なものである。深さフイルタ要素
の孔径の寸法は典型的には均一ではない。深さフ
イルタ要素は一般にスクリーンフイルタ要素に比
較して大量の血液廃棄物を保持することができる
という点で該スクリーンフイルタ要素に比べ過
能力が大である。スクリーンフイルタ要素は、孔
寸法が均一であるので、「保持される」粒度分画
と、「通過する」粒度分画との間の粒度のものを
極めて完全に除去することができる。本発明の諸
利益を実現するために、各フイルタ要素は血液が
各過段では先ず深さフイルタに接触するように
直列に配列される。実質的に大きな粒子は次の段
へとは流通しないようにしたい場合にはスクリー
ンフイルタ要素が使用される。一般に、スクリー
ンフイルタ要素は先行の深さフイルタの平均孔寸
法より数ミクロンだけ小さくなつた孔寸法を持つ
ように選定される。所望に応じ、選定された寸法
の分画を完全に且つ確実に除去するためには追加
の作用段が設けられる。

除去すべき廃棄物は一般にゼラチン状であるの
で、血液は過するのが困難である。血液廃棄物
は圧力下に軟いプラスチツク状の性質を示し、ス
クリーンフイルタ要素を貫通して押出されるか、
又はより小さな粒子に分割される。廃棄物の押出
及び粒子への分割を増大させるか又は十分大きく
なり大きな粒度の廃棄物を通過せしめるチヤンネ
ルを形成する傾向は、深さフイルタ要素の固有の
性質である。チヤンネル形成は一段又は多段のフ
イルタ要素が部分的に閉塞されそして高い圧力勾
配が発現したとき特に問題となる。チヤンネル形
成により大きな廃棄物粒子が過段を流通してし
まうという危険は深さフイルタ要素の下流側に極
く近接してスクリーンフイルタ要素を配設するこ
とによつて最小限にされる。スクリーンフイルタ
要素が深さフイルタ要素と直列にて使用される時
でさえ、高い圧力勾配は、上昇した圧力が血液そ
れ自体に損傷を与え又例えば溶血現象を生ぜしめ
るので望ましくないことである。

本発明に従つた種々の過段の過能力による
と、大量の血液がフイルタ又は任意の過段を横
切つて大きな圧力降下を生ぜしめることなく且つ
流れを所期目的にとつては適当ではないとされる
点まで制限することなくフイルタを貫流させるこ
とが可能である。種々の過段は、可能なかぎ
り、過負荷状態となり流量の減少又は過剰の圧力
降下により放出の必要が生じる前に大体同量の血
液流を受容するように構成される。理想的には各
過段は大体同時にその過負荷点に到達すべきで
ある。実際にフイルタの構造的形状は一般に、各
段の中の一つ又はそれ以上の段が他の段に対して
或る程度の過剰能力を有するように構成される。
安全性を考慮して少なくとも最後の段は他の段に
対して大きな過剰能力を有するように構成され
る。

好ましい一実施態様に従うと、フイルタカート
リツジは複数個のフイルタ要素セグメントから成
る長尺帯状物（バンド）を準備することによつて
形成される。該帯状物は深さフイルタ要素とスク
リーンフイルタ要素とを具備し、該両要素は連続
した帯状物を形成するために該両要素の当接縁部
にて互いに接合される。該帯状物は剛性の孔付コ
ア要素の上にて螺旋状にて巻回されて円筒形状と
され、又孔寸法は一般に結果的に生じた円筒形状
のフイルタカートリツジの外側から内側へと減少
するようにされる。所望ならば二つ又はそれ以上
の帯状物が一緒に巻回される。出来上つたフイル
タの両端は封止され、それにより血液を円筒状カ
ートリツジの外部から同中心にて配列されたフイ
ルタ要素を通つて剛性孔付コアへと半径方向通路
に沿つて流動せしめる。帯状物の各セグメントの
配列は、半径方向流通路に沿つて種々の孔寸法が
配置されるように構成される。或る実施態様にお
いては、セグメントはカートリツジのまわりに
360度以上螺旋進路に沿つて延在するような長さ
とされる。これにより血液は一度以上この特定の
要素に接触することとなる。従つて血液の通常の
半径方向流通路に沿つて上流にある或る一つの又
はそれ以上のフイルタ要素よりも大きい孔寸法を
持つたフイルタ要素が存在することとなるかも知
れない。しかしながら、一般に、孔寸法は血液が
フイルタカートリツジを貫通して正常な流通路に
沿つて下流に流れるにつれて減少する。

最も外側のフイルタ要素の孔寸法は、好ましく
は主たる寸法が大略100ミクロンを越える血液廃
棄物を捕捉しそして保持するに十分なものとされ
る。該最も外側のフイルタ要素の過特性は一般
に、保持される最も小さな粒子が大略90ミクロン
より一般に大きく、しばしば主たる寸法が大略
125ミクロンとなるように選定される。最も外側
のフイルタ要素は深さフイルタであり、該深さフ
イルタは粒子寸法が大略90〜150ミクロンを越え
ている廃棄物を保持することができる。最後の
過段に使用される最も小さな孔寸法は一般に大略
20ミクロンである。実質的に20ミクロンよりも小
さな孔寸法によると赤血球及び白血球を過する
こととなり、このことは一般にこれら装置を使用
する用途においては極めて望ましくないことであ
る。

