JPS6236722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スペーサー板によつて分離されて積
み重ねられた半透膜を通して二流体間に物質を拡
散する装置であつて、それぞれの流体のための入
口および出口に連結されて第一の流体を半透膜の
一方の面に導きかつ第二の流体を半透膜の他方の
面に導く通し流路と、半透膜の他方の面に配置さ
たスペーサー板に設けられた溝に半透膜をくぼま
せて半透膜の一方の面に形成された前記第一の流
体のためのチヤンネルとを有する型式の物質拡散
装置に関する。

前記の型式の構造は本来既知でたとえばスウエ
ーデン特許第218441号、第301029号、第325370号
および第314167号に詳細にわたり記述されてい
る。これらの既知の構造の問題点の一つはこれを
使用した後これの内容物の全てを排出するとき満
足できるように行うことができないということで
あつた。本構造体を血液の清浄に使用するとき、
血液を患者にでき得る限り最大限に戻さなければ
ならないので、この内容物の全てを排出すること
は特に重要である。

前記の特許に記載された構造においては膜は隣
接する一対のスペーサー板の間に一対として配設
され、前記第一の流体すなわち血液はこのような
一対の膜の間に導入されるように配設され、一方
前記第二の流体すなわち清浄液あるいは酸素は膜
の外側のこの膜と隣接するスペーサー板との間に
導入されるように配設される。本発明もまたこの
ような構造に適用することを最大の目的としてお
りそれゆえに以下においておもにこれに関連して
述べる。しかしながらこの方面に精通している人
ならば誰にも明らかなように、本発明は単一のス
ペーサー板の間に設けた単一の膜という別の配置
からなる型式の透析装置にもまた使用することと
ができる。

本発明によれば、前記した型式の物質拡散装置
は、Ｖ字形の先端にできるだけ接近して位置する
少くとも１つの通し流路を囲む少くとも１つのほ
ぼＶ字形の部分に前記溝が形成され、細長い形状
をした装置において前記Ｖ字形の部分がその各端
部において頂点がその端部の方に向くように配設
され、前記Ｖ字形部分のおのおのが前記第一の流
体用の通し流路と前記第二の流体用の通し流路と
を囲み、この通し流路Ｖ字の角の二等分線に沿つ
て前記した通し流路が頂点に最も近くなるように
配置され、各スペーサー板の端部において端部を
中心に装置を傾けて内容物を排出するときに流出
をよくするためにその表面において通し流路の間
に前記二等分線に沿つて溝が配設されることを特
徴とする。

また、本発明の別の観点によれば、前記した型
式の物質拡散装置は、Ｖ字形の先端にできるだけ
接近して位置する少くとも１つの通し流路を囲む
少くとも１つのほぼＶ字形の部分に前記溝が形成
され、細長い形状をした装置において前記Ｖ字形
の部分がその各端部において頂点がその端部の方
に向くように配設され、前記Ｖ字形部分のおのお
のが前記第一の流体用の通し流路と前記第二の流
体用の通し流路とを囲み、この通し流路がＶ字の
角の二等分線に沿つて前記した通し流路が頂点に
最も近くなるように配置され、各スペーサー板の
両端部においてＶ字形の部分に配設された二系統
の溝とそれで形成されたチヤンネルとがＶ字形の
頂点に対してはさむ角度が異り、それぞれの頂点
に最も接近して配設された溝で囲まれた通し流路
を有することを特徴とする。

更に、本発明の更に別の観点によれば、前記し
た型式物質拡散装置は、Ｖ字形の先端にできるだ
け接近して位置する少くとも１つの通し流路を囲
む少くとも１つのほぼＶ字形の部分に前記溝が形
成され、細長い形状をした装置において前記Ｖ字
形の部分がその各端部において頂点がその端部の
方に向くように配設され、前記Ｖ字形部分のおの
おのが前記第一の流体用の通し流路と前記第二の
流体用の通し流路とを囲み、この通し流路がＶ字
の角の二等分線に沿つて前記した通し流路が頂点
に最も近くなるように配置され、湾曲しまたは多
角形状の溝が前記第二の通し流路の前部に配設さ
れ、装置を端部を中心に傾けて内容物を排出する
とき前記第一の流体を流出させ得るように構成し
たことを特徴とする。

