JPS6343671A - 中空繊維型血液処理装置 - Google Patents

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） 本発明は改良された血液入口ヘッダを有する中空繊維型
血液処理装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より中空繊維を用い念血液処理装置は、血液透析装
置、人工肝臓装置、血液濾過装置、血漿分離装置、ある
いは人工肺装置として広く用いられている。

このような血液処理装置（血液濾過装置）として、通常
第４図に示すような血液導入出口が軸対称位置に設けら
ｎｆｃ装置が用いられている。

第４図において一１ａは血液を中空繊維５の内部に導さ
、かつ外部と隔離するｔめの断面が円形の血液入口ヘッ
ダであり、血液はヘッダの上部に設けた血液導入口２０
ａよりヘッダ内に導入される。

１ｂは中′！Ｅ、１ａ維の内部を通過した血液を集合さ
せて血液導出口２ｏｂより導出するための断面が円形の
血液出口ヘッダである。２は血液の入口及び出口ヘッダ
１ａ−１ｂをパツキン１２を介して、中空繊維束を固定
する隔壁６に密着させるための固定キャップである。ハ
ウジング３は通常円筒形であって透明で硬質の合成樹脂
（ポリプロピレン、ポリカーぶネートなど）で作られ、
その内部には数百〜数万本程度の中：！ｉＪ維５が充填
されている。またこのハウジング３には、濾液導出口４
が設けられている。中空ｍ維５は、ハウジング３内に多
数本充填され、その両端はポリウレタン樹脂などの血液
適合性に優ｉｔた隔壁６で液密に固定され７しかも中空
繊維５の内部はヘッダｔａ、１ｂに設けられた空間と連
通している。血液は血液入口ヘッダ１ａの血液導入口２
０ａより装置内に導入ざ几中空繊維の壁膜を介して血液
中の有害物質をハウジング３の内部に排出した後、血液
出ロヘソダ１ｂの血液導出口２を経由して体内にもどさ
れる。一方、ノ・ウジング３の内部に排出された有害物
質は導出口４カ）ら外部へとり出される。

まｔ、最近、各中空繊維に均一に血液を導入する定めに
血液入口ヘッダに設けられた空間に接線方向から血液を
導入する血液処理装置が提案されている（特公昭６０−
５３０８号−特開昭５７−８６３６１号など）。第５図
は、かかる装置の例であり、図中共通のものは第１図と
同一番号が付されている。この装置では血液は血液入口
ヘッダ１ａの外部から内部へ向けて接線方向に開口（−
た＋ｍｆ導入口２０ａより導入されヘッダ内に設けられ
之空間の上端のｌ’Ｅ壁面に沿ってラセン状に設けらｒ
、た血液誘導路１０にそって旋回しながら下降し、中空
繊維束の切断面の外周部に達し、次いで中心に向かうラ
セン流となって切断面から各中空繊維内部に導入さｎる
ようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の血液処理装置には次の
ような欠点があり、特にヘパリンのような抗血液凝固剤
を全く開用しないか、あるいは使用虚を減らした血液透
析（メンヘパあるいは減ヘパ透析）や、持続的血液濾過
（ＣＡＶＨ）一体外循環肺補助（ＥＣＭＯ）などの数日
におよぶ長期使用の場合においては実用上程々の問題が
ある。すなわち第４図に示す血液処理装置では構造上、
＋ｍｍ液入入口２０ａり導入され几血液は−まず中２２
繊維の端面中央部に衝突し、次いで外周部の中空繊維へ
分散される。従ってヘッダの内部の中間を流れる血液の
速度は、血液の導入口の直下付近では大きり１周辺に向
うに従って小さくなる。その結果ヘッダの空間内でｍｕ
のよどみを生じ、ま念ヘッダに設けられた空間の周辺部
では、血液が停滞する恐れがある。そのため血液処理装
置としての性能が低下し、しかも返血する際に、返血速
度が中央部と周辺部で異なるため、周辺部に近い中空繊
維の内部や、血液がよどみをつくった領域に残血現象を
起こす。一方、第５図に示す装置では、中空繊維の切断
面において相対的に広い面積を占める外周部に対して接
線方向から血液が導かれ、その後、ラセン流路の厚みが
漸減するために外周部と内周部の中空繊維内部への血液
流入速度は第４図に示す装置よりは均一に保たれ、かつ
−切断面に対して平行な血流速度も大きな値をとり得る
。

