JPH0359706B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は遠心分離装置と過膜モジユールを接
続して一体化した血液処理装置に関するものであ
る。

（従来の技術とその問題点） 近年血液中に含まれる高分子量物質が異常に増
加することがリウマチ、SLE、重症筋無力症、グ
ツトパスチエアー症候群、特発生血小板減少紫班
病などの自己免疫疾患、多発性骨髄腫、マクログ
ロブリン血症などの代謝異常疾患、高粘度症候群
になどの各種疾患の発症や病態に深く係つている
ことが明かとなり、これらの高分子量物質を除去
することを目的として血漿分離法が広く行われる
ようになつた。該血漿分離法とは血液をまず血漿
成分と血球成分に分離し、分離された血漿成分か
ら有害な高分子量物量を除去し、かく処理された
血漿成分と、先に分離された血球成分を体内に返
還する方法である。

従来血液を血漿成分と血球成分に分離する方法
には過膜モジユールによる膜分離法と遠心分離
装置のよる遠心分離法がある。上記膜分離法によ
る血漿分離法としては (1) 血液を膜を介して血漿成分と血球成分に分離
した後、有害物質を含む血漿成分を除去し血漿
成分に相当する量の新たな血漿を血球成分と混
合して体内に返還する方法。

(2) 血液を血漿分離膜を介して血漿成分の血球成
分に分離した後、有害物質を含む血漿成分を吸
着剤と接触させて有害物質を吸着除去し、次い
で該血漿成分を血球成分と再び混合して体内に
返還する方法。

(3) 血液を血漿分離膜を介して血漿成分と血球成
分に分離した後、血漿成分をさらに血漿処理膜
でアルブミンを含む低分子量物質と高分子量物
質とに分離して、有害物質を含む高分子量物質
を除去した浄化血漿を血球数成分と混合して体
内に返還する方法（特開昭56−74164号、同56
−145860号など）。

(4) 血液を血漿分離膜を介して血漿成分と血球成
分に分離した後、血漿成分を冷却して有害物質
を含む高分子量物質をゲル化させて、このゲル
を過膜で除去し、過膜を透過した低分子量
物質のみを血球成分と混合して体内に返還する
方法（特開昭57−31869号）。

が知られている。

一方遠心分離法による血漿処理法としては (1) 血液を遠心分離装置で血球成分と血漿成分に
分離した後、有害物質を含む血漿成分を除去
し、血漿成分に相当する量の新たな血漿を血球
成分と混合して体内に返還する方法。

(2) 血液を遠心分離装置で血漿成分と血球成分と
に分離した後、血漿成分を過膜モジユール高
分子量物質と低分子量物質とに分離し、高分子
量分質だけを除去した浄化血漿を血球成分とと
もに体内に返還させる方法（特開昭57−64058
号、同59−8967号）。

が知られている。

上記血漿処理法のうち分離された血漿を新たな
血漿と交換する血漿交換治療法においては、患者
に輸注される健康人と血漿の確保に問題があり、
また健康人血漿の輸注により、新たな病原体によ
る感染や血清病の罹患といつた副作用があるた
め、自己の血漿を浄化したのち輸注することが望
ましいとされている。中でも血液を遠心分離装置
で血球成分と血漿成分に分離した後、分離された
血漿成分を過膜モジユールで処理する方法は、
分離効率の低下、あるいは溶血などの心配がない
ため極めて安全な優れた方法である。しかしなが
ら現在のところ遠心分離装置と過膜モジユール
を組み合せて血漿を処理する血液処理法はほとん
ど行われていない。この理由は既設の遠心分離装
置にはバツチ処理方式と連続処理方式の二種類が
あり、過膜モジユールと接続一体化することが
極めて困難であること、遠心分離装置と過膜モ
ジユールは処理能力が異なるため、遠心分離装置
の制御系と独立に過膜モジユールのみを制御し
て、流量をバランスさせることが困難であること
等が考えられる。そのため従来の遠心分離装置と
過膜モジユールは専用の閉鎖回路で連結され、
かつ過膜モジユールに連結されるポンプ等の制
御を遠心分離装置の制御系で行わせており、既設
の遠心分離装置と過膜モジユールを連結する場
合には遠心分離装置の制御回路を改造する必要が
あつた。またかかる装置は血液処理専用装置とな
るため極めて高価であつた。

