JPH01303154A - 血液分離装置 - Google Patents

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］ 本発明は血液分離装置に関する。さらに詳しくは、回転
による剪断力により血液から血漿を分離する装置であっ
て、血液分離効率が増加し、装置の小型化が図れ、かつ
、純度の高い血漿を得ることができる血液分離装置に関
する。

［従来の技術］ 従来より血液を赤血球、白血球などの血球成分と血漿と
に分離する方法として主に遠心分離法が採用されていた
が、近年血漿は通過するが血球は通さない分離膜を用い
る膜分離法が採用されつつある。かかる膜分離法におい
て、分離膜の一方の側に単に血液を流すだけでは分離膜
の微細孔が血球により閉塞され濾過効率が低下するので
、これを防止するために血液の流れに剪断力を作用させ
る方法が知られている。

たとえば特開昭５９−１５５，７５８号公報では、周壁
に高分子膜を貼付した回転可能な内筒の外周に固定外筒
を配置し、内筒と外筒の間隙に血液を供給しながら内筒
を回転させることによって血漿を分離膜を通して集める
ことが提案されている。

また特開昭６２−２１７，９７３号公報には、平板円形
多孔板上に貼付した高分子分離膜とこれに対向して配置
された回転可能な剪断壁面とのあいだに血液を供給しな
がら剪断壁面を回転させることによって血漿を分離膜を
通して集めることが記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これら従来の血液分離装置はいずれも高
分子分離膜を使用しているために孔径がバラライでおり
、短時間で目詰りを起しやすく、これによって濾過圧が
上昇し血球が損傷して溶血した血球が濾過される欠点が
あった。

またこの分離膜は膜間圧力によって圧力方向に膜が変形
し精密な空間を維持できず、また膜の皺や折れなどをと
もなうため、膜支持体への貼付の手間が繁雑であった。

さらに精密な空間を維持するべく分離膜と支持体が接触
する部分は分離膜としての機能を果しておらず、有効濾
過面積が減少し、血液分離効率が低下するという欠点が
あった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、これらの課題を解決するために種々検討
を重ねた結果本発明に到達した。

すなわち本発明は、回転により剪断力を生ぜしめ、血液
分離膜を通して血液から血漿を分離する装置であって、
血液分離膜が多孔質無機膜からなる血液分離装置である
。また本発明は、多孔質無機膜の血液分離膜からなる回
転内筒の外周に該内筒の回転軸と同軸に固定外筒を配置
し、前記血液分離膜と外筒の間隙に血液を供給しながら
内筒を回転させることによって、血漿を血液分離膜を通
して内筒内に集める手段からなる血液分離装置である。

さらに本発明は、多孔質分離膜の血液分離膜からなる円
筒状の固定内筒の外周に該内筒の中心軸と同軸上に回転
可能な外筒を配置し、前記血液分離膜と外筒の間隙に血
液を供給しながら、外筒を回転させることによって、血
漿を血液分離膜を通して内筒内に集める手段からなる血
液分離装置である。さらにまた本発明は、多孔質分離膜
の血液分離膜からなる固定平板とこれに対向して配置さ
れた回転可能な剪断壁面とのあいだに、血液を供給しな
がら前記剪断壁面を回転させることによって血液分離膜
を通過した血漿を集める手段からなる血液分離装置であ
る。

さらに本発明は、多孔質無機膜からなる血液分離膜の孔
径が０．２〜２ミクロンである血液分離装置である。

［作　用］ 本発明の血液分離装置においては、血液中に回転による
剪断力を生ぜしめることにより血液分離膜の表面近傍の
血液層中の血球成分の濃度が高くなることが防止され、
このため血液分離膜表面への血球の堆積が起こらず、回
転力を伴わない静的な膜分離法に比べ膜面積が１／１０
０程度でも血液分離効率は低下しない。

［実施例］ つぎに本発明の血液分離装置の望ましい実施例について
図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の血液分離装置の一実施例を示す概略断
面図である。

第１図において、（１）は円筒状の固定内筒であリ、該
内筒（１）は多孔質無機膜の血液分離膜（２）からなっ
ている。

内筒（１）の外周には内筒（１）の中心軸と同軸上に回
転可能な外筒（３）が配置されている。内筒（１）を収
容する外筒（３）は外側ケーシング（４）内に軸受（５
）を介して回転可能に支承されている。

