JPWO2020170735A1 - 血液浄化装置及び血液の浄化方法 - Google Patents

Abstract

磁性粒子が血液中から分離除去されていることを確認可能な血液浄化装置等を提供する。血液浄化装置（１Ａ）は、血液（１０）が流れる主流路（２０）と、血液（１０）中に含まれる磁性粒子を磁力により回収する磁気抽出部（３０）（磁気抽出手段）と、血液（１０）中の磁性粒子の存在を検出する少なくとも１つの磁気センサ（４０）と、を備える。磁性粒子はその外周部の少なくとも一部に、血液（１０）中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質で修飾された修飾部を有する。

Description

本開示は、血液浄化装置及び血液の浄化方法に関する。
本願は、２０１９年２月２２日に、日本に出願された特願２０１９−０３０７１３に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

血液中から疾病を引き起こす原因物質を除去する方法として、遠心分離、膜分離、吸着カラムによる分離等を利用した方法が知られている。また、磁性を有し、血液中の疾病原因物質を吸着することのできる微小粒子（磁性粒子）を血液中に混入させ、磁性粒子を磁気により回収する血液浄化装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許第４４８５３８０号公報

しかしながら、従来の磁性粒子を用いた血液浄化装置では、磁性粒子を除去したことを確認する仕組みが十分とはいいきれず、浄化後の血液中に磁性粒子が残存する虞がある。
このため、浄化後の血液を安全に体内へ戻すことができないという問題があった。

そこで、本開示は、磁性粒子が血液中から分離除去されていることを確認可能な血液浄化装置及び血液の浄化方法を提供することを目的とする。

本開示に係る技術は、以下の態様を含む。
［１］血液が流れる主流路と、
上記血液中に含まれる磁性粒子を磁力により回収する磁気抽出手段と、
上記血液中の上記磁性粒子の存在を検出可能な少なくとも１つの磁気センサと、を備え、
上記磁性粒子は、その外周部の少なくとも一部に上記血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質で修飾された修飾部を有し、
上記磁気抽出手段が、上記特定物質を捕捉した上記磁性粒子を回収することにより、血液中から上記特定物質を抽出して血液を浄化する、血液浄化装置。

［２］上記磁気センサが、上記磁気抽出手段の後段に少なくとも１つ設けられている、［１］に記載の血液浄化装置。

［３］上記磁気センサが、上記磁気抽出手段の前段に設けられている、［２］に記載の血液浄化装置。

［４］上記主流路において上記磁気抽出手段の前段に配置され、上記血液の流動先を選択する第１の流路選択手段と、
上記主流路において上記磁気抽出手段の後段に配置され、上記血液の流動先を選択する第２の流路選択手段と、
上記第１の流路選択手段と上記第２の流路選択手段との間に設けられた戻り流路と、を備える、
［１］〜［３］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［５］上記主流路において、上記第２の流路選択手段の後段に磁気センサを備える、［４］に記載の血液浄化装置。

［６］上記磁気センサと、上記第１の流路選択手段と、上記第２の流路選択手段に接続されている制御部を更に備え、
上記制御部は、上記磁気センサの出力に応じて、上記第１の流路選択手段と、上記第２の流路選択手段との少なくとも一方を制御する、
［４］又は［５］に記載の血液浄化装置。

［７］上記磁気センサが、上記流路の外部に配置され上記血液と接触しない磁気抵抗素子である、［１］〜［６］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［８］上記磁気センサが、上記流路の外部に配置され上記血液と接触しないコイル型センサである、［１］〜［６］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［９］上記磁気センサが、上記流路の外部に配置され上記血液と接触しないホールセンサである、［１］〜［６］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［１０］上記磁気抽出手段は、上記磁性粒子の回収に用いられる磁場を発生する磁場発生手段を有し、上記磁場発生手段が、上記流路の外部で上記血液とは接触しない位置に配置される、［１］〜［９］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［１１］装置全体の温度が、一定温度又は特定の温度範囲内に保たれることを特徴とする、［１］〜［１０］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［１２］上記磁気センサが正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部を更に備える、［１］〜［１１］のいずれかに記載の血液浄化装置。

［１３］血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液を、血液が流動可能な主流路に流し、
磁場を発生可能な磁気抽出手段により、上記血液中に含まれる上記磁性粒子の少なくとも一部を回収し、
上記磁性粒子の存在を検出可能な少なくとも１つの磁気センサにより、上記磁気抽出手段により上記磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の上記血液中に、上記磁気粒子が残存しているか否かを検出する、
血液の浄化方法。

本開示によれば、磁性粒子が血液中から分離除去されていることを確認する技術を提供することができる。

図１Ａは、本開示の第１実施形態に係る血液浄化装置１Ａの平面図の構成を概略的に示す模式図である。 図１Ｂは、本開示の第１実施形態に係る血液浄化装置１Ａの他の構成を概略的に示す模式図である。 図２Ａは、本開示の第２実施形態に係る血液浄化装置１Ｂの平面図の構成を概略的に示す模式図である。 図２Ｂは、本開示の第２実施形態に係る血液浄化装置１Ｂの他の構成を概略的に示す模式図である。 図３Ａは、本開示の第３実施形態に係る血液浄化装置１Ｃの平面図の構成を概略的に示す模式図である。 図３Ｂは、本開示の第３実施形態に係る血液浄化装置１Ｃの他の構成を概略的に示す模式図である。 図４Ａは、本開示の第４実施形態に係る血液浄化装置１Ｄの平面図の構成を概略的に示す模式図である。 図４Ｂは、本開示の第４実施形態に係る血液浄化装置１Ｄの他の構成を概略的に示す模式図である。 図５Ａは、本開示の第５実施形態に係る血液浄化装置１Ｅの平面図の構成を概略的に示す模式図である。 図５Ｂは、本開示の第５実施形態に係る血液浄化装置１Ｅの他の構成を概略的に示す模式図である。 図６Ａは、本開示の第６実施形態に係る血液浄化装置１Ｆの平面図の構成を概略的に示す模式図である。 図６Ｂは、本開示の第６実施形態に係る血液浄化装置１Ｆの他の構成を概略的に示す模式図である。

以下、本開示に係る技術を実現可能な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面では、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は図示するものに限らないものとする。

［血液浄化装置］
（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の第１実施形態に係る血液浄化装置１Ａの構成を示す平面図である。本実施形態では、血液が流れる流路が、戻り流路を含まない場合を例に挙げて説明する。

図１Ａに例示されるように、血液浄化装置１Ａは、血液１０が流れる主流路２０と、血液１０中に含まれる磁性粒子を回収する磁気抽出部３０（磁気抽出手段）と、血液１０中の磁性粒子の存在を検出するための磁気センサ４０及び磁気センサ４１とを備えている。
また、血液浄化装置１Ａは、フィルタ５０と、接続口（入口）２と、接続口（出口）３を備えている。

磁気抽出部３０、磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０に接するように配置されている。磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気抽出部３０の後段に設けられている。血液浄化装置１Ａにおいて磁気抽出部３０の後段に設けられている磁気センサの個数は２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

磁性粒子を含む血液１０は、接続口２から主流路２０に流入する。血液１０に含まれる磁性粒子は、磁気抽出部３０により回収された後、磁気センサ４０により血液１０の磁気が測定され、その結果、血液１０が磁性粒子を含むか否かが判定される。続いて、血液１０はフィルタ５０を通過し、磁気センサ４１により、血液１０が磁性粒子を含むか否かが判定される。その後、フィルタ５０を通過した血液１０は、接続口３から流出する。

フィルタ５０は、磁気抽出部３０により除去することのできなかった血液１０に含まれる磁性粒子、血液１０に含まれる異物等を捕捉することができる。

＜磁気抽出手段＞
磁気抽出部３０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子を磁力により回収することができ、これによって、磁性粒子に捕捉された特定物質を血液中から抽出することができる。
磁気抽出部３０としては、公知の手段を用いることができ、例えば、特許文献１に記載された磁気分離手段を用いることができる。

血液からの磁性粒子の回収は、例えば、係る磁性粒子を主流路２０に接続された流路に取り出しすことによって行ってもよいし、主流路２０の内壁に設けた回収部で回収してもよい。

磁気抽出部３０は、磁場を発生させる磁場発生手段（図示略）を有していてもよい。この磁場によって主流路２０を流れる血液１０から磁性粒子を回収する。磁場発生手段は、例えば、永久磁石、可変磁束磁石であってもよいし、誘導磁場であってもよい。

磁気抽出部３０は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０からの漏洩磁場を抑制あるいは防止することができる。

磁場発生手段は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁場発生手段が、血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

＜磁気センサ＞
磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁気センサ４０及び磁気センサ４１が血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１としては、公知の磁気センサを用いることができ、例えば、コイル型センサであってもよいし、ホールセンサであってもよいし、磁気抵抗を利用した素子であってもよい。磁気センサ４０及び磁気センサ４１が示す磁気の測定値により、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。

コイル型センサは、誘導コイルを磁性粒子含有試料が通過したときに、通過した磁性粒子の磁界（磁場）を誘導コイルにより測定・検出するものである。コイル型センサは容易に設置できるという利点がある。
ホールセンサは、ホール効果によって磁界（磁場）を検出するものであり、廉価であり、容易に設置できるという利点がある。
磁気抵抗素子は、磁界（磁場）の影響を受けて電気抵抗が変化する現象を利用する素子であり、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などを含む。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は、温度変化や経時変化が小さく、かつ感度（ＭＲ比）が大きいという利点がある。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０から発生する磁界の影響に因る誤検知等の不具合を防止することができる。

磁気センサ４０及び／又は磁気センサ４１の測定値から、血液１０が磁性粒子を含まないと判定された場合、接続口３から流出した血液を、安全に体内に戻すことができる。
また、磁気センサ４１の測定値に基づいて、フィルタ５０を通過した後の血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定し、より安全に体内に戻すことができる。
この場合、例えば、磁気センサ４０及び磁気センサ４１の測定値と、特定の基準値（例えば、人体への安全性に関する基準値等）とを比較することで、血液１０に人体に有害な量の磁性粒子を含まれるか否かが判定されてもよい。

また、磁気センサ４１から、後述する人工心肺装置を制御するための信号が出力されてもよい。本構成によれば、例えば、浄化した血液を体内へ戻す前に、磁性粒子が血液中から十分に分離除去されていることを確認することができる。

＜血液ポンプ＞
血液浄化装置１Ａは、体外から血液を取り出すために用いられる、血液ポンプ（図示略）を備えてもよい。あるいは、本開示の血液浄化装置とは別に外部に備えた血液ポンプが用いられてもよい。

この血液浄化装置１Ａでは、例えば、血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液１０を、血液１０が流動可能な主流路２０に流す。また、磁場を発生可能な磁気抽出部３０により、血液１０中に含まれる磁性粒子の少なくとも一部を回収する。そして、磁性粒子の存在を検出可能な磁気センサ４０、４１により、磁気抽出部３０により磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の血液中に、磁性粒子が残存しているか否かを検出する。

以上、本開示の第１実施形態について詳述したが、本開示に係る技術は第１実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第１実施形態において、血液浄化装置１Ａは、装置全体が一定温度又は特定の温度範囲に保持されていてもよい。例えば、血液浄化装置１Ａに、装置全体を外装し、断熱材などで構成される外装材が設けられてもよい。例えば、装置全体を一定温度に保つことにより、磁気センサの測定値が安定する。また、血液浄化装置全体は、体温と同じ温度に保持されていることが好ましい。例えば、血液浄化装置が、上記外装材の内部温度を検出する温度センサ（図示略）と、該温度センサに基づいて制御部からの信号により上記外装材の内部を加熱するヒーターなどの加熱部（図示略）とを更に備えていてもよい。これにより、磁気センサの測定値を安定させることができ、また、血液浄化装置を流れる血液の品質を長く保持することができる。

