JPH10165773A - 中空糸型血液処理装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中空糸型血液処理装置内に残存する気泡量およ
び不純物を低減し、プライミング作業効率および残血や
性能低下といった問題を改善する。 【解決手段】中空糸型血液処理装置内に、脱気した水ま
たは生体的無害な水溶液で洗浄し、充填密閉することに
より、血液処理装置内に残存する気泡や不純物を除く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸型血液処理
装置およびその製造方法に関するものであり、詳しくは
血液処理装置の充填水と洗浄方法に関するものであり、
更に詳しくは血液処理装置を効率よく洗浄することによ
り、前記血液処理装置内に残存する気泡量および不純物
を低減した中空糸型血液処理装置を提供するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】中空糸型血液処理装置は中空繊維状分離
膜を多数集合させた中空糸束を筒状のケース内に収納
し、中空糸束と筒状ケースとを接着固定するとともに筒
状ケースの両端部に血液導出入用キャップを具備したも
のであり、透析，濾過，濾過透析，血漿分離等に幅広く
使用されている。

【０００３】中空糸型血液処理装置については大別し、
製造過程あるいは後処理工程に従い水または生体的無害
な水溶液で湿潤状態を保持したもの（以下湿式）と実質
乾燥状態のもの（以下乾式）と２種が存在している。近
年の傾向では第一に血液処理装置の残留物の低減／除去
を目的に通水洗浄を施すこと、第二に蒸気滅菌またはガ
ンマ線滅菌など滅菌処理から部材の劣化を防止する目的
で前者の湿式の中空糸型血液処理装置（特公昭５５−２
３６２０号）が大半を占めるようになってきており、湿
式の中空糸型血液処理装置の充填液に関する研究も開示
されている（特開平４−３３８２２３号，特開平６−２
９６８３８号，特開平７−３２８１１２号）。

【０００４】また中空糸型血液処理装置の洗浄方法に関
してはこれまで残留物質の除去を目的に例えば特開昭６
０−６８８６２号，特開昭５６−１５７５６号，特開平
７−２２６８３号や特公平７−２９０３０号等に開示の
如く洗浄水の流量や温度条件の検討がなされてきた。

【０００５】中空糸型血液処理装置の使用に際しては、
乾式の血液処理装置については主に装置内の残留物質除
去と気泡除去および生理食塩液の充填のために、湿式の
血液処理装置については主に気泡除去と充填液の生理食
塩液置換のために、生理食塩液にてプライミングなる使
用前処理を行っている。

【０００６】血液処理装置内に溶出物または不純物が残
留している場合は、プライミング処理には手間のかかる
ことは言うまでもないが、乾式の血液処理装置は残留物
の除去のためプライミングの面においても時間と生理食
塩液量をより費やし使用者側の作業効率に課題があり、
湿式の血液処理装置においても水の充填度が低いと気泡
除去のために労力を費やし作業効率改善の余地があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を直視し中空糸型血液処理装置内に残存する気泡量お
よび不純物を低減した血液処理装置と中空糸型血液処理
装置内の残留物を効率よく洗浄する製造方法とを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の中空糸型流体処
理装置は、水または生体的無害な水溶液で充填密閉され
ている中空糸型流体処理装置において、充填液中に残留
する中空糸材料の良溶媒の濃度が２ｐｐｍ以下であり、
かつ中空糸型流体処理装置内に存在する空隙率が３％以
下であることを特徴とする。

【０００９】本発明の製造方法は、中空糸型流体処理装
置を洗浄温度における飽和溶存濃度未満に脱気した水ま
たは生体的無害な水溶液で洗浄し充填密閉することを特
徴とする。さらには血液処理装置内を二酸化炭素で通気
した後に行うことが好ましく、また中空内部の通水と中
空内部から中空外部におこなう濾過通水とを併用し洗浄
するのが好ましい。

【００１０】また、洗浄水として電導度で２０μＳ／ｃ
ｍ以下または４０℃〜９５℃の高温の水または生体的無
害な水溶液を使用することによりさらに効果を発揮する
ことができる。