したがつて本発明の目的は過膜モジユールの
制御を遠心分離装置の制御系と切り離して別個に
行わせ、しかも既設の二種類の遠心分離装置のど
ちらの装置とも連続的に接続一体化した血液処理
装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、体外循環回路中に備えられた遠心分
離装置と過膜モジユールを連続的に接続して、
遠心分離装置で分離された血漿成分を過膜モジ
ユールで高分子量物質と低分子量物質に分離し、
高分子量物質が除去された浄化血漿と血球成分を
体内に返還する血液処理装置において、該体外循
環回路中の遠心分離装置と過膜モジユールを連
結する血漿供給回路に血漿貯留バツグと、該血漿
貯留バツグ内の液面レベルを検出する手段との連
動制御により該液面レベルが設定範囲内となるよ
う流量調整可能な血漿供給ポンプを設け、しかも
該過膜モジユールで高分子量物質が除去された
浄化血漿を体内へ返還する浄化血漿返還回路に浄
化血漿貯留バツグと、該血漿供給ポンプとの連動
制御により過膜モジユールの血漿導入量と浄化
血漿導出量の比が所定値となるように設定された
浄化血漿送出ポンプを設けたことを特徴とする血
液処理装置である。

本発明で過膜モジユールと接続される遠心分
離装置には、一方より遠心ボウル内に血液を供給
し、他方より血漿成分のみをボウルから連続的に
取り出し、血球成分はボウル内に蓄積させ、血球
成分がボウルを溢流して血漿導出チユーブに流出
したことを血球検出器で検知すると直ちに採血を
終了してボウル内に蓄積した血球成分を血球供給
口より取り出すバツチ式の遠心分離装置
（Haemonetics社製Ｖ−50型装置及びPEX型装置
など）と、一方より遠心ボウル内に血液を供給
し、他方よりボウル内で分離された血漿成分と血
球成分を連続的に取り出す連続式の遠心装置
（IBM社製2997型装置及びFenwal社製CS−3000
型装置）がある。

過膜モジユールとしては平膜または中空糸膜
を内蔵したモジユールを用いることができる。特
に製作の容易さや小型化しうる点で中空糸膜を内
蔵したモジユールを用いることが好ましい。上記
過膜モジユールに用いる過膜は血漿成分を選
択的に高分子量物質と低分子量物質に分離するも
のであり、その目的によつて、分画分子量の設定
は任意にできる。例えば本発明装置を用いる治療
の主な対象疾患の一つとして自己免疫疾患の場合
分画分子量を10万に設置することができる。これ
は自己免疫性疾患の病因物質が分子量が約16万で
あるγ−グロブリンと結合した形で存在すること
が多いので、分子量がこれにより大きい物質を除
去し、それより低分子量でかつ生体にとつて有用
な分子量６万７千のアルブミン等は還流すること
が望ましい。従つて分画分子量を10万とすれば、
上述のγ−グロブリンとアルブミンをシヤープに
分画することができる。該過膜の分画分子量
は、その目的とする病因物質の分子量によつて設
定するべきものであり、上述の例の外に、免疫複
合体が原因となる場合には分画分子量は10〜20万
の間に設定される。このような過膜としては血
漿成分を加圧下に分画分離できるものならばいか
なるものでもよく、その意味で限外過膜をもつ
過膜が広く使用できる。従つて膜の構造は特に
限定はなく均質微孔膜、非対称構造膜が使用でき
る。かかる過膜の材質としては、ポリビニルア
ルコール（PVA）系、エチレン−ビニルアルコ
ール（EVA）系共重合体、セルロースアセテー
ト等のセルロース誘導体、ポリオレフイン、ポリ
アクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル、
ポリスルホン等が用いられる。これらの内で、生
体親和性にすぐれるPVA系、EVA系、セルロー
ス誘導体、ポリスルホン等を用いるのが望まし
い。

