JPS6343672A - 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） 従来よシ中空繊維を用いた血液処理装置は、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
れた装置が用いられている。

第４図において、１ａは血液を中空繊維５の内部に導き
、かつ外部と隔離するための断面が円形の血液入口ヘッ
ダであシ、血液はヘッダの上部に設けた血液導入口２０
＆よりヘッダ内に導入されるっ１ｂは中空繊維の内部を
通過した血液を集合させて血液導出口２０ｂよシ導出す
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′Ｉ！！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
ーボネートなど）で作られ、その内部には数百〜数万本
程度の中空繊維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。中空繊ａ５は、ハウジング３内に多数本充填され
、その両端はポリフレタン樹脂などの血液適合性に優れ
た隔壁６で液密に固定され、しかも中空繊維５の内部は
ヘッダｌ＆、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】ａの血液導入口２０１より装置内
に導入され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、血液出口ヘッダ１ｂ
の血液導出口２を経由して体内にもどされる。

一方ハウジング３の内部に排出された有害物質は導出口
４から外部へとり出される。

また、最近、各中空繊維に均一に血液を導入するために
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シ、図中共通のものは第１図と
同一番号が付されているつ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童、＠、力方向開口
した血液導入口２０１Ｌよシ導入されヘッダ内に設けら
れた空間の上端の内壁面に沿ってラセン状に設けられた
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れるよう
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
を全く使用しないか、あるいは使用念を減らした血ｇ！
透析（ノンヘパあるいは減ヘパ透析）や、持続的血液濾
過（ＣＡＶＨ）　、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、血液導入口２０ｍより導入された血液は、まず中
空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、ヘッダの内部の空間を流れる血
液の速度は、血液の導入口の直下付近では太きく、周辺
に向うに従って小さくなる。その結果、ヘッダの窒間内
で血液のよどみを生じ、また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図に示す装置よシは均一に保た
れ、かつ、切断面に対して平行な血流速度も大きな値を
取シ得る。

しかし、ヘッダに設けられた空間での血液の流れは、固
定された流路でないため、ラセン流路をとるものの、血
液の流れそのものは円運動であるため遠心力によシ密度
の高い血球成分などは、中心部へは到達せず、ヘッダ内
の血液の流れを全体的に捉えるとむしろ中心部は流れが
遅く血液のよどみが生じ血栓の発生の原因になる。また
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く、しかもヘッダがかさ
高くなるため血液充填量が増加するなどの問題があった
。

（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空繊維の閉塞が起こ
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、ヘッダ周辺部から中心部に向かって煩斜
したポート壁を設け、該ポート壁の頂部に、筒壁が中空
繊維束切断面に当接する円筒を設けるとともに、該ポー
ト壁端部に該ヘッダ外周部の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傾斜し
たポート壁が設けられ、しかも傾斜したポート壁の頂部
に該中空繊維束切断面に当接する円筒が設けられている
ので、血液導入口からヘッダ内に設けられた空間に導か
れた血液は、該空間を円周方向に環状に回りつつ、中空
繊維束の切断面上、すなわち中空繊維の内部に導入され
′る。該ポート壁の頂部には円筒が設けられであるので
、血液はかかる部分（通常はヘッダ内中心部）に流れる
ことがなく中心部でのよどみの原因を生じさせない。ま
た、その際血液圧は各中空繊維切断面上に均一に加わる
ので、血液は一様に中空ｌＪ１．維内部に導入され６つ
そのため、中空ｌｊ＆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される。

（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図は血
液入口ヘッダ１＆の他の例を示す断面図であシ、図中共
通のものは第４図と同一番号が付されている。また、第
３図は血液入口ヘッダを拡大した斜視図である。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
発明装置では血液入口ヘッダｌ＆の血液導入口２０ａよ
シ導入された血液は、ヘッダ内の空間の外周部の接線方
向から導入される。第１図〜第３図に示すように、中心
部に向かってポート壁が傾斜し、さらに中心部の円筒状
壁が中空繊維の切断面に実’Ｒ的に当接するように７に
設けられているため、血液導入口２０１１よりヘッダ内
に導入された血液はポート壁の傾斜によシラセン流かつ
環状流となってポート内を回シながら中空繊維内部に導
入される。

従って各中空繊維にはほぼ均一に血液が導入される。

また血液出口ヘッダｌｂも入口ヘッダ１ａと同様に、血
液導出口２０ｂ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
トになシ、望ましい。その際には血液出口ヘッダ１ｂの
内部空間にはヘッダの中心部に向かって傾斜したポート
壁を設けないほうが好ましい。

また、該円筒の中空繊維束切断面側には、中空繊維を存
在させず空間を設けることが望ましい。

傾斜したポート壁の形状は限定されるものではないが、
円錐状のものが実用的である。

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
傾斜型ポート壁かつ中心部に円筒を有し、血液出口ヘッ
ダには傾斜型ポート壁を設けない装置を用いた。一方、
従来装置として第４図と第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０．５イ） 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６　ｆ／ｃｌｌ　）を用い、血液流速
２００　、ｎｌ／ｍｉｎ　Ｓ膜間圧力差ＩＱＯｍＨｐの
条件で血液濾過試験を行った。８　時間血液濾過後の限
外濾過量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。さらに、肉眼での観察の結果、本発明の
血液処理装置ではヘッダに導入された血液が、はぼ均一
に各中空繊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さ
れる体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
ヘッダ周辺部から中心部に向かう傾斜型ポート壁が設け
られ、かつ該ポート壁頂部には中空繊維切断面に当接す
る円筒を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ができる。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
なくすることができ、従って、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れるため、ヘッダ
内空間での気泡の滞留、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だった、長時間連続使
用や、ノンヘパ、減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例を示す一部断面図
であυ、第２図は別の実施例を示すヘッダの断面図であ
）、第３図は本発明の一実施例のヘッダ部形状を拡大し
た斜視図であシ、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。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・・・・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Ｕ＆維６・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
隔　壁７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・ヘッダ中心部円筒型壁８・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
ヘッダ内空間特許出願人　工業技術院長（ほか１名）指
定代理人　大阪工業技術試験所長 −二　　、　　　１ ２ａ’ａ １図　　　　　　葵５　丁 ２０１）　　　　　ｌｂ

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
   にヘッダ周辺部から中心部に向かつて傾斜したポート壁
   を設け、該ポート壁の頂部に、筒壁が中空繊維束切断面
   に当接する円筒を設けるとともに、該ポート壁端部に該
   ヘッダ外周部の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）さらに、該円筒の中空繊維束切断面側には空間が
   設けられている特許請求の範囲第（１）項記載の中空繊
   維型血液処理装置。