JPS6345233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、血液浄化装置に関し、さらに詳細に
はプラズマフエレシス（Plasmapheresis）を行
なうための連続血液浄化装置に関するものであ
る。

近年、医学分野においては免疫疾患、劇症肝炎
などを処置するためプラズマフエレシスが広く行
なわれるようになつた。ここでプラズマフエレシ
スとは、血液を血球成分と血漿成分とに分離し、
分離された血漿成分から有害な高分子物質を分離
除去し、かく処理された血漿成分を補充液と共に
先に分離された血球成分と混合し、その後この浄
化血液を返血する方法を意味する。また、分離し
た血漿成分を全て新たな血漿成分と交換する血漿
交換法も行なわれている。

従来、血漿成分を分離する方法には過膜モジ
ユールによる膜分離法と遠心分離による遠心分離
法とがある。また、分離された血漿成分の血漿処
理法としては過膜モジユールによる膜分離法の
みが行なわれている。ここで血漿処理とは、分離
された血漿を過膜モジユールにより必要な低分
子物質と有害な高分子物質とに分離して、後者を
血漿から取り除く処理を意味する。

上記の過膜分離法は、操作がし易いこと、装
置が安価であることなどのため、血漿分離および
血漿処理のいずれにも過膜モジユールを用いた
いわゆる二重過プラズマフエレシス（Double
Filtration Plasmapheresis）を行なう目的で現
在主として採用されている。しかしながら、過
膜分離法は、分離される高分子物質が膜のボアサ
イズによつて一義的に決定されること、すなわち
選択的な分離ができないこと、ならびに膜のボア
が血球成分などによつて目詰りし、その結果分離
効率が低下し易いこと、さらに溶血現象を起こし
易いこと、デイスポーザブルな膜モジユールおよ
び回路の製品が極めて高価であることなど種々の
欠点を有する。特に、分離した血漿成分を冷却
（約４℃）し、冷却ゲルを分離する持続冷却法で
は、高分子物質の分子量が極めて大きいため膜の
ポアは大きいものが必要となり、その結果血球成
分の損傷、溶血などの問題を起しやすい。

これに対し、遠心分離法は、血液成分輸血の目
的で開発されたものであつて、主として血球成分
の分離を目的として使用されている。この遠心分
離法は遠心分離装置が高価であるなどの欠点を有
する反面、遠心回転数を変化させることにより血
球成分と血漿成分とに選択的に分離することが可
能であり、また膜分離法で問題となる分離効率の
低下或いは溶血などの心配が少ないなどの利点を
備える。

当業者に周知された膜分離法および遠心分離法
の上記利点および欠点のため、それぞれの目的に
応じてこれら方法を適宜使い分けているのが現状
である。

なお、本明細書中において「選択的に分離す
る」という表現は、血球成分の場合には赤血球、
白血球、血小板など、また血漿成分の場合にはた
とえば有害な高分子物質としての免疫グロブリン
（IgM，IgGなど）を遠心分離装置の遠心回転数
を変えることにより選択的に分離することを意味
する（遠心分離法においてこのような選択的な分
離が行なえると云うことは臨床治療に対し有効で
あり、強く要望されている）。

しかしながら、血液浄化装置として遠心分離装
置と過膜モジユールとを連続的に組合せたシス
テムは、現在のところ本出願人の知る限り存在し
ない。これには２つの理由が想定される。１つに
は、膜分離およびそれに続く膜による血漿処理と
いう既成概念が確立されて二重過プラズマフエ
レシスへと技術が展開された一方、遠心分離イコ
ール血球成分の分離という固定概念が確立されて
いるため、遠心分離と過膜モジユールとの組合
せによるシステムに着想しえなかつたことが考え
られる。また、１つには遠心分離と過膜モジユ
ールとを血漿処理装置として連続的に接続し、シ
ステム化するのが困難であつたからである。

そこで、本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、
血液流量バランサ（血液ポンプ制御器、リザーバ
制御器）、血球検出器、血漿の流れを検知する液
流検出器および特殊の切替弁、ならびに複雑な制
御回路（たとえば演算器、工程切替器）を適切に
配置することにより、前記困難なシステム化、す
なわち過膜モジユールと遠心分離装置とを組合
せた連続血液浄化装置のシステム化に成功した。

したがつて、本発明の一般的な目的は、血液を
血球成分と血漿成分とに選択的に分離でき、しか
も分離効率の優れた血漿分離を行なつた後、分離
された血漿成分から有害な高分子物質を分離除去
する全く新規な血液浄化システムを確立すること
である。

本発明者等は、上記目的を達成するため、上記
した遠心分離装置および過膜モジユールに対す
る既成概念を捨ててこれら両者を組合せ、しかも
それにより血液浄化装置としての機能を一層良好
に発揮させるため新規なシステムおよび回路を構
成することにより本発明に到達した。

