JPS5932142B2 - 中空糸膜型血液処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半透膜あるいは多孔膜を使用し、この壁膜を通
じて浸透、透析、限外濾過及びガス拡散等の原理を利用
して血液中の物質を移動させるように構成した血液処理
装置、特に該膜が中空糸状をなしたものを使用する改良
された中空糸膜束を有する血液処理装置に関するもので
ある。

従来この種の血液処理装置は、腎不全患者、薬物中毒患
者等の血液から有害物を除去して血液の浄化を行なうた
めの人工腎臓装置及び人工肝臓装置や酸素と炭酸ガスと
を交換する人工肺装置等として広く使用されている。

本発明はこれらの血液処理装置に使用される改良された
装置を提供するものである。

このような血液処理装置は一般に多数の中空糸膜を束に
し、その両端の切断面を外部から密閉した空間に面せし
め、その一方の空間へ処理すべき流体、例えば血液を導
入し、中空糸膜内部を通り抜けた流体を他端の切断面か
らもう一方の空間に集め、外部排出管へ排出するような
構成をとるものが多い。

通常この空間を形成するためヘッダーと称すものが設け
られている。

中空糸膜の束は円形もしくは偏平型に形成されることが
多い。

円形に中空糸膜が束ねられたいわゆる円筒タイプの縦来
型血液透析器を例にとり、この種の血液処理装置の例を
示すと第１図のようになる。

第１図中、１は血液を中空糸膜５の内部空間に導くよう
に、かつ外部と隔離する為に設けられた断面が円形の入
口側ヘッダーであり血液１０は導入口２０より導入され
る。

１ａは中空糸膜の内部空間を通過してきた血液を集合さ
せ一定の大きさの管に排出口２０ａより排出するように
、かつ外部と隔離する為に設けられた断面が円形の出口
側ヘッダーである。

２はヘッダー１又は１ａが外筒３と分離しないように、
また、ヘッダー内に導ひかれた血液が外部に洩れずに中
空糸膜５の内部空間に導ひく為にヘッダー１又は１ａを
パツキン１２を介して中空糸膜群を固定する隔壁６に密
着させる為に設けられた固定キャップである。

外筒３は好ましくは円筒形であってその内部が目視でき
るように透明で硬質の合成樹脂で作られ、その内部空間
９には数百乃至−万本程度の中空糸膜５が充填されてい
る。

又この外筒３には、透析液の導入口４及び排出口４ａが
設けられている。

中空糸膜５は、外筒３の内部空間９に多数充填され、そ
の両端は血液適合性に優れた隔壁６で液密に固定され、
しかも中空糸膜５の内部空間はヘッダーの内部空間８と
連通している。

又隔壁６は一般にポリウレタン樹脂が使用されているが
この隔壁６によってヘッダーの内部空間８は、外筒３の
内部空間９と隔離され、ヘッダーの内部空間８及び外筒
３の内部空間９は中空糸膜５の壁膜を介してのみ接触す
るようになっている。

すなわち導入される血液１０はヘッダー内空間８を経由
して中空糸膜の内部空間に入り、中空糸膜の壁膜を介し
て血液中の有害物を外筒３の内部空間９に排出し、清浄
になった血液は出口側ヘッダー１ａの内部空間を経由し
て体内にもどされ、逆に外筒３の内部空間９に排出され
た有害物は導入管４より導入された透析液１１によって
運ばれ排出管４ａを経由して外部へ取り出される。

しかしながら、このような従来の円筒タイプの血液処理
装置は次のような問題がある。

すなわち第１図において、中空糸膜５の切断面７より内
部に流入する血液は、その切断面の大きさの不均一性、
入口側ヘッダーの血液導入口２０より導入する血液が有
する動圧分布等により必らずしも均一にならない。

特に切断面中央部表面にかかる血液の動圧は周囲より大
きいので、中央部の中空糸膜の方が周囲の中空糸膜より
流人血液量は大きくなる。

このように多数の中空糸膜相互間に血液流量の不均一が
生ずる場合は、血液透析装置又は血液濾過装置全体とし
ては、透析性能又は限外濾過量が低下すると共に、血液
透析又は血液瀘過後返血する際に返血速度が異なる為に
、外周部にある中空糸膜群の内部空間に残血という現象
を引き起こす。

特に長時間の血液透析や長時間の血液Ｅ過を行なう場合
、血液量の少ない中空糸膜の内部空間では凝血を引き起
こし、血液の流れが停止する部分も生じる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、ヘッダー内に導入された血液が
全中空糸膜の内部空間に容易に導入される事及び中空糸
膜の切断面に於ける溶血（赤血球の破壊）並びに該切断
面付近に生じる凝血を解消する事である。

本発明は固定された中空糸膜の切断面における中空糸膜
の内径を、例えばラッパ状に拡大することによって、長
時間の血液透析や血液濾過が可能となるようにした事を
特徴とする中空糸膜の血液処理装置である。

本発明の対象となる中空糸は、キュプラアンモニウムレ
ーヨン、ザンテートレーヨン、セルロースアセテートお
よびニトロセルロース等のセルロース系繊維の中空糸、
ポリビニルアルコール系中空繊維、ポリメチルメタクリ
レート系中空繊維、ポリ塩化ビニル中空繊維、ポリアク
リロニトリル系中空繊維、ポリスルホン中空繊維、ポリ
ペプチド中空繊維、コラーゲン中空繊維、ポリカーボネ
ート中空繊維等の多孔性合成高分子の中空糸膜である。

