JPS649029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、限外濾過方式による人工腎臓装置に
おいて、濾過液中に含まれる尿素、尿酸、クレア
チニン等の有毒物質を除去する方法に関するもの
である。 近年、慢性尿毒症や急性腎臓疾患あるいは薬物
中毒に対して血液透析が広く採用され、人工腎臓
装置が欠くべからざるものとなつている。現在、
最も広く使われている人工腎臓装置は、主として
セロフアン透析膜と透析液とからなつており、透
析膜を介して患者動脈からの血液と透析液を流し
て、血液中の老廃物、たとえば尿素、尿酸、クレ
アチニンなどを血液と透析液中の濃度差を利用し
て、透析液中に移行せしめ、血液の浄化を行なつ
ている。 今日までの透析型人工腎臓装置では、一度透析
された透析液は、全て廃棄され、常に新しい透析
液を供給してやる必要があり、その透析液にかけ
る費用だけでも、非常に高額なものになつている
のが実情である。 透析法によると、先述した如く透析液を全て廃
棄するため、大量の水が必要となり、装置は大型
となり、よつて患者は上下水道の完備した病院の
ベツト等に長時間拘束されることになる。 また、限外濾過膜を用いて、血液より血清を分
離し、血液に含まれる有毒物質を血清とともに捨
て、その代りに補液を生体に注入する、いわゆる
濾過型人工腎臓装置がある。濾過型人工腎臓装置
においては、有用な成分を含む血清を廃棄しなく
てすむ方式の開発が待たれている。 透析、濾過以外の有効な方法としては、上記尿
素などの含窒素化合物を吸着する性質を有する活
性炭、アルミナ等の吸着剤を容器に詰めて、この
容器中を動脈からの血液を通過させることによ
り、含窒素化合物を吸着除去する方法がある。 活性炭素による吸着法は、上述の透析法に比べ
て、含窒素化合物の除去能力は、格段に優れてい
る。しかしながら、この吸着法によれば、含窒素
化合物のうち尿酸、クレアチニンは比較的容易に
吸着されるが、尿素が吸着される量は比較的少な
いので、かなり大量の吸着剤を必要とする。ま
た、血液が吸着剤に直接触れると、血液中の有効
成分も吸着してしまうという大きな欠点を持つて
いる。 本発明者らは、上記のような血液透析法、濾過
法および吸着法の欠点を克服し、また、それらの
方法が持つ利点を有効に利用すべく鋭意検討した
結果、限外濾過法と活性炭による吸着法を併用
し、しかも、活性炭としてポリアクリロニトリル
繊維を原料とした含窒素繊維状活性炭を選用し、
加えて吸着剤の吸脱着を交互または輪番的に行な
わしめることが非常に有効であることを見出し
た。 本発明は、限外濾過方式による人工腎臓装置に
おいて動脈からの血液を限外濾過膜で濾過した濾
過液中に含まれる尿素等の有毒物質を除去するに
当り、ポリアクリロニトリル繊維を原料とした含
窒素繊維状活性炭吸着剤を充填した２個または２
個以上の吸着器を交互または輪番的に用い、１個
またはそれ以上の吸着器では有毒物質の吸着を行
ない、その間に、吸着に利用されていない吸着ず
みの吸着器では有毒物質の脱着を行ない、再生濾
過液を静脈に戻すことを特徴とする人工腎臓装置
における有毒物質の除去方法である。 以下に本発明について詳述する。患者の動脈か
らの血液を、まず限外濾過装置に導入し、濾過さ
れた尿素、尿酸、クレアチニン等を含む濾過液は
次のポリアクリロニトリル系繊維状活性炭吸着装
置へと導く。患者の濾過されなかつた血液は、そ
のまま患者の体内に戻すか、または、有毒物質を
吸着除去した浄化血清と混合したのち患者の静脈
に戻す。尿素等を含んだ濾過液は、繊維状活性炭
吸着器へと導き、尿素、尿酸、クレアチニン等の
有毒物質を吸着除去する。繊維状活性炭吸着器
は、２個または２個以上を用い、吸着剤層を通過
する濾過液と脱着用水溶液の流れを自動切換装置
によつてコントロールする。すなわち、ある吸着
器で濾過液中の有毒物質を吸着除去している間
に、他の吸着器では、脱着を行なわしめている。
吸着器は本方式の場合３器が好ましい。２器で吸
着を行なつている間に１器で脱着する組合わせ構
成が、時間等の効率から、もつとも好ましい。脱
着用水溶液については、血清の電解質濃度がうす
まるのを防ぐため、補液に相当する水溶液を用い
る。しかし、脱着プロセスの初期には水を利用す
ることも可能である。 人体から排泄しなければならない尿素は非常に
多量である。しかし、先述した如く、活性炭は尿
素の吸着に関しては、短時間で飽和点に達してし
まうという欠点を有している。ゆえに、尿素を除
くためには、大量の活性炭が必要となつてくる。
この問題を解決するため、本発明者らは、前述し
た如く、ポリアクリロニトリル系繊維状活性炭を
用い、これを再生しながら吸着する方法を採用し
た。 本発明の方法によると、吸着剤との接触を短か
くすることができ、有効成分の除去を避けること
が可能である。 本発明では、少量の繊維状活性炭で短時間で吸
脱着を繰返すことによつて、吸着器の活性炭量は
少量ですますことができるので、人工腎臓装置
は、大幅に小型化することができ、状況によつて
は携帯可能の装置にすることができる。 本発明では、ポリアクリロニトリル繊維を原料
とした含窒素繊維状活性炭が使用される。このも
のは、尿素の吸脱着、とりわけ脱着の性能が優れ
ているので、人工腎臓装置をより小型化すること