したがつて、本発明の主たる目的は、連続的に
血液を採取する採血手段と、採血された血液を血
球成分と血漿成分とに分離して血漿成分中に含ま
れる有害な高分子物質を除去する血液浄化手段
と、浄化された血漿成分と血球成分との混合手段
と、混合された浄化血液を返送する返血手段とか
らなる血液浄化装置において、 採取された血液を血球成分と血漿成分とに選択
的に分離する遠心分離装置と、分離された血漿成
分を処理して有害な高分子物質を除去するための
過膜モジユールとを設けて血液浄化手段を構成
し、 前記遠心分離装置の採血側チユーブには採血ポ
ンプを設けると共に血漿分離工程の終了時に遠心
分離装置の遠心ボウル内に蓄積された血球成分を
引出してこれを浄化血漿成分および補充液と混合
させるための混合バツグを混合ポンプを介して連
続接続し、 前記遠心分離装置の血漿流出側チユーブには血
球検出器と液流検出器と血漿分離工程の終了時に
大気開放を行う切替弁とを介して前記過膜モジ
ユールに連通接続すると共に前記過膜モジユー
ルより有害な高分子物質を含み分離除去される除
血漿を排出するための除血漿ポンプを接続配置
し、 前記過膜モジユールより浄化血漿成分を取出
すチユーブを導出してこれを前記混合バツグに連
通接続すると共に該混合バツグに補充液を供給す
るための補充液ポンプを接続配置し、さらに前記
混合バツグより浄化血液を導出するための返血ポ
ンプを備えた返血チユーブを連通接続してなり、 前記採血ポンプと遠心分離装置を駆動し、前記
液流検出器により血漿流を検出した際に除血漿ポ
ンプと補充液ポンプとを同時に駆動し、次いで前
記血球検出器により血球を検出した際に採血ポン
プと遠心分離装置と除血漿ポンプと補充液ポンプ
とをそれぞれ停止すると共に切替弁を大気開放に
切替えて混合ポンプを駆動し所定量の血球成分の
移送を行つた後該混合ポンプを停止し、同時に返
血ポンプの駆動および停止を行い、その後再び採
血ポンプと遠心分離装置の駆動を繰返すよう構成
した工程制御手段を設けたことを特徴とする連続
血液浄化装置を提供することにある。

さらに本発明の目的は、間欠式採血型遠心分離
装置においては採血工程と混合工程と返血工程と
を切替えるための演算器および工程切替器を備え
る上記連続血液浄化装置を提供することである。

本発明の連続血液浄化装置によれば、血球成分
と血漿成分とへの血液の選択的分離を遠心分離装
置で行ない、かつ血漿成分中に含有される必要な
低分子物質と有害な高分子物質との分離を過膜
モジユールで行うことにより、従来の膜モジユー
ルを２段で採用する画一的な二重過プラズマフ
エレシスの欠点が除かれしかも二重過プラズマ
フエレシスでは不可能であつた選択的な連続血液
浄化が可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施例につ
き説明する。

遠心分離装置による採血方式には、間欠式採血
型と連続式採血型とが知られているが、原理的に
は全く同じである。連続式採血型では、連続的に
採血が行われるため遠心分離装置と膜モジユール
との間の血流量のバランスが問題となる。これを
解決するには採血ポンプと返血ポンプとを連動さ
せるかあるいはリザーバ等で溜めを作りその液面
を一定ならしめるよう制御してやればよい。