又これらの中空糸膜の切断面を拡大する方法は、当該中
空糸膜の性質により異なるが、一般的には、当該中空糸
膜を固定し、切断面を表面に出した後、中空糸膜の先端
部を各中空糸材質にあった極性膨潤剤に浸漬し、中空糸
膜の先端部が膨潤したのを確認後、該膨潤剤より取り出
し、熱源で乾燥して該膨潤剤を取り除くと同時に、該中
空糸膜の壁厚を外側へ収縮させることによって中空糸膜
の構造を、ラッパ状に内径を拡大することができる。

又別法としては、直接熱源のみで中空糸膜の壁厚を外側
へ収縮させ、内径を拡大させる場合もある。

使用する極性膨潤剤としては、水、アルコール類、ケト
ン類、アミン類、エーテル類、エステル化合物、ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等色々考えられ
るが、操作上簡便な物質としては、水およびメタノール
、エタノール、プロペノール、イソプロピルアルコール
等の低沸点アルコール、アセトン、メチルエチルケトン
等のケトン化合物、メチルエーテル、エチルエーテル等
のエーテル化合物等が最適である。

本発明におけるこのような方法は多孔性の高分子の中空
糸膜や収縮性のある物質の中空糸膜について用いること
が可能である。

特に本発明の処理方法で中空糸膜を処理すると中空糸膜
の収縮度の程度にもよるが当該中空糸膜の壁厚をそのま
まの状態より約１／１ｏ程度迄の範囲で収縮させる事が
できる。

以下図面によって本発明をより詳細に説明する。

第２図は第１図の入口側ヘッダ一部分のみを拡大して示
した図である。

中空糸膜束の切断面が見易いようになっている。

第３図は第２図における中空糸膜の切断面を本発明のご
とく、内径拡大したものを例示しである。

この図の場合、内径はその切断面に向かうテーパー状と
なっている。

このように本発明の血液処理装置は、その中空糸膜の切
断面において内径が拡大されているので、導入される血
液に対する端部での抵抗が小となり、流れの乱れを生じ
ることも少なく、スムーズに流入するので、血液の中空
糸膜内部への流入量の不均一性も改善される。

次に実施例により、中空糸膜の切断面における中空糸膜
の孔径を拡大する方法と当該処理を施した中空糸膜を充
填した血液処理装置と従来型の血液処理装置との性能の
比較を示す。

実施例 １ 内径３００μ、膜厚５０μのポリアクリロニトリル中空
糸膜２２００本を外筒３に隔壁６で固定し、両端を切断
して中空糸膜の切断面が外部表面に出てくるようにした
ものについて、その一方の端部を約５ｍ適度、用意した
水に浸漬し、数分後水中より取り出し、その後当該中空
糸膜を固定した外筒３を振って大部分の水を飛ばし、そ
の切断面を約８０℃の熱風で乾燥させる事によって、中
空糸膜の切断面に於ける内径を拡大させ、切断面内径３
８０μの孔径の中空糸膜を得た。

又もう一方の端部についても、前述と同様の操作により
内径を拡大させた。

実施例 ２ 実施例１に於いて使用した水の代りにエタノールを使用
した場合も、上述と同一の操作で中空糸膜の切断面に於
ける内径は３７５μに拡大された３実施例 ３ 内径２５０μ、膜厚３０μのキュプラアンモニウムレー
ヨンの中空糸膜に於いて、実施例１と同じ操作を行なっ
た。

中空糸膜の切断面に於ける内径は２８０μに拡大された
。

実施例 ４ 実施例１で得た中空糸膜の血液処理装置（以下改良型と
略す）と従来型の血液処理装置（以下比較例と略す）の
それぞれの血液処理装置（内径３００μのポリアクリロ
ニトリル中空糸膜使用、中空糸膜本数２２００本、有効
膜面積０．２３ｍ、中空糸膜充填率５０％）に生新鮮血
（ヘマトクリット値３５％、全タンパク質濃度９．２，
９／ｄ！’ ）を膜差圧（Ｔｒａｎｓ Ｍｅｍｂｒａｎ
ｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ） ２５ｍｒｎ Ｈｇ ｓ
装置出入口の差圧ΔＰＢ＝２５ｍｍＨｇのもとで導入し
、３時間後の血液通過量、限外濾過量及び返血後の残血
本数を測定した結果を表−１に示す。

表−１かられかるように本発明の血液処理装置では、血
液通過量、限外Ｅ過量は比較例と比べて３倍強の値を示
し、さらに残血本数にいたっては約１／１ｏに低減する
。

このように中空糸膜群の切断面に於いて中空糸膜の内径
を拡大する事によって装置の性能は一段と向上する。

従って本発明の血液処理装置は、色々な血液処理装置に
充分効果を発揮すると共に、装着型人工腎臓等の血液ポ
ンプを使用しない場合には特にその効果を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は血液処理装置の全体図であり、第２図はそのヘ
ッダー及び中空糸膜群の切断面を拡大したもの。 第３図は本発明の中空糸膜群の切断面に於ける中空糸膜
の内径を拡大した時の図である。 図中１，１ａは入口側ヘッダー及び出口側ヘッダー、３
は外筒、４，４ａは透析液の導入又は排出の為のポート
、５は中空糸膜、７は中空糸膜群の切断面であり１０，
１０ａは導入される血液と排出される血液を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空糸膜束を用いる血液処理装置において、該中空
   糸膜の内径が切断面においてのみ拡大されていることを
   特徴とする中空糸膜型血液処理装置。