JPH11267200A

JPH11267200A - 血液処理装置

Info

Publication number: JPH11267200A
Application number: JP10072327A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Motomura; 忠広本村; Masato Onishi; 誠人大西; Hiroko Miyashita; 裕子宮下
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】血液浄化、血球分離、血漿分離等で血液もしく
は血液成分を処理する血液処理装置において、装置の小
型化を実現し、さらに安定した血液流路が確保可能な血
液処理装置の提供。【解決手段】矩形のフィルターシートをその長手方向に
折り畳み、山折りと谷折りとを繰り返して同一形状の部
分平面を連続して形成し、折り畳まれた該フィルターシ
ートを該部分平面と略同一寸法の内面を有する直方体の
ハウジング内に格納して、ハウジング内の空間を該フィ
ルターシートによって２分し、第一の空間には血液入口
と血液出口とを備え、第二の空間には濾液出口を備えた
装置において、該部分平面同士が隣接する辺を横とした
時、縦（ｄ）横（ｗ）の長さ比（ｗ／ｄ）が２超１０以
下であることを特徴とする血液処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルターを用い
た血液処理装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液処理技術の１つである濾過による血
漿分離を例に挙げると、多くの血漿分離装置は、装置を
小型化しつつ血漿分離を行う膜面積を確保する為に、多
数の中空糸をフィルターに用いるホローファイバー型が
ほとんどである。ホローファイバー型に対して平膜型の
フィルターを用いる装置では、必要な膜面積を確保する
為に装置が大型となるのが必須であった。この点を解決
するために平膜をプリーツ状に加工して膜面積を確保す
ることが行われる。また、フィルターシートをプリーツ
状に加工して円筒状に巻いた上でケースに納めることも
多くなされている。他に、直方体のハウジング内にプリ
ーツの一片を長方形にして多数のプリーツを圧縮して納
めることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルターを用いる血液処理装置では、以下のような問
題点があった。ホローファイバー型は、装置が高価であ
る。フィルターシートをプリーツ状に加工して円筒状に
巻いてケースに納める装置では、フィルターが円筒状で
あるが故に装置の小型化においては限界があった。血液
のロスという観点から考えると、円筒状の装置では、プ
ライミングボリュームが大きくなり、血液ロスが多い問
題も抱えていた。プリーツの一片を長方形にして多数の
プリーツを畳んで長方形の容器に収納するプリーツ型膜
構造を有する装置では、価格を抑えることができ、プラ
イミングボリュ−ムが小さいものの多数のプリ−ツがあ
るために長時間にわたって安定した血液流路を確保し、
血漿分離や選択的吸着等の血液処理を行うことが困難で
あったり、チャンネリングを起こして有効に膜が利用さ
れないなどの問題を抱えていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、フィル
ターを用いた血液処理装置において、装置の小型化を実
現し、さらに安定した血液流路の確保が可能な血液処理
装置を提供することにある。詳しくは、血液浄化、血球
分離、血漿分離等で血液もしくは血液成分をフィルター
で処理する時に使用される血液処理装置の提供にある。

【０００５】すなわち、本発明は、矩形のフィルターシ
ートをその長手方向に折り畳み、山折りと谷折りとを繰
り返して同一形状の部分平面を連続して形成し、折り畳
まれた該フィルターシートを該部分平面と略同一寸法の
内面を有する直方体のハウジング内に格納して、ハウジ
ング内の空間を該フィルターシートによって２分し、第
一の空間には血液入口と血液出口とを備え、第二の空間
には濾液出口を備えた装置において、該部分平面同士が
隣接する辺を横とした時、縦（ｄ）横（ｗ）の長さ比
（ｗ／ｄ）が２超１０以下であることを特徴とする血液
処理装置。ここで、前記部分平面が連続する距離をｃと
したとき、ｃの寸法が展開したフィルターシートの長手
方向寸法Ｆの０．５〜２％であるのが好ましい。また、
前記フィルターシートが、メッシュ材、多孔質材および
不織布から選ばれる少なくとも２以上の多層材であるの
がよい。また、前記フィルターシートが選択的吸着機能
を有するのが好ましい。また、前記フィルターシートに
ポリアミン化合物が固定化されているのが好ましい。

