JPH01148266A - 血液フィルター - Google Patents

血液フィルター

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JPH01148266A
JPH01148266A JP62307032A JP30703287A JPH01148266A JP H01148266 A JPH01148266 A JP H01148266A JP 62307032 A JP62307032 A JP 62307032A JP 30703287 A JP30703287 A JP 30703287A JP H01148266 A JPH01148266 A JP H01148266A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、人工心肺装置、人工腎臓装置、血球成分と血
漿成分との分離装置の体外循環用血液回路を流れる血液
中の異物、気泡等を除去する血液フィルターに関し、特
に除泡性能を高めた血液フィルターに関する。
（従来の技術〕 従来、血液フィルター１は。第１Ｏ図（ａ）に示すよう
に５ポリカーボネイト樹脂等で作られた円筒形状のハウ
ジングＡと、該ハウジングＡ内に収納されると共に、該
ハウジングＡに設けられた血液流入口５と血液流出口８
との間に介在し、且つ、目開き２０〜５０μｍのスクリ
ーンメツシュをプラスチック族のネットで挟みプリーツ
状に折り畳んで円筒状に構成した濾材９とから成ってい
る。そして、濾材９に気泡が直接流れ込まないように、
前記血液流入口５は円筒状のハウジングＡの接線方向に
血液Ｂが流入して、ハウジングＡ内で旋回流を起させる
ように形成されている。更に、濾材９に気泡が直接流れ
込まないように、血液流入口５と濾材９との間に連続発
泡体を嵌め込む例も知られている。このため、従来の血
流フィルター１では、血液流入口５から入った血液Ｂが
ハウジング部内で旋回流となり、血４ｐｉＢ中の旋回流
に乗った質量の小さい気泡が遠心力の作用により回転中
心に集まることを利用して気泡分離を行う。従って、気
泡は、血液Ｂ中で常に浮力の作用を受けているから、ハ
ウジングＡの軸心部上部に分離された気泡が貯溜され、
ハウジングＡの軸心部上部に設けられた空気排出口６か
らこれら気泡を分離除去していた。更に、旋回流による
遠心力等により血液Ｂから除泡されなかった気泡、すな
わち、血液Ｂの旋回流に乗らなかった気泡は、濾材９で
濾過されたいた。前述の血液流入口５と濾材９との間に
連続発泡体を設けた例では、連続発泡体によって除去し
ていた。
〔発明か解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述の血液フィルター１では、血液流入
口５からハウジング部内に流入した血ｒ＆　Ｂが、第１
０図（ｂ）に示すように、その血液流入口５で、すでに
ハウジング部内に流入して旋回流を付与された血液Ｂの
流れと直接衝突し、旋回流を付与される前にその流れに
乱れが生じ、血液Ｂの旋回流に気泡が乗りつらい。従っ
て、この血液フィルター１では、理論通り、血液Ｂの旋
回流にほとんどの気泡を乗せ、遠心力の作用により質量
の小さい気泡が回転中心に集まることを利用して、血液
Ｂ中の気泡を分離することが困難となり、濾材９近傍に
多くの気泡が流れ込んでしまう。そして、血液Ｂ中の気
泡は、濾材９と衝突し、かつポンプによる脈動によって
発生する圧力変動等により徐々に濾材９を通道してしま
う。又、前述の連続発泡体を使用する気泡の除去例では
、血小板の付着等による血液損傷、圧力損失の増大、プ
ライミング時の泡抜き性などの面で不都合があった。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡
単な構造のものでありながら、血小板の付着等による血
液損傷、圧力損失の増大、ブライミング時の泡抜き性の
悪さ等を防止して気泡除去性能を飛躍的に高めることが
出来る血液フィルターを提供することを目的とするもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため、本発明の血液フィルターは
、ほぼ円錐状をなし、上端に空気排出口か配設され、下
方には水平方向側面に突出する血液流入口を有する気泡
分離部と、該気泡分離部よりも下方に位置し、最下端に
は血液流出口を有し、濾材が収納されてなる血液濾過部
とを備え、血液流入口から流入した血液が気泡分離部に
おいて気泡を分離された後、Ｉｔｌ液濾過部の濾材によ
り濾過されて血液流出［１から排出されるよう構成され
た血液フィルターであって、前記血液流入口は、その軸