ができる。 本発明で使用されるところのポリアクリロニト
リル繊維を原料とした含窒素繊維状活性炭は、特
開昭51−137694号公報に記載された方法等によつ
て得られるものである。 本発明によると、限外濾過膜によつて得られた
濾過液から、有毒物質のみを吸着除去して、再び
体内に戻すため、従来一部に行なわれている濾過
方式人工腎臓のような血清廃棄に伴う補液の必要
がなく、非常に合理的なシステムとなつている。 本発明の方法においては、第１図に例示するよ
うな方式が用いられる。この系統図に従つて、本
発明をより詳細に説明する。 患者の動脈から導かれた血液は、管１から限外
濾過器３に入り、管２を経て患者の静脈に戻る。
一方、限外濾過器３の限外濾過膜４で濾過された
濾過液は、管５に導かれ、ポンプ６により、繊維
状活性炭吸着器７に入る。同吸着器７を出た濾過
液は、管８を通つて、管２の血液と合流させ、必
要ならば電解液を調整し患者の静脈に戻る。繊維
状活性炭吸着器の脱着については、脱着水溶液入
口９から入つてきた脱着用水溶液は、ポンプ１０
で繊維状活性炭吸着器７に導かれ、有毒物を脱着
したあと、その有毒物を含む脱着用水溶液は、脱
着用水溶液出口１１から廃棄される。 本発明が、従来法に比較して優れていること
は、下記の実験例からも明らかである。 患者の動脈から採取した血液は、まず限外濾過
装置に通し、得られた濾過液について含まれてい
る尿素の吸着、脱着実験を行なつた。第一表にそ
の結果を示す。

【表】 第一表の下段「脱着」の横欄をみると、脱着時
初濃度０が３分（min）後に早くも32.3mg％にな
り、これが30分間にわたり実質上維持されてい
る。 このことは、脱着時濃度が僅か３分で平衡に達
し、脱着が有効に行なわれたことを意味し、これ
によれば、含窒素繊維状活性炭を用いた場合に、
尿素の脱着が極めて短時間で容易かつ有効に行な
われたことがわかる。 本発明では、ポリアクリロニトリル繊維を原料
とした含窒素繊維状活性炭（PAN系ACF）が使
用されるが、本発明は、一般に用いられている活
性炭（AC）の場合に比較し、尿素、尿酸、クリ
アチニン等の有害物質の吸脱着効果において優れ
ている。 ACでもACFにおいても、尿素は一般に吸着さ
れにくく容易に飽和になるが、前記のように、
PAN系ACFの場合、尿素に対する脱着が容易で
あり、脱着し再生したACFは、繰返し使用する
ことができる。しかも、PAN系ACFは、再生処
理が短時間ですむことから使用量が少量ですみ、
短時間で吸脱着できるので、本発明方法を適用し
た装置は、小型化、簡便型化が可能である。 一方、ACの場合は、吸着に関してはPAN系
ACFと同じであるが、脱着速度が遅いことが欠
点で、再生利用に適していない。使用ずみACは
通常廃棄されるが、強いて再生利用しようとする
と相当大きな装置が必要となる。 ACを用いた場合における尿素の脱着に関する
比較実験結果は、第二表に示すとおりである。

【表】 この第二表の結果によれば、ACを用いた場合
には、脱着時濃度が32.3mg％に達するに要した時
間は30分であり、これを前記第一表のPAN系
ACFを用いた場合に、同じ32.3mg％に達するに要
した時間の３分に比較すると、ACを用いた場合
の所要時間は、実に10倍も長いことになる。 本発明の効果を要約すると、次のとおりであ
る。第一表の結果から明らかなように、本発明に
よつて、血中尿素量を当初の約3/4に低下させる
ことができる（換言すれば、吸着されて除去され
た尿素量が当初の約1/4、そして、吸着されずに
残存した尿素量が当初の約3/4となる。）。尿素量
をこの程度低下させれば、濾過液を再び人体の血
液中に戻しても、何ら問題を生じることがないの
である。 本発明によると、限外濾過方式と繊維状活性炭
吸着剤を組合わせることによつて、尿素、尿酸、
クレアチニンなどの有毒物質を効果的に除去でき
るとともに、処置時間を大きく短縮させ、長時間
使用も可能となる。本発明によると、装置を小型
携帯用にすることができ、加えて透析液を用いる
必要もなく、また補液の必要もないので、かなり
安価である。 本発明の方法によつて、従来の濾過型人工腎臓
の最大の欠点であつた物質収支がとれないという
問題が解消されたわけで、この点だけをとつてみ
ても、本発明は画期的なものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の系統図である。 ３：限外濾過器、４：限外濾過膜、７：繊維状
活性炭吸着器、９：脱着用水溶液入口、１１：脱
着用水溶液出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 限外濾過方式による人工腎臓装置において動
   脈からの血液を限外濾過膜で濾過した濾過液中に
   含まれる尿素等の有毒物質を除去するに当り、ポ
   リアクリロニトリル繊維を原料とした含窒素繊維
   状活性炭吸着剤を充填した２個または２個以上の
   吸着器を交互または輪番的に用い、１個またはそ
   れ以上の吸着器では有毒物質の吸着を行ない、そ
   の間に、吸着に利用されていない吸着ずみの吸着
   器では有毒物質の脱着を行ない、再生濾過液を静
   脈に戻すことを特徴とする人工腎臓装置における
   有毒物質の除去方法。