（作用） 本発明の血液処理装置は、遠心分離装置と過
膜モジユールを連結する血漿供給回路に血漿貯留
バツグを設け、かつ過膜モジユールで浄化され
た血漿を体内へ返還する浄化血漿返還回路に浄化
血漿貯留バツグを設け、しかも該血漿貯留バツグ
の液面検出手段と血漿供給ポンプを連動制御する
ことにより、過膜モジユールの遠心分離装置の
制御系を切り離して独立に操作することができ
る。そのため過膜モジユールを二種類の遠心分
離装置のどちらとも連続的に接続させ、かつ遠心
分離装置と過膜モジユールがあたかも一つの制
御系で制御されているように血液を連続的に処理
することができる。

（実施例） 次に本発明装置の一実施例を図面にて説明す
る。第１図は連続式の遠心分離装置と過膜モジ
ユールを組み合せた装置の系統図であり、その構
成を血液の流れにしたがつて説明すると、血液は
まず患者から血液導入部１（シヤント、注射針な
どの通常の採血器や貯血器などと連結できる部
分）から血液導入回路２０を通して、必要に応
じ、例えばローラポンプの如きポンプ２により遠
心分離装置３に輸送される。遠心分離装置３に導
入された血液は遠心力により血漿成分と血球成分
に分離され、該分離された血漿成分は遠心分離装
置に内蔵するローラポンプ（図示せず）により
過膜モジユール６と連結される血漿供給回路２１
に導出され、該血漿供給回路に設けられた圧力で
容易に膨張する血漿貯留バツグ４に貯留して血漿
中に含まれている空気が分離され、血漿貯留バツ
クの上部に貯められる。一方分離された血球成は
血球分供給回路２３からＹ次型コネクタなどの混
合器９へ導入される。該血漿貯留バツグ４にはバ
ツグ中の液面レベルを検出する手段１０が設けら
れている。そして血漿貯留バツグに供給されれ
ば、該バツグが膨張し、分離された空気が上部に
たまる。該血漿貯留バツグ内に血漿が一定量以上
たまれば、該液面レベルの検出手段と運動制御さ
れるローラポンプの如き血漿供給ポンプ５が作動
して血漿を該血漿貯留バツグから取り出して過
膜モジユール６へ送る。血漿供給回路２１には圧
力計が接続されたドリツプチヤンバー（図示せ
ず）が取り付けられており、過膜モジユール６
が目詰り、その他の要因により異常圧力となるの
をモニターしている。過膜モジユール６へ送ら
れた血漿は該モジユールで高分子量物質と低分子
量物質とに分離される。該過膜モジユール６で
分離された低分子量物質からなる浄化血漿は血漿
供給ポンプ５と連続制御される浄化血漿送出ポン
プ７により浄化血漿返還回路２２に設けられた浄
化血漿貯留バツグ８に送られて、該バツグにため
られる。該浄化血漿貯留バツグ８から導出された
浄化血漿は浄化血漿返還回路２２に設けられた混
合器９で血球成分と混合されて浄化血液導出部１
８（シヤントや点滴セツトなどに連絡できる部
分）より患者に輸注される。一方該過膜モジユ
ール６で分離された高分子量物質を含む濃縮血漿
は濃縮血漿排出回路２４に設けられた濃縮血漿排
出ポンプ１５により排出される。この濃縮血漿排
出ポンプ１５の流量は通常血漿供給ポンプ５の流
量の1/5〜1/10以下に設定される。また上記濃縮
血漿排出ポンプ１５を過膜モジユールに供給さ
れる血漿量と該モジユールから導出される濃縮血
漿量との流量比が通常所定の値になるように血漿
供給ポンプ５と連動制御させてもよい。この場合
濃縮血漿排出ポンプ１５の流量は血漿供給ポンプ
５の量を30c.c.／minに設定した場合、その1/5〜
１／１０以下、すなわち６c.c.／min〜３c.c.／min以下
となるように自動的に調整される。また上記浄化
血漿送出ポンプ７は血漿供給ポンプ５との連動制
御により過膜モジユール６に送給される血漿量
と該過膜モジユールから送出される浄化血漿量
との流量比を所定値に調整しているものである。
例えば血漿供給ポンプ５の流量を30c.c.／minに設
定した場合、浄化血漿送出ポンプは24〜30c.c.／
minに制御されることになる。血漿を過膜モジ
ユールで全量過する場合には、上記血漿供給ポ
ンプと浄化血漿送出ポンプの流量が等量となるよ
うに設定する。そして濃縮血漿排出ポンプは停止
させるか、装置から取り外してもよい。その場合
には過膜モジユールの濃縮血漿導出口を閉止し
ておく必要がある。