過作用の各段において有効な過作用を行な
い且つ適当な廃棄物保持能力を発揮するためには
少なくとも３段必要とされるということが分つ
た。各段には１種類以上のフイルタ要素を使用す
ることもできる。一般に、深さフイルタ要素及び
スクリーンフイルタ要素の両要素が少なくとも最
初の段と最後の段の間の各段に使用される。第１
段は深さフイルタのみでもよく又最後の段はスク
リーンフイルタだけでもよい。一般に、第１段の
深さフイルタに保持される最も小さい粒子の粒度
は大略90〜150ミクロンの範囲にあり、第２段に
保持される粒度は40〜80ミクロンの範囲であり、
又第３段に保持される粒度は大略20ミクロンであ
る。所望に応じ追加の段を使用することができ、
一般にフイルタカートリツジの流入側から流出側
へと孔寸法が減少する限り或る段からのフイルタ
要素を隣接段に配設することができる。所望に応
じ或る段からのフイルタ要素を隣接段に使用する
ことにより能力又は安全性を増大させることがで
きる。

血液フイルタを使用する一つの理由は、微小塞
栓が生きている人間の血液流中に流入せられる
と、例えば脳及び腎臓のような或る臓器の機能が
損傷されたり、血管又は毛細管が閉塞されるとい
う重大な事態が起る。微小塞栓は例えば気泡状か
又は粒状物質の集合体となつている。人間の血液
が輸血の際に使用するために貯蔵されると、白血
球及び血小板成分は変質する。幾つかの血小板が
塊まり、種々の寸法の凝集体を形成する。又幾つ
かの血小板は幾つかの白血球と集合体を形成す
る。本発明に従つた血液フイルタは輸血に使用す
る他に、動脈／潅注、心臓切開貯蔵器、心臓切開
及び透析に使用することができる。本フイルタは
体外循環回路で使用するための高流量条件下で極
めて安定した過作動を行なう。

血液フイルタカートリツジは一つ又は複数個の
帯状物で構成することができ、各帯状物は複数個
のセグメントから成り各セグメントはその当接端
が当接接合手段によつて接合されるか、又は接合
しても又しなくてもよいが重ね合せることによつ
て形成される。帯状物の一個のセグメントの各特
性はその長手に沿つて変えることができる。即
ち、例えば編組された、即ち編成帯状物が使用さ
れる場合、該セグメントにおいて漸次孔寸法が小
さくなるようにセグメントの長手に沿つて或る程
度編成作業を変えることができる。種々のセグメ
ントは、例えばフオーム、繊維、フエルト及びニ
ツト織物、これら品物を単独で又は組合せたもの
から成る深さフイルタ要素と、例えば織成される
か又は押出し加工されたメツシユ（網）及び孔付
ウエブのようなスクリーンフイルタ要素とから構
成することができる。セグメントは血液に悪影響
を及ぼさない材料で構成されねばならない。一般
に、直列に設けられる各セグメントの長さは、該
セグメントが螺旋状に巻回されるカートリツジに
配設されるその地点において、フイルタカートリ
ツジの公称円周長の1.05〜3.15倍の範囲とされ
る。各セグメントの長さは一般に幾分重なり合う
程度とされる。完成されたフイルターカートリツ
ジの各巻回層に所望の所定孔容積を提供するため
に、フイルタ要素は孔寸法及び孔の容積分率の両
要因に従つて選定される。各過段に所望の能力
を提供するために十分な孔容積があらねばならな
いという要件により特定の帯状物セグメントは一
巻回以上の長さとされねばならないこともある。

所定の血液量中に生じる廃棄物の量に大略合致
させるように種々のフイルタ段の過能力を形成
することにより血液フイルタの寸法は小さくな
り、従つて下準備のための血液量はほんのわずか
で済む。過性能が高く、流量も大きく、下準備
血液使用量が少なく、且つ連続的に作動し、しか
も血液の過作用と脱泡作用を同時に行なう本発
明に従つた血液フイルタ装置は独特のものであり
且つ極めて秀れたものである。

好ましくは螺旋状に巻き付けて円筒状に形成さ
れたフイルタカートリツジは比較的粗い開口を持
つた材料でその外周部を支持することができる。
該外周支持部材は、一般にはフイルタ要素として
機能するには大き過ぎる開口を有する。

好ましい実施態様において、編成メツシユ材料
が最も外側のフイルタ要素として使用される。編
成材料は深さフイルタ及びスクリーンフイルタ両
フイルタの特性の幾つかを有する。編成メツシユ
フイルタはスクリーンフイルタ要素に比較して大
きな保持能力を有する。編成メツシユフイルタ要
素の孔寸法は一般に均一ではないが、使用時にも
製造された寸法を保持する傾向がある。血液が剛
性の孔付コアの方へと半径方向内方向に通過する
とき編成メツシユ材料に遭遇するように編成メツ
シユ材料がフイルタの外側に二回又はそれ以上巻
回される場合に、特に有効な結果が得られる。二
層又はそれ以上の層にされた編成メツシユ材料は
血液廃棄物の保持能力を極めて大きくし、且つ該
粒子寸法を比較的完全に遮断するように機能す
る。従つて一般には第１段にスクリーン要素を使
用する必要はない。このことはフイルタの構造を
簡単にすると同時に該フイルタの重量の問題、大
きさ及び価格を低減せしめる。編成メツシユは良
好な構造材料であることが分つた。つまりフイル
タカートリツジの構造上の完全性（一体性）は該
編成メツシユ材料の少なくとも二重の層をフイル
タの最も外側の段として使用することによつて保
証される。所期の目的のためには一プライの編成
メツシユでも有効である。

深さ要素及びスクリーン要素両要素の特性を示
す編成構造体は、例えば経糸の平編み（flat
warp knitting）及び他の編み方を利用して製造
される。糸はモノフイラメントか又はマルチフイ
ラメントのいずれかの形態とすることができる。
一般に、マルチフイラメント糸が使用される場合
には、該糸はわずかなＳ又はＺ撚りを有するべき
である。繊維は、例えばポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリテトラフルオロエチレン又は同等物のよ
うな血液と共存できる高分子材料とすべきであ
る。一般に、マルチフイラメント糸は約20〜400
デニール（１デニールは9000グラム／メートル
（糸の長さ））であり、同じ編成構造体には種々の
デニール糸を包含することができる。糸の構造体
は１インチ当り約20〜100の横目及び１インチ当
り約10〜50の縦目を有するように構成することが
できる。