本発明による装置はまず第一に血液の清浄、す
なわちいわゆる人工腎臓のようなものを目的とし
ている。しかしながらこの方面に精通している人
ならば誰にも明かなように、本発明による構造物
はまた多くの他の目的にも使用することができ
る。たとえば前記の流体の一つが血液からなり他
の流体が酸素または酸素混合物からなるとき血液
の酸化に用いることができる。これとは別に本発
明による装置は一つのガスから他のガスへの物質
の伝達に用いることができる。本発明の応用に当
つては流体という言葉は液体ならびに気体を含
む。しかしながら、本発明による装置は血液の清
浄をおもな目的としているので、このような分野
への応用に関連して以下に詳述する。ここに添付
図を参照しながら本発明を説明するが、添付図は
一例として本発明による装置の有するスペーサー
板を示しておりそれぞれの流体用のチヤンネルが
スペーサー板を介してどのようにして作られるか
を図解している。また本発明による装置の模式図
をも示す。

一方において第１図から第９図と他方において
第１０図から第１４図とを比較してみれば非常に
よく分かるように本発明による装置は例示されて
いる通り上部１と下部２とからなりその間にスペ
ーサー板３が配設されスペーサー板の間には数対
の半透膜４，４がそれぞれ配設されている。スペ
ーサー板には多数の溝がついている。第１０図お
よび第１１図から非常によく分るようにこの溝の
ために一方においては膜４，４の間に第一の流体
のためのチヤンネル５が形成され他方において膜
とこれに接するスペーサー板との間に第二の流体
のためのチヤンネル６が形成される。この構造体
が人工腎臓として用いられるときはチヤンネル５
は血管を構成しチヤンネル６は清浄液用のものを
意味する。簡単にするために以下においてはこれ
をそれぞれ「血管」および「清浄液管」と呼ぶこ
とにする。人工腎臓セツトを通つて横に延びてい
る通し流路８と入口８ａを経て血液は図示された
装置に供給される。この通し流路８から血液はた
とえばスウエーデン特許第355293号に示されるよ
うな構造のボタン状の血液の通路により膜の間に
分配される。

図示のスペーサー板３はあるいはスウエーデン
特許の公告された明細書第365119号に記載されて
いるようにその位置において180゜回転すること
もできる。第１図の左に示された表面は常に本質
的に同じ種類の表面、すなわち第２図の右に示さ
れたものに重なる。同様に第２図の左方部および
第１図の右方部にそれぞれ対応する表面はもう一
方の側に重なる。このようにして、第１０図から
明らかように、血管５はスペーサー板の溝６の間
に形成される。同様に血管５ａは、第１１図に詳
細を示すように、膜４の間に溝７に相対して形成
される。スペーサー板の全面に亘つて同様になつ
ており、すなわちこの表面の各凹部に相対して血
管が形成される。本発明の特徴の一つは血管は本
質的に通し流路８を包含する少なくとも一個のＶ
字形の部分に形成され、この通し流路８は図から
分るようにＶ字の頂点にできるだけ接近して位置
するということである。

さらに溝７はＶ字形の溝９に連絡し、このＶ字
形の溝の第二の系統は頂点にできるだけ接近して
位置する第二の通し流路１０を有するように配設
される。この通し流路１０はそれぞれ清浄液の入
口および出口とするためである。この清浄液は第
３図に示すように間隙１１，１２，１３および１
４とチヤンネルにより一対として配設される膜と
隣接するスペーサー板との間の部分に分配され
る。同様な分配系統はスウエーデンの特許公告の
明細書第365119号に詳細に記載されている。