線が、該血液流入口と気泡分離部外面との交点の一点を
接点とする接線とほぼ平行となるように突出して成るも
のである。
〔作　　用〕
上記構成によれば、血液は、気泡分離部下部側面に、水
平方向、且つ、接線方向に突出している血液流入口から
流入する。この血液は、血液流入口に沿って流れて旋回
流を付与され、気泡分離部に流入して気泡分離部内で旋
回流となるから、新たに血液流入口から流入した血液に
直接衝突せず、新たに流入した血液は、唾液流入口に沿
って流れて旋回流を付与されたのち、すでに気泡分離部
内での旋回流となっている血液と合流するから、気泡分
離部内での血液の旋回流に乱れが生じない。このため、
血液中のほとんどの気泡は、旋回流に乗るから、濾材側
に気泡がほとんど流れ込まず、旋回流による遠心力によ
って質量の小さい気泡が回転中心に集まると共に浮力に
より上方に集まり、気泡は気泡分離部の軸心部上部の空
気排出口から分離される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図乃至第９図に基づいて詳
述する。
第１図は本発明の血液フィルターを示す斜視図、第２図
は血液フィルターの断面図、第３図は第２区のＩＩＩ−
ＩＩＩ線に沿う断面図、第４図は第２図のｒＶ−ｒＶ線
に沿う濾材の断面図である。図において、１は血液フィ
ルターを示し、該血液フィルター１は、気泡分離部２と
血液濾過部３とから成り、該気泡分離部２は、略円錐状
をなした気泡分離部本体４と、該気泡分離部本体４の下
部に設けられた血液流入口５と、気泡分離部本体４の上
端開口を覆う円錐状壁４ａの頂部に設けられた空気排出
口６とから成る。そして、血液濾過部３は、前記気泡分
離部本体４の下端に同心的に結合している円筒状の血液
濾過部本体７と、該血液濾過部本体７の下面に同心的に
設けられた血液流出口８と、該血液流出口８と前記血液
流入口５との間に位置すると共に血液濾過部本体７内に
収納された濾材９とから成る前記気泡分離部本体４及び
血液濾過部本体７は、ポリカーボネイト等の合成樹脂に
より構成され、これらは一体に成形されている。そして
、これら気泡分離部本体４と血液濾過部本体７との間に
は段差面４ｂが形成されている。尚、これら気泡分離部
本体４と血液１１通部本体７とは同径であっても良い。
前記血液流入口５は、気泡分離部本体４より外側に設け
られると共に気泡分離部本体４の接線方向に設けられた
丸バイブ状の血液導入部ｌＯと、該血液導入部１０に連
設されると共に該血液導入部１０から側壁面１１ａか気
泡分離部本体４に徐々に近づくように形成された血液通
路１１とから成っている。この血液通路１１は、第３図
に示すように半径ｒ１を一定として、流入？ｅｌａｏ度
で気泡分離部本体４に完全に導入されるようになってい
る。尚、その誼液流入口５を構成する血液導入部１０及
び血液通路１１の断面形状は、方形であフても円形であ
っても良い。
前記空気排出口６は、首記気泡分離部本体４の上端開口
を覆う円錐状壁４ａの頂部に、すなわち、空気排出口６
は空気分離部本体４の略軸線の延長線上に設けられてい
るが、その理由は次のとおりである。すなわち、ある一
定の流速を以って血液流入口５から気泡分離部本体４の
接線方向に流入した血液Ｂが、旋回流を得て、遠心力に
より唾液Ｂ中の気泡を分離し、気泡分離部本体４の軸心
部にて浮力により上方の空気排出口６から気泡が排出さ
れ易いようにするためである。
前記濾材９は、第４図に示すように、ポリプロピレン製
の目開き２０〜５０μｍのスクリーンメツシュ１２の両
面を、ポリプロピレン製のネット１３．１３にて挟み、
これをプリーツ状に折り畳んで円筒状に成形して成る。
この円筒状に形成された濾材９の上部は、ポリプロピレ
ン樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリウ
レタン樹脂、合成ゴム、ポリオレフィン樹脂等を流し込
んで固め、不透過部９ａとしている。そして、濾材９は
、該濾材９の不透過部９ａを上方にして、前記血液濾過
部本体７内に収納されている。又、濾材９の下端面と血
液濾過部本体７の底面とは前記各種樹脂等で密着してい
る。この理由は、血液Ｂが前記血液流出口８に濾材９を
通過することなく、すなわち、血液Ｂがショートバスし
ないようにしているためである。
上記構成になる血液フィルター１は、例えば、第５図に
示すような人工心肺装置Ｍに使用され、血液中の気泡そ
の他の異物を濾過するのに使われる。すなわち、人工心
肺装置Ｍにおける血液フ、ｆルター１は、チューブ２０
を介して人体２１の大動脈に接続され、更にチューブ２
２を介して貯血Ｍ２３に接続されている。該貯血Ｍ２３
は、チューブ２４、ポンプ２５、チューブ２６、熱交換