また、図１Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ａは、磁気センサ４０、４１が正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部９０を更に備えてもよい。例えば、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４１に接続され、当該磁気センサからの出力（血液の磁気の値）に応じて磁気センサ４０、４１が正しく動作しているか否かを判定してもよい。この際、バリデーション部９０は、例えば、磁気センサ４０、４１からの出力と、特定の基準値とを比較することで、磁気センサ４０、４１の動作を判定してもよい。一例として、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４１からの出力が特定の範囲内に含まれる場合、磁気センサ４０、４１が正しく動作していると判定してもよい。他の例として、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４１からの出力が特定の上限値を超える場合、又は、特定の下限値を下回る場合、磁気センサ４０、４１が正しく動作していないと判定してもよい。
バリデーション部９０は、例えば、磁気センサからの出力と特定の基準値とを比較可能な回路要素により実現されてもよく、汎用の演算装置（マイクロプロセッサ）と適切なソフトウェア・プログラムとの組み合わせにより実現されてもよい。なお、バリデーション部９０の構成は上記に限定されるものではない。

血液浄化装置１Ａは、磁気センサ４０、４１に接続され、当該磁気センサからの出力に応じて、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを判定する制御部８０（例えば図１Ｂ）を更に備えてもよい。なお、制御部８０は、バリデーション部９０が判定した磁気センサ４０、４１の動作状態を確認してもよい。これにより、安全回路としての制御部８０によって、磁気センサ４０、４１の動作状態を確認することができ、その結果、制御部８０は、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを正確に判定することができる。
制御部８０は、例えば、１以上の磁気センサからの出力値同士や、磁気センサからの出力値と特定の基準値等とを比較可能な回路要素により実現されてもよく、汎用の演算装置（マイクロプロセッサ）と適切なソフトウェア・プログラムとの組み合わせにより実現されてもよい。なお、制御部の構成は上記に限定されるものではない。
なお、バリデーション部９０と制御部８０は、複数のデバイスを用いて個別に実現されてもよいが、一つのデバイスとして統合されてもよい。

＜磁性粒子＞
磁性粒子は、強磁性又は常磁性を示す粒子が挙げられる。磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、血液中の特定物質を捕捉することのできる被分離成分捕捉物質により修飾されている。
磁性粒子は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、これらの無機化合物、これらの金属或いは無機化合物が有機化合物によって修飾された有機修飾無機化合物等を含んでもよい。
磁性粒子は、被分離成分捕捉物質を介して血液中の特定物質を捕捉することができる。被分離成分捕捉物質が、血液中の特定成分を捕捉する具体的な方法は特に限定されず、例えば、化学的結合（分子生物学的結合、電気的結合（ファンデルワールス力、極性引力、分子間力、クーロン力）など）、吸着、立体的構造によるトラッピングなどを適宜採用可能である。磁性粒子は、被分離成分捕捉物質がコーティング処理等により付加されたものであってもよく、被分離成分捕捉物質自体からなるものであってもよい。また、粒状に形成された被分離成分捕捉物質に対して、磁性粒子が埋め込まれていてもよい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、ポリマーやシリカマトリックスでコーティング処理されることが好ましい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、疎水性を有してもよいし、親水性を有してもよい。

磁性粒子の平均粒子径としては、２ｎｍ以上であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁気抽出部３０が備える磁場発生手段により磁性粒子を効率よく回収することができる。１００ｎｍ以上であればその効果はより大きくなり、２５０ｎｍ以上であればその効果はさらに大きくなる。

磁性粒子の平均粒子径としては、１ｍｍ以下であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁性粒子は高い分散性を有し、比表面積が大きくなり、その結果、効率よく血液中の特定物質を捕捉（例えば吸着）することができる。１０μｍ以下であればその効果はより大きくなり、５μｍ以下であればその効果はさらに大きくなる。

本明細書において、「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における累積値５０％での粒径（メジアン径Ｄ_５０ともいう）を意味する。

血液浄化装置１Ａにより浄化される血液が由来する動物は特に限定されず、ヒトであってもよいし、家畜、ペット等のヒト以外の動物であってもよい。ヒト以外の動物としては、例えば、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ラット、トリ等が挙げられる。

上述したように、血液浄化装置１Ａにより、血液中から特定物質を抽出して血液を浄化することができる。血液浄化装置１Ａは、動物に直接接続されていてもよく、動物から採取された血液を直ちに浄化してもよい。あるいは、血液浄化装置１Ａは、動物に直接接続されずに、動物から予め採取された血液を浄化することもできる。浄化後の血液は、直ちに動物個体に戻されてもよいし、一旦保管された後に動物個体に戻されてもよい。

本実施形態において、磁性粒子により除去される血液中の特定物質としては、例えば低分子化合物、タンパク質、核酸、細胞等が挙げられる。より具体的には、尿素、クレアチニン、尿酸、β２ミクログロブリン、ＬＤＬコレステロール、免疫疾患における異常抗体、ウイルス、細菌類、真菌類、癌細胞等の疾病の原因となる物質が挙げられる。

（第２実施形態）
図２Ａ、図２Ｂは、本開示の第２実施形態に係る血液浄化装置１Ｂの構成を示す平面図である。本実施形態では、血液が流れる流路が、戻り流路を含む場合を例に挙げて説明する。

図２Ａに例示されるように、血液浄化装置１Ｂは、体外に取り出した血液１０が流れる主流路２０、主流路２１、主流路２２と、血液１０中に含まれる磁性粒子を回収する磁気抽出部３０（磁気抽出手段）と、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する磁気センサ４０、磁気センサ４１を備えている。また、血液浄化装置１Ｂは、血液１０を還流させるための戻り流路２３と、血液の流動先を選択する第１の流路選択部６１（第１の流路選択手段）と、血液の流動先を選択する第２の流路選択部６２（第２の流路選択手段）を備えている。更に、血液浄化装置１Ｂは、フィルタ５０と、接続口（入口）２と、接続口（出口）３を備えている。

磁気抽出部３０及び磁気センサ４０は、主流路２０に接するように配置され、磁気センサ４１は主流路２２に接するように配置されている。磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気抽出部３０の後段に設けられている。血液浄化装置１Ｂにおいて磁気抽出部３０の後段に設けられている磁気センサの個数は２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

主流路２０において、第１の流路選択部６１は、磁気抽出部３０の前段に配置されており、第２の流路選択部６２は、磁気抽出部３０の後段に配置されている。血液浄化装置１Ｂにおいて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば、手動により動作させてもよい。他の例として、第１の流路選択部６１（流路選択手段）及び第２の流路選択部６２（流路選択手段）は、適切なアクチュエータなどを用いて動作を制御されてもよい。第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば三方弁である。

まず、第１の流路選択部６１を操作して主流路２１と主流路２０を連通させ、また、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させ、主流路２０と主流路２２を遮断する。続いて、磁性粒子を含む血液１０は、接続口２から主流路２１に流入する。

接続口２から磁性粒子を含む血液１０が流入した後、第１の流路選択部６１を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させる。このとき、第２の流路選択部６２は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。

血液１０は、主流路２０と戻り流路２３を循環する。その間、磁性粒子は磁気抽出部３０により回収され、血液１０から発生する磁気は磁気センサ４０により測定される。

磁気センサ４０が示す測定値から、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むと判定されたとき、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。磁性粒子を含む血液１０が、主流路２０と戻り流路２３を還流することにより、磁気抽出部３０によって、血液１０に含まれる磁性粒子が回収される。

磁気センサ４０が示す測定値に基づいて、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含まないと判定されたとき、第１の流路選択部６１は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させる。

すると、血液１０は、主流路２２へ流入し、フィルタ５０を通過する。磁気センサ４１により、血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定後、主流路２２を流れる血液１０は接続口３より流出する。

磁気センサ４０及び／又は磁気センサ４１の測定値から、血液１０が磁性粒子を含まないと判定された場合、接続口３から流出した血液を、安全に体内に戻すことができる。また、磁気センサ４１の測定値に基づいて、フィルタ５０を通過した後の血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定し、より安全に体内に戻すことができる。

また、磁気センサ４１から、後述する人工心肺装置を制御するための信号が出力されてもよい。本構成によれば、浄化した血液を体内へ戻す前に、磁性粒子が血液中から十分に分離除去されていることを確認することができる。

フィルタ５０は、磁気抽出部３０により除去することのできなかった血液１０に含まれる磁性粒子、血液１０に含まれる異物等を捕捉することができる。

＜磁気抽出手段＞
磁気抽出部３０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子を磁力により回収することができ、これによって、磁性粒子に捕捉された特定物質を血液中から抽出することができる。
磁気抽出部３０としては、公知の手段を用いることができ、例えば、特許文献１に記載された磁気分離手段を用いることができる。

血液からの磁性粒子の回収は、例えば、係る磁性粒子を主流路２０に接続された流路に取り出して行ってもよいし、主流路２０の内壁に設けた回収部で回収してもよい。

磁気抽出部３０は、磁場を発生させる磁場発生手段（図示略）を有していてもよい。この磁場によって主流路２０を流れる血液１０から磁性粒子を回収する。磁場発生手段は、例えば、永久磁石、可変磁束磁石であってもよいし、誘導磁場であってもよい。

磁気抽出部３０は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０からの漏洩磁場を抑制あるいは防止することができる。

磁場発生手段は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁場発生手段が、血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

＜磁気センサ＞
磁気センサ４０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。磁気センサ４１は、主流路２２を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。

磁気センサ４０は主流路２０の外部に配置され、磁気センサ４１は主流路２２の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁気センサ４０及び磁気センサ４１が血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１としては、公知の磁気センサを用いることができ、例えば、コイル型センサであってもよいし、ホールセンサであってもよいし、磁気抵抗を利用した素子であってもよい。磁気センサ４０及び磁気センサ４１が示す磁気の測定値により、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。

コイル型センサは、誘導コイルを磁性粒子含有試料が通過したときに、通過した磁性粒子の磁界（磁場）を誘導コイルにより測定・検出するものである。コイル型センサは容易に設置できるという利点がある。
ホールセンサは、ホール効果によって磁界（磁場）を検出するものであり、廉価であり、容易に設置できるという利点がある。
磁気抵抗素子は、磁界（磁場）の影響を受けて電気抵抗が変化する現象を利用する素子であり、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などを含む。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は、温度変化や経時変化が小さく、かつ感度（ＭＲ比）が大きいという利点がある。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０から発生する磁界の影響に因る誤検知等の不具合を防止することができる。

＜血液ポンプ＞
血液浄化装置１Ｂは、血液を流動させることが可能な血液ポンプ（図示略）に接続されてもよい。血液ポンプは、例えば、体外から血液を取り出すために用いられてもよく、体外から取り出した血液を循環させるために用いられてもよい。あるいは、本開示の血液浄化装置とは別に外部に備えた血液ポンプが用いられてもよい。

この血液浄化装置１Ｂでは、例えば、血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液１０を、血液１０が流動可能な主流路２０、２１、２２に流す。また、磁場を発生可能な磁気抽出部３０により、血液１０中に含まれる磁性粒子の少なくとも一部を回収する。そして、磁性粒子の存在を検出可能な磁気センサ４０、４１により、磁気抽出部３０により磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の血液中に、磁性粒子が残存しているか否かを検出する。

以上、本開示に係る技術の第２実施形態について詳述したが、本開示に係る技術は第２実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第２実施形態において、血液浄化装置１Ｂは、装置全体が一定温度又は特定の温度範囲に保持されていてもよい。例えば、血液浄化装置全体を外装し、断熱材などで構成される外装材が設けられてもよい。装置全体を一定温度に保つことにより、磁気センサの測定値が安定する。また、血液浄化装置全体は、体温と同じ温度に保持されていることが好ましい。例えば、血液浄化装置が、上記外装材の内部温度を検出する温度センサ（図示略）と、該温度センサに基づいて制御部からの信号により上記外装材の内部を加熱するヒーターなどの加熱部（図示略）とを更に備えていてもよい。これにより、磁気センサの測定値を安定させることができ、また、血液浄化装置を流れる血液の品質を長く保持することができる。

また、図２Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｂは、磁気センサ４０、４１が正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部９０を更に備えてもよい。例えば、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４１に接続され、当該磁気センサからの出力（血液の磁気の値）に応じて磁気センサが正しく動作しているか否かを判定してもよい。本第２実施形態のバリデーション部９０は、例えば、上記した第１実施形態におけるバリデーション部９０と同様に構成されてもよい。

