JPH04197266A - 血液処理装置 - 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、血液処理装置に関するものである。

詳しくは、血液処理用部材に血液を流通させて、酸素の
付加および二酸化炭素の除去なとのガス交換を行う人工
肺、血液透析を行う人工透析器、血液成分の分離を行う
血漿分離器、血液の吸着浄化を行う血液浄化器なとの血
液処理器を備えた血液処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、血液処理器として、例えば、中空糸膜型人工
肺か使用されている。中空糸膜型人工肺の一般的構造は
、酸素含有カスの流入口および流出口を有する筒状ノ・
ウンング内に、多数のガス交換用中空糸膜からなる中空
糸膜束か挿入されており、この中空糸膜束の両端部は、
筒状ハウシングの両端部にボッティング剤により形成さ
れた隔壁により液密に固定されている。

さらに、それぞれの隔壁の外側に血液流入口および血液
流出口を形成するロート状の血液ポートが取り付けられ
ている。

そして、近年では、従来の血液処理と異なり、長期的に
体外循環を行う血液処理方法が行われるようになって来
ており、具体的には、脱型人工肺を用いた体外補助循環
（ＥＣＭＯ）　、人工透析器を用いた連続的血液透析法
（ＣＡＶＤ）、血液濾過器を用いた連続的血液濾過法（
ＣＡＶＨ）なとかある。

このような血液処理装置に血液を循環させる際には、血
液処理装置内部での血液凝固を防止するために、血液中
に抗凝固剤（例えばヘパリン）か添加される。しかし、
血液処理か長期にわたるほどこのヘパリンの投与量が増
加し、ヘパリンの投与は血液処理を行っている患者の血
液凝固力を低下させるため、他の外傷性部位、術部など
の治癒の遅延を招くことになる。このため、より少ない
ヘパリン量での血液循環、さらにはヘパリンを投与しな
い血液処理か好ましいことになる。しかし、上述の血液
処理器（例えば、人工肺）の血液流入ポート内部におい
て、血液の滞留か生しやくすく、血球の沈着、さらには
血栓の発生を招くおそれかあり、減ヘパリン循環、無ヘ
パリン循環か困難である。また、血液流入ポートは、血
液を血液処理器の中空糸内部に流入させるためのチャン
バーとして機能し、また、血液流入口は、送血管との接
続部として機能しているため、単に省略することもてき
ない。そこで、血液流入ポートの形状を改良したもの（
例えば、特公昭６２−５４５１０号公報、特公昭６０−
５３０８号公報）がある。

［発明か解決しようとする問題点］ しかし、上記のような血液流入ポートの形状の改良たけ
では、血液ポート内部の部分的な滞留を抑制することか
できず、特に、ＥＣＭＯｌＣＡＶＨなとのように低流量
において行われる血液処理では、血液ポート内部の部分
的な滞留を避けることか困難であり、抗凝固剤を使用し
ないとこの血液ポート内にて血栓が形成されるおそれが
極めて高いものであった。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、低流
量において血液処理を行っても、血液流入ポート内にお
ける血液の滞留が極めて少なく、抗凝固剤を使用するこ
となく血液処理を行うことかできる血液処理装置を提供
するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記本発明の目的を達成するものは、ハウジングと、該
ハウ／フグ内に挿入された血液処理用部材と、該血液処
理用部材の両端部を前記ハウジングの両端部に液密に固
定する隔壁と、前記ハウジングの両端部付近にそれぞれ
設けられ、前記血液処理用部材の一方の面と前記ハウ／
フグの内面と隔壁とにより形成される空間に連通ずる血
液処理用流体流入口および流出口と、前記ハウジングの
一端部に取り付けられた血液流入口を有する血液流入ポ
ートと、前記ハウジングの他端部に取り付けられた血液
流出口を有する血液流出ポートとを有する血液処理器と
、前記血液流入ポートの血液流入口に接続された送血管
と、該送血管を旋回させる送血管旋回手段とを有し、前
記血液処理器の前記血液流入ポートは、前記隔壁と向か
い合う円盤状空間を形成する偏平部と、該偏平部の中心
部より外方に突出し、かつ内径か先端側に向かってテー
パー状に縮径する縮径部分を備えた筒状部とを有してお
り、さらに、前記円盤状空間の直径りと、該円盤状空間
の厚さＨと、前記偏平部と前記筒状部との接続部の内径
Ａ、と、前記筒状部のテーパー角度Ｒとの関係が、 ３°＜Ｒ＜２０°、０．０２＜Ｈ／Ｄ＜０．２、Ａ／Ｄ
＜０．４　　の条件を満たしている血液処理装置である
。

そして、前記血液流入ポートの前記筒状部は、前記縮径
部分と連続し、かつ、内径ががほぼ均一の円柱状部分を
有しており、前記筒状部分と前記円柱状部分の接続部の
内径Ｂと、該円柱状部分の長さしとの関係が、Ｏ≦Ｌ＜
Ｂとなっていることか好ましい。そして、前記血液流入
ポートの前記筒状部の前記縮径部分の長さＧと前記円盤
状空間の直径りとの関係が、 １／１０−　Ｄ＜Ｇ＜Ｄ　　となっていることか好まし
い。また、前記血液流入ポートの前記筒状部は、前記縮
径部分の長さＧと、前記円柱状部分の長さしとの関係が
、Ｌ／Ｇ≦０．５　　となっていることか好ましい。さ
らに、前記血液処理器および前記送血管の血液接触面に
は、抗血栓性材料が被覆されていることか好ましい。ま
た、前記血液処理装置は、血液接触面に抗血栓性材料が
被覆されていることか好ましい。そして、前記送血管旋
回手段は、前記血液流入口付近の前記第１送血管を前記
血液流入ポートの血液流入口の中心軸の延長線またはそ
の付近を中心として、真円または楕円を描くように旋回
させるものであることが好ましい。

