JPS6316147B2 - - Google Patents

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JPS6316147B2
JPS6316147B2 JP58152298A JP15229883A JPS6316147B2 JP S6316147 B2 JPS6316147 B2 JP S6316147B2 JP 58152298 A JP58152298 A JP 58152298A JP 15229883 A JP15229883 A JP 15229883A JP S6316147 B2 JPS6316147 B2 JP S6316147B2
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plasma
purified
chamber
hollow fiber
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/3472Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate
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    • A61M1/3475Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate with filtrate treatment agent in the same enclosure as the membrane
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    • A61M1/3472Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate
    • A61M1/3486Biological, chemical treatment, e.g. chemical precipitation; treatment by absorbents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は簡単な構造で血液の分離と浄化と混合
を行なうことのできる血液浄化器に関する。
近年、血液を浄化する方法として、血球と血漿
を分離し血漿を浄化したのち血球と再混和する方
法が注目されている。この方法によるときは、自
己の体液成分から除去対象物のみが除去されるの
で、種々の生体拒否反応を免れることができるほ
か、血漿のみを浄化するので血球のロスという問
題がない。
血球と血漿を分離する方法としては、たとえば
遠心分離法や半透性中空繊維、多孔性膜などを用
いる膜分離法があり、一方、血漿を浄化する方法
としてはたとえば活性炭、免疫吸着体などを用い
る吸着システムが実用化されつつあり、最近では
酵素を利用した浄化剤を用いる方法も提案されて
いる。
ところでかかる血液浄化法を実施するために
は、血液から血漿を分離する工程と血漿を浄化す
る工程と浄化された血漿を血球濃度の高い血液と
混和する工程の3つの工程を常時最適条件に制御
する必要がある。
とくに注意すべき工程は血球と血漿の分離工程
であり、分離時に過大な圧力や機械的な力などが
加わると血球が破壊され、血液の機能上の障害が
生ずる惧れがある。その現象を防止するには膜分
離法を採用するのが望ましいが、該方法において
も膜間圧力差を一定範囲内に常時維持しなければ
ならず、その条件設定は複雑かつ煩雑なものであ
る。すなわち膜間圧力差を一定範囲内に維持する
ためには、血液側にかける過圧と血漿側にかか
つている圧力の両者を制御しなければならず、従
来は血液を体外循環させるためのポンプと血漿抜
き取り速度を制御するための血漿用ポンプの2つ
のポンプを用意し、適切なポンプ運転を行なうこ
とが必要であつた。
またこの方法では、血球―血漿分離器と血漿浄
化システムを用意しなければならず、前記血球―
血漿分離の条件の制御の面から血球―血漿分離器
と血漿浄化システムの間の連結回路も長くなり、
装置的に複雑化せざるをえないのが現状である。
本発明者は血液分離工程における前記問題を解
決するべく研究を重ねたところ、つぎのような意
外な事実を見出した。
すなわち、第1図に示すような半透性中空繊維
束を用いた血球―血漿分離装置を試作し、分離さ
れた血漿の流れを調べた。第1図において1は容
器であり、その両端部に血液流入口2と血液流出
口3が設けられている。4は半透性中空繊維束で
あり、容器1の両内側に設けられている血液室5
と6とを連通している。中空繊維束4の両端部は
シール材7で固定されており、それぞれ血液室
5,6に開口している。血液を流入口2から流す
と血液は中空繊維束4内で血球と血漿に分離さ
れ、血漿は2つの血液室5,6とコンテナ1と中
空繊維束4とで囲まれた空間8に流出する。そこ