しかしヘッダに設けら才した空間での血液の流才りは。

固定ざｒシた流路でないため、ラセン流路をとるイ）の
の、ハウジングに収容された中空繊維の分布状態や、中
空繊維の切断面の起伏、ヘッダの血液との接触面の起伏
の状態によってかえって部分的なうす流と、それに伴う
血栓形成および気泡の滞留を起し易（、シかもヘッダが
かぎ高くなるため血液充填量が増加するなどの問題があ
つ几。

（問題点を解決するための手段） 従って本発明の目的は気泡の滞留や血栓、血餅の発生が
少なく、長時間連続使用しても中′！Ｅｍ維の閉塞が起
こらないような血液入口ヘッダを有する血液処理装置を
提供することにある。

すなわち本発明は一端に血液入口ヘッダと、他端に血液
出口ヘッダを備えた筒状ハウジング内に中空繊維束が収
容された中空繊維型血液処理装置において、該血液入口
ヘッダ内側に、中心から周辺部にかけて、溝壁の頂部が
中空繊維束の切断面に実質的に当接する連続ラセン状溝
を形成するとともに、該ラセン状溝のヘッダ内中心部に
おいて。

該連続ラセン状壁の頂部と中空繊維束切断面との間に間
隙を設けるか、または該中心部にはラセン扶壁を延在さ
せず空間を設け、該連続ラセン状溝の端部に外部に向け
て接線方向に開口する血液導入口を設けたことを特徴と
する中空ｍ雄型血液処理装置である。

（作　　用） 本発明の血液処理装置は、血液入口ヘッダ内側に連続ラ
セン状溝が設けられているので一血液導入口からヘッダ
内に導かれた血液は、該連続ラセン状溝に沿ってラセン
状に回りつつ、また、該ラセン状溝のヘッダ内中心部に
おいて空間が設けられているので該中心部に達するまで
に減少した血液の流れにくさは解消ざ几、血液穢の場端
な減少が防がれ、好適な血液型を維持しつつ全ての中空
ｍ維の内部に導入される。その際、血液圧は各中ｙｉ維
切断面上に均一に加わるので、血液は一様に中空繊維内
部に導入される。その之め、中空繊維束の開口端面上に
おける気泡の滞留や血栓形成の原因となるよどみ、血小
板の粘着の抑止や、中空糸の閉塞を解消できるものと推
測ざｒしる。

（実　施　例） 次に本発明の血液処理装置の一実施例を図面によって説
明する。第１図は本発明装置の一部断面図、第２図は連
続ラセン状溝の溝の深さがヘッダ中心部に向って漸減し
ている場合の血液入口ヘッダ１ａの斜視図であり１図中
共通のものは第４図と同一番号が付ざ几ている。第１図
の装置はヘッダ部分を中心とした構造に特徴がある。本
究明装置では血液入口ヘッダ１ａの血液導入口２０ａよ
り導入ざルた血液は、ヘッダ内側の中心から周辺部に延
在する連続ラセン状壁７で形成さｒした連続ラセン状溝
８の端部へ接線方向から導入される。該連続ラセン状壁
７の頂部は第１図に示すように中空繊維の切断面に実質
的に当接するため、血液導入口２Ｕａよりヘッダ内に導
入さｔ′Ｌｆｃ血液は連続ラセン状溝８を移動しながら
、中空繊維内部に導入さＩＬる。また、ラセン状溝のヘ
ッダ内中心部には間隙または空間が設けられているので
１通常は該中心部に達するまでに量が減少して流れにく
くなった血液は流れ易くなる。従って、各中空祷維には
ほぼ均一に血液が導入される。しかしながら、ラセン状
壁の頂部が中空繊維の切断面に当接する友め、その部分
の中空繊維には血液が流れない。その友めラセン状壁の
頂部は鋭く細くするのが好ましい。

上記ラセン状溝の深さを第２図に示すように徐々に小ざ
くすると、連続ラセン状溝の全ての場所において血液の
速度を一定とすることができる之め好ましい。

また血液出口ヘッダ１ｂも入口ヘッダ１ａと同様に、血
液導出口ｚｏｂをヘッダの接線方向に設けると、装置の
長さ方向の寸法を小とすることができるので、コンパク
トになり、望ましい。その際には血液出口ヘッダ１ｂの
凹所にはラセン状壁を設けないほうが好ましい。