【０００６】以下に図１〜3 に示す好適例を用いて本発
明を説明するが本発明はこれらに限定されるものではな
い。図１に示す本発明の血液処理装置は、正面８、背面
９、右側面１０、左側面１１、上面１２および下面１３
を有するハウジング１５内にフィルターシート２２を備
えた血液処理装置である。ハウジング１５の正面８には
血液入口２と血液出口４が設けられ、背面９には濾液出
口６が設けられる。これらの血液入口、血液出口、濾液
出口は、必要により任意の位置関係で任意の平面に設け
られていてよい。

【０００７】フィルターシート２２は全体が矩形であ
り、図２に示すように、表面である一方の面２３とその
背面である他方の面２４からなっている。図２は図１の
左側面図を模式的に示したものであるが、図２の外形線
はハウジング１５を示し、フィルターシートの一方の平
面２３とハウジング１５の正面８とは血液入側空間であ
る第１の空間３４を形成する。フィルターシートの他方
の平面２４とハウジング１５の背面９とは血液出側空間
である第２の空間３６を形成する。ハウジング１５に設
けられた血液入口２と血液出口４とは第１の空間３４に
連通し、血液出口６は第２の空間３６に連通する。

【０００８】フィルターシート２２は図３に示すように
長手方向に谷折りして第１の部分平面１８と第２の部分
平面１９を形成し、次に山折りして第３の部分平面２０
を形成する。逆に山折りを先に行ってもよく、このよう
に山・谷の折りを繰り返してプリーツ状のフィルターシ
ート２２を得る。プリーツ状に形成されたフィルターシ
ート２２は、部分平面１８の大きさとほぼ同じ大きさの
上面１２・下面１３形状を有するハウジング１５に格納
される。フィルターシート２２の表面および背面に形成
された山の部分は、例えば網等の支持材によってハウジ
ング１５内に固定されていてもよく、図２ではこの例と
して血液入側網３０と血液出側網３２とが図示されてい
る。本発明はフィルターシート２２を折り畳んで形成さ
れる部分平面の寸法に特徴を有し、部分平面の縦（ｄ）
と横（ｗ）の長さを図３に示すように規定すると、その
長さ比ｗ／ｄが２超１０以下、好ましくは３〜７であ
る。この長さ比ｗ／ｄを２超１０以下とすると血液処理
装置１全体を小型化することができ、フィルターシート
２２の目づまりがなく安定した血液流路を長時間確保す
ることができる。

【０００９】フィルターシートの部分平面の縦ｄは、１
０ｍｍ〜６０ｍｍ、好ましくは、２０ｍｍ〜４０ｍｍで
ある。また、横ｗは、３０ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましく
は、１００ｍｍから２００ｍｍである。さらに、部分平
面が連続する距離をｃで表すと、ｃの寸法が展開したフ
ィルターシートの長手方向寸法Ｆの０．５〜２％である
のが好ましく、ｃは５〜４００ｍｍ、より好ましくは５
〜２００ｍｍである。この範囲であると装置が小型化で
き血液流路が長時間安定に確保できる。

【００１０】フィルターシート２２の材質は、特に限定
されるものではないが、多孔質膜、不織布、織布が例示
される。多孔質膜としては、平均孔径０．１以上１０ミ
クロン以下の孔を持つ多孔質平膜基材が例示され、その
材質は限定されるものではないが、セルロース、セルロ
ースアセテート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
塩化ビニール、ポリスルホン、ポリ四フッ化エチレン、
ポリエステル、ナイロン等が例示される。本発明の血液
処理装置が血漿分離を行なう処理装置の場合、多孔質材
の平均孔径は血漿分離ができる孔径であればよいが０．
１〜０．５μｍが好ましい。フィルターシートの厚さ
は、装置の大きさに依存するが、１ｍｍ以下が好まし
い。より好ましいｗ，ｄ，ｃの比は、ｗ：ｄ：ｃ＝２０
〜６０：２〜６：３〜５０であり、最も好ましいｗ，
ｄ，ｃの比は、ｗ：ｄ：ｃ＝２４：５：１２である。

