JPS62290467A - 中空糸型流体処理器 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［利用分野］ 本発明は、中空糸膜の束を内蔵した流体処理器に関する
ものである。更に詳しくは例えば血液浄化器において、
透析液を少なくとも透析″ａ１人部の構造を偏心せしめ
て透析が該中空糸束の間隙に均等に潅流しやすくするこ
とにより透析効率を改善した中空糸型流体処理器に関す
るものである。

〔従来技術］ 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、外部即ち中空糸股間に透析液を流して中空
糸膜を介して透析によって、血液中の老廃物を除去し、
電解質濃度を調整すると共に、中空系膜内外に圧力差を
与え、限外濾過によって血液中の余剰の水分を除去する
ものである。また限外濾過のみによって、多聞の水分と
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
必要成分とともに、補給する方法（血液濾過）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生物を除去して、
自己免疫患者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。

このように血液処理用の中空糸膜は、目的に応じて物質
を選択的に透過しなければならない。

その性能は、中空糸膜の素材、ポロシティ（孔の大きさ
数など）膜厚などによって決定される。

しかしそれだけではなく多数本の中空糸膜に如何に均等
に透析液を還流し、有効に作用させるかが、性能を決定
する重要なポイントになる。例えば他本数の束ねた中空
糸束に透析液中空糸束壁から透析液を流した場合、中空
糸束の中心部は、中空県東断面方向への流入抵抗が外周
部より大きいため、中空糸束の中心部での透析液の流れ
が疎外され、この部分での透析が十分性われず、効率が
十分に発揮されていない。いわゆる透析液側の物質濃度
勾配による境膜物質移動係数が中空県東中央部で低下し
ている。

透析のドライビングフォースは中空糸膜の内側及び外側
との濃度差であるから透析液が中空糸束の間を均等に流
れて境膜抵抗を出来るだけ減少させ血液側との１１度差
を増大させるように工夫することが必要である。

係る問題に鑑みているいろの改良が試みられている例え
ば、特公昭５８−１６０２では透析器掻体の胴体部の形
状について開示されている。しかしながら、これらの方
法によってもまだ透析液の中空糸束の間隙への均等に潅
流させることが充分とは言えず、さらに改良することが
必要であった。かかる透析型血液処理器のみならず、中
空型人工肺や血漿分離、ガス分離等の中空糸束間隙部に
流体を流す中空糸型流体処理器においても、中空糸束間
隙部での流体の流れを均一化するためのより一層の改良
が強く望まれていた。

〈発明の目的〉 本発明は上記の欠点をなくした改良された中空糸型＋ｆ
ｎ液処理器等の中空糸型流体処理器を提供することを目
的にしている。特に本発明の目的としたところは、血液
処理器に装填された中空糸束に透析液を均等に潅流し、
透析効率の改良された血液浄化器を提供することにある
。

〈発明の構成〉 本発明は、かかる目的を達成すべく、血液浄化器等の流
体αＦＩ！３に装填さ机た中空糸束の間隙に均等に透析
液等の流体を潅流させるには、流体処理器の構造及び中
空糸束の装填状態を如何にすべきかについて鋭意研究を
行ない、本発明に到達した。

即ち、本発明は、選択透過性中空糸束と、該中空糸束を
収納した容器と、該中空糸束の両端部を該容器内に固定
せしめた樹脂からなる隔壁と、該中空糸束の間隙部に連
通し該間隙部に流体を流入せしめるための流体導入部を
備えた該流体配分部と、該中空糸の中空部に連通した開
口部を有した流体処理器において、該流体配分部におけ
る実買上の中心軸が、該中空糸束を収納した該容器用体
部における実質上の中心軸に対して、該流体導入部の方
向に偏心していることを１”ｔ’ｅｌｌとした中空糸型
流体処理器を提供するものである。

このような流体処理器を使用すれば例えば透析にさいし
て、透析液が処理液体配分部に導入され、中空糸束に均
一に潅流されるため優れた透析効率を改良することがで
きる。