血漿を全量過する場合には、過膜の目詰り
を防止するため第２図に示すように、濃縮血漿排
出回路２４に過膜モジユール６への血漿供給回
路２１に設けられた圧力検出手段３１との連動制
御により開閉するバルブ１７を設けてもよい。こ
の場合過膜が目詰りして血漿供給圧力が所定の
圧力になるとバルブ１７を一時的に開いてフラツ
シユする。例えば血漿供給圧力が400mmHg以上に
なると該圧力が400mmHg以下に低下するまでの間
バルブが開となるように設定することができる。

上記過膜モジユール６で除去された濃縮血漿
を補うため補液バツグ１１からアルブミンやヒド
ロキシエチルスターチ（HES）等の補液を浄化
血漿に補充する補液回路２５の浄化血漿返還回路
２２の浄化血漿送出ポンプの上流側に接続しても
よい。この場合には浄化血漿送出ポンプ７の流量
を過膜モジユール６に供給される血漿量と該
過膜モジユールから送出される浄化血漿に補液を
加えた浄化血漿量とが等量となるように設定する
と濃縮血漿排出ポンプ１５で排出された濃縮血漿
量と等量の補液が浄化血漿貯留バツグ８に注入さ
れることになる。補液回路を設ける場合には浄化
血漿送出ポンプをバイパスするバイパス回路１２
を設けることが好ましい。このバイパス回路は
過膜モジユール６の目詰りにより、膜モジユール
を取り替えるほどのトラブルが発生して過膜モ
ジユールの全てのポンプを停止させたときにバル
ブ１３を開いて補液を浄化血漿貯留バツグ８にバ
イパスして輸送するものである。トラブルが解消
するとバルブ１３を閉止して通常の運転を再開す
ることができる。したがつて装置の運転停止時に
も患者への輸注を中断することなく連続して輸注
することができ安全性がより高いものとなつてい
る。

血漿貯留バツグ４内の液面レベル検出する手段
１０は液面レベルを常時モニターする方法が液面
レべルの設定変更が容易で好ましい。この液面レ
ベル検出手段としては液面レベルを圧力により感
知する圧力センサを用いる方法、液面レベルを重
量により検出する方法、超音波により直接液面レ
ベルを検出する方法等用いることができる。この
液面レベル検出手段１０により血漿貯留バツグ４
内の血漿貯留量を検出するとともに、この検出手
段との連動制御により血漿供給ポンプ５の回転数
を自動的に変え、もしくは自動的にスイツチを
ON−OFFせしめることで血漿貯留バツグ内の液
面レベルが設定範囲内になるように制御すること
ができる。例えば液面レベルが設定レベルより下
つた場合は血漿供給ポンプ５の回転数を遅くし、
もしくは一時的にストツプさせるようにするとよ
い。特に血漿供給ポンプを自動的にON−OFFさ
せる方式では遠心分離装置から導出される血漿流
量よりも血漿供給ポンプの流量を高めに設定して
おけば、血漿貯留バツグ４内に血漿が大量に溜る
ことなく速かに血漿が処理できる。