【００１１】ハウジング１５は、折り畳まれたフィルタ
ーシート２２を格納しうる形状で、さらに、折り畳まれ
たフィルターシートの一方の面２３とハウジングの正面
８とが形成する第１の空間を血液流入側の空間とし、フ
ィルターシートの他方の面２４とハウジングの背面９と
が形成する第２の空間を濾液流出側の空間として用いう
る寸法で設計される。ハウジング１５はまたフィルター
シート２２を折り畳まれた状態で固定し第１の空間と第
２の空間を適切に確保するための保持手段を有していて
もよく、保持手段はハウジングに設けられた溝や、突起
や、折り畳まれた部分平面の連続方向に延在する単数又
は複数本の支え棒であってもよい。流入側網３０と濾液
側網３２を設ければ、フィルターシート２２の固定と血
液成分中の粗大な成分の除去とを行うことができる。

【００１２】ハウジング１５の材質は特に限定されるも
のではないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリスルホン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ
エステル、ナイロン、ポリカーボネート等が例示され、
耐熱耐滅菌性の理由からポリカーボネートが好ましい。

【００１３】特に、本発明の血液処理装置が、全血を血
球成分と血漿成分に分離する血漿分離を行なう処理装置
の場合、フィルターシート２２の全血流入側にメッシュ
材が積層されることが好ましく、このメッシュ材は限定
されるものではないが、１厚み１００μｍ〜４００μｍ、目付１０〜４５ｇ／
ｍ²、フィラメントカウントがロールディレクションで
２１以下、クロスディレクションで１３以下のメッシュ
が望ましい。２材質がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビ
ニール、ポリスルホン、ポリ四フッ化エチレン、ポリエ
ステル、ナイロンであるメッシュ材が好ましい。ここで言うロールディレクションとは、ロール巻方向に
おいて１インチ当たりのフィラメントの本数を示し、ク
ロスディレクションとは、ロール巻き方向と直角方向で
の１インチ当たりのフィラメント本数を示す。フィルタ
ーシートの全血流入側に上記のメッシュ材が積層され
て、所定形状に折り畳まれることにより、本発明装置の
特定の処理能力を向上させることができる。

【００１４】また、本発明が血球と血漿の分離を行なう
処理装置の場合、フィルターシート２２の濾液側に不織
布が積層されていてもよく、好ましくは、１厚み１０
０μｍ〜４００μｍ、目付５〜５０ｇ／ｍ²の不織布で
あり、２材質がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
塩化ビニール、ポリスルホン、ポリ四フッ化エチレン、
ポリエステル、ナイロンである不織布が例示されるが、
これらに限定されない。

【００１５】本発明の血液処理装置が血液中の特定のウ
ィルス等を除去して血液を浄化する血液処理装置である
場合には、フィルターシート２２の血液流入側および／
または濾液側に不織布が積層されていてもよい。好まし
くは、血液流入側から濾液側に不織布−多孔質膜−不織
布、メッシュ材−多孔質膜−不織布と多層にしてもよ
く、不織布は、１厚み１００μｍ〜４００μｍ、目付
５〜５０ｇ／ｍ²の不織布であり、２材質がポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニール、ポリスルホ
ン、ポリ四フッ化エチレン、ポリエステル、ナイロンで
ある不織布が例示されるが、これらに限定されない。

【００１６】本発明の血液処理装置は、血液中のＨＩＶ
等の特定のウィルスを除去して血液を浄化する血液浄化
装置や、全血中の血球と血漿とを分離する血球分離、血
漿分離装置として用いることができ、また輸血成分から
白血球を除く白血球分離装置等として利用することがで
きる。

【００１７】また、本発明のフィルターシート２２は、
選択的吸着機能を有していてもよい。本発明における選
択的吸着機能とは、フィルター表面を処理することによ
って特定の成分、物質を吸着したり不活化する機能をい
い、その処理方法は、公知のいずれの方法でもよい。詳
しく例示するならば、血中のＨＩＶ，ＨＣＶ，ＨＢＶ等
のウィルスやエンドトキシン、ＬＤＬ等の病因物質を吸
着したり、不活化する機能を指し、フィルターシートの
表面処理方法としては特開平７−１３６２５７号公報に
実施例として記載されているプラズマ重合やコーティン
グによって表面を改質し、ポリエチレンイミンを固定す
る方法等が挙げられる。

【００１８】また、フィルターシート表面に抗凝固活性
物質と塩を形成していない遊離のアミノ基と抗凝固活性
物質と塩を形成しているアミノ基とを有していてもよ
い。好ましくはポリエチレンイミン、ポリプロピレンイ
ミン等のポリアミン化合物を非水逆滴定による測定で遊
離のアミノ基として０．１×１０^-4ｅｑ／ｇ超、より好
ましくは０．１×１０^-4超〜３×１０^-4ｅｑ／ｇを、フ
ィルターシート表面に固定させ、さらにヘパリン等の抗
凝固活性物質と塩を構成させれば、ＨＩＶ陽性患者から
採血した血液の感染価を検出限界以下とすることができ
る。

