JPH0244226B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔利用分野〕 本発明は、選択透過性のフイン付異形中空糸を
収納した血液透析器を提供するものである。さら
に詳しくはフイン高さ、フイン間の距離が実質上
同一でないことを特徴としたフイン付異形中空糸
を収納した血液透析器に関する。 〔従来技術〕 従来より腎不全患者の血液を浄化し、余剰の水
分を除去するために、血液透析器が使用されてい
る。これは容器の中に透析膜例えば中空糸膜を多
数本収納し、その中空内部に患者の血液を流し、
外部即ち中空糸膜間に透析液を流して、中空糸膜
を介して透析によつて血液中の老廃物を除去し、
電解質濃度を調整すると共に中空糸膜内外に圧力
差を与え、限外過によつて血液中の余剰水分を
除去するものである。また、限外過のみによつ
て多量の水分と共に老廃物などを除去し、抜きす
ぎた水分を電解質などの必要成分と共に補給する
方法（血液過）も実状に応じて適用されてい
る。さらに血液中から血漿を分離し或いはその血
漿の中から特定の有害成分を除去して、自己免疫
疾患などを治療するために中空糸膜を使用するこ
とも臨床的に試みられている。 透析器の最も重要な性能である透析性能につい
て従来より各種の工夫がなされ改善が行われてき
た。しかしながら透析器内の中空糸間の密着によ
る透析液の偏流の問題が十分に解決されたとは言
えない。これまでの解決策の例としては、透析器
容器中への中空糸の収納量（充填率）をある程度
上げることにより、あるいは中空糸を交差させる
ことにより透析液流動抵抗をもたせ、流れの均一
化をはかることがなされた。更に、中空糸に捲縮
を与えたり、中空糸の周りにカバーヤーンを巻き
つけることにより、中空糸単糸相互の間の密着を
防止すると共に、容器内で均一に分布させ透析液
流動による物質移動の効率化がはかられた。しか
しながら、これらの解決策はまだ十分なものとは
言えず、さらに改善が望まれている。 〔発明の目的〕 本発明は、これらの問題点を解決し、血液処理
等の流体分離において分離効率の優れた中空糸膜
あるいは中空糸束及びそれを充填した流体分離器
を提供することを目的としている。特に流体分離
器内の充填状態が均一になりやすく、充填密度を
高くした場合においても中空糸どうしの密着が非
常に起きにくい中空糸あるいは中空糸束を得るこ
とを目的とするものである。 〔発明の構成〕 本発明者らは、かかる目的を達成するために鋭
意研究を行なつたところ、複数条のフインを有し
た異形中空糸が好ましく、特にフインの高さやフ
イン間の周上距離を不同一にすることが有効であ
ることを見い出し本発明に到達した。 即ち本発明は、選択透過性中空糸を収納した血
液透析器において、外周部に長手方向に延長され
た２〜10条のフインを有し、該フイン各条の平均
高さが実質上不同一でありかつ最も高いフインの
平均高さが最も低いフインの平均高さの1.5〜10
倍であり、さらには隣接２条間距離が実質上不同
一でありかつ該隣接２条間距離の最大値が最小値
の1.5〜10倍である選択透過性中空糸が収納され
ており、尿素ダイアリザンスが170以上であるこ
とを特徴とした血液透析器を提供するものであ
る。 以下本発明についてさらに詳細に説明する。本
発明における異形中空糸は、その外周部において
長手方向に延長された複数条のフインを有したも
のであつて、各フインの平均高さが同一ではな
く、あるいは各フインの隣接２条間距離が同一で
ないこと、又は該高さと隣接２条間距離の両方が
共に不同一であることを特徴とするものである。 即ち複数条のフインのうちの最も高いフインの
平均高さが最も低いフインの平均高さの1.5〜10
倍の異形中空糸が好ましく、特にその倍率が２〜
５である場合には、その充填状態において中空糸
間の密着が生じにくく、またフインどうしあるい
はフインと中空糸壁での密閉空間が発生しにくく
中空糸の外側における流体がより自由に流動しや
すくなる。 また複数条のフインについての隣接２条間距離