通し流路８および１０は溝６により形成される
Ｖ字形の二等分線に沿つて配設される。同じ二等
分線に沿つて別の溝１５が配設される。この溝１
５は本装置の内容物を排出するために端部を中心
として持ち上げるとき血液の流出に便にするため
である。同じ目的で通し流路１０の前面に溝１６
が配設される。図示の実施例ではこの溝は弧状で
あるがまた多角形状でもよい。さらに溝１６は連
続していることにより清浄液が一様に分配される
のに都合がよい。

第１図から明らかなように密封部１７はスペー
サー板の外周に沿つて配設されている。この密封
構造は第３図に示されている。密封ビード自体は
密封ビードの高さよりも幾分浅い凹部１８にはま
る。その結果スペーサー板と膜とが第１１図ない
し第１４図に示すように組立てられて配設された
ときビードは互に密に締付けられる。スペーサー
板の相対する反対側にある溝６と１５および６と
１９のそれぞれのＶ字形の部分に接近した部分で
は密封ビード１７はこのＶ字形部にぴつたりと添
うように外周に沿つて次第に収れんされる。この
こともまた本装置の内容物を排出するとき残留す
る血液の量をできるだけ減少することを目的とし
ている。

スペーサー板において通し流路８（第３図参
照）を形成する孔のまわりに同心状の密封ビード
２０および２１があり、これは隣接する膜に膜の
間に位置する断面がボタン状の血液の通路を押し
つけて密封部を形成することを目的とする。

スペーサー板の作動表面の一部を番号22で示
す。この部分は第９図の拡大図に示す。第１図の
線Ｄ―Ｄに沿つた断面図である第７図と第９図と
を比べてみれば、この作動表面はその間の溝２４
を有するジグザグ状のうね２３からなることは明
瞭である。さらにスペーサー板の端部は作動表面
とはブリツジ２５によつて連結しており、外周に
沿つてのみ全面的に連結していることは第７図か
ら明瞭である。第７図からまた板の端部２６は隆
起して皿状を呈し板と膜とを順次に重ねるのに都
合のようようにしていることが分る。

第５図は第２図の線Ｃ―Ｃに沿つての断面図で
通し流路１０を形成する孔のまわりにはまた環状
の密封ビード２７があることを示している。この
ビードは第３図に示す環状表面２８に二枚の相接
する膜を押しつけるためのものである。同様に環
状の密封ビード２９が第３図に示されているが、
これは第５図に詳細を示すように対応する環状の
密封表面３０に二枚の相接する膜を押しつけるた
めのものである。

スペーサー板の外周に沿つて非対称的につけた
切欠き３１が示してあるが、これは板を一枚ずつ
交互にその平面内で180゜廻転して機械的に積重
ねるのに便利にするためのものである。

第１図および第２図において、血液はスペーサ
ー板３の左端部の通し流路８を通つて構造体内へ
供給され、更に通し流路８から２つのＶ字形系統
のチヤンネルを通つてスペーサー板の全幅にわた
つて流れる。血液はスペーサー板の右端部に達す
る時、同じ型式の２つのＶ字形系統のチヤンネル
によつて右端部の通し流路８へ集められる。右端
部の通し流路８へ達する前に、血液は第５図およ
び第３図にそれぞれ示した密封ビード２７および
２９によつて囲まれた通し流路１０を通過しなけ
ればならない。この血液の通過を容易にするため
に、溝１６を通し流路の前面に設けて透析物の流
通を促集するようになつている。透析物は第１図
および第２図右から左へ血液に対向した流れで供
給される。透析物の分配および収集はＶ字形系統
の溝７および９によつて容易にされる。このよう
にして二流体をスペーサー板の全幅にわたつて非
常に効果的に分配しかつ収集する。これは特に血
液の処理によつて重要でありかつ患者からの過大
な血液の抽出を必要としない。