また、血液浄化装置１Ｂは、磁気センサ４０、４１に接続され、当該磁気センサからの出力に応じて、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを判定する制御部８０（例えば図２Ｂ）を更に備えてもよい。なお、制御部８０は、バリデーション部９０が判定した磁気センサ４０、４１の動作状態を確認してもよい。本第２実施形態の制御部８０は、例えば、上記した第１実施形態における制御部８０と同様に構成されることができる。これにより、安全回路としての制御部８０によって、磁気センサ４０、４１の動作確認をすることができ、その結果、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを正確に判定することができる。

＜磁性粒子＞
磁性粒子は、強磁性又は常磁性を示す粒子が挙げられる。磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、血液中の特定物質を捕捉することのできる被分離成分捕捉物質により修飾されている。
磁性粒子は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、これらの無機化合物、これらの金属或いは無機化合物が有機化合物によって修飾された有機修飾無機化合物等を含んでもよい。
磁性粒子は、被分離成分捕捉物質を介して血液中の特定物質を捕捉することができる。被分離成分捕捉物質が、血液中の特定成分を捕捉する具体的な方法は特に限定されず、例えば、化学的結合（分子生物学的結合、電気的結合（ファンデルワールス力、極性引力、分子間力、クーロン力）など）、吸着、立体的構造によるトラッピングなどを適宜採用可能である磁性粒子は、被分離成分捕捉物質がコーティング処理等により付加されたものであってもよく、被分離成分捕捉物質自体からなるものであってもよい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、ポリマーやシリカマトリックスでコーティング処理されることが好ましい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、疎水性を有してもよいし、親水性を有してもよい。

磁性粒子の平均粒子径としては、２ｎｍ以上であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁気抽出部３０が備える磁場発生手段により磁性粒子を効率よく回収することができる。１００ｎｍ以上であればその効果はより大きくなり、２５０ｎｍ以上であればその効果はさらに大きくなる。

磁性粒子の平均粒子径としては、１ｍｍ以下であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁性粒子は高い分散性を有し、比表面積が大きくなり、その結果、効率よく血液中の特定物質を捕捉（例えば吸着）することができる。１０μｍ以下であればその効果はより大きくなり、５μｍ以下であればその効果はさらに大きくなる。

本明細書において、「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における累積値５０％での粒径（メジアン径Ｄ_５０ともいう）を意味する。

血液浄化装置１Ｂにより浄化される血液が由来する動物は特に限定されず、ヒトであってもよいし、家畜、ペット等のヒト以外の動物であってもよい。ヒト以外の動物としては、例えば、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ラット、トリ等が挙げられる。

上述したように、血液浄化装置１Ｂにより、血液中から特定物質を抽出して血液を浄化することができる。血液浄化装置１Ｂは、動物に直接接続されていてもよく、動物から採取された血液を直ちに浄化してもよい。あるいは、血液浄化装置１Ｂは、動物に直接接続されずに、動物から予め採取された血液を浄化することもできる。浄化後の血液は、直ちに動物個体に戻してもよいし、一旦保管された後に動物個体に戻してもよい。

本実施形態において、磁性粒子により除去される血液中の特定物質としては、例えば低分子化合物、タンパク質、核酸、細胞等が挙げられる。より具体的には、尿素、クレアチニン、尿酸、β２ミクログロブリン、ＬＤＬコレステロール、免疫疾患における異常抗体、ウイルス、細菌類、真菌類、癌細胞等の疾病の原因となる物質が挙げられる。

（第３実施形態）
図３Ａ、図３Ｂは、本開示の第３実施形態に係る血液浄化装置１Ｃの構成を示す平面図である。本実施形態では、血液が流れる流路が戻り流路を含み、戻り流路がミアンダ状である場合を例に挙げて説明する。

図３Ａに例示されるように、血液浄化装置１Ｃは、血液１０が流れる主流路２０、主流路２１、主流路２２と、血液１０中に含まれる磁性粒子を回収する磁気抽出部３０（磁気抽出手段）と、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する磁気センサ４０及び磁気センサ４１を備えている。また、血液浄化装置１Ｃは、血液１０を還流させる戻り流路２３と、流路を選択する第１の流路選択部６１（第１の流路選択手段）と、流路を選択する第２の流路選択部６２を備えている。更に、血液浄化装置１Ｃは、フィルタ５０と、接続口（入口）２と、接続口（出口）３を備えている。

磁気抽出部３０及び２個の磁気センサ４０、４０は主流路２０に接するように配置され、磁気センサ４１は主流路２２に接するように配置されている。磁気センサ４０、４０及び磁気センサ４１は、磁気抽出部３０の後段に設けられている。血液浄化装置１Ｃにおいて磁気抽出部３０の後段に設けられている磁気センサの個数は３つであるが、１つあるいは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

血液浄化装置１Ｃにおいて、主流路２０に設けられた２つの磁気センサ４０，４０は、例えば主流路２０の側面視において、磁気抽出部３０の軸線とずれた状態で取り付けられている。更に、２つの磁気センサ４０，４０も、互いに軸線がずれた状態で取り付けられている。このように、２つの磁気センサ４０，４０は、磁気抽出部３０が発生する磁界の影響を受けにくいように配置されている。

この血液浄化装置１Ｃでは、磁気センサ４０を２個設けることで、２つの磁気センサ４０，４０の２つの測定値を用いて、血液１０の磁気をより正確に測定することができる。また、このような配置により、磁気センサ４０は、誤動作が生じにくくなり、磁気センサ４０の測定精度を高めることできる。

主流路２０において、第１の流路選択部６１は、磁気抽出部３０の前段に配置されており、第２の流路選択部６２は、磁気抽出部３０の後段に配置されている。血液浄化装置１Ｃにおいて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば、手動により動作させてもよい。他の例として、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、適切なアクチュエータなどを用いて動作を制御されてもよい。第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば三方弁である。

まず、第１の流路選択部６１を操作して主流路２１と主流路２０を連通させ、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させる。続いて、磁性粒子を含む血液１０は、接続口２から主流路２１に流入する。

接続口２から磁性粒子を含む血液１０が流入した後、第１の流路選択部６１を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させる。このとき、第２の流路選択部６２は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。

血液１０は、主流路２０と戻り流路２３を循環する。その間、磁性粒子は磁気抽出部３０により回収され、血液１０から発生する磁気は磁気センサ４０により測定される。

磁気センサ４０が示す測定値から、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むと判定されたとき、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。磁性粒子を含む血液１０が、主流路２０と戻り流路２３を還流することにより、磁気抽出部３０によって、血液１０に含まれる磁性粒子が回収される。

磁気センサ４０が示す測定値に基づいて、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含まないと判定されたとき、第１の流路選択部６１は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させる。

すると、血液１０は、主流路２２へ流入し、フィルタ５０を通過する。磁気センサ４１により、血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定後、主流路２２を流れる血液１０は接続口３より流出する。

磁気センサ４０及び／又は磁気センサ４１の測定値から、血液１０が磁性粒子を含まないと判定された場合、接続口３から流出した血液は、安全に体内に戻すことができる。また、磁気センサ４１の測定値に基づいて、フィルタ５０を通過した血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定し、より安全に体内に戻すことができる。

また、磁気センサ４１から、後述する人工心肺装置を制御するための信号が出力されてもよい。本構成によれば、浄化した血液を体内へ戻す前に、磁性粒子が血液中から十分に分離除去されていることを確認することができる。

フィルタ５０は、磁気抽出部３０により除去することのできなかった血液１０に含まれる磁性粒子、血液１０に含まれる異物等を捕捉することができる。

＜磁気抽出手段＞
磁気抽出部３０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子を磁力により回収することができ、これによって、磁性粒子に捕捉された特定物質を血液中から抽出することができる。
磁気抽出部３０としては、公知の手段を用いることができ、例えば、特許文献１に記載された磁気分離手段を用いることができる。

血液からの磁性粒子の回収は、例えば、係る磁性粒子を主流路２０に接続された流路に取り出して行ってもよいし、主流路２０の内壁に設けた回収部で回収してもよい。

磁気抽出部３０は、磁場を発生させる磁場発生手段（図示略）を有していてもよい。この磁場によって主流路２０を流れる血液１０から磁性粒子を回収する。磁場発生手段は、例えば、永久磁石、可変磁束磁石であってもよいし、誘導磁場であってもよい。

磁気抽出部３０は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０からの漏洩磁場を抑制あるいは防止することができる。

磁場発生手段は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁場発生手段が、血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

＜磁気センサ＞
磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。

磁気センサ４０は主流路２０の外部に配置され、磁気センサ４１は主流路２２の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁気センサ４０及び磁気センサ４１が血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１としては、公知の磁気センサを用いることができ、例えば、コイル型センサであってもよいし、ホールセンサであってもよいし、磁気抵抗を利用した素子であってもよい。磁気センサ４０及び磁気センサ４１が示す磁気の測定値により、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。

コイル型センサは、誘導コイルを磁性粒子含有試料が通過したときに、通過した磁性粒子の磁界（磁場）を誘導コイルにより測定・検出するものである。コイル型センサは容易に設置できるという利点がある。
ホールセンサは、ホール効果によって磁界（磁場）を検出するものであり、廉価であり、容易に設置できるという利点がある。
磁気抵抗素子は、磁界（磁場）の影響を受けて電気抵抗が変化する現象を利用する素子であり、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などを含む。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は、温度変化や経時変化が小さく、かつ感度（ＭＲ比）が大きいという利点がある。

磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０から発生する磁界の影響に因る誤検知等の不具合を防止することができる。

＜血液ポンプ＞
血液浄化装置１Ｃは、血液を流動させることが可能な血液ポンプに接続されてもよい。血液ポンプは、例えば、体外から血液を取り出すために用いられてもよく、体外から取り出した血液を循環させるために用いられてもよい。あるいは、本開示の血液浄化装置とは別に外部に備えた血液ポンプが用いられてもよい。

この血液浄化装置１Ｃでは、例えば、血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液１０を、血液１０が流動可能な主流路２０、２１、２２に流す。また、磁場を発生可能な磁気抽出部３０により、血液１０中に含まれる磁性粒子の少なくとも一部を回収する。そして、磁性粒子の存在を検出可能な磁気センサ４０、４１により、磁気抽出部３０により磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の血液中に、磁性粒子が残存しているか否かを検出する。

以上、本開示の第３実施形態について詳述したが、本開示に係る技術は第３実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第３実施形態において、血液浄化装置１Ｃは、装置全体が一定温度又は特定の温度範囲に保持されていてもよい。例えば、血液浄化装置全体を外装し、断熱材などで構成される外装材が設けられてもよい。装置全体を一定温度に保つことにより、磁気センサの測定値が安定する。また、血液浄化装置全体は、体温と同じ温度に保持されていることが好ましい。例えば、血液浄化装置が、上記外装材の内部温度を検出する温度センサ（図示略）と、該温度センサに基づいて制御部からの信号により上記外装材の内部を加熱するヒーターなどの加熱部（図示略）とを更に備えていてもよい。これにより、磁気センサの測定値を安定させることができ、また、血液浄化装置を流れる血液の品質を長く保持することができる。

また、図３Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｃは、磁気センサ４０、４０、４１が正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部９０を更に備えてもよい。例えば、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４０、４１に接続され、当該磁気センサからの出力（血液の磁気の値）に応じて磁気センサ４０、４０、４１が正しく動作しているか否かを判定してもよい。かかるバリデーション部は例えば、上記した第１実施形態におけるバリデーション部９０と同様に構成されてもよい。

また、血液浄化装置１Ｃは、磁気センサ４０、４０、４１に接続され、当該磁気センサからの出力に応じて、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを判定する制御部８０（例えば図３Ｂ）を更に備えてもよい。なお、制御部８０は、バリデーション部９０が判定した磁気センサ４０、４０、４１の動作状態を確認してもよい。本第３実施形態の制御部８０は、例えば、上記した第１実施形態における制御部８０と同様に構成されることができる。これにより、安全回路としての制御部８０によって、磁気センサ４０、４０、４１の動作確認をすることができ、その結果、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを正確に判定することができる。