以下、中空糸型流体処理器を例にとって説明づる。但し
、本発明がこれらの例示によって何ら限定されろもので
はない。

第１図は、本発明の中空糸型流体処理器の１例である。

中空糸型血液処理の主要部の軸方向に沿った断面図の該
略図であり、１は容器、２は選択透過性中空糸束、３ａ
及び３ｂは隔壁、４はヘッダー、５ａは被処理液体であ
る血液の導入口５ｂは同導出口、５ａは処理液体である
透析液の導入口、６ｂは同導出ロアａは血液配分子ｆｉ
、　７ｂは血液収集室、３ａは透析液収集室、８ｂは透
析液収集室を示す。

第１図に示す如く、容器の胴体中心部における実質上の
中心軸と、容器の処理液体配分部である導入部における
実質上の中心軸とを偏心した補体構造とした。

第２図は、第１図の中空糸型面Ｍ処理器におけるＸ−Ｘ
面における下方向の断面図を示したものであり、１は容
器、２は中空糸、６ａは処理液体の流入部、８ａは処理
液体室を示し、１０がかかる処理液体即ち透析液の流動
方向を模式的に示すものである。

該血液浄化器に処理液体導入口より導入された透析液は
、第２図に示すように、容器の処理液体配分部８ａに入
り、該配分部で透析液が左方と右方に別れて流れるに従
い、液流路は次第に挟まり、入口と正反対側で流路スペ
ースは非常に狭くなる。

該構造においては、透析液は、流路が狭くなるに従い透
析液が適正に中空糸束間隙に配分されるため、中空糸束
の間隙に均等に潅流することが可能になる。偏心距離は
例えば、容器の処理液体配分部の径と胴体部の径を異な
らせ、各々中心軸をづらすことにより任意選択すること
ができる。一般的には容器の胴体部の径は、中空糸束の
充填率が４５〜６０％の範囲になるよう決めるのが好ま
しい。

一方ケースの処Ｉ！Ｆ液体配分部の径は、中空県東全周
に透析液が配分可能なりリアラレスを持つような径で血
液の体外循環ωを最小にするような条件のもとで決定さ
れる。このような条件下で、上記容器におる処理液体配
分部の中心軸と胴体部の中心軸の偏心距離は上記の条件
を満足すれば任意に選択できる。

本発明の中空糸型流体処理器におけるかかる偏心距離、
即ち中空糸束の間隙部に連通する透析液等の処理流体の
導入部を備えた処理流体配分室を構成する容器側壁の実
質上の中心軸と、中空糸束を収納した容器胴体部の実質
上の中心軸の距離には、容器胴体部における側壁内面を
基準とした半径、へどの比に／Ａが０．１以上、更には
０．２以上が好ましい。かかる比に／Ａが０．１未満で
は、中空糸束間隙部の流動状態がどうしてもかたよりや
すく、本発明の効果が得にくく好ましくない。また該比
に／Ａの上限としては１．０が好ましいが、０．５であ
っても充分な効果が得られる。Ｋ／Ａが１．０を越えた
場合にはその効果がもはや大きくならない反面、処理器
が大きくかつ血液等の流体の充填品が多くなるので好ま
しくないと言える。

尚、本発明の処理器において、容器の形状は特に限定さ
れないが、胴体部として筒状が好ましく、特に円筒状が
好ましく、透析液等の流体配分室についても第２図に示
す如く軸方向に垂直な断面形状として円形状が好ましい
が、場合によっては、非円形でもよい。また本発明で言
う実質上の中心軸とは、例えば半径方向の断面形状が円
形の場合にはその中心部のなす軸であり、非円形の断面
形状の場合には重心部のなす軸を意味する。

さらに本発明の流体処理器においては、中空糸束間隙部
に流れる流体の配分部のみならず、収集部においても、
配分部の如くその中心軸が偏心していてもよい。また該
配分部の流体流入部及び／又は収集部の流体流出部にお
いてせき構造を一部に有していてもよい。

本発明の流体処理器は、血液透析器や人工肺等の血液処
理器のみではなく、透析、ｉ１１過等の流体分離器や、
ガス分離器としても有用である。

〈発明の効果〉 本発明の中空糸型流体処理器は、例えば血液透析器の場
合の透析液の如く中空糸束間隙部を流れる流体の流れが
均一になりやすく、透析効率等の流体処理効率を高く維
）ｌすることができるものである。さらに言えば、透析
液等の中空糸束間隙部を流れる流体のチャンネリング等
がなくなり、透析液全体が有効に利用でき、かつ、中空
糸外表面での流体のＲ動状態が均一になることによる分
離等の流体処理効率の向上効果も得られる。