本発明の血液処理装置を図面に示す実施例を用いて詳細
に説明する。

本発明の血液処理装置１は、ハウジング３６と、ハウジ
ング３６内に挿入された血液処理用部材４２と、血液処
理用部材５０の両端部をノ＼ウジング３６の両端部に液
密に固定する隔壁２０．２１と、ノ１ウジング３６の両
端部付近にそれぞれ設けられ、血液処理用部材４２の一
方の面とノ・ウジング３６の内面と隔壁２０．２１とに
より形成される空間に連通する血液処理用流体流入口１
３および流出口１４と、ハウ／フグ３６の一端部に取り
付けられた血液流入口２９を有する血液流入ポート１９
と、ハウジング３６の他端部に取り付けられた血液流出
口２８を有する血液流出ポート１８とを有する血液処理
器３と、血液流入ポート１９の血液流入口２９に接続さ
れた送血管５と、送血管５を旋回させる送血管旋回手段
４とを有し、血液処理器３の血液流入ポート１９は、隔
壁２１と向かい合う円盤状空間１９ｃを形成する偏平部
１９ａと、偏平部１９ａの中心部より外方に突出し、か
つ内径か先端側に向かってテーパー状に縮径する縮径部
分を備えた筒状部１９ｂとを有しており、さらに、円盤
状空間１９ｃの直径りと、円盤状空間１９ｃの厚さＨと
、偏平部１９ａと筒状部１９ｂとの接続部の内径Ａと、
筒状部１９ｂのテーパー角度Ｒとの関係が、３°＜Ｒ＜
２０’、０．０２＜Ｈ／Ｄ＜０．２、Ａ／Ｄ＜０．４　
　の条件を満たしているものである。

よって、本発明の血液処理装置１は、送血管旋回手段４
を作動させることにより、血液処理器３の血液流入ポー
ト１９内部の血液の流れ、具体的には、血液流入ポート
１９内部を流れる血液の流速分布を変化させることがで
き、さらに、この血液処理器３の血液流入ポート１９の
筒状部１９ｂは、テーパー状内面（特に内部に向かって
拡径する）を有しているので、送血管旋回手段４により
旋回された状態にて送血管５より流入ポート１９に流入
する血液が、その旋回状態をある程度維持したまま筒状
部１９ｂを通過し、流入、ｆ！−）１９の偏平部１９ａ
内に流入するので、より確実に血液流入ポート１９内部
を流れる血液の流速分布を変化させることができる。よ
って、血液流入ポート内に継続的に一定な流速分布が形
成させることを防止し、血液ポート内部に血液の滞留部
分または将来滞留部分を形成する血液の流速の極端に低
い部分か継続して形成されることを防止し、血液処理器
３の血液流入ポート１９内部における血栓の発生を防止
する。

そこで、第１図に示した実施例を用いて本発明の血液処
理装置を説明する。

この実施例の血液処理装置１は、血液処理器３、この血
液処理器３の血液流入ポート１９の血液流入口に接続さ
れた第１送血管５、この第１送血管５の途中に取付けら
れた送血管旋回手段４、第１送血管５の他端が取り付け
られた送血ポンプ２、送血ポンプ２に接続された第３送
血管７、第３送血管７の端部に取付けられた脱血カニユ
ーレ１１、血液処理器３の血液流出ポート１８の血液流
出口に接続された第２送血管６、この第２送血管６に取
り付けられた流量計８、第２送血管６の端部に取り付け
られた送血カニユーレ１２とにより構成されている。

この実施例の血液処理装置１における血液の流れは、患
者より脱血された血液が、脱血カニユーレ１１を通り、
第１送血管５内を流れ、垂直状態に載置された血液処理
器３にその下方より流入し、必要な血液処理が行われた
後、第２送血管６内を流れ、送血カニユーレ１２を介し
て患者に返血されるものである。また、必要に応じ第１
送血管５に取り付けられている送血管旋回手段４を作動
させることにより、血液処理器３の血液流入ポート１９
内部の血液の流れを変化させることかできる。

本発明の血液処理装置１に使用する血液処理器３として
は、人工肺、人工腎臓、血漿分離器、吸着型血液浄化装
置などが使用される。

具体的には、第２図に示すように、ハウジング３６と、
ハウジング３６内に収納された血液処理用部材と、ハウ
ジング３６の一端部に取！？−付けられた血液流入口２
９を有する血液流入ポート１９と、ハウジング３６の他
端部に取り付けられた血液流出口２８を有する血液流出
ポート１８とを有する血液処理器３が使用される。そし
て、血液処理用部材４２としては、人工肺であればガス
交換膜が、人工腎臓であれば、血液透析膜が、血漿分離
器であれば、血漿分離膜が、血液浄化器であれば、吸着
剤が使用される。

血液処理器３として使用される人工肺の具体例を第２図
に示す。

この人工肺は、中空糸膜型人工肺４０てあり、ハウジン
グ３６と、ハウジング３６内に挿入された血液処理用部
材であるガス交換用中空糸膜４２と、中空糸膜束の両端
部をハウジング３６の両端部に液密に固定する隔壁２０
．２１と、ハウジング３６の両端部付近にそれぞれ設け
られ、血液処理用部材である中空糸膜の外面とハウジン
グ３６の内面と隔壁とにより形成される空間（酸素室５
２）に連通ずる血液処理用流体であるガスの流入口１３
およびガス流出口１４と、ハウジング３６の両端部にそ
れぞれ取り付けられた血液流入口２９を有する血液流入
ポート１９および血液流出口２８を有する血液流出ポー
トＩ８とを有している。