編成織物は円筒状に巻き付き螺旋状巻回体へと
付勢される固有の傾向を有するように製造され
る。このようにフイルタ要素を所望の螺旋状に巻
回された形体へと強制する傾向によつて製造プロ
セスを容易にする。又この巻き付き易い傾向はフ
イルタが一度製造されると常に螺旋状巻回体を維
持する働きを助長せしめる。フイルタの長手軸線
のまわりの巻き付き易い傾向は円滑な且つ均一な
フイルタカートリツジを製造する際に貢献する。

フイルタの外部に設けられる編成（ニツト）構
造体はフイルタが血液を静かに且つ効率良い方法
で処理する際に極めて重要な働きをなす。輸血フ
イルタは例えば10〜20ml／分といつた極めて小さ
い血液流量にて使用される。該流量において血液
は液滴態様にてフイルタに流入する。本発明に従
うと、血液の液滴は重力の影響下に円錐表面と接
触して流下することによつてフイルタ本体へと流
入する。円錐表面とフイルタの流入側との間の間
隔は小さいので血液は円錐表面に落下し如何なる
力をも発生せしめることはない。血液は円錐表面
及びその縁部に沿つて下方向に流れ、フイルタカ
ートリツジの外部の編成構造体と接触する。該編
成構造体の性質は、血液がフイルタの外部に沿つ
て編成構造体を通り下方向に移動し、ついにはフ
イルタの液レベルに到達するとき、血液の液滴が
拡がりシートを形成するようにされる。該血液の
シートは飛散又は衝撃を生ぜしめることなく液レ
ベル位置にて該液体に静かに合流する。もし血液
の液滴がフイルタの上面に形成され従つて液滴が
液体へと滴下されるのが許容されるのであれば、
飛散が起り又或る血液は液レベルより上方のフイ
ルタケース又はシエルの内壁と接触するであろ
う。このように飛散した血液は乾燥し、塊りとな
り、過されるべき血液廃棄物の量を増大させる
と共に血液を或る量だけ損失させることとなる。
幾cmかの距離から血液液滴を落下させることによ
り、血液が液体表面に衝突したとき血液は損傷す
ることがある。

一般に、本発明に従つて使用するためにはモノ
フイラメントにて準備された編成構造体が好まし
い。マルチフイラメント糸を使用して製造された
編成構造体では、モノフイラメントにて製造され
た編成構造体を使用して達成される結果程満足な
結果が得られないということが分つた。一般に、
約２〜30ミル、好ましくは約４〜８ミルの厚さを
持つたモノフイラメントが本発明に従つた編成構
造体を準備する際に使用することができる。もし
マルチフイラメント糸が使用されるのであれば、
該糸は一般に大きな血液の塊りが発生しない体外
回路においては一般に満足して使用されるであろ
う。個々の繊維が破損しそして血液中に流入しな
いように糸の摩損が生じないように十分注意が必
要である。

編成構造体の性質は、該構造体内に種々の特性
を有する幾つかの異なつた孔寸法が存在するよう
にされる。該孔寸法はステツチ模様が繰り返され
る通りに極めて一様に繰り返される。

編成構造体の露出縁部は、自由なフイラメント
片及び鋭いフイラメント端部が該構造体に存在し
ないように溶融される。

種々のフイルタ要素を接合して連続した帯状物
に形成することによりフイルタの製造は容易にな
り、又フイルタ要素が所望の位置に間隙とか過剰
の重なり部を生じることなく配置されフイルタの
効率を損うようなことがないということを保証す
る。もし連続した帯状物において隣接する端部を
接合しないようにしたフイルタ要素を使用したい
場合には、該フイルタ要素が適当な所望位置に配
置されるのを保証するために注意が払らわれねば
ならない。所望に応じ幾つかの帯状物を一緒に巻
き付けることもできる。即ち、例えば深さフイル
タ要素は全て一つの帯状物として接合され、一方
スクリーンフイルタ要素は全て第２の帯状物とし
て端部同志を接合して形成することができる。

コアはフイルタを構造上支持するに十分なだけ
の剛性を有していなければならず、又血液を自由
に貫流させるだけの開口をも有していなければな
らない。コアは血液が最も内側のフイルタ要素の
小さな面積を通つて流動するようなことがないよ
うに出来るだけ大きな形状にされねばならない。
これを達成するためにはフイルタとコアとの接触
は出来得れば、面接触ではなく線又は点接触とな
るようにすべきである。

編成構造体のステツチ模様はフロントバーに閉
じステツチを、又バツクバーのステツチにレイを
有したものが好ましい。閉じステツチは構造体を
閉じ側の方へと巻き込ませる傾向を有し、又ステ
ツチのレイは血液が流れをシート状にするのを助
長せしめると同様に前記巻き付き傾向をフイルタ
の長手方向軸線のまわりに差し向ける。フロント
バーのステツチ模様は１−０、２−３；又は１−
０、１−２；又は１−０、３−４；又は同様の閉
じ模様であるのが都合がよく、一方バツクバーの
模様は０−０、４−４；又は０−０、１−１；又
は０−０、８−８；又は同じレイ模様であるのが
都合がよい。所望の粒度分画及びモノフイラメン
ト又は糸の直径に依存して任意の所望のゲージを
使用することができる。一般にゲージ（１インチ
当りの針の数）は約10〜30が有効であり、ゲージ
がより大になるとより小さな直径のモノフイラメ
ントが使用される。