従つて、以下より複雑な間欠式採血型を例に本
発明について具体的に説明する。間欠式採血型に
おいては、工程は採血工程と混合工程と返血工程
とに分けられる。

先ず、採血手段は、血管もしくは血液供給源
（図示せず）に一端部が接続されかつ他端部が遠
心分離装置１２の遠心ボウル１４に達する血液チ
ユーブ１０からなり、このチユーブ１０には採血
ポンプ１６を介在させると共にチユーブ１０の血
液供給側には血液抗凝固剤（ACD）を採血血液
中に導入するためのACDバツグ１８をACD用ポ
ンプ２０を介して接続する。遠心分離装置１２に
て選択分離される血漿成分を採取し、移送しかつ
処理するため、遠心ボウル１４をチユーブ２２に
より血球検出器２４、液流検出器２６および切替
弁２８を介しさらにチユーブ３０により過膜モ
ジユール３２に接続する。ここで使用される切替
弁２８は、媒体が血液であるため直接に弁の通路
に血液が触れるのを避けるよう、塩化ビニルチユ
ーブ（以下塩ビチユーブという）を直接にクラン
プもしくは開放させることによる塩ビチユーブ中
の血液流れを切替える方式が好適である。また、
弁２８を駆動させるにはソレノイド駆動、モータ
駆動、空気圧駆動などの方式を使用することもで
きるが、発熱の問題を考慮してモータ駆動式を使
用するのが好ましい。第３図に示すように、モー
タＭ１００の軸１０２に固定された円板１０４に
はリミツトスイツチをON，OFF動作させる隆起
部１０６を設け、これによりモータを正転もしく
は逆転させた際リミツトスイツチ１０８からの信
号によりモータの回転を停止させるよう構成す
る。モータ１００の軸１０２の先端には、ローラ
１１０を有するアーム１１２を固定し、モータ１
０の回転によりモータの軸１０２を中心として旋
回自在にする。第４図に示すように、血液回路を
構成する塩ビチユーブはバルブ正面板１１４の溝
部１１６内にセツトされる。モータ１００を正転
もしくは逆転させるとローラ１１０が転動し、リ
ミツトスイツチ１０８からの信号によりこのロー
ラ１１０は定位置で停止して塩ビチユーブをクラ
ンプするよう構成する。この切替弁２８は３方向
弁とすることができ、その血液回路のいずれか２
方向をクランプすることにより血流の切替えを行
なうことができる。

次に、混合手段は、過膜モジユール３２から
の浄化血漿部分を混合バツグ３４に移送するチユ
ーブ３６，３８と、遠心ボウル１４中に蓄積した
血球成分を混合ポンプ４０を介して混合バツグ３
４に移送するチユーブ１０，４２，４４と、補充
液バツグ４６からの補充液を混合バツグ３４に導
入するための補充液ポンプ４８とから構成され
る。

最後に返血手段は、混合バツグ３４中で混合さ
れた浄化血液を返血ポンプ５０および気泡検出器
５２を介して血管など（図示せず）に返血するチ
ユーブ５４からなつている。

なお、過膜モジユール３２により分離された
有害な高分子物質を含有する血漿部分、すなわち
除血漿はチユーブ５６および除血漿ポンプ５８を
介して除血漿バツグ６０中に排出される。

第２図に示すように、本発明の連続血液浄化装
置には、遠心ボウル１４の容量が予め入力され
て、混合ポンプ４０からの回転パルス信号のカウ
ント数により血球成分の流出終了時点を算出する
演算器６４と、この演算器からの信号を受けて採
血ポンプ１６、ACDポンプ２０、混合ポンプ４
０および返血ポンプ５０にそれぞれ信号を送り切
替弁２８により採血、混合および返血の各工程を
切替える工程切替器６２とを設ける。さらに、除
血漿ポンプ５８と補充液ポンプ４８とを連動させ
ることにより、除血漿に対応する量の補充液を補
充液バツグ４６から混合バツグ３４に加えるよう
構成する。

上記のように構成した本発明による連続血液浄
化装置の作用効果につき以下説明する。

採血ポンプ１６により血液はチユーブ10より遠
心分離装置１２内に設けられた遠心ボウル１４へ
導入される。同時に血液抗凝固剤ACDがACDバ
ツグ１８からACDポンプ２０によつて注入され
る。遠心ボウル１４中に導入された血液はモータ
Ｍにより所定の回転数に設定され、血液成分と血
漿成分とに遠心分離される。遠心ボウル１４内に
所定量の血液が溜ると、先ず血漿成分が遠心ボウ
ル１４からチユーブ２２へ流出して血漿の液流検
出器２６により検知され、この信号により除血漿
ポンプ５８と補充液ポンプ４８とが付勢駆動され
る。次いで血漿は過膜モジユール３２へ流入す
る。過膜モジユール３２においては血漿成分中
に含まれる有害な高分子物質が分離除去され、こ
こで浄化された血漿はチユーブ３６，３８を経由
して混合バツグ３４へ導入される。

他方、遠心ボウル１４内の血球成分は時間と共
に増加し、遂には血球成分がチユーブ２２中へ流
出する。チユーブ２２に介装した血球検出器２４
はチユーブ２２中へ流出した血球を検知すると、
直ちにその信号により採血工程を終了させる。

次いで混合工程に入る。血球検出器２４が血球
を検知すると、ACDポンプ２０、採血ポンプ１
６は滅勢されて採血を停止する。また、遠心分離
装置１２ならびに除血漿ポンプ５８および補充液
ポンプ４８も停止する。切替弁２８は切替りチユ
ーブ３０が閉状態となり、チユーブ２２，６６お
よびエアーフイルタ６８とが大気へ開放される。
同時に混合ポンプ４０が付勢されて遠心ボウル１
４内に溜つた血球成分はチユーブ１０，４２，４
４を経由して混合バツグ３４へ送られる。かくし
て、浄化された血漿成分と血球成分とは混合バツ
グ３４へ集められ、そこで混合される。この混合
工程においては、遠心ボウル１４の容量を予め演
算器６４へ入力しておき、混合ポンプ４０からの
回転パルス信号のカウント数から血球成分の流出
終了時点を演算で求め、工程切替器６２により混
合ポンプ４０を停止させる。ここで混合工程は完
結し、続いて返血工程に移る。