＜磁性粒子＞
磁性粒子は、強磁性又は常磁性を示す粒子が挙げられる。磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、血液中の特定物質を捕捉することのできる被分離成分捕捉物質により修飾されている。
磁性粒子は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、これらの無機化合物、これらの金属或いは無機化合物が有機化合物によって修飾された有機修飾無機化合物等を含んでもよい。
磁性粒子は、被分離成分捕捉物質を介して血液中の特定物質を捕捉することができる。被分離成分捕捉物質が、血液中の特定成分を捕捉する具体的な方法は特に限定されず、例えば、化学的結合（分子生物学的結合、電気的結合（ファンデルワールス力、極性引力、分子間力、クーロン力）など）、吸着、立体的構造によるトラッピングなどを適宜採用可能である。磁性粒子は、被分離成分捕捉物質がコーティング処理等により付加されたものであってもよく、被分離成分捕捉物質自体からなるものであってもよい。また、粒状に形成された被分離成分捕捉物質に対して、磁性粒子が埋め込まれていてもよい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、ポリマーやシリカマトリックスでコーティング処理されることが好ましい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、疎水性を有してもよいし、親水性を有してもよい。

磁性粒子の平均粒子径としては、２ｎｍ以上であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁気抽出部３０が備える磁場発生手段により磁性粒子を効率よく回収することができる。１００ｎｍ以上であればその効果はより大きくなり、２５０ｎｍ以上であればその効果はさらに大きくなる。

磁性粒子の平均粒子径としては、１ｍｍ以下であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁性粒子は高い分散性を有し、比表面積が大きくなり、その結果、効率よく血液中の特定物質を捕捉（例えば吸着）することができる。１０μｍ以下であればその効果はより大きくなり、５μｍ以下であればその効果はさらに大きくなる。

本明細書において、「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における累積値５０％での粒径（メジアン径Ｄ_５０ともいう）を意味する。

血液浄化装置１Ｃにより浄化される血液が由来する動物は特に限定されず、ヒトであってもよいし、家畜、ペット等のヒト以外の動物であってもよい。ヒト以外の動物としては、例えば、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ラット、トリ等が挙げられる。

上述したように、血液浄化装置１Ｃは血液中から特定物質を抽出して血液を浄化することができる。血液浄化装置１Ｃは、動物に直接接続されていてもよく、動物から採取された血液を直ちに浄化してもよい。あるいは、血液浄化装置１Ｃは、動物に直接接続されずに、動物から予め採取された血液を浄化することもできる。浄化後の血液は、直ちに動物個体に戻してもよいし、一旦保管された後に動物個体に戻してもよい。

本実施形態において、磁性粒子により除去される血液中の特定物質としては、例えば低分子化合物、タンパク質、核酸、細胞等が挙げられる。より具体的には、尿素、クレアチニン、尿酸、β２ミクログロブリン、ＬＤＬコレステロール、免疫疾患における異常抗体、ウイルス、細菌類、真菌類、癌細胞等の疾病の原因となる物質が挙げられる。

（第４実施形態）
図４Ａ、図４Ｂは、本開示の第４実施形態に係る血液浄化装置１Ｄの構成を示す平面図である。本実施形態では、血液が流れる流路が戻り流路を含まず、血液浄化装置１Ｄが磁気センサの測定値を処理する制御部８０を有する場合を例に挙げて説明する。

図４Ａに例示されるように、血液浄化装置１Ｄは、血液１０が流れる主流路２０と、血液１０中に含まれる磁性粒子を回収する磁気抽出部３０（磁気抽出手段）と、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２と、磁性粒子を血液１０に混入させる磁性粒子混入部７０と、磁気センサの測定値を処理する制御部８０を備えている。また、血液浄化装置１Ｄは、フィルタ５０と、接続口（入口）２と、接続口（出口）３を備えている。

なお図４Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｄは、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂとの少なくとも一方を備えてもよい。図４Ｂには、一具体例として、磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂとの両方が例示されているが、血液浄化装置１Ｄは、磁気センサ４２ｂのみを備えてもよい。

磁性粒子混入部７０は、磁気抽出部３０の前段に設けられており、体内から取り出された血液１０に磁性粒子を混入する。但し、磁性粒子混入部７０は、血液浄化装置１Ｄの一部に含まれなくともよく、血液浄化装置１Ｄの外部に設けられてもよい。

図４Ａ、図４Ｂに示す具体例において、磁気センサ４２、磁気センサ４２ａ、及び磁気センサ４２ｂは、磁気抽出部３０の前段に設けられている。磁気センサ４２、４２ａは、磁性粒子混入部７０より後段に設けられていてもよい。磁気センサ４２ｂは、磁性粒子混入部７０より前段に設けられていてもよい。
磁気センサ４２（４２ａ）は、磁性粒子を血液に混入した後の血液が示す磁気を測定することができる。この場合、例えば、磁気センサ４２（４２ａ）が測定した磁気の値は、磁性粒子投入後のリファレンス値（以下「第１リファレンス値」と記載することがある）として用いられてもよい。
磁気センサ４２ｂは、磁性粒子を血液に混入する前の血液自体が示す磁気を測定することができる。この場合、例えば、磁気センサ４２ｂが測定した磁気の値は、磁性粒子投入前のリファレンス値（以下、「第２リファレンス値」と記載することがある）として用いられてもよい。

磁気抽出部３０、磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０に接するように配置されている。磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気抽出部３０の後段に設けられている。血液浄化装置１Ｄにおいて磁気抽出部３０の後段に設けられている磁気センサの個数は２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

制御部８０は、例えば、磁気センサ４０と、磁気センサ４１と、磁気センサ４２と、人工心肺装置（図示略）とに接続されている（図４Ａ）。なお、制御部８０は、図４Ｂに例示するように、磁気センサ４０と、磁気センサ４１と、磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂと、人工心肺装置（図示略）とに接続されていてもよい。制御部８０には、例えば、磁気センサ４０、磁気センサ４１及び磁気センサ４２からの信号が入力される。制御部８０には、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２ａ及び磁気センサ４２ｂからの信号が入力されてもよい（図４Ｂ）。また、一例として、制御部８０は、人工心肺装置に信号を出力可能に構成されてもよい。但し、制御部８０は、磁気センサ４０、４１、４２、４２ａ、４２ｂ及び人工心肺装置に直接的に接続されていなくてもよい。例えば、制御部８０は、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２、磁気センサ４２ａ、磁気センサ４２ｂ等において計測した計測値のデータを、入力として受け付けてもよい。

磁性粒子を含む血液１０は、接続口２から、主流路２０へ流入し、磁気抽出部３０により磁性粒子が回収される。続いて、血液１０は、フィルタ５０を通過した後、磁気センサ４１によって血液の磁気が測定される。

一つの具体例として、制御部８０は、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、磁性粒子を含む血液が示す磁気（第１リファレンス値）と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較する処理を実行してよい。この場合、制御部８０は、例えば、係る処理の結果を、適切な表示装置等に出力することができる。また、制御部８０は、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、磁性粒子を含む血液が示す磁気と、磁気センサ４１によって測定された血液磁気との差分と、特定の基準値（あるいは基準値の範囲）とを比較した結果に応じて、人工心肺装置の動作を制御するための信号を出力してもよい。
制御部８０は、例えば、磁気センサ４２（４２ａ）により測定された第１リファレンス値と、磁気センサ４１により測定された血液の磁気とを比較した結果に応じて、人工心肺装置へ血液１０を流すか否かを制御してもよい。
制御部８０は、例えば、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気が、第１リファレンス値と比べて、ある特定基準値以上に低減されている場合（すなわち、磁性粒子が磁気抽出部３０により捕捉され、血液中の磁性粒子の量が十分低減されている場合）、人工心肺装置へ、血液１０を流してもよい。

一方、制御部８０は、血液中の磁性粒子の量が十分低減されていないと判定した場合、人工心肺装置へ血液１０が流れないよう制御してもよい。具体的には、制御部８０は、例えば、第１リファレンス値よりも、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気の方が高い場合、人工心肺装置へ血液１０が流入することを停止するように、人工心肺装置等を制御してもよい。また、制御部８０は、例えば、第１リファレンス値と、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気との差分が、特定の基準値の範囲に含まれない場合（例えば、ある基準値よりも小さい場合）、人工心肺装置へ血液１０が流入することを停止するように、人工心肺装置等を制御してもよい。これにより、制御部８０は、例えば、ある特定の基準値の範囲を外れる量の磁性粒子を含む血液１０が人工心肺装置へ流入することを防ぐことができる。なお、係る基準値は、例えば、人体に対する安全性などの観点から適宜定められてよい（後述の実施形態についても同様とする）。

他の具体例として、制御部８０は、磁気センサ４２ｂによって測定された、磁性粒子を含まない血液自体が示す磁気（第２リファレンス値）と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較する処理を実行してよい。この場合、制御部８０は、例えば、係る処理の結果を、適切な表示装置等に出力することができる。
制御部８０は、例えば、磁気センサ４２ｂにより測定された第２リファレンス値と、磁気センサ４１により測定された血液の磁気とを比較した結果に応じて、人工心肺装置へ血液１０を流すか否かを制御してもよい。
制御部８０は、例えば、磁気センサ４１により測定された血液の磁気が、第２リファレンス値以下である場合（血液中の磁性粒子の量が十分低減されている場合）、人工心肺装置へ、血液１０を流してもよい。

一方、制御部８０は、例えば、磁気センサ４１により測定された血液の磁気が第２リファレンスより大きい場合、人工心肺装置へ血液１０が流入することを停止するように、人工心肺装置を制御してもよい。制御部８０は、例えば、第２リファレンス値と、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気との差分が、特定の基準値の範囲に含まれない場合（例えば、ある基準値よりも大きい場合）、人工心肺装置へ血液１０が流入することを停止するように、人工心肺装置を制御してもよい。これにより、制御部８０は、例えば、ある特定の基準値の範囲を外れる量の磁性粒子を含む血液１０が人工心肺装置へ流入することを防ぐことができる。

上記したように、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２（磁気センサ４２ａ）によって測定された第１リファレンス値、又は、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値と、を比較した結果に応じて、血液１０を人工心肺装置へ流入させるか否かを制御できる。制御部８０は、一例として、上記したように、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、第１リファレンス値との差分、又は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、第２リファレンス値との差分が、特定の範囲に含まれるか否かに応じて、血液１０を人工心肺装置へ流入させるか否かを制御してもよい。

この血液浄化装置１Ｄでは、制御部８０を設けることで、血液１０の磁気を更に正確に測定することができ、浄化した血液を体内へ戻す前に、磁性粒子が血液中から十分に分離除去されていることを確認することができる。

フィルタ５０は、磁気抽出部３０により除去することのできなかった磁性粒子、血液１０に含まれる異物等を捕捉することができる。

＜磁気抽出手段＞
磁気抽出部３０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子を磁力により回収することができ、これによって、磁性粒子に捕捉された特定物質を血液中から抽出することができる。
磁気抽出部３０としては、公知の手段を用いることができ、例えば、特許文献１に記載された磁気分離手段を用いることができる。

血液からの磁性粒子の回収は、例えば、係る磁性粒子を主流路２０に接続された流路に取り出して行ってもよいし、主流路２０の内壁に設けた回収部で回収してもよい。

磁気抽出部３０は、磁場を発生させる磁場発生手段（図示略）を有していてもよい。この磁場によって主流路２０を流れる血液１０から磁性粒子を回収する。磁場発生手段は、例えば、永久磁石、可変磁束磁石であってもよいし、誘導磁場であってもよい。

磁気抽出部３０は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０からの漏洩磁場を抑制あるいは防止することができる。

磁場発生手段は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁場発生手段が、血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

＜磁気センサ＞
磁気センサ４０、磁気センサ４１及び磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、磁気センサ４２ｂは、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２が血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂとしては、公知の磁気センサを用いることができ、例えば、コイル型センサであってもよいし、ホールセンサであってもよいし、磁気抵抗を利用した素子であってもよい。磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂが示す磁気の測定値により、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。なお、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、同じタイプの磁気センサであってもよく、異なるタイプの磁気センサであってもよい。

コイル型センサは、誘導コイルを磁性粒子含有試料が通過したときに、通過した磁性粒子の磁界（磁場）を誘導コイルにより測定・検出するものである。コイル型センサは容易に設置できるという利点がある。
ホールセンサは、ホール効果によって磁界（磁場）を検出するものであり、廉価であり、容易に設置できるという利点がある。
磁気抵抗素子は、磁界（磁場）の影響を受けて電気抵抗が変化する現象を利用する素子であり、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などを含む。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は、温度変化や経時変化が小さく、かつ感度（ＭＲ比）が大きいという利点がある。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０から発生する磁界の影響に因る誤検知等の不具合を防止することができる。