外筒（３）の底壁（３ｂ）部には回転磁石（６）が固定
されており、一方外側ケーシング（４）の外側には該回
転磁石（６）に対応して回転誘導磁石（７）が配置され
ており、該回転誘導磁石（刀は電動モーターなどの駆動
手段に連結されている。回転誘導磁石（７）を回転させ
ることにより外筒（３）が高速回転させられる。このよ
うに外筒（３）を磁力によって駆動させることにより外
部に対するシールを完全にすることができる。

内筒（１）の上壁（１ｂ）からは小径の筒部（１ｃ）が
延びており、その先端は外側ケーシング（４）の蓋部（
４ａ）に固定されるようになっている。外筒（３）の上
壁（３ａ）には内筒（１）の前記筒部（ＩＣ）が挿通す
る開口が形成されており、軸受（８）を介して筒部（１
ｃ）に摺接するようにされている。

（９）は被処理血液を供給するための配管であり、該配
管（９）は内筒（１）の中心軸に沿って外側ケーシング
（４）の蓋部（４ａ）、内筒（１）の筒部（ＩＣ）、上
壁（１ｂ）および底壁（１ｄ）を貫通し、内筒（１）の
底壁（１ｄ）と外筒（３）の底壁（３ｂ）との間隙に開
口している。（ト））は血漿の取り出し用配管であり、
該配管は内筒（１）の中心軸に沿って内筒（１）の底壁
（１ｄ）の近傍まで延びている。

０１）は処理されて血球濃度の高くなった血液を取り出
すための配管である。

つぎに前記装置の動作を説明する。

血液を配管（９）を通して分離膜（′２Ｊと外筒（３）
とのあいだの空間に導入し、外筒（３）を高速回転させ
る。そうすると血液と分離膜間に剪断力が生じ、分離膜
表面に血漿層が出来、該分離膜（２）によって分離され
た血漿が内筒（１）内に溜まる。

内筒（１）内の血漿は適宜の配管（財）を通して取り出
される。血漿の分離された血球濃度の高い血液は配管Ｃ
Ｉ＋）を通して取り出される。

分離膜（２）と外筒とのあいだの圧力差は外筒（３）側
に与える陽圧でも分離膜（２）側に与える除圧でもよい
が、血球の溶血を防ぐ観点からは外筒（３）側に陽圧を
与える方が好ましい。外筒（３）側に陽圧を与えるには
、たとえば配管０１）を閉じて血液を供給すればよい。

前記装置における血液の処理は、一定量の血液を一度に
導入したのち、その一定量の血液の分離を完全に行った
のち、分離された血球と血漿を取り出すようにしてもよ
く、あるいは血液を連続的または間欠的に導入しながら
分離操作を行ってもよい。

本実施例においては、外筒（３）を回転させることによ
り発生する分離膜・血液間の剪断力が分離膜（２）表面
の血球濃度を低減しているから、分離膜（２）の孔の閉
塞が防止され、分離能力が低下することはない。

また孔の閉塞による濾過圧の上昇による溶血などの不具
合は生じない。

また内筒（１）が固定されていると共に、血液の出し入
れ、血漿の取り出しを固定内筒（１）の側で行えるので
回転軸上のシールが不要である。さらに血液と分離され
た血漿とは軸受部などを介して接せず、分離膜（２）を
介してのみ接しているから、やはり回転軸上のシール°
が不要となる。

分離膜（２）と外筒（３）との間隙は血漿濾過に充分な
剪断力が生じる間隔が好ましく、具体的には回転数にも
よるが１ｍ１１以下が好ましい。

外筒（３）の回転数はその直径にもよるが、直径が４０
關程度のばあい５００〜３８００ｒｐｍ程度が好ましい
。回転数が５００未満では分離が充分でなく、一方３６
００ｒｐａ＋より大きいと乱流による溶血が生じやすい
。