螺旋状のフイルタ構造体へと巻き付けられる帯
状物の各セグメントは便利な方法で、例えば熱溶
接、縫合、接着剤、高周波溶接、レーザ溶接、超
音波溶接及び同等物によつて接合してもよい。該
接合は重ね合せ接合、当接接合又は同等物の形態
をとるようにすることもできる。帯状物は、巻き
付けられていない帯状物の全部又は一部分が１プ
ライ以上を包含するように構成することもでき
る。例えば、帯状物の一セグメントは互いに同延
に設けられ且つ双方共隣接セグメントに接合され
る二プライのスクリーンを包含することができ
る。帯状物の一箇所又は複数箇所に少なくとも一
端が該帯状物に接合される複数プライを使用すれ
ば構造体に弛緩したフイルタ要素を使用するのが
回避され、一方所望の特定段に追加のフイルタ要
素を提供することとなる。弛緩セグメントがない
ようにすることは製造上利益のあることである。

各帯状物が接合されることなく互いにゆるく重
ねられた場合には、該帯状物は製造時に単一ユニ
ツトとして都合よく取扱われる。

フイルタカートリツジの各端部は血液に悪影響
を及ぼさないその場にて硬化される樹脂によつて
該端部を充填することによつて封止される。カー
トリツジの一端は一般に浅い円錐形状とされるキ
ヤツプによつて蓋がされる。カートリツジの他端
は受容器内に配置され、フイルタケース内に適当
に保持され、フイルタの排出側に封着される。前
記浅い円錐キヤツプは血液をフイルタの円周に沿
つて分配せしめる。フイルタへと流入する血液は
大略円錐キヤツプの頂点に落下し、従つて血液は
円錐キヤツプの表面の全ての方向へと外方向に流
動する。フイルタカートリツジは入口及び出口連
結部を提供するシエル内に拘束される。該シエル
は一般に環形状とされ、該フイルタカートリツジ
は該シエルの中央部に配置される。シエルの内壁
とフイルタカートリツジの外側との間には環状部
が画成される。該環状部は血液の全外周囲への流
れをフイルタカートリツジの方へと差し向けるた
めのマニホルドとして作用する。

所望に応じ、該フイルタには、該フイルタ構造
体に例えば抗血液凝固剤、ビタミン、ホルモン、
抗生物質、防腐剤及び同等物を混入させるような
薬剤分与系統を組込むことができる。これら薬剤
は所定割合で一定時間投入されるように溶解性が
制限された形態で包含することもできる。

次に図面について説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。

図面について詳しく説明すると、輸血フイルタ
が概括して１０で示され、該フイルタにおいては
フイルタカートリツジ１２が透明シエル１４の内
部に配置され、入口１６が正常状態における前記
シエル１４の上端に設けられて、そして出口１８
が正常状態における前記シエル１４の下端に設け
られる。入口１６には血液が入れられた袋の中へ
と刺通するための針が設けられる。円錐状の分配
キヤツプ２０がフイルタカートリツジ１２の正常
上端の上方に配置されそして該カートリツジを封
止する。フイルタカートリツジ１２の正常下端は
キヤツプ２２内に受容されそして封着される。概
括して１０で示される輸血フイルタは通常は血液
袋の底部に挿入され、重力により袋から押し出さ
れる血液を受容する。

第２図について説明すると、心臓切開手術フイ
ルタが概括して２４で示される。該心臓切開手術
フイルタは一般に前記輸血フイルタと同じ形状を
有しているが、該心臓切開手術用フイルタは、体
外循環量が一般に１分間に６〜８又は10リツトル
といつた多量である心臓切開手術の場合には心臓
切開手術用貯臓器と酸素供給器との間にて使用さ
れる。心臓切開手術フイルタ２４を流れる圧力及
び流量は正常作動状態下において輸血フイルタ１
０を流れる圧力及び流量よりはるかに大きい。心
臓切開手術フイルタ２４は一般に円筒状で螺旋状
に巻回されて形成されそしてシエル２８内に配置
されたフイルタカートリツジ２６を具備する。シ
エル２８にはフイルタ２４の正常上端に入口３０
が、又該フイルタ２４の正常下端に出口３２が設
けられる。血液は入口３０を通つて円錐分配キヤ
ツプ３４上へと下方向に流れ、そして前記円錐分
配キヤツプ３４により円筒フイルタカートリツジ
２６の外周囲とシエル２８の環状内壁との間の環
状部に均一に拡開して流される。フイルタカート
リツジ２６の一端は円錐分配キヤツプ３４に封着
され又他端はシエルキヤツプ３６に封着される。
その結果血液はフイルタカートリツジ２６の外周
囲からフイルタの芯に向つて半径方向内方向に強
制的に流動せられる。

第３図について説明すると、一般に心臓切開手
術時に体外循環路の酸素供給器と患者の入口との
間に使用される潅注フイルタが概括して３８で示
される。該装置は高圧、高流量の装置である。潅
注フイルタ３８は心臓切開手術フイルタ２４と極
めて類似の構造をしている。シエル４２には入口
４４と空気逃出口４６とが設けられる。円錐分配
キヤツプ４８は血液をシエル４２とフイルタカー
トリツジ４０との間の環状部に一様に分配する機
能をなす。

第４図について説明すると、透析フイルタが概
括して５０で示される。透析フイルタ５０は一般
に血液分析機と一緒に使用される。透析フイルタ
５０はフイルタカートリツジ５２及びシエル５４
を具備し、該シエルには入口５６、出口５８及び
シエルキヤツプ６２が設けられる。円錐分配キヤ
ツプ６０がフイルタカートリツジ５２の正常上端
に封着される。これら各要素は第１図、第２図及
び第３図に関連して前に述べたと同じ態様にて相
互に関連している。