【００１９】

【実施例】ここでは、血漿分離を目的とする場合の血漿
分離装置と白血球除去装置を例に挙げて本発明装置の実
施例を説明するが本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００２０】（実施例１〜６，比較例１〜３)親水化処
理を行った平均孔径０．４５μｍ、膜厚８０μｍのポリ
プロピレン製多孔質平膜を、厚み２００μｍ、目付け２
７ｇ／ｍ²、フィラメントカウントのロールディレクシ
ョンが２１、クロスディレクションが１３のポリプロピ
レン製メッシュ材と、厚み１５０μｍ、目付け１５ｇ／
ｍ²ポリプロピレン製不織布の間に挟み込むようにして
プリーティングマシンによりプリーツ状に加工した。加
工した膜は、ｃ＝９ｍｍ、ｄ、ｗがそれぞれ表１に示す
所定の寸法になるように切断し、血液流入側をメッシュ
材となるように配置し、血漿分離装置のケースに収め
た。本装置を用いて、ウシ新鮮血による血漿分離性能の
評価を行った。血流量７ｍｌ／ｍｉｎ、採漿速度１．７
５ｍｌ／ｍｉｎの条件で血漿分離を行ったところ、実施
例１においては、６時間にわたってＴＭＰ(transmembra
ne pressure)の上昇が５０ｍｍＨｇ以下と小さく、安定
した血漿分離が行えた。図４に実施例１のＴＭＰの経時
的変化を比較例１と比較して示す。比較例１でＴＭＰが
急激に上昇することは、血漿分離装置内で詰まりが生じ
たり、流路が塞がれて装置内の圧力が上昇していること
を示している。

【００２１】表１ｄ（ｍｍ）ｗ（ｍｍ）ｗ／ｄ血漿分離可能時間（ｈ）実施例１２５１２０４.8 ６実施例２２０１４０７.0 ３実施例３２０１２０６.0 ３実施例４２０６０３.0 ３実施例５５０１６０３.2 ３比較例１２０２００１０１比較例２２０４０２１比較例３４０８０２１

【００２２】実施例１に用いた平膜は、２５ｍｍのプリ
ーツ高さで、プリーツ加工すると、２５×９×１２０ｍ
ｍの大きさであった。したがって実施例１の血液処理装
置（血漿分離装置）はこのような小型の装置とすること
が可能であった。一方、実施例１の平膜は、プリーツ加
工を行わなければ１２０ｍｍ×７００ｍｍの大きさであ
ったので、もし本発明の装置として所定の寸法でプリー
ツ加工しなければ平面がこの大きさの大型の装置が必要
であった。

【００２３】（実施例６）実施例１と同様の条件で、ｄ
＝２５ｍｍ、ｗ＝１２０ｍｍ、ｗ／ｄ＝４．８でｃを以
下の条件に変えて血漿分離を行ったところ、いずれも３
時間−６時間の血漿分離が行えた。ｃ(mm) 展開したフィルターシートの長手方向寸法Ｆ(mm) ｃ／Ｆ(%) ９７００１．３６０８００００．７５２５１４８０１．７

【００２４】（比較例４)実施例１で用いたプリーツ状
に加工した平膜は円筒状にすると、内寸法、直径５０ｍ
ｍ、長さ１２０ｍｍの円筒状ケースに収納しなければな
らない。そこで実施例１と同じフィルターシートを用い
て、作成した円筒状モジュールで血漿分離を実施例１の
条件で行ったが、実験開始直後に血漿分離できなくなっ
た。