外筒（３）の直径は通常２５〜５０＋ｎ＋＋＋程度であ
る。

分離膜（ａとしては多孔質無機膜が使われ、孔径は０．
２〜２ミクロン、好ましくは０．４〜１，５ミクロン、
空孔率は３５％以上のものが好ましい。

孔径、空孔率が小さいと血液処理量が少なくなる傾向が
あり、孔径が大きくなると血球成分が分離膜を通過し純
度の高い血漿が得られにくくなる。無機膜の例としては
、たとえばガラス、セラミックス（ムライト、アルミナ
、ジルコニア、炭化ケイ素、磁器粒子、炭素など）があ
げられる。

内筒（１）は円筒状の分離膜（２）、土壁（１ｂ）およ
び底壁（ｌｄ）で構成されており、分離膜（２）の内周
面と上壁（１ｂ）および底壁（１ｄ）の外周面とが接着
剤などで接着されて固定されている。上壁（ｔｂ）およ
び底壁（ｌｄ）はプラスチックス、セラミックなどで作
製するのが好ましい。また外筒（３）を回転させるため
の駆動手段としては磁力にかぎらず、電動モーターなど
の回転力を機械的に外筒（３）に伝達するようにしても
よい。

以上の説明はバッチ式の分離装置について行ったが、本
発明はこのような例に限定されるものではなく、血液を
連続的に供給し、分離された血球および血漿を連続的に
取り出す連続法によっても実施可能である。

つぎに本発明の血液分離装置の他の実施例について説明
する。

第２図は本発明の他の実施例を示す概略断面図である。

第２図において（２４は円筒状の回転内筒で多孔質無機
質の血液分離膜よりなっている。

内筒（２４１の外周には内筒（２４１の中心軸と同軸上
に固定された外筒四が配置されている。

内筒（２１１の上蓋部力の上部中央にはピボット軸受囚
、上部周辺には磁性体または永久磁石霞がそれぞれ設け
られており、ピボットビン（３１）を介して外筒ムと摺
接するようにされている。

また内筒Ｑ４の底蓋部−には血漿排出口（３２）および
回転シールを有する軸受（３３）が設けられており、ピ
ボットピンを兼ねる中空の血漿排出管のを介して外筒四
と摺接するようになっている。

内筒（２４１は駆動モーター四に直結された、永久磁石
（３４〉を有する駆動部材（３５）を回転させ、該回転
力を磁力により伝達することで回転される。

固定外筒の上部配管（２１）から供給された血液は、内
筒Ｑ４の回転によって血液中の血球成分は遠心力の作用
で外筒方向に移動し、一方、血漿成分は内筒方向に大ま
かに移動し、血液分離膜によって分離された血漿が内筒
（２４１の底に溜まる。そして血液分離された血漿は配
管のから取り出され、血球濃度の高い血液は配管のを通
して取り出される。

第３図は本発明のさらに他の実施例を示す概略断面図で
ある。

ハウジング（３Ｂ）内には回転可能な頂角がほぼ１８０
度に近い角度をもつ円錐と円形の平板とからなる回転コ
ーン（３９）が設けられており、該回転コーン（３９）
は回転軸シール（３８）によってハウジング（３６）と
摺接している。回転コーン（３９）の頂角にほとんど接
触するような位置に多孔質無機膜からなる円形の血液分
離膜（４０）が固定して配置されている。血液は配管（
３７）から回転コーン（３９）と分離膜（４０）との間
隙に供給される。回転コーン（３９）を回転することに
よって、血液中の血漿成分は分離膜（４０）を通過し、
配管（４２）から取り出される。また回転コーン（３９
）と分離膜（４０）との間隙に残った血球成分の多い血
液は配管（４１）から排出される。

つぎに本発明の血液分離装置を用いて、実際に血漿分離
を行ったばあいにつき実施例１〜２に基づいて説明する
。

実施例１〜２ 第１図に示される装置を用い、第４図に示される工程で
新鮮な豚の血液より血漿分離を行った。血液分離膜（２
）は第１表に示す孔径を有する多孔質ガラス膜からなり
、内径２８１１ｆｆ１１外径３０ｍｍの円筒形をしてお
り、外筒（３）、上壁（１ｂ）および底壁（１ｄ）はポ
リカーボネートからなっている。