第５図について説明すると、心臓切開貯蔵器が
概括して６４で示される。心臓切開貯蔵器は患者
からの出口と、酸素供給器の上流の心臓切開フイ
ルタとの間の体外血液循環回路中に設けられる。
心臓切開貯蔵器６４はフイルタカートリツジ６６
を具備し、該カートリツジは血液入口６８から心
臓切開貯蔵器を介し血液出口７０へと流動する血
液が該カートリツジ６６の各要素を必ず貫流する
ように配置される。血液は過されるや該貯蔵器
から出て行く。血液は過される前に該貯蔵器に
貯蔵される。空気逃出口７２により、連行された
空気は血液から除去される。フイルタカートリツ
ジ６６は好ましくは泡止め段を具備することがで
きる。例えば抗凝固剤を含む所望の薬剤の添加を
可能とするために投薬入口７４が設けられる。円
筒形状のフイルタカートリツジ６６の一端を封止
するためにフイルタカートリツジキヤツプ７６が
設けられる。フイルタカートリツジ６６の他端は
心臓切開貯蔵器６４の凹所に封着される。

第６図について説明すると、第１図の線６−６
に沿つて取つた断面図が示される。フイルタカー
トリツジ１２の螺旋ラツプ（巻回体）は分り易く
するために互いに少し分離した態様で図示されて
いる。当業者には理解されるように、フイルタカ
ートリツジ１２の各プライはフイルタ内では互い
に接触している。孔付コア７８がフイルタカート
リツジの軸方向の剛性支持体を提供する。孔付コ
ア７８上の突起８０は該コアの軸方向に延在し、
血液が孔付コア７８の各開口へと迅速に流入し得
るようにフイルタカートリツジ１２の内側プライ
を支持する働きをなす。一般に孔付コアの少なく
とも50％、好ましくは少なくとも70％が開口領域
である。環状部８２は、血液で満たされ、血液が
フイルタを介して図示されるように半径方向内方
向へと流動しそして孔付コア７８の中空軸部に流
入するようにフイルタカートリツジ１２を囲繞し
ている。血液が環状部８２から孔付コア７８の方
へと移動するとき血液と接触する第１のフイルタ
要素は８４で示されるポリプロピレン編成構造体
である。該ポリプロピレン編成構造体は、好まし
い実施態様に従うと、大略125ミクロン以上の粒
度を持つた血液廃棄物を過する。血液の半径方
向内方向の流通路内の第２のフイルタ要素８６は
大略55ミクロン以上の粒度を持つた血液汚物を保
持するポリウレタンフエルトである。次に約63ミ
クロンの孔寸法を持つたポリエステルスクリーン
フイルタ要素８８が半径方向流通路中に設けられ
る。フイルタ８８を貫流した後血液は他のフイル
タ要素８６のプライに遭遇する。フイルタ要素８
６の該第２プライの後、血液は約20ミクロンの孔
寸法を持つたポリエステルスクリーンフイルタ要
素９０に遭遇する。血液は最後に、孔付コア７８
に入る前にフイルタ要素８６の第３のプライ及び
フイルタ要素９０の第２のプライに遭遇する。フ
イルタ要素８４，８６及び８８の当接端は複合帯
状構造体を形成するべく９２で一緒に結合され
る。フイルタ要素８８及び９０の当接縁は孔付コ
ア７８のまわりに螺旋状に巻回する一個の帯状物
を形成するべく９４で一緒に接合される。

第７図を参照すると、概括して９６で示される
輸血フイルタカートリツジの半径方向流通路に沿
つて取つた分解横断面図が示される。深さフイル
タ要素は９８，１００，１０２及び１０４で夫々
示され、スクリーンフイルタ要素は１０６，１０
８及び１１０で夫々示される。種々の段で除去さ
れる各粒度分画の中の最も小さい粒子の寸法は第
７図に図示されるミクロン寸法によつて示される
通りである。要素１００で現わされる深さフイル
タ要素は要素１０２及び１０４のように半径方向
通路中に二度以上設けられる。該深さフイルタ要
素は圧縮しないで約1/16インチの厚さと、１平方
ヤード当り大略8.47オンスの重量とを持つたポリ
ウレタンフエルトである。該フエルトは１インチ
直線当り大略100個の孔を有する。該フエルトは
フエルト１平方フート当り大略900平方フイート
の比面積を有する。ポリエステルスクリーン要素
１０６は約63ミクロンの孔寸法を有し、該スクリ
ーンフイルタ要素の面積の37％は空間である。該
スクリーンフイルタ要素１０６は約40ミクロンの
直径の糸で作られ、約80ミクロン厚さとされる。
スクリーンフイルタ要素１０８はスクリーンフイ
ルタ要素１１０のように第２プライとして再び設
けられる。ナイロンスクリーンフイルタ要素１０
８の孔寸法は大略20ミクロンであり、又該スクリ
ーンフイルタ要素１０８の面積の約16％は空間で
ある。スクリーンフイルタ要素１０８は約30ミク
ロンの直径を持つた糸で作られ、約70ミクロンの
厚さとされる。深さフイルタ要素９８は圧縮され
ない厚さが大略25ミルである編成ポリプロピレン
メツシユである。該編成構造体は編成構造とされ
たニツト及びレイを利用したモノフイラメントを
使用して準備される。該構造体は１インチ当り約
26の横目と１インチ当り約18の縦目とを有する。
該構造体は大略１平方ヤード当り７オンスの重量
を有する。該編成構造体はクローズステツチ側へ
と円筒形状に巻き込む傾向を持つた構造体を与え
るためにフルスレツデイングを使用し、且つフロ
ントバーに１−０、２−３の閉じステツチ模様を
又バツクバーに０−０、４−４のステツチ模様の
レイを使用して14ゲージトリコツト機械にて形成
される。

