説明

血液処理装置

【課題】透析液ポート入口7.1から分岐した迂回流と弱体流を、中空糸膜4領域入口付近にほとんど時間差がなく到達させることで、透析液の流量にムラ、バラツキがなく、均一化することができる血液処理装置を提供すること。
【解決手段】当該ハウジング(2)の前記透析液ポート入口(7.1)に対応する位置に、基端部が前記ハウジング(2)内に固定される共に、先端部が前記ハウジング(2)の長さ方向に沿って延設される障害部材(11)を設け、当該障害部材(11)と前記ハウジング(2)の間に形成される空間(S)内に、前記透析液ポート入口(7.1)から導入される透析液を衝突させて、当該透析液ポート入口(7.1)と反対側の前記ハウジング(2)壁面方向へ迂回しようとする前記透析液の流れの少なくとも一部を弱体化させる迂回緩和部(12)を形成した血液処理装置(1)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、血液透析、血液透析ろ過等に用いる血液処理装置であって、中空糸膜をハウジング(「ケーシング」ともいう)の内部に装填した血液処理装置の改良に関し、ハウジング内に流入する透析液の流れを改良した血液処理装置に関する。特にハウジングに形成した障害部材(「バッフル板(筒)」ともいう)の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
血液処理装置は、ハウジングの断面方向(半径方向ともいう)方向の端部に、透析液ポート(入口と出口の二箇所)を装着し、透析液ポート入口(「注入口」ともいう)からハウジング内に導入される透析液の流れにより、中空糸膜にダメージを与えないように、ハウジングの透析液ポート入口に対応する位置に、障害部材を配置している。当該障害部材として以下の発明が開示されている。
【0003】
特許文献1(特開2000−350781号公報、要約、段落[0014]、図3、図4)には、基端部がケーシングの内周面に固定されると共に、先端部がケーシングの開口部に向かうバッフル板(3)を設け、該バッフル板は、先端が樹脂層部(固定材)内に届く長さを有し、ケーシングの内壁と所定の間隔を開けて透析液の注入口(及び流出口)を覆う舌片状に形成し、製造時に中空糸がバッフル板に固着されることを防止できる発明が開示されている。
前記バッフル板(3)には、基端部に樹脂組成物流動案内溝(14)を形成し、ケーシング内に樹脂組成物を注入する際に、当該樹脂組成物が拡散しないように、前記バッフル板の透析液の注入口と対向する壁面に、複数の突堤(13)を形成した旨が記載されている。
【0004】
特許文献2(特開2006−116134号公報、要約、段落[0011]、図2から図4)には、バッフル板(41)は基端部がケーシング(2)の内表面に固定されるとともに、先端部がケーシング(2)の開口端部に向けて延出され、バッフル板(41)の内表面に、中空糸束(5)側へ向けて突出した突起部(42)を、バッフル板(41)の幅方向の一側から他側に亘って形成し、樹脂液の這い上がりが生じても緩衝板と中空糸束の一部とが固着することなく、中空糸膜の損傷を回避できる発明が開示されている。
特許文献2では、バッフル板(41)は、ケーシング(2)の全周に形成されている。
【0005】
特許文献3(特開2006−7180号公報、特許請求の範囲、図2から図5)には、ケーシングの両端近傍に形成された出入口並びに中空糸膜束外壁及びケーシング内壁により形成される空間からなる(第二の)流路を有する中空糸膜濾型過器において、(第二の)流路における中空糸膜束の周方向の流体の流れを遮る障害物を備えており、障害物が、筒型ケーシングに設けた櫛の歯状のカラーである。これらにより、流れの圧力損失を大きく増やさず、中空糸膜に損傷をあたえない流れとする発明が開示されている。
【0006】
特許文献4(特開2004−154772号公報、要約、図3、図4)には、隔壁に、ケーシング筒の筒軸に対して斜交する方向に延在するスリットを備えたバッフル筒を内在させ、隔壁部材がケーシング筒から剥離したり抜けたりすることを防止することができる発明が開示されている。
【0007】
【特許文献1】特開2000−350781号公報(要約、段落[0014]、図3、図4)
【特許文献2】特開2006−116134号公報(要約、段落[0011]、図2から図4)
【特許文献3】特開2006−7180号公報(特許請求の範囲、図2から図5)
【特許文献4】特開2004−154772号公報(要約、図3、図4)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明が解決しようとする問題点は、
特許文献1では、「舌片状」(バッフル板)の先端部が樹脂層部(固定部材ともいう)まで届いており、注入口から注入した透析液がバッフル板に当たって左右方向に分散されるようにしているが、透析液が中空糸膜領域に流入する際、均一にならず、流量にムラが出来やすいことが懸念される点である。