【００１１】また、過酸化水素を含有する水溶液で充填
密閉し放射線滅菌をすることにより中空糸型流体処理装
置内に残存する菌の滅菌を行うのが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の中空糸型血液流体
処理装置およびその製造方法について、図面も用い詳細
に説明する。

【００１３】本発明における中空糸型血液処理装置の一
例を断面図として図１に示す。中空糸型血液処理装置は
選択透過性を有する多数の繊維状分離膜２を用いた血液
処理装置であるが、分離膜としては中空糸形状，材質と
も特に限定するものではないが、材質としては例えばセ
ルロース系，ポリメチルメタアクリレート系，ポリアク
リロニトリル系，ポリアセテート系，ポリスルホン系，
エチレンビニルアルコール系の膜が好適に使用される。

【００１４】これら中空糸の分離膜を製膜するに際して
は、一般的に中空糸材料を良溶媒に溶解し紡糸する。良
溶媒としてはジメチルアセトアミド，ジメチルスルホキ
シド，ジメチルホルムアミドやＮ−メチルピロリドンな
ど多種の溶媒が使用できる。

【００１５】また、中空糸型血液処理装置の製造工程に
おいて、これら中空糸材料の良溶媒は不純物として洗浄
等で除去する必要がある。洗浄効果の一指標として、中
空糸型血液処理装置中の残留溶媒濃度を測定することが
でき、残留溶媒濃度は２ｐｐｍ以下、好ましくは０．５
ｐｐｍ以下にする。

【００１６】図１において、繊維状分離膜２は筒状ケー
ス１に収納されポッティング材３により接着固定され、
血液接触面５ａ，５ｂで中空の開口面を得ている。筒状
ケース１の両端部には血液導出入用キャップ４ａ，４ｂ
を有しており、処理液側にも導出入口６ａ，６ｂを有し
ている。

【００１７】中空糸型血液処理装置としては、血液処理
装置内が水または生体的無害な水溶液で密閉充填されて
いる状態のものであり、図示しない栓により血液導出入
口および処理液導出入口で密閉状態に保持されている。

【００１８】この中空糸型流体処理装置の使用に際して
は、まず使用前処理（プライミング処理）として生理食
塩液を流体導入口より導入し中空糸開口面の多数の中空
糸膜へ分配され、中空糸内を通液したのち血液導出口よ
り外部へ排出される。このとき中空内部の空隙，気泡ま
たは既充填液は洗い流され生理食塩液で置換し、被処理
液である血液を導入する。血液処理終了時には、プライ
ミングと同様の操作により生理食塩液により血液処理装
置内の血液を体内に返血する。

【００１９】血液処理装置内に不純物または気泡が残存
していると、プライミング処理の為の生理食塩液の洗
浄，置換が十分にできないといった問題を生じる。不純
物が残留した場合には血液内に混入する恐れがあり、気
泡が残存した場合には中空内にエアーロックが生じ、中
空糸膜の有効活用ができず性能低下を引き起こしたり、
長時間の血液処理中に凝血を起こし全血液を体内に返血
できない問題（以下残血という）を誘発する。

【００２０】本発明の中空糸型血液処理装置は不純物の
低減および気泡残存量の低減を図るため、洗浄水として
洗浄温度における飽和溶存濃度未満に脱気し、さらには
洗浄水中の電導度を２０μＳ／ｃｍ以下にして、さらに
は４０℃〜９５℃の高温水を用いることが好ましい。

【００２１】ここで、空隙率とは湿式の中空糸型血液処
理装置の残存気泡量をしめす指標であり、｛（満水重
量）−（洗浄充填後の重量）｝／（満水重量）であらわ
すものであり、（満水重量）は中空糸の内側・外側膜，
中空糸膜内の空孔にいたる中空糸型血液処理装置の空隙
部を全て液密に充填した時の中空糸型血液処理装置の重
量（栓状部材も含む）のことである。満水重量は例え
ば、中空糸型血液処理装置を５００ｍｌ／分の流量で３
日間常温の水で通水し、空隙部を液密状態にした後に重
量を測定することにより簡便に求めることができる。空
隙率は３％以下が好ましく、より好ましくは１％以下に
抑えることがよい。