の最大値が最小値の1.5〜10倍、更には２〜５倍
であることが好ましい。この範囲に入る場合に
は、該中空糸を充填した流体分離器において、中
空糸間の密着や、フインどうしあるいはフインと
中空糸壁による密閉空間が発生しにくく、中空糸
壁外における流体の流動性が非常に良好となる。
尚この条間周上距離とは、隣接した２条のフイン
の中心部間の中空糸外壁の周に沿つた最短距離を
言う。 本発明の中空糸のフイン数は、２〜10条が好ま
しく、特に３〜８条が好ましい。尚フインが３条
以上の場合には、上記のフイン高さの高いフイン
が１条又は２条の如く比較的少ない方がそのフイ
ンによる密閉空間が出来にくく好ましい。フイン
が11条以上の場合には、フイン根元における膜性
能低下が相対的に大きくなることから実用的でな
い。 また、本発明の中空糸としては、フイン高さの
不同一に加えて隣接２条間距離の不同一を満たし
た場合が最も好ましいが、フイン高さのみを不同
にすることだけでも比較的容易にその効果が得ら
れる。 尚、かかる本発明の異形中空糸における中空糸
の外径、厚み、フインの形状、高さ、厚み、材質
等は特に限定されるものではない。実用的には、
該中空糸の外径として100〜400μ、更には200〜
300μが好ましく、フイン部のない部分の膜厚と
しては５〜50μ、更には５〜30μが好ましい。ま
た該フインの高さとしては５〜200μ、更には10
〜100μの範囲にあることが望ましく、フインの
根元の厚さとしては10〜50μが好ましく、さらに
フインの形状としては、フインの根元の厚さがフ
インの中間部における厚さと同程度かさらにはそ
れより薄いものが有効膜面積の減少が少なく好ま
しい。 本発明の対象となる中空糸膜の素材としては、
選択透過性中空糸膜に成形できるものであれば如
何なるものであつてもよく、その具体例としては
セルロース、セルロースエステル、ポリアミド、
ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリ
メチルメタアクリレート、ポリオレフイン、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン等及びこれらを
含む共重合体、他の物との混合物などが挙げられ
る。 本発明に係わるフインは異形中空糸を製造する
には、中空糸膜の紡糸原液（溶融物又は溶液）を
常法に従つて紡糸口金の二重円環状スリツトから
気体又は紡糸浴中に押出し、中空部には膜素材と
実質的に反応せず、またこれを溶かさない気体又
は液体をみたして、中空を保持させながら紡糸す
る方法が好ましい。例えばセルロースジアセテー
トにポリエチレングリコールなどの可塑剤を加
え、溶融して紡糸口金の二重円環状スリツトから
空気中に押出し、中心部に窒素ガスを注入してか
ら紡糸して中空糸となす。この中空糸から可塑剤
などを除去し、要すればアルカリで鹸化して血液
処理用の中空糸膜を製造する。その際、膜素材の
溶融物を押出す紡糸口金として本発明に係るフイ
ン付中空糸を得るには二重円環部の外周部に長さ
が異なり及び／又は隣接間距離が異なる複数の切
欠部を有した紡糸口金を用いるのが好ましい。 次に、本発明の血液透析器について説明する。
即ち該血液透析器は、前記した如き異形中空糸を
多数収納したことを特徴とするものである。尚場
合によつては他の中空糸、例えば通常の真円の断
面形状を有した選択透過性中空糸も含んで収納さ
れていてもよい。 かかる血液透析器では、これらの異形中空糸の
多数が束状に充填されている場合が一般的であ
り、その充填率は30〜80％が好ましい。特に本発
明の如き高さや隣接間隔の異なる複数のフインを
有した異形中空糸を収納した場合には、充填率が
40〜80％、特に50〜80％なる比較的高い充填率に
おいても、中空糸間の密着やフインどうしあるい
はフインと中空糸による密閉空間が生じにくいと
いう非常に優れた利点が得られる。即ち本発明の
血液透析器においては、充填された中空糸のフイ