上記工程切替器６２の作動により返血ポンプ５
０が付勢され、チユーブ５４および気泡検出器５
２を介して返血され、かくしてこの返血工程も終
了する。

以上の採血および混合ならびに返血の３工程を
１サイクルとしてこれを必要回数だけ反復する。
２回目以降は、採血工程と返血工程とを同時に併
行して行なうのが、体外循環量、治療時間の短縮
などの点から好ましい。

上記第１図の説明においては、採血工程の終了
を血球検出器２４で検知する方法について記載し
たが、上記混合工程の終了手順と同様に演算によ
つて行なつてもよい。また、工程切替えを他のタ
イマなどで行なつてもよい。さらに、除血漿と補
充液とはそれぞれの量の間にバランスがとれる限
り、上記に説明した除血漿ポンプ５８と補充液ポ
ンプ４８とを連動させる実施態様のみに限定され
ず、荷重センサ或いは液位計など任意適当な方法
でバランスさせることもできる。

以上、本発明を好適具体例につき説明したが、
本発明の範囲を逸脱することなく種々の設計変更
が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による連続血液浄化装置の系統
図、第２図は本発明による制御系のブロツク図、
第３図および第４図は本発明に使用する切替弁の
説明図である。 １０……チユーブ、１２……遠心分離装置、１
４……遠心ボウル、１６……採血ポンプ、１８…
…ACDバツグ、２０……ACDポンプ、２２……
チユーブ、２４……血球検出器、２６……液流検
出器、２８……切替弁、３０……チユーブ、３２
……過膜モジユール、３４……混合バツグ、３
６，３８……チユーブ、４０……混合ポンプ、４
２，４４……チユーブ、４６……補充液バツグ、
４８……補充液ポンプ、５０……返血ポンプ、５
２……気泡検出器、５４……チユーブ、５６……
チユーブ、５８……除血漿ポンプ、６０……除血
漿バツグ、６２……工程切替器、６４……演算
器、６６……チユーブ、６８……エアーフイル
タ、１００……モータ、１０２……軸、１０４…
…円板、１０６……隆起部、１０８……リミツト
スイツチ、１１０……ローラ、１１２……アー
ム、１１４……正面板、１１６……溝部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的に血液を採取する採血手段と、採血さ
   れた血液を血球成分と血漿成分とに分離して血漿
   成分中に含まれる有害な高分子物質を除去する血
   液浄化手段と、浄化された血漿成分と血球成分と
   の混合手段と、混合された浄化血液を返送する返
   血手段とからなる血液浄化装置において、 採取された血液を血球成分と血漿成分とに選択
   的に分離する遠心分離装置と、分離された血漿成
   分を処理して有害な高分子物質を除去するための
   過膜モジユールとを設けて血液浄化手段を構成
   し、 前記遠心分離装置の採血側チユーブには採血ポ
   ンプを設けると共に血漿分離工程の終了時に遠心
   分離装置の遠心ボウル内に蓄積された血球成分を
   引出してこれを浄化血漿成分および補充液と混合
   させるための混合バツグを混合ポンプを介して連
   続接続し、 前記遠心分離装置の血漿流出側チユーブには血
   球検出器と液流検出器と血漿分離工程の終了時に
   大気開放を行う切替弁とを介して前記過膜モジ
   ユールに連通接続すると共に前記過膜モジユー
   ルより有害な高分子物質を含み分離除去される除
   血漿を排出するための除血漿ポンプを接続配置
   し、 前記過膜モジユールより浄化血漿成分を取出
   すチユーブを導出してこれを前記混合バツグに連
   通接続すると共に該混合バツグに補充液を供給す
   るための補充液ポンプを接続配置し、さらに前記
   混合バツグより浄化血液を導出するための返血ポ
   ンプを備えた返血チユーブを連通接続してなり、 前記採血ポンプと遠心分離装置を駆動し、前記
   液流検出器により血漿流を検出した際に除血漿ポ
   ンプと補充液ポンプとを同時に駆動し、次いで前
   記血球検出器により血球を検出した際に採血ポン
   プと遠心分離装置と除血漿ポンプと補充液ポンプ
   とをそれぞれ停止すると共に切替弁を大気開放に
   切替えて混合ポンプを駆動し所定量の血球成分の
   移送を行つた後該混合ポンプを停止し、同時に返
   血ポンプの駆動および停止を行い、その後再び採
   血ポンプと遠心分離装置の駆動を繰返すよう構成
   した工程制御手段を設けたことを特徴とする連続
   血液浄化装置。