【００２２】また、溶存酸素濃度とは、液中に溶解して
いる酸素濃度を示すもので、２５℃、１気圧下での飽和
溶存酸素濃度は約８．１ｐｐｍであるが、本願では次に
示す一般的な手段により水中の溶存酸素を除去すること
ができる。 沸点まで加熱し、密閉下で冷却する方法。 蒸気圧まで減圧する方法。 不活性ガスによりバブリング置換する方法。 触媒との接触反応を利用した方法。 膜によるガス透過を利用した膜分離方法。

【００２３】本発明にかかる充填水を得るには、上記の
手法に限定されるものではない。量的かつ連続的に得る
には上記手法，，が適用できる。またここに挙げ
た手法のうち，，では、溶存酸素に限らず溶存窒
素といった溶存気体を除去（脱気）することができ、本
発明の目的をより効果的に実現することができる。総合
し、上記手法の，が好ましく用いられるもので、上
記の手法の組み合わせでも可能である。

【００２４】溶存気体を低く抑えた水で洗浄充填するこ
とにより、血液処理装置内の気泡が完全に除去でき、残
存気泡量が低減できる。さらに、中空糸膜厚内の微細孔
内の気泡が除去され液密状態になることから物質移動が
容易になり、洗浄効率も向上する。

【００２５】血液処理装置は通常滅菌処理を施すが、ハ
ウジング部材の耐熱性の問題や滅菌時の残留物が残らず
安全性にメリットがあることからガンマ線滅菌が広く使
用されているが、本発明の如く脱酸素処理を行った水を
充填する場合では、ガンマ線照射時の酸素ラジカルが少
なく、滅菌効果が減少する可能性がある。すなわち菌を
死滅に至らす必要照射線量が上がってしまう（Ｄ値が上
がってしまう）可能性がある。この場合、本願に記載の
とおり、過酸化水素水を添加し、ガンマ線照射すること
によりＤ値の上昇を抑えることができる。また、過酸化
水素水は、血液処理装置洗浄後からガンマ線滅菌処理ま
での保管中の静菌効果ももたらす。

【００２６】本発明のもう一つの要件として挙げられて
いる４０℃〜９５℃の高温水での洗浄では洗浄水中に気
泡が顕在化する故、気体の水に対する溶解度を考慮に加
える必要がある。溶存酸素濃度の場合で、４０℃では６
ｐｐｍ以下に、５０℃では５．５ｐｐｍ以下に、６０℃
では４．５ｐｐｍ以下に、８０℃では２．５ｐｐｍ以下
にすることが好ましい。

【００２７】電導度は洗浄水の精製度の一つの指標であ
り、蒸留水またはイオン交換水または逆浸透膜で処理し
たＲＯ水を用いることにより本願の要件を達成すること
ができる。

【００２８】洗浄水製造装置の一例を図２に示す。

【００２９】また、生体的無害な水溶液とは、例えば蒸
留水，イオン交換水，ＲＯ水を主成分にした生理食塩液
やグリセリン液などであるが特に限定するものではな
い。

【００３０】次に、洗浄水にて血液処理装置を通水洗浄
する際には、予め、血液処理装置内の空気を水への溶解
度の高い二酸化炭素で置換しておくことにより、残存気
泡量がさらに低減でき、洗浄効率をよりいっそう向上さ
せることができる。