血液供給配管（９）、血漿取出配管（１０）および濃厚
血球取出配管０１）はメチルメタクリレート樹脂からな
っており、以下の条件で豚血ヘマトクリット値３９の血
液を供給し、血液分離装置を用いて血漿を得た。その結
果を第１表に示す。

供給血液速度　　　　８０ｍ１／分 抽出血漿速度　　　　２０ｍ１／分 外筒回転速度　　　　２４００　ｒ、ｐ、印比較例１〜
４ 第１表に示す種々の多孔質高分子膜および孔径の大きい
ガラス膜を用い、実施例１と同じ運転条件で血液から血
漿を分離した。その結果を第１表に示す。

なお多孔質高分子膜は第１図の内筒を構成する分離膜（
２）を孔径の大きい多孔質プラスチック材料の円筒形に
変え、その外壁に多孔質高分子膜を貼付して使用した。

第１表の測定項目である膜間圧力は、第４図における血
液供給配管と血漿排出配管との圧力差で算出した。

また最大血漿採集量は目詰まりを起こさない範囲（膜間
圧力２００ｔｍ）Ｉｇを超えない範囲）での採取量であ
る。

血漿状態を目視で次のように判断した。

○　　　　　透明 △　　　　　若干赤味色 ×　　　　　溶血 第１表から明らかなように多孔質無機膜を使用した本発
明の血液分離装置を用いた実施例１および実施例２は、
膜間圧力も小さく目詰まりがなく、血漿採集量も大きい
。そして得られた血漿は透明であり、このことは溶血が
なく、血球が分離膜を通過していないことを示すもので
ある。

［効　果］ 以上詳述したように、本発明の血液分離装置は、回転に
よる剪断により血液から血漿を分離するに際し、血液分
離膜として多孔質無機膜を用いているので、多孔性高分
子膜を使ったばあいに必要である分離膜を保持する支持
体が不要になり、浄過面積が増して血液分離効率が増加
し、装置の小型化を図ることができる。

また無機分離膜は高分子分離膜と比較して孔径が均一で
あるために目詰まりを起こしにくく、圧力方向に分離膜
が変形したり、皺や折れなどを伴うことがない。さらに
溶血した血球が浄過されて、血漿採取液が赤くなる欠点
がなく、純度の高い血漿を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の血液分離装置の一実施例を示す概略断
面図、第２図および第３図はそれぞれ本発明の血液分離
装置の他の実施例を示す概略断面図、第４図は第１図に
示される血液分離装置を使用した工程の一実施例を示す
説明図である。 （図面の主要符号） （２、（２４１、円筒型血液分離膜 （４０）：平板型血液分離膜 （３）、四二外筒 （３９）　：回転コーン 特許出願人　　工業技術院長　はか１名第１　図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転により剪断力を生ぜしめ、血液分離膜を通して
   血液から血漿を分離する装置であって、血液分離膜が多
   孔質無機膜からなることを特徴とする血液分離装置。 ２　血液から血漿を分離する装置が、血液分離膜からな
   る回転内筒の外周に該内筒の回転軸と同軸に固定外筒を
   配置し、前記血液分離膜と外筒の間隙に血液を供給しな
   がら内筒を回転させることによって、血漿を血液分離膜
   を通して内筒内に集める手段からなる請求項１記載の血
   液分離装置。 ３　血液から血漿を分離する装置が、血液分離膜からな
   る円筒状の固定内筒の外周に、該内筒の中心軸と同軸上
   に回転可能な外筒を配置し、前記血液分離膜と外筒の間
   隙に血液を供給しながら外筒を回転させることによって
   、血漿を血液分離膜を通して内筒内に集める手段からな
   る請求項１記載の血液分離装置。 ４　血液から血漿を分離する装置が、血液分離膜からな
   る固定平盤と、これに対向して配置された回転可能な剪
   断壁面とのあいだに、血液を供給しながら前記剪断壁面
   を回転させることによって、血液分離膜を通過した血漿
   を集める手段からなる請求項１記載の血液分離装置。 ５　多孔質無機膜からなる血液分離膜の孔径が０．２〜
   ２ミクロンである請求項１、請求項２、請求項３または
   請求項４記載の血液分離装置。