JPS5940481B2 - 停滞に敏感な液体用のヘツダ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ｈ，Ｆ、Ａ、には、膜が概して平行な、毛髪様の中空繊
維の数千の束の形態をとる、比較的最近発達した透析膜
セルである、このセルは管胴型熱交換器の一般的構造を
有する。

その管板は固化した植込み樹脂の本体であり、それを貫
いて繊維端がシール係合して通っている。

これらの管板は流体の入口及び出口配管具を備えた円筒
形ジャケット中に周辺をシールされる。

この繊維端はヘッダーの中へ開き、このヘッダーはジャ
ケット端と又は管板表面の周縁部分とシールの関係で接
合される。

組立て及び分解を容易にする設計において、シールは常
用の設計のヘッダー面（又はリム）の溝（又はランド）
の中に挿入された０−リングによって行なわれる。

このＯ−リングは、ヘッダーのまわりにはまりそしてジ
ャケット端にねじこまれるカラーによって、管板表面に
おしつけられる。

ヘッダー表面の溝は一般に方形断面の同心環でありそし
て溝の両側の壁はその巾が溝の巾に等しい。

この設計のヘッダーを組込んだＨ，Ｆ、Ａ、Ｋ。

ユニットは、透析ユニットとして完全に操作可能である
が、ある種の凝血を起し易い患者に用いた時に、凝血を
起す傾向がある。

この凝血はヘッダー面によって定められる周縁部の凹み
として形成される停滞帯域で生ずることが発見された。

本発明は、この凝血の原因をなくすか又は減らす改良し
たヘッダー設計を与える。

本発明は、最小の血液容量を有しそしてその製造に用い
た型から取外し容易な改良した設計の単一の成形したプ
ラスチックヘッダーを与える。

組込んだ０−ＩＪングを有するヘッダーは、静止又は停
滞帯域でゲル化又は相分離を受けやすい他の液体にも使
用できる。

本発明は、少くとも１つの流体通路が貫通しそして一般
に円筒状のリムを有する、概してカップ型のヘッダーで
ある。

このリムは、一般にリムの軸に平行にそしてヘッダーに
含まれる流体の容積を増すことになるような方向に突出
している、外側及び内側壁部材、Ｗ及びＷ・、から成る
、Ｗｏ１１ 及びＷｉは、大きい方及び小さい方の半径、夫々ｒｏ及
びｒｉ、をもつ、共心の向合った概して円筒形の面を有
し、この両面は（ｒｏ−ｒｉ）に等しい底の巾を有しそ
して高い方及び低い方の高さが夫々ｈｏ及びｈｉ の同
心環状のランドを定める。

ｈ 対（ｒｏ−ｒｉ）の比は０．６〜０．８でありそし
てり、対（ｒ ｏ ｒ ｔ ） の比は０．４５〜
０．６５である。

内壁部材、Ｗｉ、は概して傾斜した断面を有しそして変
曲点のラインで、０．２（ｒ −ｒ・）〜Ｏ−３（ｒ
ｏ ｒ ｉ）の巾を有する丸めた頂部を有する。

ランドから離れたＷｉの側部は滑らかな凹面によってヘ
ッダーのリムに接合されるのが好ましい。

また、このヘッダーは導管への（カップの底を貫く）流
体通路を接続する手段を含むのが好ましい。

特に好ましい具体化は、該手段が熱可塑性樹脂からヘッ
ダーと一体に成形されたニップルであるものである。

別の好ましい一具体化では、０−リング溝（ランド）の
巾は円周上に間隔を置いた”ピンチ点”、則ちヘッダー
をさかさにした時に溝の中に挿入した弾力性の０−ＩＪ
ソングこぼれ落ちないように２つの壁部材の向い合う両
面のいずれかにおける小さいふくらみ、で制限される。