筒状体のハウジング３６内に収納されている中空糸束と
しては、ガス交換用中空糸膜がｔｏ、　０００〜６０．
０００本程度を束ねたものが使用されており、ガス交換
用中空糸膜４２としては、多孔質膜であり、貫通する多
数の微細孔を有している。ガス交換用中空糸膜としては
、内径１００〜１０００μ１１好ましくは１００〜３０
０μ１１肉厚５〜８０μｌ、好ましくは１０〜６０μ肩
、空孔率２０〜８０％、好ましくは３０〜６０％、また
微細孔の孔径は０．０１〜５μｌ、好ましくは００１〜
１μｌ程度のものが好適に使用される。また、中空糸膜
に限らず平膜状のものであってもよい。

ガス交換用中空糸膜の材質としては、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスル
ホン、ポリアクリロニトリル、セルロースアセテート等
の高分子材料カ使用でき、好ましくは、疎水性高分子で
あり、特に好ましくは、ポリオレフィン系樹脂であり、
より好ましくは、ポリプロピレンであり、延伸法または
相分離法なとにより微細孔を形成させたポリプロピレン
か望ましい。

この実施例の中空糸膜型人工肺４０の構造について具体
的に述へると、中空糸膜４２の両端部は、それぞれの開
口か閉塞されない状態で隔壁２０，２１によりハウジン
グ４６に液密に固着されている。

そして、この隔壁２０．２１により、ノーウノング４６
内部は、中空糸膜外壁とノ・ウンング４６の内壁と隔壁
により形成される酸素室５２と、中空糸膜内部に形成さ
れる血液流通用空間とに区画される。

隔壁２１の外側には、血液流入口２９と環状凸部を有す
る血液流入ポート１９がネジリング２３により固定され
ており、また隔壁２０の外側には、血液流出口２８と環
状凸部２４を有する血液流出ポート１８かネジリング２
２により固定されている。そして、血液ポート１８．１
９の凸部は、隔壁２０．２１に当接しており、この凸部
の外側周縁には、ネジリング２２．２３のそれぞれに設
けられた少なくとも２つの孔３０．３１．３２．３３．
の一方よりンール剤が充填され、各血液ポート１８．１
９を隔壁２０．２目こ液密に固着している。

そして、血液流入ポート１９は、第２図および第３図に
示すように、隔壁２１と向かい合う円盤状空間１９ｃを
形成する偏平部１９ａと、偏平部１９ａの中心部より外
方に突出し、かつ内径が先端側に向かってテーパー状に
縮径する縮径部分を備えた筒状部１９ｂとを有しており
、さらに、円盤状空間１９ｃの直径りと、円盤状空間１
９ｃの厚さＨと、偏平部と筒状部との接続部１９ｆの内
径Ａと、筒状部＋９ｂのテーパー角度Ｒとの関係が、３
°＜Ｒ＜２０°、０．０２＜Ｈ／Ｄ＜０．２、Ａ／Ｄ＜
０．４　　の条件を満たしている。

筒状部１９ｂのテーパー角度Ｒを、 ３°＜Ｒ＜２０°とした理由は、筒状体内を流れる流体
の流れの剥離（言い換えれば、筒状部内における偏流）
の生ずる最小のテーパー角度は、一般的に７°と言われ
ている。しかし、本発明では、血液流入ポート１９の血
液流入口２９に接続される送血管５は、送血管旋回手段
４により、血液流入ポートの軸に対しである程度の角度
をもって旋回されるので、血液流入ポート１９に流入す
る血液流は、送血管５に起因する流入角か付与される。

このため、筒状部１９ｂのテーパー角度Ｒが３°より大
きければ、筒状部内を流れる血液流に偏流を生じさせる
ことかできる。

また、筒状部１９ｂのテーパー角度Ｒが、２０’未満で
あれば、例えば、第７Ｃ図に示すような、血液流が血液
流入ポートの内面のみを伝って流れ、血液流入ポートの
中心部に滞留部分を形成することがない。

また、円盤状空間１９ｃの直径りと、円盤状空間＋９ｃ
の厚さＨとの関係（Ｈ／Ｄ　）が、０．０２より大きい
ものであれば、偏平部での圧力損失が極端に大きくなる
ことかなく、血液流入ポート１９の周縁部への血液の流
入を阻害することがない。このため、万一血栓か生じた
場合における急激な中空糸膜端部での閉塞といった危険
性がない。また、Ｈ／Ｄが、０２より小さいものであれ
ば、第７Ａ図および第７Ｂ図に示すＸ部分における血液
滞留域か大きくならず、さらに、血液流入ポート内のプ
ライミングボリュームも小さいものとすることができる
。

円盤状空間の直径りは、対象となる血液処理器３の血液
処理能力の大きさ、言い換えれば、膜面積により相違す
るが、一般的には、２０！ｌ〜１８０１ｍ程度のもので
ある。また、円盤状空間１９ｃの厚さＨは、同様に、対
象となる血液処理器３の血液処理能力の大きさにより相
違するが、一般的には、ｌ　、　５　ｚｙ〜３０１Ｒ程
度である。

さらに、円盤状空間１９ｃの厚さＨと、偏平部１９ａと
筒状部１９ｂとの接続部の内径Ａとの関係（Ａ　／Ｄ　
）が、０．４より小さいものであれば、血液流入ポート
内のプライミングボリュームも小さいものとすることが
でき、さらに、第７Ｃ図に示すような、血液流入ポート
の中心部における滞留部分を形成を防止することかでき
る。