上記各ポンプ５，７，１５の流量を制御する手
段としては、ポンプの回転数を電気的に制御する
方法であつてもよい。また二連式または三連式の
ローラポンプを用いてもよい。この場合各チユー
ブの径を変えることにより各回路を流れる液体の
流量の調整が可能である。血漿貯留バツグ４は圧
力で容易に膨張するプラスチツク製のバツグであ
り、通常50〜3000c.c.の血液バツグなどが用いられ
る。また浄化血漿貯留バツグ８は通常上記血漿貯
留バツグと同様に200〜3000c.c.のプラスチツク製
の可撓性血漿バツグが用いられるが、浄化血漿を
浄化血漿送出ポンプで体内に返還するときには10
〜50c.c.の非可撓性の容器、例えばドリツプチヤン
バーなどを用いてもよい。混合器９は浄化血漿と
血球成分を混合するもので、攪拌などにより混合
することが望ましいが、Ｙ字形コネクタなどの２
つの流体を合流させる方式でも充分混合すること
ができる。上記装置にさらに体外循環時に冷却し
た血漿を加温する血漿加温器や血漿中の有形成分
を除去するためのプレフイルタを過膜モジユー
ルの上流側に設けてもよい。

第３図はバツチ式の遠心分離装置と過膜モジ
ユールを組み合せた装置の系統図である。バツチ
式の遠心分離装置では採血・返血工程で遠心ボウ
ル内に減菌空気が流入または流出する。すなわち
初期状態で遠心ボウル内にみたされている減菌空
気は採血時にボウル内に導入される血液により追
い出されるが、返血時には逆にボウル内に蓄積さ
れた血球成分がボウル内に流入する減菌空気で追
い出されるようになつている。またバツチ式の遠
心分離装置では採血と返血（または返血漿）を別
個の針で行う２アーム法の他に浄化血漿と血球成
分を遠心ボウル内で混合して血液導入部から返血
する１アーム法がある。第３図は２アーム法によ
り装置の例であり、その構成を血液の流れにした
がつて説明すると、採血工程では、血液はまず血
液導入部１（シヤフト、注射針などの通常の採血
器や貯血器などと連結できる部分）から血液導入
回路２０を通じて、必要に応じ例えばローラポン
プの如きポンプ２により遠心分離装置３のボウル
内に輸送される。すると遠心ボウル内にみたされ
た減菌空気はポンプ２で供給される血液により追
い出され、まず減菌空気が、次いで分離された血
漿成分が血漿供給回路２１を経て血漿貯留バツグ
４へ輸送される。一方分離された血球成分は遠心
ボウル内にそのまま蓄積する。該遠心ボウル内に
蓄積した血球成分が該遠心ボウルより溢流して血
漿供給回路に流出したことを血球検出器（図示せ
ず）が検出すると遠心分離装置の駆動を停止させ
採血工程を終了し、返血工程に移る。採血時に遠
心分離装置で分離された血漿は過膜モジユール
６で処理される。すなわち遠心分離装置で分離さ
れた血漿成分は遠心分離装置に内蔵するローラポ
ンプ（図示せず）で血漿供給回路２１に導出され
て、上記路に設けられた血漿貯留バツグ４に貯留
する。血漿貯留バツグ４に貯留する血漿成分は第
１図と同様に過膜モジユール６で高分子量分質
と低分子量物質に分離され、該分離された浄化血
漿は浄化血漿送出ポンプ７により浄化血漿貯留バ
ツグ８へ送られる。該浄化血漿貯留バツグ８から
導出された浄化血漿返還回路２２から浄化血漿導
出部１８（シヤントや点滴セツトなどに連結でき
る部分）より患者に輸注される。