＜血液ポンプ＞
血液浄化装置１Ｄは、体外から血液を取り出すために、血液ポンプを備えてもよい。あるいは、本開示の血液浄化装置とは別に外部に備えた血液ポンプを用いてもよい。

この血液浄化装置１Ｄでは、例えば、血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液１０を、血液１０が流動可能な主流路２０に流す。また、磁場を発生可能な磁気抽出部３０により、血液１０中に含まれる磁性粒子の少なくとも一部を回収する。そして、磁性粒子の存在を検出可能な磁気センサ４０、４１により、磁気抽出部３０により磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の血液中に、磁性粒子が残存しているか否かを検出する。

以上、本開示の第４実施形態について詳述したが、本開示に係る技術は第４実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第４実施形態において、血液浄化装置１Ｄは、装置全体が一定温度又は特定の温度範囲に保持されていてもよい。例えば、血液浄化装置全体を外装し、断熱材などで構成される外装材が設けられてもよい。装置全体を一定温度に保つことにより、磁気センサの測定値が安定する。また、血液浄化装置全体は、体温と同じ温度に保持されていることが好ましい。例えば、血液浄化装置が、上記外装材の内部温度を検出する温度センサ（図示略）と、該温度センサに基づいて制御部からの信号により上記外装材の内部を加熱するヒーターなどの加熱部（図示略）とを更に備えていてもよい。これにより、磁気センサの測定値を安定させることができ、また、血液浄化装置を流れる血液の品質を長く保持することができる。

また、図４Ａ、図４Ｂに示すように、血液浄化装置１Ｄは、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部９０を更に備えてもよい。例えば、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂに接続され、当該磁気センサからの出力（血液の磁気の値）に応じて磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが正しく動作しているか否かを判定してもよい。かかるバリデーション部は例えば、上記した第１実施形態におけるバリデーション部９０と同様に構成されてもよい。

また、血液浄化装置１Ｄは、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂに接続され、当該磁気センサからの出力に応じて、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを判定する制御部８０を更に備えてもよい。なお、制御部８０は、バリデーション部９０が判定した磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂの動作状態を確認してもよい。本第３実施形態の制御部８０は、例えば、上記した第１実施形態における制御部８０と同様に構成されることができる。これにより、安全回路としての制御部８０によって、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂの動作確認をすることができ、その結果、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを正確に判定することができる。

＜磁性粒子＞
磁性粒子は、強磁性又は常磁性を示す粒子が挙げられる。磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、血液中の特定物質を捕捉することのできる被分離成分捕捉物質により修飾されている。
磁性粒子は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、これらの無機化合物、これらの金属或いは無機化合物が有機化合物によって修飾された有機修飾無機化合物等を含んでもよい。
磁性粒子は、被分離成分捕捉物質を介して血液中の特定物質を捕捉することができる。
被分離成分捕捉物質が、血液中の特定成分を捕捉する具体的な方法は特に限定されず、例えば、化学的結合（分子生物学的結合、電気的結合（ファンデルワールス力、極性引力、分子間力、クーロン力）など）、吸着、立体的構造によるトラッピングなどを適宜採用可能である。磁性粒子は、被分離成分捕捉物質がコーティング処理等により付加されたものであってもよく、被分離成分捕捉物質自体からなるものであってもよい。また、粒状に形成された被分離成分捕捉物質に対して、磁性粒子が埋め込まれていてもよい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、ポリマーやシリカマトリックスでコーティング処理されることが好ましい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、疎水性を有してもよいし、親水性を有してもよい。

磁性粒子の平均粒子径としては、２ｎｍ以上であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁気抽出部３０が備える磁場発生手段により磁性粒子を効率よく回収することができる。１００ｎｍ以上であればその効果はより大きくなり、２５０ｎｍ以上であればその効果はさらに大きくなる。

磁性粒子の平均粒子径としては、１ｍｍ以下であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁性粒子は高い分散性を有し、比表面積が大きくなり、その結果、効率よく血液中の特定物質を捕捉（例えば吸着）することができる。１０μｍ以下であればその効果はより大きくなり、５μｍ以下であればその効果はさらに大きくなる。

本明細書において、「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における累積値５０％での粒径（メジアン径Ｄ_５０ともいう）を意味する。

血液浄化装置１Ｄにより浄化される血液が由来する動物は特に限定されず、ヒトであってもよいし、家畜、ペット等のヒト以外の動物であってもよい。ヒト以外の動物としては、例えば、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ラット、トリ等が挙げられる。

上述したように、血液浄化装置１Ｄにより、血液中から特定物質を抽出して血液を浄化することができる。血液浄化装置１Ｄは、動物に直接接続されていてもよく、動物から採取された血液を直ちに浄化してもよい。あるいは、血液浄化装置１Ｄは、動物に直接接続されずに、動物から予め採取された血液を浄化することもできる。浄化後の血液は、直ちに動物個体に戻されてもよいし、一旦保管された後に動物個体に戻されてもよい。

本実施形態において、磁性粒子により除去される血液中の特定物質としては、例えば低分子化合物、タンパク質、核酸、細胞等が挙げられる。より具体的には、尿素、クレアチニン、尿酸、β２ミクログロブリン、ＬＤＬコレステロール、免疫疾患における異常抗体、ウイルス、細菌類、真菌類、癌細胞等の疾病の原因となる物質が挙げられる。

（第５実施形態）
図５Ａ、図５Ｂは、本開示の第５実施形態に係る血液浄化装置１Ｅの構成を示す平面図である。本実施形態では、血液浄化装置１Ｅが、血液が流れる流路が戻り流路を有し、流路選択部を操作する制御部８０を有する場合を例に挙げて説明する。

図５Ａに例示されるように、血液浄化装置１Ｅは、血液１０が流れる主流路２０、主流路２１、主流路２２と、血液１０中に含まれる磁性粒子を回収する磁気抽出部３０（磁気抽出手段）と、血液１０中の磁性粒子の存在を検出するための磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２と、磁性粒子を血液１０に混入させる磁性粒子混入部７０と、磁気センサの測定値を処理する制御部８０を備えている。また、血液浄化装置１Ｅは、血液１０を還流させるための戻り流路２３と、流路を選択する第１の流路選択部６１（第１の流路選択手段）と、流路を選択する第２の流路選択部６２（第２の流路選択手段）を備えている。更に、血液浄化装置１Ｅは、フィルタ５０と、接続口（入口）２と、接続口３を備えている。

なお図５Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｅは、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂとの少なくとも一方を備えてもよい。図５Ｂには、一具体例として、磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂとの両方が例示されているが、血液浄化装置１Ｅは、磁気センサ４２ｂのみを備えてもよい。

磁性粒子混入部７０は、磁気抽出部３０の前段に設けられており、磁性粒子を血液１０に混入する。但し、磁性粒子混入部７０は、血液浄化装置１Ｅに設けられなくてもよく、血液浄化装置１Ｅの外部に設けられてもよい。

図５Ａ、図５Ｂに示す具体例においてに、磁気センサ４２、磁気センサ４２ａ及び磁気センサ４２ｂは、磁気抽出部３０の前段に設けられている。磁気センサ４２、４２ａは、磁性粒子混入部７０より後段に設けられていてもよい。磁気センサ４２ｂは、磁性粒子混入部７０より前段に設けられていてもよい。
磁気センサ４２（４２ａ）は、磁性粒子を血液に混入した後の血液が示す磁気を測定することができる。この場合、磁気センサ４２（４２ａ）が測定した磁気の値は、例えば、磁性粒子投入後のリファレンス値（「第１リファレンス値」）として用いられてもよい。
磁気センサ４２ｂは、磁性粒子を血液に混入する前の、磁性粒子を含まない血液自体が示す磁気を測定することができる。この場合、磁気センサ４２ｂが測定した磁気の値は、例えば、磁性粒子投入前のリファレンス値（「第２リファレンス値」）として用いられてもよい。

第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば三方電磁弁である。上記に限定されず、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば、制御部８０から出力される制御信号により血液の流路を選択可能な適切な構成（例えば、アクチュエータとバルブ等）により実現されてよい。

磁気抽出部３０、磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０に接するように配置されている。磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気抽出部３０の後段に設けられている。血液浄化装置１Ｅにおいて磁気抽出部３０の後段に設けられている磁気センサの個数は２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

制御部８０は、磁気センサ４０と、磁気センサ４１と、磁気センサ４２と、第１の流路選択部６１と、第２の流路選択部６２と、人工心肺装置（図示略）とに接続されている（図５Ａ）。なお、制御部８０は、図５Ｂに例示するように、磁気センサ４０と、磁気センサ４１と、磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂと、第１の流路選択部６１と、第２の流路選択部６２と、人工心肺装置（図示略）と接続されていてもよい。制御部８０には、例えば、磁気センサ４０、磁気センサ４１及び磁気センサ４２からの信号が入力される。制御部８０には、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２ａ及び磁気センサ４２ｂからの信号が入力されてもよい（図５Ｂ）。また、一例として、制御部８０は、第１の流路選択部６１、第２の流路選択部６２及び人工心肺装置に信号を出力してもよい。但し、制御部８０は、磁気センサ４０、４１、４２、４２ａ、４２ｂ及び人工心肺装置に直接的に接続されていなくてもよい。例えば、制御部８０は、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２、磁気センサ４２ａ、磁気センサ４２ｂ等において計測した計測値のデータを、入力として受け付けてもよい。

まず、制御部８０は、第１の流路選択部６１に信号を出力し、第１の流路選択部６１を操作して主流路２１と主流路２０を連通させる。また、制御部８０は、第２の流路選択部６２に信号を出力し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させ、主流路２０と主流路２２を遮断する。これにより、磁性粒子を含む血液１０は、接続口２から主流路２１に流入する。

接続口２から磁性粒子を含む血液１０が流入した後、制御部８０は、第１の流路選択部６１を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させる。このとき、第２の流路選択部６２は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。

血液１０は、主流路２０と戻り流路２３を循環する。その間、磁性粒子は磁気抽出部３０により回収され、血液１０から発生する磁気は磁気センサ４０により測定される。

一つの具体例として、制御部８０は、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、磁性粒子を含む血液が示す磁気（第１リファレンス値）と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較する処理を実行してよい。この場合、制御部８０は、例えば、係る処理の結果を、適切な表示装置等に出力することができる。また、制御部８０は、磁気センサ４２（４２ａ）により測定された第１リファレンス値と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較した結果に応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。
制御部８０は、例えば、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気が、第１リファレンス値と比べて、ある特定基準値以上に低減されている場合（すなわち、磁性粒子が磁気抽出部３０により捕捉され、血液中の磁性粒子の量が十分低減されている場合）、制御部８０は、例えば、主流路２０と主流路２２とが連通するよう、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。具体的には、制御部８０は、例えば、第２の流路選択部６２に信号を出力し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させる。このとき、制御部８０は、第１の流路選択部６１は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。すると、血液１０は、主流路２２へ流入し、フィルタ５０を通過する。
一方、制御部８０は、血液中の磁性粒子の量が十分低減されていないと判定した場合、主流路２０と戻り流路２３を連通が連通された状態を維持するよう、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してよい。具体的には、制御部８０は、例えば、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気が、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された第１リファレンス値よりも高いと判定した場合、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御して、主流路２０と戻り流路２３が連通された状態を継続してもよい。また、制御部８０は、例えば、第１リファレンス値と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気との差分が、特定の基準値の範囲に含まれない場合（例えば、ある基準より小さい場合）、主流路２０と戻り流路２３が連通された状態を維持するよう、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、制御部８０からの制御信号に応じて、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。これにより、制御部８０は、例えば、ある特定の基準値の範囲を外れる量の磁性粒子を含む血液１０が主流路２２へ流入することを防ぐことができる。

