JPS6361023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数層の膜支持体を膜を介して積層
し、該膜支持体の表面と膜の裏面で形成される空
〓に血液流路と、該膜支持体の裏面と膜の表面で
形成される空〓に透析液または液流路とを形成
した膜型血液処理装置、特に人工腎臓に関するも
のである。

人工腎臓は膜を介して血液と透析液を導入し互
いの濃度勾配による拡散現象および圧力勾配によ
る限外過作用を利用して血液中の老廃物や有毒
物質および水分を除去して血液浄化を行う装置あ
るいは圧力勾配による限外過作用を利用して血
液中の水分を除去する装置であり、それらは平板
型の膜支持体と対の膜を積層したキール型、チユ
ーブ状膜とメツシユ等の膜支持体を重ね合せて巻
回したコイル型及び中空繊維束からなる中空繊維
束に大別される。

しかしながらこれら膜を使用した人工腎臓は物
質の拡散速度がその分子量に依存するため、比較
的分子量の高い物質は充分除去できないという欠
点があつた。そのため低分子量の除去効率が良く
ても人工腎臓を小型化することは困難である。又
分子量1000前後のいわゆる中分子量物質と呼ばれ
る物質が腎不全患者の諸症状の原因となるという
説が強い現在、中分子量物質の除去効率にすぐれ
た人工腎臓の開発が望まれている。そのため従来
主として使われたセルロース系の膜にかわり中分
子量物質の除去効率にすぐれた種々の合成高分子
膜が開発されている。しかしながら合成高分子膜
は中分子量物質の除去効率を高めることはできる
が、従来のセルロース系の膜にくらべ逆に低分子
量物質の除去効率が低下したり、又透水性が極端
に良すぎるなどの欠点があり、透過性のバランス
のとれた膜を提供するまでには到つていない。そ
のため、例えば中分子量物質の透過性を２倍にし
ても装置をそのまま1/2にすることができず、透
過性のバランスのとれた膜でない以上人工腎臓を
小型化することは困難である。

一方透析または過とは全く異なつた原理によ
る血液浄化法が研究されているが、その中で吸着
法によるものは、低分子量物質の除去効率がすぐ
れているのみならず、上記中分子量物質において
特に透析または過法にくらべてすぐれた効果を
有することが見い出されている。したがつて吸着
剤を用いた血液浄化装置は肝不全患者の治療に用
いる人工肝臓や腎不全患者の治療に用いる人工腎
臓としてすぐれたものである。しかし吸着法によ
つては血液中の水分の除去や電解質バランスの補
正ができず、又現在のところ尿素の有効な吸着剤
が見い出されていないという欠点を有している。
そのため膜による透析または過法及び吸着剤に
よる吸着法の両方を患者に適用することにより両
者の特徴が生かされ、小型で除去性能の高いすぐ
れた装置を提供することが期待できる。

そのため従来より透析と吸着を組み合せた種々
の血液浄化装置が提案されている。たとえば特公
昭52−21840号には血液の通過する透析膜チユー
ブ内に活性炭が封入された血液浄化装置が開示さ
れている。又特開昭52−15195号には活性炭を封
入した部分と血液透析部分及び／又は限外過部
分とからなる人工腎臓が開示されている。しかし
ながら前者は血液を流すことによる圧力の変化で
透析膜チユーブが膨張、収縮するため内部の活性
炭が容易に移動し、血液流路が不均一になつた
り、摩擦により粉塵が発生しやすく、又実際上透
析チユーブ内に均一に活性炭を封入することは困
難である。又後者は血液透析装置と過装置を単
に結合させただけであり、必然的に全体の血液充
填量はこの二種、すなわち活性炭封入部分と透析
及び／又は限外過部分の両者の血液充填量の合
計となり、このように血液充填量が増大した場合
には患者の負担が大きいという欠点があつた。本
発明者らは上述の透析と吸着の両者を利用した装
置のかかる欠点を解消し、更に透析または過法
と吸着法のすぐれた特徴を有する血液処理装置を
提供すべく鋭意検討の結果透析または過法と吸
着法の両者の特徴を充分生かし、かつ小型化可能
な装置としてキール型人工腎臓の構造に着目し
た。キール型人工腎臓は他型式、すなわちコイル
型、中空繊維型人工腎臓にくらべ血液流路におけ
る流路抵抗や、残血および血液充填量が少ないな
ど種々の利点を有しており患者にとつて負担の少
ない優れた装置であるといわれている。そのため
最近キール型人工腎臓の優れた性能を有し、かつ
使用後使い捨て可能で、他型式人工腎臓に匹敵し
うる小型、軽量、安価なキール型人工腎臓が開発
されている。しかしながら該人工腎臓を更に小型
化するためには、血液又は透析液の流路を形成す
る膜支持体を薄くする必要があるが薄くすれば泡
かみなどで性能が低下する恐れがある。そこで本
発明者らは透析と吸着を併用することによりキー
ル型人工腎臓の小型化が可能であることに着目
し、更に鋭意検討の結果、本発明に到達したもの
である。すなわち本発明は複数層の膜支持体を膜
を介して積層し、該膜支持体の表面と膜で形成さ
れる空隙に血液流路と、該膜支持体の裏面と膜の
表面で形成される空〓に透析液または液流路と
を形成した膜型血液処理装置において、上記膜の
裏面との間で血液流路を形成する膜支持体の表面
に血液中の不要物質を吸着除去する吸着剤を固定
したことを特徴とする膜型血液処理装置である。
本発明によれば血液は膜支持体の表面に固定され
た吸着剤と直接接触するので、血液中の不要物の
大部分は該吸着剤で吸着除去され、吸着されなか
つた残りの部分及び吸着では除去できないとされ
ている尿素や過剰の水は透析あるいは限外過現
象により除去され、又膜を介した物質移動により
電解質バランスが補正される。したがつて従来提
案されてきた血液透析または血液過方式による
人工腎臓と異なり、本発明装置は不要物の除去効
率、特に中分子量物質の除去効率が高く又吸着剤
は膜支持体の表面に固定されているので移動する
ことがなく粉塵の発生や流路の変動がない。しか
も血液の透析又は限外過と吸着とが同一場所で
行われるので、血液充填量も従来のキール型人工
腎臓と変らないという利点も有している。さらに
血液流路は透過性膜と膜支持体の間〓に確保され
ているので、血液の流路である透析チユーブ内に
吸着剤を封入した場合のように、装置の出入口で
の圧力差、すなわち圧力損失が増大することがな
く、そのため圧力差を利用した水の除去において
除水量が変動することもない。本発明において用
いられる透過性膜としては、セルロース系、ポリ
ビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール
共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリ
ル酸、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル、ポリス
ルホン、ポリペプチド、コラーゲン、その他公知
の透析膜あるいは限外過膜が利用できる。