偏平部１９ａと筒状部１９ｂとの接続部の内径Ａは、対
象となる血液処理器３の血液処理能力の大きさ、言い換
えれば、膜面積により相違するが、一般的には、３　、
　Ｏｘｘ〜６０ｘｘ程度のものである。

また、偏平部１９ａの内面形状は、理想的には、血液流
入ポート１９内を放射方向（周縁に向かう）に流れる血
液の流速を一定にし、各中空糸膜に加わる圧力を一定に
すること、言い換えれば、各中空糸膜内を流れる血液の
流速を一定にすることが好ましく、このためには、偏平
部１９ａの内面は、周縁に向かうに従って、隔壁２１に
徐々に近接してして行く傾斜面であることか好ましい。

しかし、本発明での血液流入ポート１９の偏平部１９ａ
の厚さＨは、上記のように、偏平部１９ａの直径りに対
して、０．０２＜Ｈ／Ｄ＜０．２というように、十分に
薄いので、偏平部１９ａの内面は、例えば、隔壁２１の
端面とほぼ平行の平面となっていてもよく、さらに、第
３図に示すように、偏平部１９ａの中央部は、隔壁２１
の端面とほぼ平行の平面となっており、偏平部１９ａの
周縁部は、隔壁２１に徐々に近接してして行く傾斜面と
なっていてもよい。

そして、そして、円盤状空間１９ｃの厚さＨは、筒状部
１９ｂと偏平部１９ａとの接続部における円盤状空間１
９ｃ厚さを示しており、円盤状空間１９Ｃ全体として見
た場合における最大厚さ部分でもある。

また、血液流入ポート１９の筒状部１９ｂの端部は、第
５図に示すように、内面か上記のようなテーパー状を維
持したまま、外周面は、はぼ均一の外径を有する円柱状
に形成してもよい。このようにすることにより、送血管
５の接続を容易にすることかできる。

また、血液流入ポート１９の筒状部１９ｂの縮径部分の
長さＧと、円盤状空間の直系りとの関係は、１／１０・
Ｄ＜Ｇ＜Ｄであることか好ましい。Ｇが、１／１ｏ−Ｄ
以上であれば、送血管旋回手段４により与えられた血液
の旋回流の状態を確実に維持することができ、また、Ｇ
が、Ｄより短いものとすれば、血液流入ポート内のプラ
イミングボリュームもあまり大きなものとならない。そ
して、縮径部分の長さＧとしては、１０〜６０１１程度
が好適である。

また、血液流入ポート１９は、第４図に示すように、筒
状部１９ｂが、テーパー状に縮径する縮径部分１９ｄと
連続する内径および外径がほぼ均一の円柱状部分１９ｅ
を有していてもよい。このようにすることにより、送血
管５の接続を容易にすることができる。そして、この場
合は、筒状部分と円柱部分１９ｅの接続部１９ｇの内径
Ｂと、円柱状部分１９ｄの長さしとの関係が、０≦Ｌ＜
Ｂとなっていることか好ましい。内径かほぼ均一の円柱
状部分１９ｄかあまり長いと、送血管旋回手段４により
与えられた血液の旋回流が、直線状の流れに矯正される
可能性かあるが、円柱状部分１９ｄの長さＬが、筒状部
分と円柱部分１９ｅの接続部１９ｇの内径Ｂより小さい
ものであれば、あまり矯正されることかない。

さらに、収縮部分１９ｄの長さＧと、円柱状部分１９ｅ
の長さしとの関係が、Ｌ／Ｇ≦０．５であることが好ま
しい。この範囲内であれば、確実に、送血管旋回手段４
により与えられた旋回状態の血液流を血液流入ポート１
９の偏平部１９ａ内に送ることができる。

そして、血液流入ポート１９の筒状部１９ｂの縮径部分
の長さＧは、１０ｘｘ〜６０ｚｘ程度が好ましく、筒状
部分と円柱部分１９ｅの接続部１９ｇの内径Ｂは、４０
貢肩〜１３肩肩程度が好ましく、円柱状部分１９ｄの長
さＬは、Ｏｘｙ〜１３ｘｘ程度が好まい。

そして、送血管旋回手段４は、血液流入口に接続された
第１送血管５を血液流入口付近にて、旋回させ、血液流
入ポート１９内部の血液の流れを変化させるものである
。この旋回手段４による旋回は、第１送血管５を血液流
入ポート１９の血液流入口の中心軸の延長線またはその
付近を中心として回転させて行うことが好ましい。さら
に、旋回は、３６０°行うことが好ましいが、１８０°
〜３６０°の範囲を往復するものでもよい。また、旋回
は、真円を描くものてな（、例えば、楕円を描くもので
もよい。特に、好ましくは、血液流入口の中心軸の延長
線を中心として、はぼ真円を描くように旋回させること
が好ましい。

そして、この送血管旋回手段４を作動させることにより
、人工肺内、特に血液流入ポート１９内の血液の滞留部
分を消失させることかできる。

具体的に説明すると一定流量にて血液流入ポート１９に
流入した血液は、ある流速分布をもって、血液流入ポー
ト１９内に分散する。しかし、継続、　　　　的に一定
流量の流入か維持されると、−度血液流入ポート１９内
に形成された流速分布もほぼ一定のものとなる。このた
め、血液流入ポート１９内に部分的な滞留、また流速が
他の部分と比べて極端に低い部分が形成され、血栓発生
の原因となる。