他の具体例として、制御部８０は、磁気センサ４２ｂによって測定された、磁性粒子を含まない血液自体が示す磁気（第２リファレンス値）と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較する処理を実行してよい。制御部８０は、例えば、磁気センサ４２ｂにより測定された第２リファレンス値と、磁気センサ４０により測定された血液の磁気とを比較した結果に応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してよい。
具体的には、制御部８０は、例えば、磁気センサ４０により測定された血液の磁気が、第２リファレンス値以下である場合（血液中の磁性粒子の量が十分低減されている場合）、以下の処理を実行してもよい。すなわち、制御部８０は、主流路２０と主流路２２とが連通するよう、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。制御部８０は、例えば、第２の流路選択部６２に信号を出力し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させる。このとき、制御部８０は、第１の流路選択部６１は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。すると、血液１０は、主流路２２へ流入し、フィルタ５０を通過する。

一方、制御部８０は、例えば、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気が第２リファレンス値より大きい場合（すなわち、血液中の磁性粒子の量が十分低減されていない場合）、主流路２０と戻り流路２３を連通が連通された状態を維持するよう、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してよい。制御部８０は、例えば、第２リファレンス値と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気との差分が、特定の基準値の範囲に含まれない場合（例えば、ある基準値より大きい場合）、主流路２０と戻り流路２３を連通が連通された状態を維持するよう、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してよい。第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、制御部８０からの制御信号に応じて、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。これにより、制御部８０は、例えば、ある特定の基準値の範囲を外れる量の磁性粒子を含む血液１０が主流路２２へ流入することを防ぐことができる。

上記したように、制御部８０は、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２（磁気センサ４２ａ）によって測定された第１リファレンス値と、を比較した結果に応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御することができる。また、制御部８０は、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値と、を比較した結果に応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御することができる。なお、制御部８０は、一例として、上記したように、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気と、第１リファレンス値との差分、又は、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気と、第２リファレンス値との差分が、特定の範囲に含まれるか否かに応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。これにより、制御部８０は、各磁気センサの測定結果に応じて、血液の流れを制御することができる。

また、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、磁性粒子を含む血液が示す磁気（第１リファレンス値）とに基づいて、主流路２２を流れる血液１０、すなわちフィルタ５０を通過した後の血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。一例として、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気が、第１リファレンス値と比べてある特定基準値以上低減されていれば、フィルタ５０を通過した後の血液１０に含まれる磁性粒子が十分低下されていると判定してもよい。また、制御部８０は、例えば、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、第１リファレンス値との差分がある特定の範囲に含まれる場合（例えば、差分がある基準値以上に大きい場合）、フィルタ５０を通過した後の血液１０に含まれる磁性粒子が十分低下されていると判定してもよい。
同様に、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２ｂによって測定された、磁性粒子を含まない血液が示す磁気（第２リファレンス値）とに基づいて、主流路２２を流れる血液１０、すなわちフィルタ５０を通過した後の血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。一例として、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気が、第２リファレンス値以下である場合、フィルタ５０を通過した後の血液１０に含まれる磁性粒子が十分低下されていると判定してもよい。また、制御部８０は、例えば、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、第２リファレンス値との差分がある特定の範囲に含まれる場合（例えば、差分がある基準値以下である場合）、フィルタ５０を通過した後の血液１０に含まれる磁性粒子が十分低下されていると判定してもよい。

制御部８０が、主流路２２を流れる血液１０が磁性粒子を含まない（あるいは磁性粒子が十分低減されている）と判定した場合、主流路２０と主流路２２を連通させた状態が継続される。この場合、血液１０が接続口３から流出する。一方、主流路２２を流れる血液１０が磁性粒子を含む（あるいは磁性粒子が十分低減されていない）と判定された場合、制御部８０は、人工心肺装置の動作を制御するための信号を出力してもよい。例えば、制御部８０は、血液１０が人工心肺装置へ流入することを停止するように、人工心肺装置を制御してもよい。このとき、制御部８０は、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御することで、主流路２２と戻り流路２３を遮断すると共に、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態に切り替えてもよい。これにより、制御部８０は、磁性粒子を含む血液１０が人工心肺装置へ流入することを防ぐことができる。

この血液浄化装置１Ｅでは、制御部８０が、磁気センサ４０及び磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂ等の測定値に基づいて第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２を操作するので、浄化した血液を体内へ戻す前に、磁性粒子を血液中から十分に分離除去することができる。

フィルタ５０は、磁気抽出部３０により除去することのできなかった磁性粒子、血液１０に含まれる異物等を捕捉することができる。

＜磁気抽出手段＞
磁気抽出部３０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子を磁力により回収することができ、これによって、磁性粒子に捕捉された特定物質を血液中から抽出することができる。
磁気抽出部３０としては、公知の手段を用いることができ、例えば、特許文献１に記載された磁気分離手段を用いることができる。

血液からの磁性粒子の回収は、例えば、係る磁性粒子を主流路２０に接続された流路に取り出して行ってもよいし、主流路２０の内壁に設けた回収部で回収してもよい。

磁気抽出部３０は、磁場を発生させる磁場発生手段を有していてもよい。この磁場によって主流路２０を流れる血液１０から磁性粒子を回収する。磁場発生手段は、例えば、永久磁石、可変磁束磁石であってもよいし、誘導磁場であってもよい。

磁気抽出部３０は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０からの漏洩磁場を抑制あるいは防止することができる。

磁場発生手段は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁場発生手段が、血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

＜磁気センサ＞
磁気センサ４０、磁気センサ４１及び磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂが血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂとしては、公知の磁気センサを用いることができ、例えば、コイル型センサであってもよいし、ホールセンサであってもよいし、磁気抵抗を利用した素子であってもよい。磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂが示す磁気の測定値により、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。なお、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、同じタイプの磁気センサであってもよく、異なるタイプの磁気センサであってもよい。

コイル型センサは、誘導コイルを磁性粒子含有試料が通過したときに、通過した磁性粒子の磁界（磁場）を誘導コイルにより測定・検出するものである。コイル型センサは容易に設置できるという利点がある。
ホールセンサは、ホール効果によって磁界（磁場）を検出するものであり、廉価であり、容易に設置できるという利点がある。
磁気抵抗素子は、磁界（磁場）の影響を受けて電気抵抗が変化する現象を利用する素子であり、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などを含む。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は、温度変化や経時変化が小さく、かつ感度（ＭＲ比）が大きいという利点がある。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０から発生する磁界の影響に因る誤検知等の不具合を防止することができる。

＜血液ポンプ＞
血液浄化装置１Ｅは、血液を流動させることが可能な血液ポンプに接続されてもよい。血液ポンプは、例えば、体外から血液を取り出すために用いられてもよく、体外から取り出した血液を循環させるために用いられてもよい。あるいは、本開示の血液浄化装置とは別に外部に備えた血液ポンプが用いられてもよい。

この血液浄化装置１Ｅでは、例えば、血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液１０を、血液１０が流動可能な主流路２０、２１、２２に流す。また、磁場を発生可能な磁気抽出部３０により、血液１０中に含まれる磁性粒子の少なくとも一部を回収する。そして、磁性粒子の存在を検出可能な磁気センサ４０、４１により、磁気抽出部３０により磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の血液中に、磁性粒子が残存しているか否かを検出する。

以上、本開示の第５実施形態について詳述したが、本開示に係る技術は第５実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第５実施形態において、血液浄化装置１Ｅは、装置全体が一定温度又は特定の温度範囲に保持されていてもよい。例えば、血液浄化装置全体を外装し、断熱材などで構成される外装材が設けられてもよい。装置全体を一定温度に保つことにより、磁気センサの測定値が安定する。また、血液浄化装置全体は、体温と同じ温度に保持されていることが好ましい。例えば、血液浄化装置が、上記外装材の内部温度を検出する温度センサ（図示略）と、該温度センサに基づいて制御部からの信号により上記外装材の内部を加熱するヒーターなどの加熱部（図示略）とを更に備えていてもよい。これにより、磁気センサの測定値を安定させることができ、また、血液浄化装置を流れる血液の品質を長く保持することができる。

また、図５Ａ、図５Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｅは、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部９０を更に備えてもよい。例えば、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂに接続され、当該磁気センサからの出力（血液の磁気の値）に応じて磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが正しく動作しているか否かを判定してもよい。かかるバリデーション部は例えば、上記した第１実施形態におけるバリデーション部９０と同様に構成されてもよい。

また、血液浄化装置１Ｅは、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂに接続され、当該磁気センサからの出力に応じて、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを判定する制御部を更に備えてもよい。なお、制御部８０は、バリデーション部９０が判定した磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂの動作状態を確認してもよい。これにより、安全回路としての制御部８０によって、磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂの動作確認をすることができ、その結果、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを正確に判定することができる。

＜磁性粒子＞
磁性粒子は、強磁性又は常磁性を示す粒子が挙げられる。磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、血液中の特定物質を捕捉することのできる被分離成分捕捉物質により修飾されている。
磁性粒子は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、これらの無機化合物、これらの金属或いは無機化合物が有機化合物によって修飾された有機修飾無機化合物等を含んでもよい。
磁性粒子は、被分離成分捕捉物質を介して血液中の特定物質を捕捉することができる。被分離成分捕捉物質が、血液中の特定成分を捕捉する具体的な方法は特に限定されず、例えば、化学的結合（分子生物学的結合、電気的結合（ファンデルワールス力、極性引力、分子間力、クーロン力）など）、吸着、立体的構造によるトラッピングなどを適宜採用可能である。磁性粒子は、被分離成分捕捉物質がコーティング処理等により付加されたものであってもよく、被分離成分捕捉物質自体からなるものであってもよい。また、粒状に形成された被分離成分捕捉物質に対して、磁性粒子が埋め込まれていてもよい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、ポリマーやシリカマトリックスでコーティング処理されることが好ましい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、疎水性を有してもよいし、親水性を有してもよい。

磁性粒子の平均粒子径としては、２ｎｍ以上であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁気抽出部３０が備える磁場発生手段により磁性粒子を効率よく回収することができる。１００ｎｍ以上であればその効果はより大きくなり、２５０ｎｍ以上であればその効果はさらに大きくなる。

磁性粒子の平均粒子径としては、１ｍｍ以下であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁性粒子は高い分散性を有し、比表面積が大きくなり、その結果、効率よく血液中の特定物質を捕捉（例えば吸着）することができる。１０μｍ以下であればその効果はより大きくなり、５μｍ以下であればその効果はさらに大きくなる。

本明細書において、「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における累積値５０％での粒径（メジアン径Ｄ_５０ともいう）を意味する。

血液浄化装置１Ｅにより浄化される血液が由来する動物は特に限定されず、ヒトであってもよいし、家畜、ペット等のヒト以外の動物であってもよい。ヒト以外の動物としては、例えば、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ラット、トリ等が挙げられる。

上述したように、血液浄化装置１Ｅにより、血液中から特定物質を抽出して血液を浄化することができる。血液浄化装置１Ｅは、動物に直接接続されていてもよく、動物から採取された血液を直ちに浄化してもよい。あるいは、血液浄化装置１Ｅは、動物に直接接続されずに、動物から予め採取された血液を浄化することもできる。浄化後の血液は、直ちに動物個体に戻されてもよいし、一旦保管された後に動物個体に戻されてもよい。

本実施形態において、磁性粒子により除去される血液中の特定物質としては、例えば低分子化合物、タンパク質、核酸、細胞等が挙げられる。より具体的には、尿素、クレアチニン、尿酸、β２ミクログロブリン、ＬＤＬコレステロール、免疫疾患における異常抗体、ウイルス、細菌類、真菌類、癌細胞等の疾病の原因となる物質が挙げられる。

（第６実施形態）
図６Ａ、図６Ｂは、本開示の第６実施形態に係る血液浄化装置１Ｆの構成を示す平面図である。本実施形態では、血液浄化装置１Ｆが、ミアンダ状の戻り流路を有し、流路選択部を操作する制御部８０を有する場合を例に挙げて説明する。

図６Ａに例示されるように、血液浄化装置１Ｆは、血液１０が流れる主流路２０、主流路２１、主流路２２と、血液１０中に含まれる磁性粒子を回収する磁気抽出部３０（磁気抽出手段）と、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する２つの磁気センサ４０，４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２と、磁性粒子を血液１０に混入させる磁性粒子混入部７０と、磁気センサの測定値を処理する制御部８０を備えている。また、血液浄化装置１Ｆは、血液１０を還流させる戻り流路２３と、流路を選択する第１の流路選択部６１（第１の流路選択手段）と、流路を選択する第２の流路選択部６２（第２の流路選択手段）を備えている。更に、血液浄化装置１Ｆは、フィルタ５０と、接続口（入口）２と、接続口（出口）３を備えている。