次に本発明装置と従来装置との性能の比較を行う。

本発明装置として血液入口ヘッダに第１図に示すような
連続ラセン状溝を有し、血液出口ヘッダにはラセン状溝
を設けない装置を用いた。−万。

従来装置として第４図と＠５図に示す装置を用いた。（
内径２３５μｍのポリスルホン膜を使用、中空糸本数４
３００本、有効膜面積０．５７７１’）上記各血液処理
装置に生新鮮血（ヘマトクリッ。

ト値３８％、全蛋白質濃度６ｇ／ｄｉ）を用い、血液流
速２００　ｒ１１Ｊ／ｍｉｎ、膜間圧力差１００　ｖｔ
ｍＩｌｙの条件で血液濾過試験を行った。８　時間血液
濾過後の限外濾過盪および返血後の残血本数について測
定した結果を表１に示す。

以上の結果から、本発明の装置は従来装置に比較して、
限外濾過量は多く、また残血本数は極度に少ないことが
明らかである。ざらに肉眼での残察の結果１本発明の血
液処理装置ではヘッダに導入さＺした血液が、はぼ均一
に各中空ｄ維に導入されていることが確認された。

従って、本発明の血液処理装置は長時間連続して使用ざ
する庫外循環肺補助や持続的血液濾過、あるいは減ヘパ
リン透析などに好適に用いられる。

（発明の効果） 以上のように、本発明の血液処理装置は、ヘッダ内側に
血液を誘導する連続ラセン状溝が、該ラセン状溝のヘッ
ダ内中心部において、間隙または空間が存在するように
設けられているので、中空繊維束の開口端面に平行な血
液速度を好適に維持することかでざる。かかる構造は中
空繊維内部への血液流入速度に与える影響を少なくする
ことがでさ、従って２本発明の血液処理装置においては
、はぼ均一な流入速度が得ら才しるため、ヘッダ内凹所
での気泡の滞留、血栓や血餅の発生の抑止効果が強く発
現し、従来装置では不可能であった。長時間連続使用や
、ノンヘパ、誠ヘパ透析が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の血液処理装置の一部断面図であり、第
２図は連続ラセン状溝の溝の深さかへ・ソダ中心部に向
って漸減している場合のヘッダの断面図であり、第３図
は本発明の装置のヘッダ部形状を拡大した斜視図であり
、第４図及び第５図は従来の血液処理装置の一部断面図
である。 ｘａ−ｚｂ・・・血液入口、出口ヘッダ２・・・・・・
・・・・・・・・・固定キャップ３・・・・・・・・・
・・・・・・ハウジング４・・・・・・・・・・・・・
・・濾液導出口５・・・・・・・・・・・・・・・中空
繊維６・・・・・・・・・・・・・・・隔　壁７・・・
・・・・・・・・・・・・連続ラセン状壁８・・・・・
・・・・・・・・・・連続ラセン状溝特許出願人　工業
技術院長（ほか１名）指定代理人　大阪工業技術試検所
長 第１図 ２０ｂ　　ＩＧ　　　　　、％’　３　　図＠　Ａコ　
　　　　　草５７ ２０ｂ　　　　　ＩＩ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端に血液入口ヘッダと、他端に血液出口ヘッダ
   を備えた筒状ハウジング内に中空繊維束が収容された中
   空繊維型血液処理装置において、該血液入口ヘッダ内側
   に、中心から周辺部にかけて、溝壁の頂部が中空繊維束
   の切断面に実質的に当接する連続ラセン状溝を形成する
   とともに、該ラセン状溝のヘッダ内中心部において、該
   連続ラセン状壁の頂部と中空繊維束切断面との間に間隙
   を設けるか、または該中心部にはラセン状壁を延在させ
   ず空間を設け、該連続ラセン状溝の端部に外部に向けて
   接線方向に開口する血液導入口を設けたことを特徴とす
   る中空繊維型血液処理装置。
2. （２）該ラセン状溝の溝は深さが、ヘッダ中心部に向つ
   て漸減している特許請求の範囲第（１）項記載の血液処
   理装置。