JPS594138B2 - ケツエキシヨリソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半透膜として連続的に中空な空洞部を有する中
空繊維（本発明では単に中空繊維という。

）を使用し、該中空繊維の内部を流れる血液と、該中空
繊維の外部を流れる流体（本発明では繊維外流体という
。

）との間で、該中空繊維の半透膜を介して物質交換を行
う装置に関するものであり、％に中空繊維のｌＡ部を流
れる流体、即ち繊維外流体の流量または流速を犬にして
処理時間を短縮する目的や浄化効果を増大させる目的に
使用できる血液処理装置に関するものである。

従来、１万本前後の多数の半透膜性中空繊維を平行に並
べて円筒状に束ね、該中空繊維の外部を流れる流体の出
入口を有する円筒形容器内に、該繊維束を真（２）ぐに
各繊維間の平行関係を乱すことなく充填して、かつ該中
空繊維の内部を通って流れる流体が該中空繊維の外部を
流れる流体と該中空繊維の膜を介さないで混合すること
を防ぐために、該中空繊維の両末端に於いてのみ、該繊
維間の空隙および繊維と容器壁との空隙を接着剤で液密
に接着して該中空繊維の支持装置兼隔壁装置となし、該
中空繊維束の両末端に繊維内部を流れる流体の導出入口
を形成した流体処理装置が知られている。

しかしながら、この装置では、多数の中空繊維が比較的
密に集束され円筒形容器内にほぼ一杯に入れられている
ため、繊維外部を流れる流体が中空繊維の１本１本の間
隙をまんべんなく均一に流れることは不可能に近く、ま
た場所によっては充分に流れずによどみを作ったりして
いる。

それ故、充分に利用されない膜面が存在しせっかくの単
位容器体積当りの膜面積が大きいという中空繊維使用の
特長が充分に活かされてなく、実際のこの装置の半透膜
を介しての物質移動効果はまだ充分なものではなかった
。

また、上記のような欠点を解消しようとして、中空繊維
間に充分な間隙を与えようとしても、細い中空繊維を等
間隙で、かつ、更に充分な間隙をあけて配置することは
技術的に難かしく、実現不可能である。

その上に、このような装置を繊維内部に血液を流して例
えば人工腎臓装置として使用しようとしても、容器体積
が犬となると繊維束の末端部での血液導出口も犬となり
、血液浄化時に患者から体外へ取出せる血液量の限界を
こえる場合も生じて、この装置は、人工腎臓などの血液
処理装置としては使用され難くなるものであった。

更に、上述の従来装置では、多数の中空繊維が比較的密
に集束され、かつ円筒容器壁いっばいに充填されている
ため、繊維外ヲ流れる流体の流量または流速を大にする
ことは困難であり、仮りに無理にこの流量または流速を
犬とすると、この流体は流れ易いところにのみ片寄って
流れ、いずれにしても、この装置では処理時間を短縮す
ることは困難であった。

本発明者たちは、中空繊維を使用する特長、すなわち、
多数の細い中空繊維を使用しているので、繊維両端部を
密に集束し接着することができ、それ故、繊維内流体、
即ち、血液の導出入部をコンパクトにできるという特長
をそこなうことなく、半透膜を介しての物質の実際の移
動量を大とする装置を得んとして、種々検討し実験した
結果、次の（ａ）〜（ｃ）の特徴を有する、両末端を集
束接着した多数本の半透膜性中空繊維の束を容器内に収
容した血液処理装置を発明するにいたった。

ａ）中空繊維束の両末端部の一つは、該容器の左部にあ
り、他の一つは該容器の右部にあること、ｂ）該容器は
下部に繊維ｌＡ流体の流入口を有すること、 Ｃ）該容器は上部全体にわたる繊維ＩＡ流体の流出口を
有すること、 ｄ）該容器は該繊維ｌＡ流体流入口から中空繊維束ニ向
って漸次拡がっていること。

なお、本発明で容器の上部、下部、左部、右部とは、そ
れぞれ上面壁、下面壁、左向壁、右向壁に限定されるも
のではなく、例えば、容器の上部とは、容器の上面壁も
しくは容器周面の上部壁部なとも意味するものであり、
容器上部全体にわたる繊維９４ｒＫ体の流出口を有する
とは、容器上面壁がないこと、容器上面壁全体に多数の
開口を有すること、容器側面壁上部全体に多数の開口を
有することなどを意味する。

上記したように、本発明の装置は、繊維ＩＡＩｒｆ、体
から中空繊維束に向って漸次拡がった構造となっており
、かつ、繊維ＩＡ流体の流出口が容器上部全体にわたっ
て存在しているために、繊維外流体の流量または流速を
犬にして、繊維’ＡＨ体を中空繊維に均一に接触させる
ことができる。

従って本発明の装置は処理時間の短縮や浄化効果の増大
をすることができるものである。

更に、詳しく説明するならば、本発明の装置は繊維外流
体の経済性の面から、人工腎臓などの血液処理装置とし
て使用する際に、好ましくは、繊維外流体の流出口から
流出する流体を貯める外柵および該外柵から本発明の装
置の繊維ＩＡ流体の流入口へ繊維’ＡＮ体を循環させる
ための手段などを併用して使用するものである。