でかかる空間8を隔壁9で3つの空間に仕切り、
両端の空間をチユーブ10で連絡したところ、
過された血漿がチユーブ10内をかなりの速度で
流れており、しかもその流れはチユーブ10の圧
損を高くしても維持されるという事実が見出され
た。すなわち、中空繊維束4の入口側2と出口側
3との間には第4図に示されるような、入口側が
高く出口側が低い圧力勾配P1が顕著に現われる
ことが見出されたのである。
本発明の血液浄化器はかかる事実を利用したも
のであり、血液流入口と血液流出口を両端部に有
する中空状の容器、該流入口と流出口にそれぞれ
連通している被浄化血液室および浄化血液室、該
被浄化血液室と浄化血液室との間に両血液室を連
通するように配置された半透性の壁膜からなる中
空繊維束、および容器と被浄化血液室と浄化血液
室と中空繊維束とで囲まれた空間を2枚の多孔性
の隔壁で仕切つて、中空繊維束の周囲に入口側か
ら出口側へ向け順に形成した被浄化血漿室と血漿
処理室と浄化血漿室とからなり、前記血漿処理室
に血漿処理剤が充填された血液浄化器であれば、
前記中空繊維束の外側の血漿の流れを利用して処
理剤中に血漿を通過させて血漿を浄化することが
できると共に、浄化された血漿を血球濃度の高い
血液に戻すことができるという事実に基づいて完
成されたものである。
つぎに本発明の血液浄化器の実施態様を図面に
基づいて説明するが、本発明はかかる実施態様の
みに限定されるものではない。
第2図は本発明の血液浄化器の一実施態様の概
略断面図であり、第1図と同じ符号は第1図と同
じ部分を示す。11は多孔性の隔壁であり、血漿
が流れる空間を被浄化血漿室12と血漿処理室1
3と浄化血漿室14とに仕切つており、血漿処理
室13内には血漿処理剤15が充填されている。
多孔性の隔壁11は、血漿を通過させ処理剤15
を通過させないものであればよい。
血液は体外循環ポンプ(図示されていない)に
より流入口2から被浄化血液室5aに送られ、中
空繊維束4内を通る過程で流入圧力により血球濃
度の高い血液と血漿に分離される。そのとき被浄
化血液室5aと浄化血液室6aとの間には中空繊
維束4による圧損分に相当する圧力差が生じてお
り、中空繊維束4中の血液の圧力も流れ方向に勾
配が生じており、流入口2に近いほど圧力が高く
なつている。ところで血漿処理室13に処理剤を
充填しないときは血漿の流れに殆んど圧損がな
く、血漿剤を密閉構造とし、容器外へ血漿を抜き
出さなければ血漿剤の圧力は中空繊維入口圧力と
中空繊維出口圧力との中点値となる。このばあ
い、中空繊維の下流側の部分で中空繊維内の圧力
よりも血漿の圧力が高くなり逆流現象が生ずるの
であるが、従来は血漿をポンプで抜き取つている
ために血漿の圧力が中空繊維内の圧力よりも低く
維持されていたのである。
本発明においては血漿処理室13に処理剤が充
填されているので、血漿の流れに適度な圧損が生
じ、被浄化血漿室12および血漿処理室13にお
ける圧力がそれらに対応する部分の中空繊維の内
圧よりも低く保たれ、逆に浄化血漿室14におけ
る圧力はそれに対応する部分の中空繊維の内圧よ
りも大きくなる。その結果、流入した血液は被浄
化血漿室12および血漿処理室13に対応する部
分の中空繊維束4で血球と血漿に分離され、分離
された血漿は血漿処理室13内を浄化血漿室14
方向に流れつつ血漿処理剤15により除去対象物
が除かれる。浄化された血漿は浄化血漿室14に
流入するが、浄化血漿室14は密閉されているの
で、内圧が高くなり(第4図にP2で示されてい
る)、血漿は圧力の低い中空繊維中に逆流し、血
球濃度の高い血液と混和されて浄化血液室6aに
送られ、流出口3から流出する。
なお、被浄化血漿室5a側のシール材は血球お
よび血漿共透過できない材料でなければならない
が、浄化血液室6a側のシール材は多孔性の隔壁
11と同じ材料であつてもよい。
血漿処理剤の充填は、各部の圧力関係が前記の
ごとくなるように種類や充填密度などを選定する
ことが重要である。血漿処理剤は血液から除去し
たい物質に応じて選択しなければならないが、た
とえば活性炭、アルミナ、イオン交換樹脂、除去
対象物質に親和性を有する物質を水不溶性担体に
保持してなる吸着体などの合成または半合成吸着
体などがあげられる。また酵素を固定化したもの
などを用いるときは、除去対象物を化学的に変化
させて除去することができる。除去対象物として
は、たとえば老廃物、LDLコレステロール、タ
ンパク結合性毒物、自己抗体や免疫複合体などの
免疫関連疾患の原因物質などがあげられる。
前記血漿処理剤の種類や充填密度の選定は、血
液の流入速度、半透性中空繊維の種類や分離能、
血漿透過率、処理剤の充填量などによつても変わ
るので、各条件を総合して適宜選定すればよい。
本発明に用いる半透性中空繊維としては血漿の
透過率が高いものが好ましく、そのとき充分に速
い血漿の流速がえられる。好ましい中空繊維とし
ては内面部における微細孔の孔径が0.01〜10μm