〈実施例〉 以下、本発明の効果について実施例により説明するが本
発明はこれにより限定されるものでない。

実施例１〜７ 内径２００μ、外径２３０μ、ｒＲさ３０ｃｓ＋のセル
ロース中空繊維を円筒状ケース胴体部に６０％の充填率
になるよう中空糸本数を調節した集束糸をケースに収納
して、両端をポリウレタン樹脂を用いて隔壁を形成した
のら、両端にヘッダーを装着して流体弁１ｄｌ１２ｆを
製作した。ケースについては函体の円筒状胴体部中心軸
と透析液の円筒状胴体部中心軸が一心した函体構造をも
つケースを使用した。

これらのケースを使用した場合の透析効率としての尿素
クリアランスの結果を表■に示す。

なお、クリアランス測定は以下の方法により求めた。

即も、血液モデルとして尿素の０．０１％水溶液を準備
し、この血液モデル水溶液を３１℃のａ！度で血液等の
被処理流体導入口から流は２００ｄ　／分で流す。

一方透析液室側には３７℃の蒸留水を５００ｍ　／分の
流Ｉで向流に流す。この状態を１０分１ｆｆｉ継続し被
処理液体入口及び導出口でモデル血液をサンプリングし
尿素の１ＥＩｌ［を測定し、以下の式によってクリアラ
ンスを求めた。

ＣＬ（１１１７分）−（ＣＡ　−Ｃｖ　）／Ｃ＾ＸＱｅ
ＣＬ−クリアランス ＣＡ−被処理液体導入口１１度 Ｃｖ−被処理液体導出口濃度 Ｑｅ　＝モテルｔｎＷｉ’ｌ１ｍ　＜ｄ／分）表−■に
示す結果より透析器の函体の胴体部中心軸函体の透析液
配分部中心軸が偏心した函体構造にすることにより、中
空糸束の間隙に均等に透析液が配分される結果、透析効
果としてのクリアランスが改良されることがうかがわれ
る。

比較例１．２ 透析器の函体胴体部中心軸と透析液配分部中心軸を一致
させる他は実施例２．３と各々同様にして表工に示す条
件下で流体分離器を作成して、クリアランス測定を行な
った。そのｖＪ梁を合せて表１に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸型流体処理器の１例である血
液透析器の縦断面図の１例を示す。第２図は第１図の処
理液体配分部におけるＸ−Ｘでの横断面図で透析液の中
空県東間隙部への配分状態をモデル的に示す。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、選択透過性中空糸束と、該中空糸束を収納した容器
   と、該中空糸束の両端部を該容器内に固定せしめた樹脂
   からなる隔壁と、該中空糸束の間隙部に連通し該間隙部
   に流体を流入せしめるための流体導入部を備えた該流体
   配分部と、該中空糸の中空部に連通した開口部を有した
   流体処理器において、該流体配分部における実質上の中
   心軸が、該中空糸束を収納した該容器胴体部における実
   質上の中心軸に対して、該流体導入部の方向に偏心して
   いることを特徴とした中空糸型流体処理器。 ２、該流体配分部における実質上の中心軸と該胴体部に
   おける実質上の中心軸の偏心距離（Ｋ）と、該胴体部内
   面基準の半径（Ａ）の比Ｋ／Ａが０．１〜１．０の範囲
   にあることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の中
   空糸型流体処理器。 ３、該中空糸の中空部に連通した血液導入部及び血液導
   出部を有し、該中空糸束の間隙部に連通し該流体導入部
   を透析液導入部とし、さらに透析液導出部を有すること
   を特徴とした特許請求の範囲第１項記載の中空糸型流体
   処理器。 ４、該中空糸束の間隙部に連通した該流体導出部を備え
   た該流体収集部の実質上の中心軸が、該中空糸束を収納
   した該容器胴体部の実質上の中心軸に対して、該流体導
   出部の方向に偏心していることを特徴とした特許請求の
   範囲第１項記載の中空糸型流体処理器。