送血管旋回手段４を作動させた状態における血液流入ポ
ート１９内の血液の流れを、第７Ａ図および第７Ｂ図を
用いて、具体的に説明する。

第７Ａ図および第７Ｂ図に示すように、血液流入ポート
１９内の瞬時の血液の流れは、筒状部１９ｂのテーパー
内面の一部を伝って流れ、偏平部１９ａにより形成され
る円盤状空間１９ｃに流入する。そして、第７Ａ図のＸ
部分に送血される血液の大部分が流れ、円盤状空間１９
ｃの厚さＨか薄いため、Ｘ部分での流速か高くなり、こ
の部分における滞留の発生は少ない。また、Ｘ部分にお
いて、多少の流れの剥離部分（流れの遅い部分）が形成
されても、送血管旋回手段４により送血管５が旋回され
、血液の流れのベクトルが経時的に変化するので、血液
流が伝うテーパー内面の部分も確実に移動する。このた
め、Ｘ部分もそれに伴い同時に移動し、血液流入ボー）
１９内を流れる血液の流れ方か変化し、ポート１９内部
の血液流の流速分布も一定せず作動時間中変化する。よ
って、定常的な流れの剥離部分、さらには、滞留部分か
血液流入ポート１９内に形成されることを防止する。

また、送血管旋回手段４としては、上述のように、血液
流入口付近にて、第１送血管５を旋回可能なものであれ
ば、手動により行うもの、自動化されたもののいずれで
よい。送血管旋回手段４の具体例としては、第６図に示
すように、１つのモーター、あるいは同期した２つのモ
ーターにより、同速度で２つの円盤６２．６４を回転さ
せる駆動部６０と、２つの円盤６２．６４の上面に回動
可能に取り付けられたロッド６６と、このロッド６６の
中央に設けられた送血管把持部６８を有するものが考え
られる。

また、送血管旋回手段４による旋回の程度としては、送
血管の径によっても相違するが、はぼ真円を描くように
旋回させる場合において、中心軸に対する角度により相
違するが、直径５０〜５００ｚｚ程度の円を描くように
旋回させることが好ましい。また、旋回速度は、２回／
分〜６ｏ回／分程度が好ましい。また、第１送血管５の
旋回状態としては、血液流入口の中心軸の延長線に対し
て、３０〜７０°程度の角度を維持した状態にて旋回す
ることが好ましい。３０’以上であれば、血液ポート内
における流速分布を確実に変化させることかでき、７０
°以下であれば、血液ポートと第１送血管との接続部分
で第１送血管か折れ曲がることがなく、好ましい。

第１送血管５、第２送血管６および第３送血管７として
は、例えば塩化ビニル樹脂、シリコーンゴムなどの透明
性を有する可撓性合成樹脂製管が好適に使用できる。ま
た、必要に応じ、第３送血管７に貯血槽９を設けてもよ
い。

送血ポンプ２は、一定の圧力または流量で流体を送液す
るものである。送血ポンプとしては、定圧ポンプである
遠心ポンプ、タービンポンプ、スクリューポンプなと、
また、定置ポンプであるローラポンプ、ペリスタリック
ポンプなどが使用できる。

また、送血ポンプとして、定圧ポンプを用いた場合は、
いずれかの送血管に、流量計８を取り付けることが好ま
しい。これは、定圧ポンプを用いた場合は、ポンプの回
転数から流量を確認することが困難であり、流量確認の
ために設けることが好ましい。流量計８としては、血液
に直接接触することなく、送血管の内部を流れる血液の
流量を測定できるものが好ましく、例えば、超音波流量
計か好適に使用される。

さらに、本発明の血液処理装置１の血液接触面、特に、
血液処理器３およびそれぞれの送血管、さらには、脱血
カニユーレ１１、送血カニユーレ１２などのの血液接触
面には、抗血栓性材料が固定されていることが好ましい
。

抗血栓性材料としては、ポリウレタン、ポリアルキルス
ルホン、エチルセルロース、アクリル酸エステル系重合
体、メタアクリル酸エステル系重合体（例えば、ポリＨ
ＥＭＡ　Ｃポリヒドロキンエチルメタクリレ−８号）、
疎水性セグメントと親水性セグメントの両者を有するブ
ロックまたはグラフト共重合体（例えば、ＨＥＭＡ−ス
チレン−ＨＥＭＡのプロ、り共重合体、ＨＥＭＡ−ＬＭ
Ａ　　Ｅラウリルメタアクリレート二ノフロノク共重合
体、ＰＶＰ　Ｃポリビニルピロリドンｉ−ＭＭＡのブロ
ック共重合体、さらにこのブロック共重合体にアミ７基
を有するポリマーを混合したブレンドポリマー）、およ
び含フツ素樹脂などが使用できる。好ましくは、ＨＥＭ
Ａ−スチレン−ＨＥＭＡのブロック共重合体などである
。そして、上記の抗血栓性材料を血液接触面に被覆した
後、さらにその上にヘパリンを固定することが好ましい
。この場合、ヘパリンを上記の抗血栓性材料の表面に固
定するためには、抗血栓性材料は、水酸基、アミ７基、
カルボ牛シル基、エポキシ基、イソ／アネート基、エポ
キシ基、チオ／アネート基、酸クロリド基、アルデヒド
基および炭素−炭素二重結合のうちのいずれかを有する
が、もしくは容易にこれら基に変換可能な基を有してい
るものを用いることが好ましい。具体的には、ヘパリン
のコンプレックス（例えハ、ヘンザルコニウム／ヘパリ
ンコンプレックス）を作成し、ヘパリンの固定性の悪い
中空糸膜内面には、例えば、ポリウレタンを被覆したの
ち、このヘパリンのコンプレックスを固定する方法が好
ましい。