とくに0.1〜2μmのものである。透過率は純水の
透過率が2ml/m2・min・mmHg以上、とくに50
ml/m2・min・mmHg以上のものが好ましい。内
面部の微細孔の孔径が0.01μm未満のときは除去
対象物質の透過率が低く、浄化効率が著しく低下
するので好ましくなく、10μmを超えるときは血
球成分が中空繊維を透過するかあるいは中空繊維
の孔を閉塞させるので好ましくない。また純水の
透過率が2ml/m2・min・mmHg未満のものは効
率のよい血液浄化をするために必要な中空繊維本
数が多くなりすぎ、体外循環量が多くなるため好
ましくない。中空繊維の内径は通常250〜500μm
のものが適当であり、その中空繊維を約2000〜
4000本束ねたものを用いるのが好ましい。中空繊
維の材質は前記条件を満足しうるものであればと
くに制限されず、たとえばポリスルホン、セルロ
ースアセテート、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、
エチレン―ビニルアルコール系共重合体、ポリア
クリロニトリル、ポリアミドなどがあげられる。
本発明の血液浄化器は第2図に示す実施態様の
ほか、たとえば第3図に示すような態様に構成し
てもよい。
第3図に示す実施態様は第2図における多孔性
の隔壁11を傾斜させ、容器1として円筒状のも
のを用いたほかは第2図に示す実施例態様と同じ
である。
以上のごとく、本発明の血液浄化器は本来3つ
の装置で行なわれるべき血液の分離、血漿の浄化
および血漿の混和の工程を1つの装置にまとめる
ことができたものであり、血漿用ポンプおよび血
漿回路を不要としたものである。また本発明の血
液浄化器を用いるときは、血液の体外循環ポンプ
を用いるだけで流出口から浄化された血液がえら
れ、しかも血液の分離時の圧力制御に要する労力
を大幅に軽減することができる。
つぎに第2図に示す本発明の血液浄化器を用い
て新鮮牛血の老廃物の除去を行なつた実施例を示
す。
容器として長さ23cm、外径50mmのものを用い、
中空繊維束として外径400μm、内径300μm、内面
部の孔径0.2μm、外面部の孔径0.8μmのポリスル
ホン多孔質中空繊維(純水の透過率500ml/m2
min・mmHg)を2700本束ねたものを用い、その
両端をポリウレタン製のシール材で固定した。多
孔性の隔壁(孔径1μmのポリカーボネート製)を
中空繊維束の両端からそれぞれ50mmの位置に設
け、それらの間に平均粒径0.8mm活性炭2000gを
充填した。
この血液浄化器に新鮮牛血4を100ml/min
の流速で循環させながら通したところ、クレアチ
ニンおよび尿酸がそれぞれ58%および63%減少し
ていた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するための血液分
離装置の概略縦断面図、第2〜3図はそれぞれ本
発明の血液浄化器の実施態様の概略縦断面図、第
4図は本発明の血液浄化器における血液流と血漿
流の圧力勾配を示すグラフである。 図面の主要符号、1:容器、2:血液流入口、
3:血液流出口、4:半透性中空繊維束、5a:
被浄化血液室、6a:浄化血液室、7:シール材、
11:多孔性の隔壁、13:血漿処理室、15:血
漿処理剤。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 血液流入口と血液流出口を両端部に有する中
    空状の容器、 該流入口と流出口にそれぞれ連通している被浄
    化血液室および浄化血液室、 該被浄化血液室と浄化血液室との間に両血液室
    を連通するように配置された半透性の壁膜からな
    る中空繊維束、および容器と被浄化血液室と浄化
    血液室と中空繊維束とで囲まれた空間を2枚の多
    孔性の隔壁で仕切つて、中空繊維束の周囲に入口
    側から出口側へ向け順に形成した被浄化血漿室と
    血漿処理室と浄化血漿室とからなり、 前記血漿処理室に血漿処理剤が充填されてなる
    ことを特徴とする血液浄化器。 2 半透性中空繊維の内面部における繊維孔の孔
    径が0.01〜10μmである特許請求の範囲第1項記
    載の血液浄化器。 3 半透性中空繊維が2ml/m2・min・mmHgの
    純水の透過率を有する特許請求の範囲第1項記載
    の血液浄化器。
JP58152298A 1983-08-19 1983-08-19 血液浄化器 Granted JPS6045359A (ja)

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DE8484109703T DE3466933D1 (en) 1983-08-19 1984-08-15 Apparatus for purifying blood
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