ンが不均一であるために、局所的な密集が発生し
にくく、中空糸外側での流体の流動状態が均一に
保持されやすい特徴がある。尚、充填率が60〜80
％と高い場合には、中空糸の収納操作がやや難し
いこともあるが、その際には中空糸の収集体を全
体で又は複数のブロツクに分けて他の糸あるいは
テープ状物等をらせん状に巻きつけたり、ネツト
状物によつてくるむなどしてまとめて収納するこ
とが好ましい。そこで用いられる糸、テープ状
物、ネツト等には、水溶性ポリマーからなるもの
や、水中で膨潤するものを用いて水により溶解あ
るいは膨潤させることにより、流体分離時におい
て分離器内全体に該中空糸が均一に分散させるよ
うにすることが望ましい。 また本発明の血液透析器の形式は、特に限定さ
れるものではなく、例えば血液透析器に代表され
る様に、中空糸集束体を収納した円筒状容器、中
空糸両端部を接着開口した管板、血液の分配部と
収集部及び透析液の導入口と導出口からなるもの
が挙げられる。 尚、本発明における尿素ダイアリザンスは、中
空糸の内表面の面積が実質的に１m²である透析器
を使用し、37℃において、中空糸の中空部内に平
均速度1.2cm／secで尿素水溶液を流し、中空糸外
に平均速度1.8cm／secで水を流した場合のものを
いう。 本発明の血液透析器の如き流体分離器は、上記
の如き血液透析や血液過による人工腎臓、人工
肝臓、血漿分離や血漿成分分離、人工肺、腹水処
理等の体液処理器や、その他の限外過器、逆浸
透器さらにはガス分離器等に用いることが可能で
あり、特に透析器などの様に中空糸外の流体の良
好な流動特性が要求される場合に有効である。 以下に実施例をあげてさらに詳述するが、これ
らの実施例により本発明が何ら限定されるもので
はない。 実施例１，２、比較例１，２ セルロースジアセテート100部に対しポリエチ
レングリコール（分子量300）を50部加えたもの
を混合し、その混合物を200℃で溶融し、フイン
付中空糸用の二重円環状スリツトに長さ及び間隔
が表１に示す中空糸が得られる切欠き及び連結部
を有する口金を用いて紡出した。次いで鹸化反応
によりセルロースとなし捲取り后中空糸を中空糸
内表面基準の有効面積が約１m²の血液透析器に組
立てた。第１表には得られた中空糸の形状及び血
液透析器の特性を示す。 但し、尿素ダイアリザンスは37℃で中空糸内の
平均血液側速度が約1.2cm／secの尿素水溶液、透
析液側の平均流速が約1.8cm／secの水を用いて測
定した。又、フイン付糸の場合の有効膜面積はフ
イン部根元部分は透析に無効として算出した。 更に管板リーク率とは、中空糸束の両端部をウ
レタン系接着剤で相互に接着するに際し、中空糸
間の隙間に十分接着剤が浸入せず、透析液側と血
液側との間にできる連通個所の発生による不良品
率のことをいう。

〔発明の効果〕

本発明の異形中空糸充填した血液透析器は、充
填状態が全体的に均一となりやすい利点がある。
即ち、充填状態において中空糸どうしの密着が非
常に少ないばかりでなく、フインどうしあるいは
フインと中空糸による密閉空間が形成されにくい
ために中空糸外側での流体の流動状態が極めて均
一になりやすい特徴がある。それ故、中空糸外側
での流体の流速及び濃度が局部的に不均一になる
ことが極めて少なく、流体の分離効率に優れた効
果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 選択透過性中空糸を収納した血液透析器にお
   いて、外周部に長手方向に延長された２〜10条の
   フインを有し、該フイン各条の平均高さが実質上
   不同一でありかつ最も高いフインの平均高さが最
   も低いフインの平均高さの1.5〜10倍であり、さ
   らには隣接２条間距離が実質上不同一でありかつ
   該隣接２条間距離の最大値が最小値の1.5〜10倍
   である選択透過性中空糸が収納されており、中空
   糸の内表面積１m²換算の尿素ダイアリザンスが
   170以上であることを特徴とする血液透析器。