血液処理ユニットに組込むのに特に好ましい具体化は中
空で、一般に平たい底の、カップ（即ち受面形）の形状
のヘッダーである。

この形状はこのようなユニットをみたすに必要な血液の
容量を最小限にする。

図面を参照すると、第１図は、流体通路２が貫通してお
り、ランド４によって溝が形成されている概して円筒形
のリム３を有する、中空で概して平底のヘッダー１の直
径で切断した断面を示す。

一体に成形されたニップル５は流体通路を導管へ接続す
る手段である。

或いは、ヘッダーと一体でないニップル又は導管通路を
定めるヘッダー面に切られた適当なねじによってヘッダ
ーに接合することができる。

第２図は、第１図のヘッダーのランド４の中へ０−ＩＪ
ソング入れたヘッダーの部分拡大断面図を示す。

Ｗｏ１４の内表面と軸（センターライン、Ｇ）に平行な
線とのなす角（ψは０°から約６°まで変えることがで
きるが、約４．５°から約５．５゜までが好ましい。

αが０°より大きい時は、型からのヘッダーの取外しが
容易となる。

陸４の巾は壁部材Ｗ。

１４とｖ１１５の向い合う面の最小半径（ｒ 及びｒ・
）の差に等しい。

Ｗの高さくｈｏ）ｏ ｌ＋
。

は約０．６（ｒ −ｒ・）から約０−８ （ｒ ｏ
ｒ ｉ）までｆ 変えることができる。

Ｗ、の高さ、ｈｉ％は約０．４５（ｒ −ｒ・）から約
０．６５（ｒｏ ｒｉ）まで変えるｌ ことができるが、常にり。

より小さい。ｈｉ対り。の比は約０．７から約０．８５
までが好ましい。

第３図壁部材１４及び１５及びランド４にいっそう詳細
に示す。

外壁１４の半径方向の厚さ、ｔｏｌは特に限定されない
が、一般に少くとも０．１（ｒ−ｒ・）である。

内壁１５の最上部の半径力ｌ 向の厚さ、ｔｌ、は、壁の円筒形及び非円筒形表面間の
接合の円上の任意の点を通る半径に沿って測って、約０
．２（ｒｏｒｌ）から約□、０．３（ｒｏ ｒｉ）まで
である。

ｔ・は（０，２５±０．０１）（ｒｏ−■ ｒｉ）が好ましい。

第２図に戻ると、弾力性のあるＯ−リング５（７）圧縮
しない断面直径は約０．７（ｒｏ−ｒｉ）から約０．７
５（ｒｏ ｒｉ）までである。

第４図は、本発明のヘッダー１が御脂管板８に植えられ
た末端部を有する多数の中空繊維９及び概して平担な表
面上の開口を持つ概して円筒形の胴体１０に操作可能に
組合わされる。

この管板の円筒形周縁面はそれと接する胴体の末端部と
シール係合される。

このヘッダーは、弾力性のＱ−ＩＪソング陸４の中に圧
縮されそして該平担面の周縁同心環部に押しつけられて
それとシール係合するようにねじ１２にねじこまれるカ
ラー１１によって胴体に接続される。