また、中空繊維の多数からなる繊維束は端部が接着剤で
集束接着されており、支持されていない部分はある程度
うごくことができるものが浄化効率の面で好ましい。

繊維に自由度をもたせ、かつ、充分に血液浄化効果をた
かめるため、あるいは、処理時間を短縮するためには、
本発明の装置の容器内の繊維外流体の流路は、該繊維Ｉ
Ａ流体の流入口および流出口を結ぶ方向、即ち、上下方
向においては拡がっており、その他の方向においては繊
維ＩＡ流体が流れないように狭くなっていることが好ま
しい。

次に本発明の装置の二三の実施例を示す図面を用いて更
に詳しく本発明を説明する。

第１図、第２図に示す装置に示された中空繊維１の多数
本を両末端２および３において集束接着された繊維束は
正確に図面で示すことは困難であるので、第３図に模式
的に示す。

中空繊維１の多数本、例えば、数百本、好ましくは数千
本が両末端２および３において接着剤４により集束接着
されている。

このような繊維束は、ＵＳＰ３２２８８７６に示されて
いる。

この中空繊維１０束は容器５内に収容されており、中空
繊維束の一端は容器５の左側壁に、他端は容器の右側壁
に固定されている。

この容器５は下部に繊維ｌＡ流体の流入口６を有するこ
と、容器５は繊維ｌＡ流体流入口６から中空繊維１の束
に向って漸次拡がっていること、および、この容器５は
、例えば第１図、第２図に示すように、容器上部全体に
わたって繊維９％流体の流出ロアを１または２以上有す
ることが必要である。

容器５の構造を上記のようにすると、多量の繊維ＩＡ流
体を繊維束とできるだけ均一に接触させることができる
。

そして、更に充分に繊維ｌＡ流体を繊維束と接触させる
ためには、第１図、第２図に示す装置例のように、繊維
束の存在しないところを無駄に繊維’Ａ（Ｍ、体が流れ
ない構造とすることが好ましい。

第４図は、他の容器の例であり、中空繊維束を容器５内
に固定するための開口８を設けている。

この例の如く、繊維外流体の流出ロアは側面上部とする
こともできる。

また、中空繊維束はネットなどでカバーをつけることも
できるか、これらを繊維の動きを防げるような構造とす
ることは不適当である。

しかし、本発明の装置の使用方法によっては、繊維が動
きすぎ、繊維の破損をきたすことも考えられるが、その
ようなときには、繊維束の少くとも上部に、第４図に示
すようにネット９を設け、繊維の移動量を適当に制約す
ることが好ましい。

なお、ネットの代わりに制御棒などの使用も考えられる
が、ネットなどメツシュ体を用いることが好ましい。

また繊維外流体を繊維束へ更に均一に拡散させるための
補助手段として、第４図に示すように、分流板１０を使
用してもよいが、このような補助手段を用いなくとも本
発明の装置は目的を達成することができる。

なお、上記例の他、本発明の精神を逸脱しない範囲の種
々の装置がある。

たとえば第５図〜第６図の装置もある。

この容器は容器５内におかれた分離体１１により、中空
繊維１０束は２分割されている。

分離体１１は第６図に示すように容器に支持されている
。

また、患者の血管から本発明の装置の中空繊維内へ血液
を流し、浄化された血液を再び患者の血管へ戻すための
装置、例えば、人工腎臓として使用するときには、繊維
外流体の流出口流出する流体を貯める部品、および、該
部品から本発明の装置の繊維ＩＡ流体の流入口へ繊維外
流体を流すための部品を併用すると、繊維外流体を循環
使用できる。

以上説明した装置を、従来の血液処理装置と、はぼ同一
条件で比較すると、本発明の装置の血液の浄化効率は非
常に優れており、従来の装置と同程度の浄化率で充分の
ときには血液を浄化するに要する所要時間を短かくする
ことができ、同程度の浄化率で同程度の所要時間でよい
場合には装置をより小さくすることができる。

このような所要時間の短縮や、装置を少なくするために
生じた充填血液量の減少は、患者の人工腎臓装置として
使用するときの患者の負担を軽減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の斜視図であり、内部の中空繊維
束の位置を破線で示している。 第２図は第１図の断面図であ乞。 第３図は本発明の装置に用いる中空繊維束の模式断面図
であり、第４図は本発明の装置の他の容器の例を示す断
面図である。 第５図は、本発明の装置の他の例ケ示す平面図であり、
第６図は第５図のｘ−ｘ’断面図、第７図は第５図のＹ
−Ｙ’ 断面図である。 ′１・・・・・・中空繊維、２・・・・・・中空
繊維末端、３・・・・・・中空繊維末端、４・・・・・
・接着剤、５・・・・・・容器、６・・・・・・繊維外
流体流入り、 ？・・・・・・繊維９Ｓ流体流出口、
８・・・・・・容器開凰 ９・・・・・・ネット、１０
・・・・・・分流板、１１・・・・・・分離体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両末端を集束接着した多数本の半透膜性中空繊維束
   を容器内に収容した血液処理装置において、ａ）中空繊
   維束の両末端部の一つは、該容器の左部にあり、他の一
   つは該容器の右部にあること、ｂ）該容器は下部に繊維
   外流体の流入口を有すること、 Ｃ）該容器は上部全体にわたる繊維ｌＡ流体の流出口を
   有すること、 ｄ）該容器は該繊維ｌＡ流体流入口から中空繊維束に向
   って漸次波がっていること、 以上を特徴とする血液処理装置。