器２７を介して人工肺２８に接続されている。該人工肺
２８はチューブ２９を介して前記血液フィルター１に接
続されている。
次に上記構成になる血液フィルター１の作用について説
明する。
例えば、人工心肺装置Ｍの貯血槽２３内の血液Ｂは、ポ
ンプ２５によって、圧力を付与されて、チューブ２６、
熱交換器２７、人工肺２８及びチューブ２９を介して血
液フィルター１の血液流入口５に流入する。血液Ｂは、
ポンプ２５により圧力を付与されているから、一定の流
速を以って気泡分離部２に設けられた血液流入口５の血
液導入部１０から接線方向に気泡分離部２内に流入する
。気泡分離部２内に流入した血液Ｂは、血液導入部１０
に連設された血液通路ｌｌ内に入る。この血液通路１１
は、その側壁１１ａが徐々に気泡分離孔本体４に近づく
ように形成されているから、血液Ｂはこの側壁１１ａに
沿って流れる。この過程で血液Ｂは、旋回流を付与され
、気泡分離孔本体４に流入して気泡分離孔本体４及び血
液濾過部本体７内での旋回流となる。このため、新たに
血液流入口５から流入した血液Ｂは、気泡分離孔本体４
及び血液濾過部本体７内での旋回流となった血液Ｂに直
接衝突せず、新たに流入した血液Ｂは血液通路１１の側
壁＋１ａに沿って流れて旋回流を付与されたのち、すで
に気泡分離部本体４内で旋回流となっている血液Ｂと合
流するから、気泡分離部本体４内での血液Ｂの旋回流に
流れが生じない。従って、血液流入口５の流入直後の旋
回流の流速の速い血液Ｂは、大きな乱れを起さないから
、血液Ｂ中の気泡は濾材９側に流れ込むことなく、旋回
中心上方に集まるようになる。そして、血？＆Ｂの気泡
は、気泡分離孔本体４にて、旋回による遠心力により質
量の小さい気泡が回転中心に集まることを利用して分離
される。従って、気泡は、血液Ｂ中で常に浮力の作用を
受けているから、気泡分離孔本体４の軸心部上部に分離
された気泡が貯溜され、気泡分離孔本体４の円錐状壁４
ａに設けられた空気排出口１６からこれら気泡が分離除
去される。このあと、血液Ｂは、濾材９によって他の異
物を濾過される。濾過された血液Ｂは、流出口８からチ
ューブ２０を介して人体２１の大動脈に送られる。
次に、本発明の血液フィルターＦＡと従来の血液フィル
ターＦＢとの除泡効果を以下の条件にて実測したものを
示す。
この試験は第７図に示すような実験フローにて行った。
すなわち、貯血槽２３は、チューブ２４を介してポンプ
２５の吸込口に接続され、該ポンプ２５の吐出口は、チ
ューブ２６を介してサンプルの血液フィルターＦＡ、Ｆ
Ｂの血液流入口に接続されている。血液フィルタＦＡ、
ＦＢの血液流出口は、チューブ２０を介して超音波気泡
検出器３１に接続され、該超音波気泡検出器３１はチュ
ーブ２０、クランプ３２を介して貯血槽２３に接続され
、血液フィルターＦＡ、ＦＢの空気排出口はパージライ
ン３３を介して貯血槽２３に接続されている。尚、チュ
ーブ２４にはエアーを血液中に吹き込むためのエアーイ
ンジェクター３４が接続され、更にサンプルの血液フィ
ルターＦＡ、ＦＢを切り換えるためのクランプ３５及び
３６がチューブ２６及び２０に設けられている。
血液フィルターＦＡは、本発明の旋回流式のもので第８
図（ａ）、（Ｃ）に示すような形状のもの、血液フィル
ターＦＢは、従来例のもので第８図（ｂ）、（ｄ）に示
すような形状のものである。
尚、血液フィルターＦＡ、ＦＢの濾材はＴ−３５０ポリ
工ステルメツシユ４０μｍ、！過面積６５０ｃｒｎ”、
ピッチ１２−７−　、有効高６Ｂ”／−、山数４０を使
用する。
試験は以下の条件で行う。
■使用血液は生血（ｌＩｔ３５％）を使用する。■サン
プルの血液フィルターＦＡ（本発明）、　ＦＢ（従来例
）はフィルター流入側平均圧２００±２０、、、、）Ｉ
ｇにて生血を濾過する■、送血量はポンプにて４ｆｌ／
、ｎ送る。■エアーはエアーインジェクター３４から血
液中に２０ｃｃ／、、、。流入させる。■牛血中の気泡
は超音波気泡検出器（Ｈｐｓ−＋０００Ｍｉｃｒｏｅｍ
ｂｏｌｉ　　ｄｅｔｅａｔｉｏｎ　　ｓｙｓｔｅｍ　　
Ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅｌしｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
、　ＩＮＣＩｎｄｉａｎａ　ｐｏｌｉｓ、　ＵＳＡ）を
使用して測定する。■ブライミング量は両皿液フィルタ
ーＦＡ、ＦＢとも一定にする。
尚、測定条件は以下の通りである。
サンプルの血液フィルターＦＡ、ＦＢを通過したあとの
牛血中の気泡のカウントを行なう。
この気泡のカウントは３０秒間に６００回計測する。数
量は各超音波パルス照射時に感知した最大気泡径の積算