半透過性の中空繊維を第４図に示す型の用具に用いると
、停滞に敏感な各種の液体は透析又は超沖過のような方
法を施すことが可能となる。

非透過性の繊維を用いる場合は、この用具は熱交換器と
して使える。

第４図に示すヘッダー構造はより大きい充填容量をもた
らし従って血液処理用具への使用についての好ましさに
は劣る。

しかしながら、この設計は本発明に欠かせない静止帯域
をなくすという要求には合致する。

第４図にまたヘッダー構造に関する他の選択例を示す。

ランド４から離れた内壁の表面の部分７はこの設計では
凹型ではない。

また、リム３の背面（外側面）は第１〜３図のヘッダー
のようにえぐられていない。

リムの背面がえぐられていないと、成形の間の溶融樹脂
の流れがよくなる。

また収縮によって誘起されるゆがみは、リムの厚さが半
径方向に一定であると、最小限に抑えられる。

換言すれば、リムの背面は一般に平担でそして陸の底に
平行であるのが好ましい。

ヘッダー１が、カラー１１を一体に成形されたユニット
として含みうろことが、第４図から明らかである。

この可能性は第４図に示す特定のヘッダー及びカラーの
構造に限定されず特許請求の範囲第１項に述べるように
、一般に本発明のヘッダーに拡張でさる。

第２図の説明の中で述べたり。

＋ ｈ ６及びｔｉ の相互の及び（ｒｏ’ｉ）に対
する相対的な割合は第４図のヘッダーにもそして本発明
のヘッダーのすべてに適合する、ここで触れなかった寸
法又は寸法割合にはすべて特別の限定はない。

ヘッダーを胴、管板及び繊維集合体に結合するための何
らかの適当な手段が使用できるが、手でねじ込みまたは
外すことのできる（第４図に示すような）カラーをつけ
て用いるのに適することが本発明のヘッダーの一つの利
点である。

３つの異なる０−ＩＪソング構造を有し、他の点は同一
の゛腎臓゛′ユニットが治療用の患者の血液透析で試験
された。

血液処理装置に好ましい平たり浅いヘッダーの形状をす
べてのユニットに用いた。

各ユニットはポリウレタンエラストマー管板に末端を植
込まれそして剛性で透明な円筒形プラスチック胴体に納
められた内径２００μ、外径２６０μ、有効長さ１６Ｃ
ｒｒｌの１３５００本の中空セルロース繊維の束を含む
ものであった。

（スチレンーブタジエレエラストヌー製の）０−リング
は注入成形したポリプロピレンヘッダー中の場所に０−
リング溝のピンチ点によって保持され、胴体の端にねじ
込まれたカラーによって（第４図のように）管板面にお
しつけられる。