本発明は上記実施例のみ限定されるものではな
く、特許請求の範囲内においての変形も可能であ
る。たとえば、作動表面の形状は変形することも
できる。作動表面の別の一例は前記スウエーデン
特許第218441号に記載されている。本発明の範囲
を超えることなくこれ以上の変形を行なうことは
もちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一枚のスペーサー板を上からみた図で
あり、第２図は同じスペーサー板を下からみた図
である。第３図は第２図の線Ａ―Ａに沿つた断面
図である。第４図は第２図の線Ｂ―Ｂに沿つた断
面図である。第５図は第２図の線Ｃ―Ｃに沿つた
断面図である。第６図は第１図の線Ｆ―Ｆに沿つ
た断面図である。第７図は第１図の線Ｄ―Ｄに沿
つた断面図である。第８図は第１図の線Ｅ―Ｅに
沿つた断面図である。第９図は第１図のスペーサ
ー板の表面の一部で丸印の部分の拡大図である。
第１０図は第２図の線Ｋ―Ｋに沿つた断面図で、
三枚のスペーサー板がその間に配設された二対の
膜を締めつける様子を図解するためのものであ
る。第１１図は同様に第２図の線Ｌ―Ｌに沿つた
断面図で、二枚のスペーサー板がその間に配設さ
れた一対の膜を締めつけてそれぞれの流体を通す
ための通路を形成する様子を図解している。第１
２図および第１３図は本発明による装置を組立て
たところをそれぞれ上面および側面からみた図で
あり、第１３図は一部断面図を示す。第１４図は
第１３図の線Ｍ―Ｍに沿つた断面図である。特許
請求の範囲に記載されたおもな部品の参照番号は
次の通りである。 ３……スペーサー板、４……半透膜、６，１
５，１９……第一の流体の溝、７，９……第二の
流体用の溝、５……第一の流体用のチヤンネル、
８……第一の流体用の通し流路、１０……第二の
流体用の通し流路、１６……彎曲した、または多
角形状の溝、１７……密封フランジ、１８……ス
ペーサー板の凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一対の積み重ねられた、先端を頂
   点としたＶ字形状の両端部分を有するスペーサー
   板３の間に挟まれた一対の半透膜４の間に形成さ
   れる第１の空間と、前記スペーサー板３と前記半
   透膜４との各間に形成される第２の空間とを有
   し、前記第１空間に第１の流体を第１流体用入口
   より導き、さらに第１流体用出口より排出し、ま
   た前記第２空間に第２の流体を第２流体用入口よ
   り導き、かつ第２流体用出口より排出させ、しか
   して前記半透膜４を介して前記第１と第２の流体
   との間で物質拡散を行うようにした物質拡散装置
   において、前記各スペーサー板３の各端部分に
   は、前記頂点付近に通し流路８が貫通され、かつ
   該通し流路８を囲むように少なくとも一つのＶ字
   状に延びる第１溝６が形成され、該第１溝６は、
   そのＶ字状頂点部分が前記通し流路８の周りを巡
   るように、かつ前記通し流路８とを連通するよう
   にされ、さらに該溝６のＶ字状の脚部分は、前記
   スペーサー板３の側縁方向にかつ該スペーサー板
   ３の中央部に向かつて延びており、前記スペーサ
   ー板３が重ね合わされた際に前記第１溝６は互い
   に重なり合うと共に、該第１溝６の間において前
   記一対の半透膜１４の間で第１流体用第１チヤン
   ネル５が形成され、該第１流体用第１チヤンネル
   ５は、前記第１空間に連通されると共に前記通し
   流路８にも連通されており、さらに前記スペーサ
   ー板３の各端部分には、前記第１溝６のＶ字状の
   二等分線に沿つて第２の溝（１５あるいは１９）
   が形成され、前記スペーサー板３が重ね合わされ
   た状態で該第２溝（１５あるいは１９）は互いに
   重なり合い、該第２溝（１５あるいは１９）の間