値（５回測定平均値）を示す。径の小さい気泡（２０μ
ｍ未満のもの）は正確な計数値が得られない為、削除し
た。
第９図は、本発明の他の実施例を示すもので、第１図乃
至第６図に示す一実施例と異なる点は、血液流入口５の
血液通路１１の側壁１１ａが第１図乃至第６図の実施例
のように半径ｒ、として一定せず、例えば、　１８０度
ごとに半径ｒ１、ｒ２　（ｒ＋　＞ｒ２）と２段階に変
化したり、９０度ごとに半径ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４　
（ｒ、＞ｒ２　＞ｒ３〉ｒ４）と４段階に変化したりし
て、段階的に気泡分離部外面４に近づくようになってい
る点にある。その他の構成、作用については、第１図乃
至第６図に示す一実施例と同様であるから、その説明を
省略する。
尚、実施例では血液中の気泡を除去することについての
み説明したが、血液にのみ限定されるものでなく、他の
薬液等についても適用することが可能である。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の血液フィルターは、ほぼ
円錐状をなし、上端に空気排出口が配設され、下方には
水平方向側面に突出する血液流入口を有する気泡分離部
と、該気泡分離部よりも下方に位置し、最下端には血液
流出口を有し、濾材が収納されてなる血液濾過部とを備
え、血液流入口から流入した血液が気泡分離部において
気泡を分離された後、証液濾過部の濾材により濾過され
て血液流出口から排出されるよう構成された血液フィル
ターであって、前記血液流入口は、その軸線が、該血液
流入口と気泡分離部外面との交点の一点を接点とする接
線とほぼ平行となるように突出して成り、血液流入口か
ら流入した血液は、血液流入口に沿って流れ、旋回流さ
れ気泡分離部に流入して、気泡分離部内での旋回流とな
る。気泡分離部外面内で旋回流となった血液と新たに血
液流入口から流入した血液とは直接衝突せず、血液の旋
回流に乱れがほとんど生じないから、血液中の気泡は旋
回流に乗り、濾材側に気泡がほとんど流れ込まないで、
旋回流による遠心力によって質量の小さい気泡が回転中
心に集まると共に浮力により上方に集まり、気泡は気泡
分離部の軸心部上部の空気排出口から分離される。
従って、単純な構造のものでありながら、血小板の付着
等による血液損傷、圧力損失の増大、ブライミング時の
泡抜き性の悪化等を防止しつつ、気泡除去性能を飛躍的
に上昇させることが出来る。又、気泡除去性能を同一に
するとプライミング量を減らすことが可能になる等の効
果を有している。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第９図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は本発明の血液フィルターを示す斜視図、第２図は血
液フィルターの断面図、第３図は第２図の濾材のｍ−ｍ
６に沿う断面図、第４図は第３図のｒｔ／−ＩＶ線に沿
う断面図、第５図は本発明の血液フィルターを適用した
人工心肺装置の全体概要図、第６図は血液フィルターの
作用説明図、第７図は血液フィルターの実験フロー図、
第８図（ａ）、（Ｃ）はサンプルの血液フィルターＦＡ
の平面図、断面図、第８図（ｂ）、（ｄ）はサンプルの
血液フィルターＦＢの平面図、断面図、第９図は本発明
の他の実施例を示す血液フィルターの断面図、第１θ図
は従来例の血液フィルターの断面図である。 １−・・−血液フィルター　　２−−−−−−気泡分離
部３−−−−一血液濾過部 ４ａ・”−円錐状壁 ５−−−−−−血液流入口　　　　８−−−−−−血液
流出口９−−−−一濾材 Ｂ　−−−−−−血液

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ほぼ円錐状をなし、上端に空気排出口が配設され
    、下方には水平方向側面に突出する血液流入口を有する
    気泡分離部と、該気泡分離部よりも下方に位置し、最下
    端には血液流出口を有し、濾材が収納されてなる血液濾
    過部とを備え、血液流入口から流入した血液が気泡分離
    部において気泡を分離された後、血液濾過部の濾材によ
    り濾過されて血液流出口から排出されるよう構成された
    血液フィルターであって、前記血液流入口は、その軸線
    が、該血液流入口と気泡分離部外面との交点の一点を接
    点とする接線とほぼ平行となるように突出していること
    を特徴とする血液フィルター。
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