また、ヘパリン固定は、血液処理装置の血液接触面をカ
チオン性界面活性剤（例えば、第１級、第２級および第
３級アミンおよびその塩、第４級アンモニラ化合物、ピ
リジニウム、グアジニウム、具体的には、セチルアミン
塩酸塩、オクタデシルアミノプロビルアミン塩酸塩）に
より処理したのち、その表面にヘパリン水溶液を接触さ
せた後、ゲルタールアルデヒド、テレフタルアルデヒド
、ホルムアルデヒドなどのアルデヒド類、ジフェニルメ
タンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネ
ート、カルボ／イミド変性ジフェニルメタンジイソシア
ネート、エピクロルヒドリン、１，４−ブタンジオール
ジグリ／／ルエーテル、ポリエチレングリコール／グリ
／ジルエーテルなとの固定化剤と接触させることにより
、上記のヘパリンを固定してもよい。

［実施例］ 次に、本発明の血液処理装置の実施例を説明する。

（実施例） 血液処理器として中空糸膜型人工肺を用いた。

中空糸膜型人工肺としては、第２図に示すようような形
状を有する人工肺であり、具体的には、ポリカーホ不イ
ト製で、端部付近にはカスｍ人ポートおよび流出ポート
を有する筒状のハウジンク（内径５８１Ｎ、長さ１２０
．ｗｚ）を用い、その内部に内径約２００μｌ、肉厚約
５０μｌ、空孔率約４５％、平均孔径約７００人のポリ
プロピレン製中空糸膜約１２０００本が挿入され、ハウ
ジングのガス流入口およびガス流出口よりボッティング
剤（ポリウレタン）を遠心注入した後、ボ・２ティング
剤部分をスライスして形成された隔壁を有するものを用
い、そして、ハウ／フグの外側（隔壁の端面）に、それ
ぞれの血液ポートをネジリングを用いて固定した膜面積
０　、８　ｘ”のものを用意し、さらに、この人工肺の
血液接触面にヘパリンを固定したものを用いた。

なお、血液流入ポートとしては、円盤状空間の直径りが
、５３ｚｚ、円盤状空間の厚さＨが、２．５■、偏平部
と筒状部との接続部の内径Ａが、８．５１貢、筒状部の
テーパー角度Ｒは、１０゜であり、Ｈ／Ｄが、００４７
、Ａ／Ｄが、０．１６であるものを用いた。

なお、人工肺の血液接触面のヘパリン固定は、以下のよ
うに行った。

主剤（ＴＰＯＯＩ、　日本ポリウレタン株式会社製）、
硬化剤（４２３９，日本ポリウレタン株式会社製）から
なる２液硬化タイプポリウレタンを用い、主剤および硬
化剤のそれぞれの１０％溶液（ジオキサン、フレオン−
１゛１溶媒）を作成した。

そして、これら主剤溶液と硬化剤溶液を１６１の割合で
混合した溶液を作成した後、ただちに、人工肺の下部側
の流入口より上記溶液を充填し、そして反転させて、充
填した溶液を自然落下により排出させた。次に、１１２
／分て空気を２〜３分間、人工肺内部に流通させて、下
部隔壁面に流出するポリウレタン溶液をアセトンにて拭
き取り、その後６０℃オーブン中で１時間乾燥させた。

この作業をポリウレタン溶液の流入口を変えて、２度繰
り返して行い、人工肺の中空糸の端部および内面、隔壁
の端面にポリウレタンを被覆した。

また、ベンノルジメチルステアリルアンモニウムクロラ
イドをＥｔＯＨに溶解し、２０％ヘンンルジメチルステ
アリルアンモニウムクロライド溶液を作成し、さらに、
水で２倍に希釈して、１０％ペンジルンメチルステアリ
ルアンモニウムクロライド溶液（Ａ）を調整した。一方
、ヘパリンを水に溶解させ、１０％ヘパリン水溶液（Ｂ
）を作成した。上記のヘパリン水溶液を、撹拌中の溶液
Ａに、Ａ：Ｂ＝２：Ｉとなるように、滴下し、１時間撹
拌を行い、形成された沈澱を、濾過により収集し、洗浄
液（水　ＥｔＯＨ＝２　：　ｌ）により十分に洗浄した
後、真空乾燥させ、沈澱物の乾燥物を得た。この乾燥物
を、ｎ−ブタノールに溶解させて、１％ヘンザルコニウ
ムクロライド／ヘパリンコンプレックス溶液（ＢＨ浴溶
液を作成した。

上記のように、ポリウレタンの被覆を行った人工肺の内
部に、落差により上記のヘンザルコニウム／ヘパリンコ
ンプレックス溶液ヲ充填シた後、人工肺を反転させ、充
填した溶液を自然落下により排出させた。次に、１σ／
分、６０°Ｃの温風を人工肺内部に流通させて、下部隔
壁面に流出する余剰の上記ＢＨ浴溶液拭き取りを行いな
から、乾燥させた。そして、上記の拭き取りを行わなか
った側の隔壁面はそのままとし、拭き取りを行った隔壁
面には、上記のＢＨ浴溶液ハケを用いて塗布した後、６
０’Ｃの温風を吹き付けて乾燥させた。また、血液ポー
トおよびコネクターを上記のＢＨ溶液中に浸漬させるこ
とにより、表面にＢＨ浴溶液付着させたのち、６０°Ｃ
オーブン中で乾燥させた。さらに、人工肺全体を組み立
てた後、５０°Ｃで、２４時間真空乾燥を行った。

送血管旋回手段としては、第６図に示すように、１つの
モーターにより、同速度で２つの円盤６２．６４を回転
させる駆動部６０と、２つの円盤６２、６４の上面に回
動可能に取り付けられた口。