   において前記一対の半透膜４の間に前記第１流体
   のための第２チヤンネルが形成され、前記第２チ
   ヤンネルは前記通し流路８を前記第１空間に連通
   し、前記第１流体は、前記スペーサー板３の一端
   部分において前記第１流体用入口を通り、前記通
   し流路８並びに前記第１チヤンネル５および前記
   第２チヤンネルを介して前記第１空間に流入する
   ようになし、かつ前記スペーサー板３の他端部分
   で前記第１チヤンネル５および前記第２チヤンネ
   ルを通りさらに前記通し流路８を通り前記第１流
   体出口より流出するようになつていることを特徴
   とする物質拡散装置。 ２ 少なくとも一対の積み重ねられた、先端を頂
   点としたＶ字状の両端部分を有するスペーサー板
   ３の間に挟まれた一対の半透膜４の間に形成され
   る第１の空間と、前記スペーサー板３と前記半透
   膜４との各間に形成される第２の空間とを有し、
   前記第１空間に第１の流体を第１流体用入口より
   導き、さらに第１流体用出口より排出し、また前
   記第２空間に第２の流体を第２流体用入口より導
   き、かつ第２流体用出口より排出させ、しかして
   前記半透膜４を介して前記第１と第２の流体との
   間で物質拡散を行うようにした物質拡散装置にお
   いて、前記各スペーサー板３の各端部分には前記
   頂点付近に第１の通し流路８が貫通され、かつ該
   第１通し流路８を囲むように少なくとも一つのＶ
   字状に延びる第１の溝６が形成され、該第１の溝
   ６は、そのＶ字状頂点部分が前記第１通し流路８
   の周りを巡るように、かつ該第１の通し流路８と
   連通するようにされ、さらに該溝６のＶ字状の脚
   部分は、前記スペーサー板３の側縁方向にかつそ
   の該スペーサー板３の中央部に向かつて延びてお
   り、前記スペーサー板３が重ね合わされた際に前
   記第１溝６は互いに重なり合うと共に、該第１溝
   ６の間において前記一対の半透膜４の間で第１流
   体用第１チヤンネル５が形成され、該第１流体用
   第１チヤンネル５は、前記第１空間に連通される
   と共に前記第１通し流路８にも連通されており、
   さらに前記スペーサー板３の各端部分には、前記
   第１溝６のＶ字状の二等分線に沿つて第２の溝
   （１５あるいは１９）が形成され、前記スペーサ
   ー板３が重ね合わされた状態で該第２溝（１５あ
   るいは１９）は互いに重なり合い、かつ該第２溝
   （１５あるいは１９）の間において前記一対の半
   透膜４の間に前記第１流体のための第２チヤンネ
   ルを形成し、さらに前記二等分線上には、前記第
   ２空間と前記第２流体用入口あるいは出口とを連
   通する第２通し流路１０が前記スペーサー板を貫
   通して設けられ、さらに該第２通し流路１０の周
   りに第３の溝１２，１４，１６が設けられ、前記
   スペーサー板３が重ね合わされた状態で、該第３
   溝１２，１４，１６は互いに重なり合い、該第３
   溝の間において前記一対の半透膜４の間で第１流
   体のための第３のチヤンネルが形成され、第３チ
   ヤンネルは、前記第１空間と前記第２チヤンネル
   を連通し、しかして第２チヤンネルは前記第１通
   し流路８に連通するようになし、前記第１流体
   は、前記スペーサー板３の一端部分において前記
   第１流体用入口を通り、前記第１通し流路８並び
   に前記第１チヤンネル５および前記第２およびに
   第３チヤンネルを介して前記第１空間に流入する
   ようになし、かつ前記スペーサー板３の他端部分
   で前記第１チヤンネル５および前記第２ならびに
   第３チヤンネルを通りさらに前記第１通し流路８
   を通り前記第１流体出口より流出するようになつ
   ていることを特徴とする物質拡散装置。