輸血時に血液から各寸法の分画を除去するため
の各フイルタ要素は第７図では３段にて示され
る。最も大きな粒度分画は段によつて除去され
る。段は中間の粒度分画を除去し、段は粒状
廃棄物の残りの微細な粒度分画を除去する。段
においては編成構造体の孔寸法が比較的安定して
いるためスクリーン要素は使用されない。スクリ
ーンは流動血液から中間寸法の分画を完全に取り
除くために第２段の最後の要素として使用され
る。深さフイルタ要素及びスクリーンフイルタ要
素の二重組合せ体が粒状物質を所望通りに確実に
除去するように安全策として使用される。もし細
長の廃棄物が何とかしてスクリーンフイルタ要素
１０８を通り抜けたとすれば、該汚物は深さフイ
ルタ１０４を貫通した後スクリーンフイルタ要素
１１０を貫通するためにはなお軸方向に整列され
ておらねばならず、このようなことは極めて起り
にくいことである。

第８図について説明すると、本発明に従つた輸
血フイルタの更に他の実施態様が示され、参照番
号は第７図の参照番号に付与されたのと同じ意味
を有する。フイルタカートリツジに対する特に該
フイルタの製造時の構造上の安定性を提供し、又
大粒度の分画が第２段に到達する前に該分画をよ
り完全に除去するために二重になつた深さフイル
タ９８が使用される。

第９図に図示される輸血フイルタカートリツジ
は第７図に図示されるものと類似のものである
が、構造的一体性を保証するために大きな孔が設
けられた構造上のスクリーン要素がフイルタカー
トリツジの外周に付加されている点で相違する。
図示されるように、該構造スクリーン１１２は有
意の過作用をなすには大きすぎる大略800ミク
ロンの孔寸法を有する。構造スクリーン１１２は
実際に過作用をなす各フイルタ要素への血液の
流動に対し実質的な妨害とならないように大略95
％の隙間領域を有する。第９図の参照番号は第７
図及び第８図の参照番号に与えられたのと同じ意
味を有する。

第１０図について説明すると、本発明に従つて
構成された潅注フイルタカートリツジを貫通する
半径方向流通路に沿つて取つた概括して１１４で
示される分解横断面図である。第１段は第７図か
ら第９図を参照して前述した特性を有する編成構
造体であるフイルタ要素９８によつて形成され
る。第２段は深さフイルタ要素１１６とスクリー
ンフイルタ要素１０６とによつて提供される。図
示される実施態様において深さフイルタ要素１１
６は一般に大略75ミクロンを越える粒度を持つた
粒状物質を保持する孔寸法を有するポリウレタン
フエルトである。深さフイルタ要素１１６は圧縮
されないで約1/16インチの厚さと１平方ヤード当
り約６オンスの重さを持つ。深さフイルタ要素１
１６は大略１インチ直線当り90個の孔数を有す
る。スクリーンフイルタ要素１０６は第７図から
第９図の要素１０６に関連して前述したのと同じ
特性を有する。潅注フイルタカートリツジ１１４
の第３段は各々深さフイルタ要素１１８とスクリ
ーンフイルタ要素１０８とから成る２つのプライ
から成る。スクリーンフイルタ１０８は第７図か
ら第９図にて要素１０８に関連して前述した特性
を有する。深さフイルタ要素１１８は一般に大略
50ミクロンを越える粒度を持つた粒状物質を保持
するポリウレタンフエルトである。深さフイルタ
要素１１８は圧縮されないで約3/32インチの厚さ
と、１平方ヤード当り約14オンスの重量とを有す
る。深さフイルタ要素１１８はフエルト１平方フ
ート当り約1385平方フイートの比面積を有する。
深さフイルタ１１８は１直線インチ当り大略100
個の孔数を有する。潅注フイルタカートリツジ１
１４は一般に流量が６〜８又は10リツトル／分と
いつた大流量を有し且つ入口圧力が250mmHg又は
それ以上とされる体外循環回路に使用される。

第１１図について説明すると、心臓切開手術フ
イルタカートリツジの分解横断面図が概括して１
２０で示される。心臓切開手術フイルタカートリ
ツジ１２０の該横断面図は該フイルタカートリツ
ジを通る半径方向流通路に沿つて取られたもので
ある。心臓切開手術フイルタカートリツジ１２０
は三つの段を具備し、第１段にはニツト（編成）
構造体９８が設けられる。第２段には深さフイル
タ１１６とスクリーン要素１０６とが設けられ
る。第３段には深さフイルタ要素１１８とスクリ
ーンフイルタ要素１０８から成る二重プライが設
けられる。参照番号９８，１０６，１０８，１１
６及び１１８によつて参照される種々のフイルタ
要素は、第７図から第１０図にて同じ番号が付さ
れた要素に対して前述された特性を有する。心臓
切開手術フイルタカートリツジ１２０は一般に、
流量が大で且つ圧力が大である体外循環回路に使
用される。

第１２図について説明すると、心臓切開手術貯
蔵器フイルタカートリツジが概括して１２２で示
される。心臓切開手術フイルタカートリツジ１２
２は四つの段を有し、第１段はシリコン被覆脱泡
フイルタ要素１２４である。ポリウレタン脱泡部
材１２４は圧縮厚みが約3/8インチで、密度が約
1.75ポンド／ft³であるフオーム構造体である。脱
泡部材１２４の孔寸法は、フイルタ要素に保持さ
れる最小粒度が大略450ミクロンから550ミクロン
の範囲内にあるようにされる。孔寸法は脱泡部材
１２４においては極めて大きいので、該要素によ
つては粒状物質はほとんど過されない。心臓切
開手術貯蔵フイルタカートリツジ１２２のフイル
タ要素９６，１０６，１０８，１１６及び１１８
は夫々第１０図及び第１１図の対応の要素を参照
して述べたのと同じ特性を有する。