この胴体は透析液の入口及び出口配管具に適合する。

各ユニットは１．３ｍ２の有効膜表面積、７．７ｃｒｒ
１の直径、２１．５ ｄ）長さ及び各１００ｍ１の血液
及び透析液容量を有するものであった。

ヘパリン化した患者からの血液をヘッダー及び繊維内腔
に２００ｃｃ／分の流速で送りそして胴体と繊維の束を
通して透析液を５００ＣＣ／分の流速で流した。

透析の後、各ユニットを開いて検査した。

第１のヘッダーの設計では、０−ＩＪソング溝陸）の構
造は第２図及び第３図に示すようなものであった。

この型の５２ユニツトを用いる透析が常用の治療法によ
って行なわれた。

管板表面上にしばしば生ずる少量以外には、凝血は実質
上観察されず、そしてカラーは手で容易に取外すことが
できた。

第２の設計では、溝の構造が、内壁の高さが外壁の高さ
よりも低くなくむしろ高い点で、第１の設計の構造と異
なっている。

０−リングを圧縮した時、内壁の頂部が下部管板面に達
する。

しかし、使用したタイプのユニットにおける管板面は完
全に平担でない故に、全周縁にわたって完全なシールは
得られなかった。

この種のヘツダーヲ有スルユニットを用いて２回の透析
が試みられた後、この設計は凝血がひどいために放棄さ
れた。

第３の設計では、内壁及び外壁とも第２図及び第３図の
外壁の構造を有するものであった。

即ち、両壁とも頂部が平担であり、約０．６ （ｒｏ−
ｒ ｉ）に等しい高さであり、そしてランドの巾と同じ
厚さであった。

この設計は概して満足できるものであったが、凝血は治
療透析の実質率な百分率で生じた。

凝血が生じた各々の場合に、凝血は管板表面と内壁の頂
部との間の空間に起因することが明らかであった。

以上本発明の詳細な説明してきたが、本発明はまた次の
実施態様をも包含するものである。

（１）該流体通路を導管に接続する手段を有する、特許
請求の範囲第１項のヘッダー。

（２）該接続手段がヘッダーの外表面から延びておりそ
して熱可塑性樹脂でヘッダーと一体に成形されるニップ
ルである、上記（１）のヘッダー。

（３）中空で概して平担な底の形状を有し、該内壁の該
ランドから離れた側は円滑な凹面によって該リムに接合
される。

上記（２）のヘッダー。（４）該リムの背面が一般に平
担でありそして該ランドの底に平行である、上記（３）
のヘッダー。

（５）該リムの巾が向い合う該両面のいずれかの小さい
ふくらみから成る円周状に間隔を置いたピンチ点で制限
される、特許請求の範囲第１項のヘッダー。

（６）該ランドの中へ挿入された、０．７（ｒｏ−ｒｉ
）から０．９５（ｒｏ ｒｌ）までの非圧縮断面直径の
、弾力性の０−リングを有する、特許請求の範囲第１項
のヘッダー。

（７）Ｗｏの内側の概して円筒形の表面が最小半径ｒｏ
を有しそして該陸が頂部で底部より広くなるように該軸
に対して角度αで傾いており、αが４．５°から５５°
までの大きさを有する、上記（２）のヘッダー〇 （８） ｈｉ対り。

の比が約０．７５から約０．８５まででありそしてｒｉ
対（ｒｏ−ｒｉ）の比が０．２５±０．０１である特許
請求の範囲第１項のヘッダー。

（９）樹脂管板に植えられた末端部を有しそしてその概
して平担な表面に開いている多数の中空繊維を含む概し
て円筒状の胴体に操作可能に組合わされ、該管板は該胴
体の隣接末端部とシール係合で接合される円筒状の周辺
面を有しそして該弾力性０−ＩＪングは該ランドの中で
圧縮されそして該平担面の周縁同心環部とシール係合す
るようにおしつけられる、上記（６）のヘッダー。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のヘッダーの断面図を示す。 第２図は、０−ＩＪソングいれた本発明のヘッダーの拡
大断面図である。 第３図は、本発明のヘッダーの壁部材及びランドを詳細
に示す更に拡大した断面図である。 １・・・・・・ヘッダー、２・・・・・・流体通路、３
・・・・・・リム、４・・・・・・ランド、５・・・・
・・ニップル、６・・・・・・Ｏ−リング、８・・・・
・・樹脂管板、９・・・・・・中空繊維、１０・・・・
・・胴体、１１・・・・・・カラー、１２・・・・・・
ねじ。 第４図は本発明のヘッダーをカラ→こより胴、管板およ
び繊維集合体に結合した状態の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外壁部材Ｗ。 および内壁部材Ｗ１は一般的にヘッダーが含有し得る流
   体の容積を増加する様な方向でリムの軸にほぼ平行に突
   出し、そして前記外壁部材Ｗ。 および内壁部材Ｗ１は（ｒＯ−ｒｌ）に等しい巾の底部
   を有する環状のランドを限定する半径がそれぞれ長い方
   ｒい短い方ｒ０であり、かつ高さがそれぞれ高い方り。 、低い方ｈ１の同心状で相対した一般的に円筒状の表面
   を有し、前記内壁部材Ｗ１は先細りの断面を有し、かつ
   、Ｗｌの円筒形と非円筒形の表面が接する点の円内のい
   かなる点を通る半径に沿って測ってもｔｌ の厚さの丸
   味を帯びた最上部を有し、ｈｏ対（ｒｏ−ｒｌ）の比が
   ０．６〜０．８であり、ｈ１対（ｒｏｒｌ Ｊ）比が０
   ．４５〜０，６５であり、そして、１１対（ｒ６−ｒｌ
   ）比が０．２〜０．３であることを特徴とする、少なく
   とも１つの流体通路が貫通し、そして、一般的に円筒形
   のリムを有し、一般的にカップ形の形状状を有するヘッ
   ダー。