又本発明において用いられる膜支持体は、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ４−メチルペン
テン−１、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエ
ステル、ポリ塩化ビニル、シリコン樹脂、フツ素
樹脂、その他一般に用いられる合成高分子シート
状物或いは金属などがあげられる。

上記膜支持体の表面に固定化される吸着剤は、
活性炭、シリカ、アルミナ、活性白土、合成吸着
剤（アンバーライトなど）、その他イオン交換樹
脂などが適当であるが、特に活性炭がその吸着性
能から最適である。又吸着剤の形状としては、血
液が直接接触するものであるから、なるべく角や
稜のないものが望ましく、従つてビーズ状活性炭
など、球状のものが望ましい。又単位重量当りの
表面積をできるだけ大きくするために小粒径のも
のが望ましく、活性炭を用いる場合は粉末状或い
は繊維状のものが最も望ましい。この他織布、編
布、不織布、紙状物など、二次元状の活性炭繊維
構造体を用いてもよい。

上記膜支持体の表面に該吸着剤を固定する方法
としては、膜支持体の表面にシリコーン、ポリウ
レタンなど公知の接着剤を接着させるのが簡単で
ある。又、この際膜支持体及び／又は吸着剤を帯
電させておくと、接着が非常に容易である。又、
膜支持体表面を溶剤で一部溶解又は、加熱により
一部溶融させ、この上へ吸着剤を塗布、接着させ
ることもできる。

又、膜支持体の表面に吸着剤層を有する場合の
ほか、膜支持体そのものを吸着剤層により形成さ
せることも、該吸着剤層が膜支持体として必要な
機械的性質を有しており、かつ血液と透析液の混
合を防止できる限り、可能である。

該吸着剤は血液に接触するものであるから、セ
ルロース系又は親水性メタクリレート又はアクリ
レート（以下（メタ）アクリレートと略称する）
系高分子など一般に血液親和性が優れているとさ
れている物質で該吸着剤を被覆することが望まし
い。この中で特に好ましい被覆剤は親水性（メ
タ）アクリレート系高分子であり、具体的には
（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）ア
クリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル
酸ジメチルアミノエチル、などを主成分とする重
合体である。又、最も好ましい被覆剤は、エポキ
シ基を有する重合性単量体、特に（メタ）アクリ
ル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、ブ
タジエンモノオキサイドなどを共重合成分として
含有する親水性（メタ）アクリレート系高分子で
ある。該エポキシ基を有する単量体を含む親水性
（メタ）アクリレート系重合体は、上記吸着剤を
被覆処理したのち、加熱その他の適当な方法によ
り架橋することによつて滅菌処理工程などの際の
溶出物を低減させることができる。

以下図面により、本発明装置の一実施例を説明
する。

第１図及び第２図は本発明の血液処理装置の一
部の断面を示したものである。第１図において、
透過性膜１と膜支持体２は交互に積層され、これ
らの間隙部Ｂには血液が流れ、間隙部Ｄには透析
液が流れる。そして血液から透析液へ透過性膜１
を通して不要物質の移動除去が行なわれる。膜支
持体２の血液と接触する表面には吸着剤が層状２
１に固定されており、血液中の不要物質は吸着剤
層によつても除去される。透過性膜の境界抵抗を
減少させるため、膜支持体２の表面は凹凸等をつ
けるのが望ましいが、人工腎臓においては、血液
に接触する表面は平滑な方が望ましい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の膜型血液処理装置の一実施例で
あり、第１図はその断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の膜支持体を膜を介して積層し、該膜支
   持体の表面と膜の裏面で形成される空〓に血液流
   路を設け、該膜支持体の裏面と膜の表面で形成さ
   れる空〓に透析液または液流路を設けた膜型血
   液処理装置であつて、上記血液流路を形成する膜
   支持体の表面に、血液中の不要物質を吸着除去す
   る吸着剤を固定したことを特徴とする膜型血液処
   理装置。