【００３１】洗浄方法については、中空内部と中空外部
に洗浄水を通水し洗浄する方法、または中空内部から中
空外部に行う濾過通水洗浄方法といったすでに公知の洗
浄を用いても良いが、前者の洗浄方法では洗浄水が多く
必要となり、後者の洗浄方法では中空糸のショートパス
やポッティング接着部の洗浄が不十分となる問題が生じ
る可能性がある。よって、図３に示す中空内部の通水洗
浄と図４に示す濾過通水洗浄を併用する方法が有効であ
る。ある間隔で中空内部の通水洗浄と濾過通水洗浄を複
数回交互に切替て洗浄してもよい。

【００３２】最後に、血液処理装置内は、水または水溶
液が充填された後に栓状部材で、開口部を密閉すること
により、湿潤状態が保持される。このとき、血液処理装
置内の空隙量を最小限に抑え密閉することが好ましく、
また密閉部材としては形状材質とも限定しないが、酸素
の透過性の高い材質は本発明の効果が十分に得られない
ため避けることが望ましい。

【００３３】

【実施例】内径２００μｍ，外径２８０μｍ，中空糸本
数１３０５６本、有効膜面積１．６ｍ^２のポリスルホン
系の中空糸束を筒状のケースに収納したのち、ポリウレ
タン系樹脂を遠心下で注入ポッティングし、筒状ケース
と中空糸束の両端をそれぞれ接着固定し、両端に導出入
用キャップを取り付け、実験用の中空糸型血液処理装置
を得て、次に洗浄を行った。満水重量は、中空糸型血液
処理装置を５００ｍｌ／ｍｉｎにて３日間常温の水で通
水し栓をしたものの、重量を測定することにより求め
た。このときの理論満水重量は５７９．４ｇであった。

【００３４】中空糸型血液処理装置の洗浄は、図２に示
す洗浄水製造装置にて処理した水にて実施した。このと
き電導度は１１μＳ／ｃｍであった。脱気装置としては
市販の膜型脱気装置（三浦工業株式会社製、ＤＯＲ−３
０００Ｃ）を用い脱気を行った。脱気度の指標として溶
存酸素濃度を測定し所望の濃度になるように調整した。
温度は熱交換にて所望の温度条件に設定した。また、過
酸化水素濃度は３０ｐｐｍにするよう添加した。洗浄に
ついて、時間はいずれの場合も３５分間に統一し洗浄を
行い、洗浄水の通水前には二酸化炭素を血液処理装置内
に通気した後、洗浄を開始した。条件をそれぞれ変更し
実施した。

【００３５】洗浄，充填した中空糸型血液処理装置で、
次の評価を行った。 気泡の除去量の測定：血液処理装置の重量を計り、水
の充填量を測定した。重量の重いものほど気泡が除去さ
れているものと判断した。洗浄前の重量も測定し対応と
した。 不純物の除去量の測定：血液処理装置を２５ｋＧｙの
ガンマ線照射後に、充填水を抜き取り、ＧＣ−ＭＳにて
充填水に残留したポリスルホン系中空糸材料の良溶媒濃
度（ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ））を測定した。
ＤＭＡｃ濃度の低いものほど不純物が少ないと判断し
た。

【００３６】実施例１ 溶存酸素濃度が０．５ｐｐｍになるように脱気し、温度
を９０℃に加温し、洗浄水とした。洗浄方法として、中
空内の通水洗浄を３分間実施した後、続いて濾過通水洗
浄を３分間実施する。これを５回実施し、計３０分間洗
浄を行った後、５分間３０℃の洗浄水にて冷却し、栓を
した。

【００３７】実施例２ 溶存酸素濃度が２ｐｐｍになるように脱気し、温度を８
０℃に加温し、洗浄水とした。洗浄方法として、中空内
の通水洗浄を３分間実施した後、続いて濾過通水洗浄を
３分間実施する。これを５回実施し、計３０分間洗浄を
行った後、５分間３０℃の洗浄水にて冷却し、栓をし
た。

【００３８】実施例３ 溶存酸素濃度が５ｐｐｍになるように脱気し、温度を５
０℃に加温し、洗浄水とした。洗浄方法として、中空内
の通水洗浄を３分間実施した後、続いて濾過通水洗浄を
３分間実施する。これを５回実施し、計３０分間洗浄を
行った後、５分間３０℃の洗浄水にて冷却し、栓をし
た。