なお図６Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｆは、血液１０中の磁性粒子の存在を検出する磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂとの少なくとも一方を備えてもよい。図６Ｂには、一具体例として、磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂとの両方が例示されているが、血液浄化装置１Ｆは、磁気センサ４２ｂのみを備えてもよい。

血液浄化装置１Ｆにおいて、主流路２０には２個の磁気センサ４０，４０が設けられている。磁気センサ４０は、磁気抽出部３０が発生する磁界の影響を受けにくいように配置されている。このような配置により、磁気センサ４０は、血液１０の磁気をより正確に測定することができる。

血液浄化装置１Ｆにおいて、主流路２０に設けられた２つの磁気センサ４０，４０は、例えば主流路２０の側面視において、磁気抽出部３０の軸線とずれた状態で取り付けられている。更に、２つの磁気センサ４０，４０も、互いに軸線がずれた状態で取り付けられている。このように、２つの磁気センサ４０，４０は、磁気抽出部３０が発生する磁界の影響を受けにくいように配置されている。

この血液浄化装置１Ｆでは、磁気センサ４０を２個設けることで、２つの磁気センサ４０，４０の２つの測定値を用いて、血液１０の磁気をより正確に測定することができる。また、このような配置により、磁気センサ４０は、誤動作が生じにくくなり、磁気センサ４０の測定精度を高めることできる。

磁性粒子混入部７０は、磁気抽出部３０の前段に設けられており、磁性粒子を血液１０に混入する。但し、磁性粒子混入部７０は、血液浄化装置１Ｆに設けられなくてもよく、血液浄化装置１Ｆの外部に設けられてもよい。

磁気センサ４２、４２ａ、４２ｂは、磁気抽出部３０の前段に設けられている。磁気センサ４２、４２ａは、磁性粒子混入部７０より後段に設けられていてもよい。磁気センサ４２ｂは、磁性粒子混入部７０より前段に設けられていてもよい。
磁気センサ４２（４２ａ）は、磁性粒子を血液に混入した後の血液が示す磁気を測定することができる。この場合、磁気センサ４２（４２ａ）が測定した磁気の値は、例えば、磁性粒子投入後のリファレンス値（「第１リファレンス値」）として用いられてもよい。
磁気センサ４２ｂは、磁性粒子を血液に混入する前の、磁性粒子を含まない血液自体の磁気を測定することができる。この場合、磁気センサ４２ｂが測定した磁気の値は、例えば、磁性粒子投入前のリファレンス値（「第２リファレンス値」）として用いられてもよい。

第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば三方電磁弁である。上記に限定されず、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２は、例えば、制御部８０から出力される制御信号により血液の流路を選択可能な適切な構成（例えば、アクチュエータとバルブ等）により実現されてよい。

磁気抽出部３０、磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、主流路２０に接するように配置されている。磁気センサ４０及び磁気センサ４１は、磁気抽出部３０の後段に設けられている。血液浄化装置１Ｆにおいて磁気抽出部３０の後段に設けられている磁気センサの個数は３つであるが、１つであってもよいし、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

制御部８０は、２つの磁気センサ４０，４０と、磁気センサ４１と、磁気センサ４２と、第１の流路選択部６１と、第２の流路選択部６２と、人工心肺装置（図示略）とに接続されている（図６Ａ）。なお、制御部８０は、図６Ｂに例示するように、磁気センサ４０と、磁気センサ４１と、磁気センサ４２ａと、磁気センサ４２ｂと、第１の流路選択部６１と、第２の流路選択部６２と、人工心肺装置（図示略）と接続されていてもよい。制御部８０には、例えば、２つの磁気センサ４０，４０、磁気センサ４１及び磁気センサ４２からの信号を入力される。制御部８０には、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２ａ及び磁気センサ４２ｂからの信号が入力されてもよい（図６Ｂ）。また、一例として、制御部８０は、第１の流路選択部６１、第２の流路選択部６２及び人工心肺装置に信号を出力してもよい。但し、制御部８０は、磁気センサ４１及び人工心肺装置に直接的に接続されていなくてもよい。例えば、制御部８０は、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２、磁気センサ４２ａ、磁気センサ４２ｂ等において計測した計測値のデータを、入力として受け付けてもよい。

まず、制御部８０は、第１の流路選択部６１に信号を出力し、第１の流路選択部６１を操作して主流路２１と主流路２０を連通させる。また、制御部８０は、第２の流路選択部６２に信号を出力し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させ、主流路２０と主流路２２を遮断する。これにより、磁性粒子を含む血液１０は、接続口２から主流路２１に流入する。

接続口２から磁性粒子を含む血液１０が流入した後、制御部８０は、第１の流路選択部６１を操作して主流路２０と戻り流路２３を連通させる。このとき、第２の流路選択部６２は主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続する。

血液１０は、主流路２０と戻り流路２３を循環する。その間、磁性粒子は磁気抽出部３０により回収され、血液１０から発生する磁気は磁気センサ４０、４０により測定される。

一つの具体例として、制御部８０は、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、磁性粒子を含む血液が示す磁気（第１リファレンス値）と、磁気センサ４０、４０によって測定された血液の磁気とを比較する処理を実行してよい。この場合、制御部８０は、例えば、係る処理の結果を、適切な表示装置等に出力することができる。また、制御部８０は、また、磁気センサ４２（４２ａ）により測定された第１リファレンス値と、磁気センサ４０、４０により測定された血液の磁気とを比較した結果に応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。
制御部８０は、例えば、２つの磁気センサ４０，４０によって測定された血液の磁気のいずれか又は双方が、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された第１リファレンス値よりも高いと判定したとき、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２を制御し、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続してもよい。また、制御部８０は、例えば、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された第１リファレンス値と、２つの磁気センサ４０，４０によって測定された血液の磁気のいずれか又は双方との差分が特定の基準値の範囲に含まれないと判定したとき（例えば、差分がある基準より小さい場合等）、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２を制御し、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続してもよい。
他の具体例として、制御部８０は、磁気センサ４２ｂによって測定された、磁性粒子を含まない血液が示す磁気（第２リファレンス値）と、磁気センサ４０、４０によって測定された血液の磁気とを比較する処理を実行してよい。また、制御部８０は、第２リファレンス値と、磁気センサ４０、４０により測定された血液の磁気とを比較した結果に応じて、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御してもよい。
具体的には、制御部８０は、例えば、２つの磁気センサ４０，４０によって測定された血液の磁気のいずれか又は双方が、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値よりも高いと判定したとき、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２を制御し、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続してもよい。制御部８０は、例えば、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値と、２つの磁気センサ４０，４０によって測定された血液の磁気のいずれか又は双方との差分が特定の基準値の範囲に含まれないと判定したとき（例えば、差分がある基準より大きい場合等）、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２を制御し、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続してもよい。

一方、制御部８０は、２つの磁気センサ４０，４０のいずれか又は双方によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された第１リファレンス値とに基づいて、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含まない（あるいは磁性粒子が十分低減されている）と判定したとき、以下の処理を実行してよい。すなわち、この場合、制御部８０は、例えば、第２の流路選択部６２に信号を出力し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させる。このとき、制御部８０は、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続するよう第１の流路選択部６１を制御してもよい。すると、血液１０は、主流路２２へ流入し、フィルタ５０を通過する。なお、制御部８０は、一例として、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、第１リファレンス値と、２つの磁気センサ４０，４０によって測定された血液の磁気のいずれか又は双方との差分とが特定の範囲に含まれる場合（例えば、差分が基準より大きい場合）、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させてもよい。
また、制御部８０は、２つの磁気センサ４０，４０のいずれか又は双方によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値とに基づいて、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含まない（あるいは磁性粒子が十分低減されている）と判定したとき、以下の処理を実行してよい。すなわち、この場合、制御部８０は、例えば、第２の流路選択部６２に信号を出力し、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させる。このとき、制御部８０は、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態を継続するよう第１の流路選択部６１を制御してもよい。すると、血液１０は、主流路２２へ流入し、フィルタ５０を通過する。なお、制御部８０は、一例として、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値と、２つの磁気センサ４０，４０によって測定された血液の磁気のいずれか又は双方との差分とが特定の範囲に含まれる場合（例えば、差分が基準より小さい場合）、第２の流路選択部６２を操作して主流路２０と主流路２２を連通させてもよい。

また、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された、磁性粒子を含む血液自体が示す磁気（第１リファレンス値）とに基づいて、主流路２２を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否か（あるいは、磁性粒子が十分に低減されているか否か）を判定することができる。また、制御部８０は、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気と、磁気センサ４２ｂによって測定された、磁性粒子を含まない血液自体が示す磁気とに基づいて、主流路２２を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否か（あるいは、磁性粒子が十分に低減されているか否か）を判定してもよい。
具体的には、制御部８０は、例えば、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気が第１リファレンス値よりも高い場合、磁性粒子が十分に低減されていないと判定してよい。また、制御部８０は、例えば、第１リファレンス値と、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気との差分が特定の基準値の範囲に含まれない場合（例えば、差分が基準値よりも小さい場合）、磁性粒子が十分に低減されていないと判定してよい。
同様に、制御部８０は、例えば、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気が第２リファレンス値よりも高い場合、磁性粒子が十分に低減されていないと判定してよい。また、制御部８０は、例えば、第２リファレンス値と、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気との差分が特定の基準値の範囲に含まれない場合（例えば、差分が基準値よりも大きい場合）、磁性粒子が十分に低減されていないと判定してよい。

制御部８０は、例えば、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された第１リファレンス値と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較して、表示装置等に出力することができる。制御部８０は、例えば、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値と、磁気センサ４０によって測定された血液の磁気とを比較して、表示装置等に出力することができる。

制御部８０は、磁気センサ４２（４２ａ）によって測定された第１リファレンス値と、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気とに基づいて、磁性粒子が十分低減されていないと判定した場合、人工心肺装置の動作を制御するための信号を出力してもよい。同様に、制御部８０は、磁気センサ４２ｂによって測定された第２リファレンス値と、磁気センサ４１によって測定された血液の磁気とに基づいて、磁性粒子が十分低減されていないと判定した場合、人工心肺装置の動作を制御するための信号を出力してもよい。この場合、制御部８０は、例えば、血液１０が人工心肺装置へ流入することを停止するように人工心肺装置を制御してもよい。このとき、制御部８０は、第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２の少なくとも一方を制御することで、主流路２２と戻り流路２３を遮断すると共に、主流路２０と戻り流路２３を連通させた状態に切り替えてもよい。これにより、制御部８０は、磁性粒子を含む血液１０が人工心肺装置へ流入することを防ぐことができる。

この血液浄化装置１Ｆでは、制御部８０が、２つの磁気センサ４０，４０及び磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂ等の測定値に基づいて第１の流路選択部６１及び第２の流路選択部６２を操作するので、磁気センサ４０の測定精度を高めることでき、また、浄化した血液を体内へ戻す前に、磁性粒子を血液中から十分に分離除去することができる。

フィルタ５０は、磁気抽出部３０により除去することのできなかった磁性粒子、血液１０に含まれる異物等を捕捉することができる。

＜磁気抽出手段＞
磁気抽出部３０は、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子を磁力により回収することができ、これによって、磁性粒子に捕捉された特定物質を血液中から抽出することができる。
磁気抽出部３０としては、公知の手段を用いることができ、例えば、特許文献１に記載された磁気分離手段を用いることができる。

血液からの磁性粒子の回収は、例えば、係る磁性粒子を主流路２０に接続された流路に取り出して行ってもよいし、主流路２０の内壁に設けた回収部で回収してもよい。

磁気抽出部３０は、磁場を発生させる磁場発生手段を有していてもよい。この磁場によって主流路２０を流れる血液１０から磁性粒子を回収する。磁場発生手段は、例えば、永久磁石、可変磁束磁石であってもよいし、誘導磁場であってもよい。

磁気抽出部３０は、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０からの漏洩磁場を抑制あるいは防止することができる。

磁場発生手段は、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁場発生手段が、血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