第１３図について説明すると、末だ巻き付けら
れていない状態の輸血フイルタカートリツジが概
括して１２６で示れさる。輸血フイルタカートリ
ツジ１２６は深さフイルタ帯状物１２８及びスク
リーンフイルタ帯状物１３０とを具備する。コア
１３２はフイルタカートリツジを支持しそしてそ
こから血液を受容するために設けられる。スクリ
ーンフイルタ帯状物１３０は１０８及び１０６で
示される二つのスクリーンフイルタセグメントを
具備する。セグメント１０８及び１０６は単一の
連続した帯状物を形成するために各当接縁部で一
緒に接合される。スクリーンフイルタ要素１０６
及び１０８は第７図から第１２図においてこれら
参照番号に関連して前述した特性を有する。深さ
フイルタ帯状物１２８は、深さフイルム要素９８
及び１００の二つの当接縁部を端面溶接すること
によつて形成される。該二つのセグメントの接合
により連続した帯状物が作られる。フイルタ要素
９８及び１００は第７図から第１２図のこれら参
照番号に関連して前述した特性を有する。二つの
帯状物は、図示されるように、互いに整合して配
置され、従つてフイルタ要素１０８は両帯状物が
コア１３２のまわりに巻回され円筒状フイルタカ
ートリツジ１２６を形成するとき該フイルタカー
トリツジの最も内側プライを形成する。

第１４図について説明すると、フイルタカート
リツジの他の実施態様が概括して１３４で示さ
れ、該カートリツジにおいては複合帯状物の一部
ではない外側構造部材を持つた単一の複合帯状物
が設けられる。各縁部が互いに当接する共通の接
合部１３６において幾つかのフイルタセグメント
が一緒に接合される。参照番号９８，１００，１
０６及び１０８によつて示される種々のフイルタ
要素は、これら参照番号が例えば第７図から第９
図にて示される要素に対して前述された特性を有
する。構造要素１３８は極めて大きな孔寸法を有
しそして最終組立時、輸送時、貯蔵時及び使用時
にカートリツジ構造支持体を与える働きをなすニ
ツト構造体である。

第１５図を参照すると、フイルタカートリツジ
に組立てられる前の複数個の帯状物が概括して１
４０で示される。９８，１００，１０６及び１０
８で示される種々の帯状物セグメントは例えば第
７図から第１２図において同じ参照番号が付され
ている要素に関連して前述した特性を有する。深
さフイルタ要素１４２は大量の粒状物質を保持す
る能力を持つたポリウレタンフオームにて構成さ
れるセグメントを画成する。要素１４２は粒度が
大略35ミクロンより大きな粒度分画を保持する。
深さフイルタ帯状物を作る各セグメントは接合部
１４４で接合され、又スクリーンフイルタ帯状物
を作る各セグメントは１４６にて接合される。別
個になつたフイルタ要素９８は他の各帯状物から
は分離され、螺旋状に巻き付けられ深さフイルタ
の外側プライを形成する。

第１６図について説明すると、種々のセグメン
トが各当接縁部で接合され一つの連続した帯状物
を形成するようにした一体のフイルタカートリツ
ジ帯状物が概括して１４８で示される。連続した
帯状物を使用すると、フイルタカートリツジを巻
き付ける際に唯一本の連続した帯状物構造体を処
理することが必要とされるだけであるのでフイル
タカートリツジの製造を容易にする。フイルタカ
ートリツジ帯状物１４８の種々のセグメントは、
これら図面において対応の参照番号が付された各
セグメントの特性を有する。

第１７図について説明すると、第１３図に図示
されたフイルタカートリツジ帯状物の平面図が概
括して１５０で示される。深さフイルタ帯状物１
５２の二つのセグメントが当接接合部１５４で接
合され、又スクリーンフイルタ帯状物の二つのセ
グメントが当接接合部１５８で接合される。

ここに記載された深さフイルタによつて除去さ
れる大略最も小さい粒度は、既知の量の種々の寸
法をした粒状物質を含有した塩水混合物を準備す
ることによつて本発明の目的のために決定され
る。該混合物は深さフイルタ要素を貫流され、そ
して保持された分画と通過した分画が分析され
る。

フエルト深さフイルタは、網状ポリエステル又
はポリウレタン開孔フオームが圧縮されない厚さ
の約1/3〜1/12の最終厚みを持つように該フオー
ムを不可逆的に圧縮することによつて都合よく準
備される。

前記特定の実施態様は、当業者には理解される
ように、説明のためのものであり、本発明の範囲
内で種々の変更が可能である。例えば、種々のフ
イルタ要素には血液に悪影響を及ぼさない種々の
有機又は無機材料を充填することができる。表面
特性を変えるために例えば機械的、化学的及び電
気的処理のような特殊な表面処理を織物、スクリ
ーン及びフオームの表面に施すことができる。所
望に応じ、種々のステツチ模様、糸、デユール及
び充填数を持つた一連のセグメントを具備した一
つの連続した織布帯状物を使用することもでき
る。血液フイルタカートリツジは例えば使い捨て
の透析カートリツジのような他の装置内に組込む
こともできる。各帯状物セグメントを一緒に接合
するためには接着剤、熱封止及び同等物による接
合方法の他に、例えば血液と共存できる糸又はス
テープル装置のような第三の要素を使用してもよ
い。