【００２５】（実施例７）特開平７−１３６２５７号公
報の実施例１に記載の血液流路形成体の製法にもとづい
て作成した基材表面をカチオン化処理された平均孔径
０．４５μｍ、のポリプロピレン製多孔質膜を実施例１
と同様に厚み１５０μｍ、目付け１５ｇ／ｍ ²ポリプロ
ピレン製不織布の間に挟み込むようにしてプリーティン
グマシンによりプリーツ状に加工した。加工した膜は、
膜面積０．０７ｍ²になるように切断し、ケースに収め
た。本血液処理装置を用いてＨＩＶを含む血漿からＨＩ
Ｖ除去を行なった。ＨＩＶ含有ヒト血漿は、ＨＩＶ−１
（ＨＴＬＶ−ＩＩＩＢ）をＰＨＡ１μｇ／ｍｌ含むＲＰ
ＭＩ１６４０（２０％ＦＣＳ含有）中にて３７℃, ５％
ＣＯ₂インキュベータで培養し超遠心によってＨＩＶを
精製後、ヒト血漿に添加した。このＨＩＶ含有ヒト血漿
を本装置に流して装置通過前後のｐ２４抗原量をセルラ
ープロダクツ社製ＨＩＶ−１ｐ２４Ａｎｔｉｇｅｎ
ＥＬＩＳＡｋｉｔによって測定し、以下の結果を得
た。装置通過前(p24 Ag pg/ml) 装置通過後（p24 Ag pg/ml）１，２００１０．５

【００２６】（実施例８）実施例７と同様に基材表面を
カチオン化処理された平均孔径５μｍのポリウレタン多
孔質膜を厚み１５０μｍ、目付け１５ｇ／ｍ²ポリプロ
ピレン製不織布の間に挟み込むようにしてプリーティン
グマシンによりプリーツ状に加工した。加工した膜は、
膜面積０．０７ｍ²になるように切断し、血液入り口側
に不織布が配置されるようにケースに収めた。健康人の
ＣＰＤ加新鮮血から調整した赤血球濃厚液（白血球：
３．０×１０³〜５．０×１０³／μｌ，血小板：１．
０×１０⁵〜３．０×１０⁵／μｌ，赤血球：３．０×
１０⁶〜５．０×１０⁶／μｌ）を本装置に流して装置
通過前後の白血球数および血小板数を自動血球計算装置
によって測定した。その結果、プリーツ状に加工しても
以下で示す高い除去性能が得られた。白血球除去率（％）血小板除去率（％）９９．９９９．２白血球除去率(%) ＝（１-(装置出口白血球数／装置入り口白血球数))×100 血小板除去率(%) ＝（１-(装置出口血小板数／装置入り口血小板数))×100

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、プリーツ状に膜を加工
する際の寸法を特定範囲にすることによって、長時間安
定した血液処理性能が維持可能な血液処理装置が実現で
きる。また本発明装置は、血液浄化、血漿分離や血球分
離に優れた効果を実現することができ、かつ装置を小型
化できるため経済的にも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の血液処理装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図２】図１の装置の側面を説明する模式図である。

【図３】フィルターシートを示す斜視図である。

【図４】実施例１◆と比較例１■の結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１血液処理装置２血液入口４血液出口６濾液出口８正面９背面１０右側面１１左側面１２上面１３下面１５ハウジング１８部分平面１９第２の部分平面２０第３の部分平面２２フィルターシート２３一方の面２４他方の面３０流入側網３２濾液側網３４第１の空間（流入側）３６第２の空間（濾液側）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】矩形のフィルターシートをその長手方向に
折り畳み、山折りと谷折りとを繰り返して同一形状の部
分平面を連続して形成し、折り畳まれた該フィルターシ
ートを該部分平面と略同一寸法の内面を有する直方体の
ハウジング内に格納して、ハウジング内の空間を該フィ
ルターシートによって２分し、第一の空間には血液入口
と血液出口とを備え、第二の空間には濾液出口を備えた
装置において、該部分平面同士が隣接する辺を横とした
時、縦（ｄ）横（ｗ）の長さ比（ｗ／ｄ）が２超１０以
下であることを特徴とする血液処理装置。
【請求項２】前記部分平面が連続する距離をｃとしたと
き、ｃの寸法が展開した前記フィルターシートの長手方
向寸法Ｆの０．５〜２％である請求項１に記載の血液処
理装置。
【請求項３】前記フィルターシートが、メッシュ材、多
孔質材および不織布から選ばれる少なくとも２以上の多
層材である請求項１または２に記載の血液処理装置。
【請求項４】前記フィルターシートが選択的吸着機能を
有する請求項１ないし３のいずれかに記載の血液処理装
置。
【請求項５】前記フィルターシートにポリアミン化合物
が固定化されている請求項１ないし４のいずれかに記載
の血液処理装置。