＜磁気センサ＞
磁気センサ４０、磁気センサ４１及び磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、主流路２０を流れる血液中の磁性粒子から発生する漏洩磁界を検出することにより、磁性粒子の存在を検出することができる。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、主流路２０の外部に配置され、血液１０と接触しないことが好ましい。磁気センサ４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが血液１０と接触しないため、血液１０の凝固を抑制することができ、また、異物の混入を抑制することができる。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂとしては、公知の磁気センサを用いることができ、例えば、コイル型センサであってもよいし、ホールセンサであってもよいし、磁気抵抗を利用した素子であってもよい。磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂが示す磁気の測定値により、主流路２０を流れる血液１０が磁性粒子を含むか否かを判定することができる。なお、磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、同じタイプの磁気センサであってもよく、異なるタイプの磁気センサであってもよい。

コイル型センサは、誘導コイルを磁性粒子含有試料が通過したときに、通過した磁性粒子の磁界（磁場）を誘導コイルにより測定・検出するものである。コイル型センサは容易に設置できるという利点がある。
ホールセンサは、ホール効果によって磁界（磁場）を検出するものであり、廉価であり、容易に設置できるという利点がある。
磁気抵抗素子は、磁界（磁場）の影響を受けて電気抵抗が変化する現象を利用する素子であり、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などを含む。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は、温度変化や経時変化が小さく、かつ感度（ＭＲ比）が大きいという利点がある。

磁気センサ４０、磁気センサ４１、磁気センサ４２（４２ａ）、４２ｂは、磁気シールド層等の、磁場を遮蔽可能な部材を有していてもよい。これにより、磁気抽出部３０から発生する磁界の影響に因る誤検知等の不具合を防止することができる。

＜血液ポンプ＞
血液浄化装置１Ｆは、血液を流動させることが可能な血液ポンプに接続されてもよい。血液ポンプは、例えば、体外から血液を取り出すために用いられてもよく、体外から取り出した血液を循環させるために用いられてもよい。あるいは、本開示の血液浄化装置とは別に外部に備えた血液ポンプが用いられてもよい。

この血液浄化装置１Ｆでは、例えば、血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液１０を、血液１０が流動可能な主流路２０、２１、２２に流す。また、磁場を発生可能な磁気抽出部３０により、血液１０中に含まれる磁性粒子の少なくとも一部を回収する。そして、磁性粒子の存在を検出可能な磁気センサ４０、４１により、磁気抽出部３０により磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の血液中に、磁性粒子が残存しているか否かを検出する。

以上、本開示の第６実施形態について詳述したが、本開示に係る技術は第６実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第６実施形態において、血液浄化装置１Ｆは、装置全体が一定温度又は特定の温度範囲に保持されていてもよい。例えば、血液浄化装置全体を外装し、断熱材などで構成される外装材が設けられてもよい。装置全体を一定温度に保つことにより、磁気センサの測定値が安定する。また、血液浄化装置全体は、体温と同じ温度に保持されていることが好ましい。例えば、血液浄化装置が、上記外装材の内部温度を検出する温度センサ（図示略）と、該温度センサに基づいて制御部からの信号により上記外装材の内部を加熱するヒーターなどの加熱部（図示略）とを更に備えていてもよい。これにより、磁気センサの測定値を安定させることができ、また、血液浄化装置を流れる血液の品質を長く保持することができる。

また、図６Ａ、図６Ｂに例示されるように、血液浄化装置１Ｆは、磁気センサ４０、４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部９０を更に備えてもよい。例えば、バリデーション部９０は、磁気センサ４０、４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂに接続され、当該磁気センサからの出力（血液の磁気の値）に応じて磁気センサ４０、４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂが正しく動作しているか否かを判定してもよい。かかるバリデーション部は例えば、上記した第１実施形態におけるバリデーション部９０と同様に構成されてもよい。

また、血液浄化装置１Ｆは、磁気センサ４０、４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂに接続され、当該磁気センサからの出力に応じて、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを判定する制御部を更に備えてもよい。なお、制御部８０は、バリデーション部９０が判定した磁気センサ４０、４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂの動作状態を確認してもよい。これにより、安全回路としての制御部８０によって、磁気センサ４０、４０、４１、４２（４２ａ）、４２ｂの動作確認をすることができ、その結果、血液１０に磁性粒子が含まれるか否かを正確に判定することができる。

＜磁性粒子＞
磁性粒子は、強磁性又は常磁性を示す粒子が挙げられる。磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、血液中の特定物質を捕捉することのできる被分離成分捕捉物質により修飾されている。
磁性粒子は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、これらの無機化合物、これらの金属或いは無機化合物が有機化合物によって修飾された有機修飾無機化合物等を含んでもよい。
磁性粒子は、被分離成分捕捉物質を介して血液中の特定物質を捕捉することができる。被分離成分捕捉物質が、血液中の特定成分を捕捉する具体的な方法は特に限定されず、例えば、化学的結合、吸着、立体的構造によるトラッピングなどを適宜採用可能である。磁性粒子は、被分離成分捕捉物質がコーティング処理等により付加されたものであってもよく、被分離成分捕捉物質自体からなるものであってもよい。また、粒状に形成された被分離成分捕捉物質に対して、磁性粒子が埋め込まれていてもよい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、ポリマーやシリカマトリックスでコーティング処理されることが好ましい。
磁性粒子の外周部の少なくとも一部は、被分離成分に応じて、疎水性を有してもよいし、親水性を有してもよい。

磁性粒子の平均粒子径としては、２ｎｍ以上であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁気抽出部３０が備える磁場発生手段により磁性粒子を効率よく回収することができる。１００ｎｍ以上であればその効果はより大きくなり、２５０ｎｍ以上であればその効果はさらに大きくなる。

磁性粒子の平均粒子径としては、１ｍｍ以下であってもよい。磁性粒子の平均粒子径が上述した範囲内である場合、磁性粒子は高い分散性を有し、比表面積が大きくなり、その結果、効率よく血液中の特定物質を捕捉（例えば吸着）することができる。１０μｍ以下であればその効果はより大きくなり、５μｍ以下であればその効果はさらに大きくなる。

本明細書において、「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における累積値５０％での粒径（メジアン径Ｄ_５０ともいう）を意味する。

血液浄化装置１Ｆにより浄化される血液が由来する動物は特に限定されず、ヒトであってもよいし、家畜、ペット等のヒト以外の動物であってもよい。ヒト以外の動物としては、例えば、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、マウス、ラット、トリ等が挙げられる。

上述したように、血液浄化装置１Ｆにより、血液中から特定物質を抽出して血液を浄化することができる。血液浄化装置１Ｆは、動物に直接接続されていてもよく、動物から採取された血液を直ちに浄化してもよい。あるいは、血液浄化装置１Ｆは、動物に直接接続されずに、動物から予め採取された血液を浄化することもできる。浄化後の血液は、直ちに動物個体に戻されてもよいし、一旦保管された後に動物個体に戻されてもよい。

本実施形態において、磁性粒子により除去される血液中の特定物質としては、例えば低分子化合物、タンパク質、核酸、細胞等が挙げられる。より具体的には、尿素、クレアチニン、尿酸、β２ミクログロブリン、ＬＤＬコレステロール、免疫疾患における異常抗体、ウイルス、細菌類、真菌類、癌細胞等の疾病の原因となる物質が挙げられる。

以上、本開示に係る技術について、上記した各実施形態を用いて詳述した。なお、本開示に係る技術は、上記各実施形態に限定されるものではない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本開示に係る技術思想の範囲において上記各実施形態の少なくとも一部を変形・変更・改良した改良実施形態、１以上の上記各実施形態の組み合わせ、上記各実施形態と改良実施形態との組み合わせ、等も本開示に係る技術に含まれ得る。

１Ａ 血液浄化装置
１Ｂ 血液浄化装置
１Ｃ 血液浄化装置
１Ｄ 血液浄化装置
１Ｅ 血液浄化装置
１Ｆ 血液浄化装置
２ 接続口（入口）
３ 接続口（出口）
１０ 血液
２０ 主流路
２１ 主流路
２２ 主流路
２３ 戻り流路
３０ 磁気抽出部（磁気抽出手段）
４０ 磁気センサ
４１ 磁気センサ
４２ 磁気センサ
４２ａ 磁気センサ
４２ｂ 磁気センサ
５０ フィルタ
６１ 第１の流路選択部（第１の流路選択手段）
６２ 第２の流路選択部（第２の流路選択手段）
７０ 磁性粒子混入部
８０ 制御部
９０ バリデーション部

［１３］血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液を、血液が流動可能な主流路に流し、
磁場を発生可能な磁気抽出手段により、上記血液中に含まれる上記磁性粒子の少なくとも一部を回収し、
上記磁性粒子の存在を検出可能な少なくとも１つの磁気センサにより、上記磁気抽出手段により上記磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の上記血液中に、上記磁気粒子が残存しているか否かを検出する、
血液の浄化方法。
［１４］前記制御部は、前記磁気センサの出力に基づいて、前記血液中に含まれる前記磁性粒子が特定の基準値まで低減されていないと判定した場合、前記第１の流路選択手段と、前記第２の流路選択手段との少なくとも一方を制御することで、前記血液の流動先を前記戻り流路に設定する［６］に記載の血液浄化装置。
［１５］前記磁気センサにより検出された前記血液中に残存している前記磁性粒子が、特定の基準値を上回る場合、その前記血液を、前記主流路において前記磁気抽出手段よりも前段に接続された、血液が流動可能な戻り流路に流す［１３］に記載の血液浄化方法。

Claims (13)

1. 血液が流れる主流路と、
   前記血液中に含まれる磁性粒子を磁力により回収する磁気抽出手段と、
   前記血液中の前記磁性粒子の存在を検出可能な少なくとも１つの磁気センサと、を備え、
   前記磁性粒子は、その外周部の少なくとも一部に前記血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質で修飾された修飾部を有し、
   前記磁気抽出手段が、前記特定物質を捕捉した前記磁性粒子を回収することにより、血液中から前記特定物質を抽出して血液を浄化する、
   血液浄化装置。
2. 前記磁気センサが、前記磁気抽出手段の後段に少なくとも１つ設けられている、
   請求項１に記載の血液浄化装置。
3. 前記磁気センサが、前記磁気抽出手段の前段に設けられている、
   請求項２に記載の血液浄化装置。
4. 前記主流路において前記磁気抽出手段の前段に配置され、前記血液の流動先を選択する第１の流路選択手段と、
   前記主流路において前記磁気抽出手段の後段に配置され、前記血液の流動先を選択する第２の流路選択手段と、
   前記第１の流路選択手段と前記第２の流路選択手段との間に設けられた戻り流路と、を備える、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
5. 前記主流路において、前記第２の流路選択手段の後段に磁気センサを備える、
   請求項４に記載の血液浄化装置。
6. 前記磁気センサと、前記第１の流路選択手段と、前記第２の流路選択手段に接続されている制御部を更に備え、
   前記制御部は、前記磁気センサの出力に応じて、前記第１の流路選択手段と、前記第２の流路選択手段との少なくとも一方を制御する、
   請求項４又は５に記載の血液浄化装置。
7. 前記磁気センサが、前記流路の外部に配置され前記血液と接触しない磁気抵抗素子である、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
8. 前記磁気センサが、前記流路の外部に配置され前記血液と接触しないコイル型センサである、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
9. 前記磁気センサが、前記流路の外部に配置され前記血液と接触しないホールセンサである、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
10. 前記磁気抽出手段は、前記磁性粒子の回収に用いられる磁場を発生する磁場発生手段を有し、
    前記磁場発生手段が、前記流路の外部で前記血液とは接触しない位置に配置される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
11. 装置全体の温度が、一定温度又は特定の温度範囲内に保たれることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
12. 前記磁気センサが正しく動作しているか否かを判定するバリデーション部を更に備える、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の血液浄化装置。
13. 血液中の特定物質を捕捉可能な被分離成分捕捉物質により修飾された磁性粒子が含まれる血液を、血液が流動可能な主流路に流し、
    磁場を発生可能な磁気抽出手段により、前記血液中に含まれる前記磁性粒子の少なくとも一部を回収し、
    前記磁性粒子の存在を検出可能な少なくとも１つの磁気センサにより、前記磁気抽出手段により前記磁性粒子の少なくとも一部が回収された後の前記血液中に、前記磁性粒子が残存しているか否かを検出する、
    血液の浄化方法。

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