ドロ６と、このロッド６６の中央に設けられた送血管把
持部６８を有するものを用いた。

そして、端部に内径５　、３　ｚｙの脱血カニユーレを
取り付けた内径６１１Ｎの塩化ビニル製チューブを人工
肺の血液流入口に接続し、このチューブに上記の送血管
旋回手段、送血ポンプを取り付けた。また、端部に内径
４　、７　ｗｚの送血カニユーレを取り付けた内径６ｘ
ｘの塩化ビニル製チューブを人工肺の血液流出口に接続
し、人工肺を血液流入口が下方となるようにほぼ垂直に
載置した。また、このチューブに流量計を取り付けた。

なお、流量計としては、トランジソトタイム血流計（ト
ランソニック■、アドバンス株式会社製）を、送血ポン
プとしては、バイオポンプ（商品番号　ＢＰ−５０、バ
イオメディクス株式会社製）を用だ。

さらに、チューブ、送血カニユーレおよび脱血カニユー
レとしては、血液接触面にヘパリンを固定したものを用
いた。チューブおよびカニユーレへのヘパリンの固定は
、チューブおよびカニユーレをオゾン発生装置（日本オ
ゾン株式会社製）にて、１００　Ｖ　、　　０　、８１
２／１ｏｎｏ　！の条件で発生するオゾンを、５０℃で
、２０分間処理した後、０．５％ＰＥ　Ｉ　　（ｐＨ１
０，０）に接触させ、さらに、４５℃、２０時間処理し
た。続いて、１０％ヘパリン水溶液（０，２５Ｎ　　Ｈ
。

Ｓｏ４含有）を９７°Ｃて、１０分間処理し、部分的に
アミ７基を持たせた変性ヘパリンの０２％水溶液（１）
Ｈ４，Ｏ，０，１Ｍクエン酸緩衝液）に接触させた後、
４５°Ｃ１４時間処理し、さらに、０．５％ゲルタール
アルデヒド水溶液（ｐＨ４，０，０，０１Ｍクエン酸緩
衝液）に接触させた後、３７°Ｃ，２０時間処理を行い
チューブの血液接触面にヘパリンを共有結合させた。

また、回路中に使用されているコネクターについても、
その血液接触面に上述の人工肺と同様にヘパリンを固定
したものを用いて、本発明の血液処理装置を作成した。

そして、送血管旋回手段による送血管の旋回は、人工肺
３の血液流入ポート１９の血液流入口に接続された部分
の送血管５を約２０ｃｍ、血液流入口の中心軸の延長線
を中心として、角度６０゜にて、１回／２０秒の速度で
ほぼ真円を描くように旋回させるものとした。

（比較例１） 送血管旋回手段を設けず、さらに血液流入ポートとして
第２に示した人工肺の血液流出ポートと同じものを用い
た以外は、実施例１と同様のものを用いて血液処理装置
を作成した。

（比較例２） 血液流入ポートとして、第２に示した人工肺の血液流出
ポートと同じものを用いた以外は、実施例１と同様のも
のを用いて、血液処理装置を作成した。

（参考例） 送血管旋回手段を設けない以外は、実施例１と同様のも
のを用いて血液処理装置を作成した。

［実験］ （実験ｌ） 実施例、比較例１、比較例２および参考例の血液処理装
置を用い、第８図に示す模擬血液回路を作製した。

循環液としては、３５％グリセリン水溶液にフェノール
フタレインを少量添加したほぼ中性の液体を用いた。そ
して、−時的に遠心ポンプ２を停止し、混注０８１より
上記の液体にｏ。

５ＮとなるようにＮａＯＨを添加したアルカリ性液体を
１ｃｃ注入し、血液ポート内に均一になるよう拡散させ
た後（赤色に変化）、タンク８２内にＩＮのＨＣＩを５
０μＱ添加し、血液ポート内の着色か消えるまでの時間
を測定した。。結果は、第１表に示す通りであった。

第１表 ［着色が消失時間　（Ｓ）］ ＊なお表中の数値は、第９図に示すＺ、Ｗ部分（Ｚ　／
Ｗ）での滞留が消失するまでの時間を示している。

（実験２） 実施例、比較例１の血液処理装置を用いて、雑犬に対し
て自己血圧駆動による大腿動静脈Ａ−Ｖ　Ｂｙｐａｓｓ
を２４時間行った。実験では、血流量２５０　ｘＱ／ｓ
ｉｎとし、２０に９の雑犬を用い、ノンヘパリンにて行
った。そして、血液循環終了後、生理食塩水にて人工肺
を洗浄し、血液流入ポート内面の血栓の発生状態を確認
した。

その結果は、実施例の血液処理装置では、血液流入ボー
）１９の内面には血栓の付着は見られなかった。これに
対し、比較例１の血液処理装置では、血液流入ポートの
円柱状部分とロート状に広がる部分の接続部分に血栓の
付着が見られた。