本発明に従つた血液フイルタカートリツジの物
理的寸法は該カートリツジの過能力に比較して
極めて小さい。例えば第１図、第６図、第７図及
び第１３図に図示されるタイプの輸血フイルタは
軸方向長さが約７cm、直径が約２ 1/2cm、コア外
径が約１cmそしてコア内径が約0.6cm、のフイル
タカートリツジを具備して構成される。シエルは
都合よくは、最大内径が約４cm及び最小内径が約
3.4cmとされる。円錐分配キヤツプの頂点は都合
よくは入口管の内端から大略0.3cmだけ離隔して
設けられる。入口の先端から出口の先端までの血
液フイルタの全長は都合よくは約13.5cmとされ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つた血液輸血フイルタの正
面図である。第２図は本発明に従つた心臓切開手
術フイルタの正面図である。第３図は本発明に従
つた潅注フイルタの部分正面図である。第４図は
腎臓透析機械と一緒に使用するための本発明に従
つた血液フイルタである。第５図は本発明に従つ
た心臓切開手術貯蔵器血液フイルタである。第６
図は第１図に線６−６に沿つて取つた輸血フイル
タの横断面図である。第７図は本発明に従つた輸
血フイルタを貫通する半径方向流通路を包含した
平面に沿つて取つた分解横断面図である。第８図
は本発明に従つた輸血フイルタを貫通する半径方
向流通路を包含した平面に沿つて取つた他の実施
態様の分解横断面図である。第９図は本発明に従
つた輸血フイルタを貫通する半径方向流通路を包
含した平面に沿つて取つた追加の実施態様の分解
横断面図である。第１０図は本発明に従つた潅注
フイルタを貫通する半径方向流通路を包含した平
面に沿つて取つた分解横断面図である。第１１図
は本発明に従つた心臓切開手術フイルタを貫通す
る半径方向流通路を包含した平面に沿つて取つた
分解横断面図である。第１２図は本発明に従つた
心臓切開手術貯蔵器を貫通する半径方向流通路を
包含した平面に沿つて取つた分解横断面図であ
る。第１３図は剛性コアのまわりに巻回される前
のフイルタ要素の端面図である。第１４図はコア
のまわりに螺旋状に巻回される前の複数のフイル
タ要素の他の実施態様の端面図である。第１５図
はコアのまわりに螺旋状に巻回される前の複数の
帯状物の他の実施態様の端面図である。第１６図
は一体になつた帯状物の追加の実施態様の端面図
である。第１７図は螺旋状に巻回されてフイルタ
に組立てられる前の本発明の実施態様のフイルタ
要素の平面図である。 １０：輸血フイルタ、１２：フイルタカートリ
ツジ、１４：透明シエル、１６：入口、１８：出
口、２０：分配キヤツプ、７８：孔付コア、１０
０，１０２，１０４：深さフイルタ要素、１０
６，１０８，１１０：スクリーンフイルタ要素、
１１２：構造スクリーン、１２４：脱泡フイルタ
要素、１３８：構造要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正常な血液流動方向を持つた血液フイルタ装
   置であつて：血液を過するためのフイルタ手段
   を有し；前記フイルタ手段は、該フイルタ手段を
   貫通する通常の血液流動方向に対し直列に整列さ
   れた複数の多孔性のスクリーンフイルタ要素及び
   深さフイルタ要素を具備し；前記フイルタ要素
   は、該フイルタ要素の孔寸法が一般に前記通常の
   血液流動方向に於て減少するように配置され；前
   記フイルタ手段は複数の過段を提供するため
   に、孔寸法の異る複数の前記フイルタ要素を具備
   しており；前記複数の過段の少なくとも最初か
   ら２つ目までの段は全体もしくは最初部分が深さ
   フイルタ要素であり；前記フイルタ手段の前記最
   初のフイルタ要素は大略100ミクロンを越える粒
   度を持つた血液廃棄物を保持するようにされた編
   成構造体であり；前記フイルタ手段の最後のフイ
   ルタ要素は大略20ミクロンの孔寸法を持つたスク
   リーンフイルタ要素であり、前記フイルタ手段は
   帯状物形態とされ、又前記フイルタ要素が前記帯
   状物のセグメントを成し、前記帯状物は螺旋状に
   巻回されて円筒状に形成されて成ることを特徴と
   する血液フイルタ装置。 ２ ３つの過段の最初の過段は少なくとも二
   つの深さフイルタ要素を具備して成る特許請求の
   範囲第１項記載の血液フイルタ装置。 ３ フイルタ要素は少なくとも二つの深さフイル
   タ要素と、少なくとも二つのスクリーンフイルタ
   要素を具備して成る特許請求の範囲第１項記載の
   フイルタ装置。 ４ 各段の過能力は大略等しくされて成る特許
   請求の範囲第１項記載の血液フイルタ装置。 ５ 少なくとも第１及び第２の段の前記所定血液
   容量に対する過能力はそこに保持されるべき各
   粒度分画の廃棄物容量に大略等しくされて成る特
   許請求の範囲第１項記載の血液フイルタ装置。 ６ 最初の二つの段の各々の少なくとも最初のフ
   イルタ要素は深さフイルタ要素である特許請求の
   範囲第１項記載の血液フイルタ装置。 ７ フイルタ手段の最初のフイルタ要素は、大略
   100ミクロンを越える粒度を有した粒度分画を保
   持するに十分な孔寸法を持つた深さフイルタ要素
   である特許請求の範囲第１項記載の血液フイルタ
   装置。 ８ 過段は三つ設けられ、第１の段は深さフイ
   ルタ要素を具備し、第２の段は深さフイルタ要素
   とスクリーンフイルタ要素とを具備し、第３の段
   は深さフイルタ要素とスクリーンフイルタ要素と
   を具備して成る特許請求の範囲第１項記載の血液
   フイルタ装置。 ９ 円筒体は一端が一般に円錐状のキヤツプによ
   つて閉鎖され、血液フイルタ装置は一般には血液
   が複数の過段を貫流する前に前記円錐状のキヤ
   ツプの上へと流下し次で第２側に沿つて流動する
   ように配置されて成る特許請求の範囲第１項記載
   の血液フイルタ装置。