返血工程では遠心ボウルへ血液を導入するロー
ラポンプ２を逆方向に回転させる。するとボウル
内に蓄積された血球成分は血液導入回路２０へ吸
引され、該回路を通じて血液導入部１から体内へ
返還される。この返血操作は遠心分離装置で行わ
れる。ボウル内の血球成分が取り出されるとボウ
ル内は負圧となるため血漿貯留バツグ４の上部に
たまつた滅菌空気が血漿供給回路２１からボウル
内に吸い込まれる。ボウル内の血球成分が滅菌空
気で完全に置換され、さらにこの滅菌空気がロー
ラポンプ２で吸引されて血液導入回路２０へ流出
すると血液導入回路に設けられた気泡検知器（図
示せず）が作動してポンプ２を停止させ、かくし
て返血工程も終了する。以上の採血および返血の
２工程を１サイクルとしてこれを必要回数だけ反
復する。

なお第２図及び第３図では第１図と同一部所に
同一番号を付してその説明を省略する。

（発明の効果） 以上のように、本発明装置は、遠心分離装置と
過膜モジユールを連結する血漿供給回路に血漿
貯留バツグを設け、かつ過膜モジユールで浄化
された血漿を体内へ返還する浄化血漿返還回路に
浄化血漿貯留バツグを設けて、遠心分離装置で分
離される血漿を血漿貯留バツグに一旦貯留し、し
かも過膜モジユールで処理される浄化血漿を浄
化血漿貯留バツグでも一旦貯留することにより、
遠心分離装置で分離される血漿流量と過膜モジ
ユールで処理される血漿流量、過膜モジユール
で処理される血漿流量と患者に返還される浄化血
漿のアンバランス量が修正されるため、過膜モ
ジユールを二種類の遠心分離装置のどちらとも連
続的に接続することができる。本発明装置ではさ
らに上記血漿貯留バツグに設けられた液面検出手
段と血漿供給ポンプを連動制御させることによ
り、過膜モジユールの遠心分離装置の制御系を
切り離して独立して操作することができ、遠心分
離装置と過膜モジユールとがあたかも一つの制
御系で制御されているように血液を連続的に処理
することができる。

本発明装置により赤血球や血小板の損傷や損
失、あるいは血清蛋白質の損失なしに、効率よ
く、しかも安全に血液中の有害物質を除去するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の血液処理装置の一実施例であ
り、第１図及び第２図は連続式の遠心分離装置と
過膜モジユールを組み合せた血液処理装置の系
統図であり、第３図はバツチ式の遠心分離装置と
過膜モジユールを組み合せた装置の系統図であ
る。 １……血液導入口、３……遠心分離装置、４…
…血漿貯留バツグ、５……血漿供給ポンプ、６…
…過膜モジユール、７……浄化血漿送出ポン
プ、８……浄化血漿貯留バツグ、１８……血液導
出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 体外循環回路中に備えられた遠心分離装置と
   過膜モジユールを連続的に接続して、遠心分離
   装置で分離された血漿成分を過膜モジユールで
   高分子量物質と低分子量物質に分離し、高分子量
   物質が除去された浄化血漿と血球成分を体内に返
   還する血液処理装置において、該体外循環回路中
   の遠心分離装置と過膜モジユールを連結する血
   漿供給回路に血漿貯留バツグと、該血漿貯留バツ
   グ内の液面レベルを検出する手段との連動制御に
   より該液面レベルが設定範囲内となるよう流量調
   整可能な血漿供給ポンプを設け、しかも該過膜
   モジユールで高分子量物質が除去された浄化血漿
   を体内へ返還する浄化血漿返還回路に浄化血漿貯
   留バツグと、該血漿供給ポンプとの連動制御によ
   り過膜モジユールの血漿導入量と浄化血漿導出
   量の比が所定値となるように設定された浄化血漿
   送出ポンプを設けたことを特徴とする血液処理装
   置。