【００３９】比較例１ 脱気操作をせずに、温度を４０℃に加温し、洗浄水とし
た。洗浄方法として、中空内の通水洗浄を３分間実施し
た後、続いて濾過通水洗浄を３分間実施する。これを５
回実施し、計３０分間洗浄を行った後、５分間３０℃の
洗浄水にて冷却し、栓をした。

【００４０】比較例２ 脱気操作はせず、温度を８０℃に加温し、洗浄水とし
た。洗浄方法として、中空内の通水洗浄を３分間実施し
た後、続いて濾過通水洗浄を３分間実施する。これを５
回実施し、計３０分間洗浄を行った後、５分間３０℃の
洗浄水にて冷却し、栓をした。

【００４１】結果を下表にまとめて示す。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実験番号 血液処理装置の重量Ａ 空隙率 ＤＭＡｃ濃度 ［ｇ］ ［％］ ［ｐｐｍ］ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ ５７７．１ ０．４ ０．０８ 実施例２ ５７７．８ ０．３ ０．１５ 実施例３ ５７８．２ ０．２ １．５０ 比較例１ ５７３．３ １．１ ２．６０ 比較例２ ５６１．３ ３．１ ０．５５ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 注： 空隙率［％］＝（５７９．４−Ａ）／５７９．４×１００

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の中
空糸型血液処理装置およびその製造方法によれば血液処
理装置内に残存する気泡量および不純物を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】中空糸型流体処理装置の一例を示す断面図

【図２】洗浄水製造装置の一例を示す概略フロー図。

【図３】中空糸型血液処理装置の中空内部の通水洗浄に
おける洗浄水の流路を示す説明図

【図４】中空糸型血液処理装置の濾過通水洗浄における
洗浄水の流路を示す説明図

【符号の説明】 １ ：筒状ケース ２ ：中空糸膜 ３ ：ポッティング材 ４ａ：血液導入用キャップ ４ｂ：血液導出用キャップ ５ａ，ｂ：開口面 ６ａ，ｂ：処理液導出入用ノズル ７ ：プレフィルター ８ ：脱気装置 ９ ：ＲＯ膜 １０：熱交換器 １１：中空糸型流体処理装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水もしくは生体的無害な水溶液で充填密閉
   されている中空糸型流体処理装置において、充填液中に
   残留する中空糸材料の良溶媒の濃度が２ｐｐｍ以下であ
   り、かつ中空糸型流体処理装置内に存在する空隙率が３
   ％以下であることを特徴とする中空糸型流体処理装置。
2. 【請求項２】前記中空糸材料がポリスルホン系樹脂であ
   ることを特徴とする請求項１記載の中空糸型流体処理装
   置。
3. 【請求項３】中空糸型流体処理装置を洗浄温度における
   飽和溶存濃度未満に脱気した水または生体的無害な水溶
   液で洗浄し充填密閉することを特徴とする中空糸型血液
   処理装置の製造方法。
4. 【請求項４】前記水または水溶液が電導度で２０μＳ／
   ｃｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の中空糸
   型血液処理装置の製造方法。
5. 【請求項５】４０℃〜９５℃の高温の水または生体的無
   害な水溶液で洗浄することを特徴とする請求項３記載の
   中空糸型血液処理装置の製造方法。
6. 【請求項６】血液処理装置を二酸化炭素で通気した後に
   洗浄することを特徴とする請求項３記載の中空糸型血液
   処理装置の製造方法。
7. 【請求項７】過酸化水素を含有する水溶液で充填密閉し
   放射線滅菌することを特徴とする請求項３記載の中空糸
   型血液処理装置の製造方法。
8. 【請求項８】中空内部の通水と中空内部から中空外部に
   おこなう濾過通水とを併用し洗浄することを特徴とする
   中空糸型流体処理装置の製造方法。