［発明の効果］ 本発明の血液処理装置は、ハウシングと、該ハウジング
内に挿入された血液処理用部材と、該血液処理用部材の
両端部を前記ハウシングの両端部に液密に固定する隔壁
と、前記ハウジングの両端部付近にそれぞれ設けられ、
前記血液処理用部材の一方の面と前記ハウシングの内面
と隔壁とにより形成される空間に連通ずる血液処理用流
体流入口および流出口と、前記ハウシングの一端部に取
り付けられた血液流入口を有する血液流入ポートと、前
記ハウジングの他端部に取り付けられた血液流出口を有
する血液流出ポートとを有する血液処理器と、前記血液
流入ポートの血液流入口に接続された送血管と、該送血
管を旋回させる送血管旋回手段とを有し、さらに、前記
血液処理器の前記血液流入ポートは、前記隔壁と向かい
合う円盤状空間を形成する偏平部と、該偏平部の中心部
より外方に突出し、かつ内径か先端に向かってテーパー
状に縮径する縮径部分を備えた筒状部とを有しており、
かつ、円盤状空間の直径りと、該円盤状空間の厚さＨと
、前記偏平部と前記筒状部との接続部の内径Ａと、前記
筒状部のテーパー角度Ｒとの関係が、３°〈Ｒ〈２００
． ００２＜Ｈ／Ｄ＜０．２、Ａ／Ｄ＜０．４の条件を満た
している。よって、送血管旋回手段を作動させることに
より、血液処理器の血液流入ポート内部の血液の流れ、
具体的には、血液流入ポート内部を流れる血液の流速分
布を変化させることができ、この血液処理器の血液流入
ポートの筒状部は、テーパー状内面を有しているので、
送血管旋回手段により旋回された状態にて送血管より流
入ポートに流入する血液が、その旋回状態をある程度維
持したまま筒状部を通過し、流入ポートの偏平部内に流
入するので、より確実に血液流入ポート内部を流れる血
液の流速分布を変化させることかできる。このため、血
液流入ポート内に継続的に一定な流速分布か形成させる
ことを防止し、血液ポート内部に血液の滞留部分または
将来滞留部分を形成する血液の流速の極端に低い部分が
継続して形成されることを防止し、血液処理器の血液流
入ポート内部における血栓の発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の血液処理装置の一実施例の概略図、
第２図は、処理装置に使用される血液処理器の一例を示
す断面図、第３図は、本発明の血液処理装置に使用され
る血液流入ポートの一例を示す断面図、第４図は、本発
明の血液処理装置に使用される血液流入ポートの他の例
を示す断面図、第５図は、本発明の血液処理装置に使用
される血液流入ポートの他の例を示す断面図、第６図は
、本発明の血液処理装置に使用される送血管旋回手段の
一例を示す図、第７ａ図、第７ｂ図および第７ｃ図は、
血液の流れを説明するための血液流入ポート内の説明図
、第８図は、本発明の実施例の血液処理装置および比較
例の血液処理装置を用いた実験回路の説明図、第９図は
、実験の実験結果の説明図である。 １・・・血液処理装置、　　２・・・送血ポンプ、３・
・・血液処理器、　　４・・・送血管旋回手段、５・・
・第１送血管、　　６・・・第２送血管、７・・・第３
送血管、　　８・・・流量計、ｌＯ・・・流量調整部材
、　１１・・・脱血カニユーレ、１２・・・送血カニユ
ーレ、１８・・・血液流出ポート、１９・・・血液流入
ポート、１９ａ・・・偏平部１９ｂ・・・筒状部　　　
　１９ｃ・・・円盤状空間第７Ｂ図 第８図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングと、該ハウジング内に挿入された血液
   処理用部材と、該血液処理用部材の両端部を前記ハウジ
   ングの両端部に液密に固定する隔壁と、前記ハウジング
   の両端部付近にそれぞれ設けられ、前記血液処理用部材
   の一方の面と前記ハウジングの内面と隔壁とにより形成
   される空間に連通する血液処理用流体流入口および流出
   口と、前記ハウジングの一端部に取り付けられた血液流
   入口を有する血液流入ポートと、前記ハウジングの他端
   部に取り付けられた血液流出口を有する血液流出ポート
   とを有する血液処理器と、前記血液流入ポートの血液流
   入口に接続された送血管と、該送血管を旋回させる送血
   管旋回手段とを有し、前記血液処理器の前記血液流入ポ
   ートは、前記隔壁と向かい合う円盤状空間を形成する偏
   平部と、該偏平部の中心部より外方に突出し、かつ内径
   が先端側に向かってテーパー状に縮径する縮径部分を備
   えた筒状部とを有しており、さらに、前記円盤状空間の
   直径Ｄと、該円盤状空間の厚さＨと、前記偏平部と前記
   筒状部との接続部の内径Ａと、前記筒状部の縮径部分の
   テーパー角度Ｒとの関係が、３゜＜Ｒ＜２０゜、０．０
   ２＜Ｈ／Ｄ＜０．２、Ａ／Ｄ＜０．４ の条件を満たしていることを特徴とする血液処理装置。
2. （２）前記血液流入ポートの前記筒状部は、前記縮径部
   分と連続し、かつ内径ががほぼ均一の円柱状部分を有し
   ており、前記縮径部分と前記円柱状部分の接続部の内径
   Ｂと、該円柱状部分の長さＬとの関係が、０≦Ｌ＜Ｂ となっている請求項１記載の血液処理装置。
3. （３）前記血液流入ポートの前記筒状部の前記縮径部分
   の長さＧと前記円盤状空間の直径Ｄとの関係は、１／１
   ０・Ｄ＜Ｇ＜Ｄ となっている請求項１記載の血液処理装置。
4. （４）前記血液流入ポートの前記筒状部は、前記縮径部
   分の長さＧと、前記円柱状部分の長さＬとの関係が、Ｌ
   ／Ｇ≦０．５ となっている請求項２記載の血液処理装置。
5. （５）前記血液処理器および前記送血管の血液接触面に
   は、抗血栓性材料が被覆されているものである請求項１
   ないし４のいずれかに記載の血液処理装置。
6. （６）前記血液処理装置は、血液接触面に抗血栓性材料
   が被覆されているものである請求項１ないし４のいずれ
   かに記載の血液処理装置。
7. （７）前記送血管旋回手段は、前記血液流入口付近の前
   記第１送血管を前記血液流入ポートの血液流入口の中心
   軸の延長線またはその付近を中心として、真円または楕
   円を描くように旋回させるものである請求項１ないし６
   のいずれかに記載の血液処理装置。