特許文献2では、バッフル板(41)は、全周に形成されている。このため、注入口から注入した透析液は、バッフル板に衝突して迂回するように中空糸膜領域に流入するので、透析液が中空糸膜に流入する際、均一にならず、流量にムラが出来やすいことが懸念される点である。
特許文献3の「櫛の歯状のカラー」と、特許文献4の「スリットを備えたバッフル筒」では、中空糸膜をハウジングに挿入する際、中空糸膜が「歯状のカラー」、「スリット」に引っかかることが想定され、最悪の場合、中空糸膜が破損する懸念がある点である。
【課題を解決するための手段】
【0009】
そこで、本発明者は以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、次の発明に到達した。
[1]本発明は、ハウジング(2)の内部に、前記ハウジング(2)の長さ方向に沿って中空糸膜(4)を配置し、
当該中空糸膜(4)端部を固定材(3)により前記ハウジング(2)端部内面に固定し、
当該ハウジング(2)の前記長さ方向と交差する断面方向の端部に、透析液ポート入口(7.1)と透析液ポート出口(7.2)を装着し、
当該ハウジング(2)の長さ方向の両端部に、血液ポート入口(5.1)と血液ポート出口(5.2)を装着し、
当該ハウジング(2)の前記透析液ポート入口(7.1)に対応する位置に、基端部が前記ハウジング(2)内に固定されると共に、先端部が前記ハウジング(2)の長さ方向に沿って延設される障害部材(11)を設け、
当該障害部材(11)と前記ハウジング(2)の間に形成される空間(S)内に、前記透析液ポート入口(7.1)から導入される透析液を衝突させて、当該透析液ポート入口(7.1)と反対側の前記ハウジング(2)壁面方向へ迂回しようとする前記透析液の流れの少なくとも一部を弱体化させる迂回緩和部(12)を形成した、血液処理装置(1)を提供する。
[2]本発明は、前記障害部材(11)の外周部に、複数の前記迂回緩和部(12)を形成した、[1]に記載の血液処理装置(1)を提供する。
[3]本発明は、前記障害部材(11)と対向するハウジング(2)の内壁面に、複数の前記迂回緩和部(12)を形成した、[1]に記載の血液処理装置(1)を提供する。
[4]本発明は、前記迂回緩和部(12)を、前記ハウジング(2)の断面の中心(C1)と前記透析液ポート入口(7.1)の中心(C2)を結んだ線と、前記中心(C1)からハウジング(2)の円周方向に引いた線の交差する角度(θ)が、反時計回りに、0°を超え90°未満の間に少なくとも一箇所と、270°以上から360°未満の間に少なくとも一箇所配置した、[1]から[3]のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)を提供する。
【0010】
[5]本発明は、前記迂回緩和部(12)を、前記ハウジング(2)の断面の中心(C1)と前記透析液ポート入口(7.1)の中心(C2)を結んだ線を中心に、左右対象に配置した、[1]から[4]のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)を提供する。
[6]本発明は、前記迂回緩和部(12)は、前記角度(θ)が、反時計回りに、30°以上から60°以下の間に少なくとも一箇所と、300°以上から330°以下の間に少なくとも一箇所配置した、[1]から[5]のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)を提供する。
[7]本発明は、前記迂回緩和部(12)を、前記角度(θ)が、反時計回りに、90°を超え270°未満の間にもさらに少なくとも一箇所配置した、[1]から[6]のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)を提供する。
【発明の効果】
【0011】
〈1〉透析液が透析液ポート入口7.1から中空糸膜4領域へ流入する際、透析液ポート入口7.1からハウジング2内に流入した透析液は、特許文献2と同様に、障害部材11に衝突して、透析液ポート入口7.1と反対側のハウジング2壁面方向に向けて、迂回しながら中空糸膜4領域に流入する(以下、「迂回流」)が、途中で障害部材11の外周部に形成した複数の迂回緩和部12に衝突する。
これらの衝突した透析液の流れの少なくとも一部は弱体化(以下、「弱体流」)し、(透析液ポート入口7.1と反対側のハウジング2壁面方向へ迂回することなく)当該迂回緩和部12の位置から中空糸膜4領域に流入する。
そして、透析液ポート入口7.1から分岐した迂回流と弱体流は、中空糸膜4領域入口付近にほとんど時間差がなく到達する。
これにより、本発明は透析液ポート入口7.1から分岐した迂回流と弱体流は、中空糸膜4領域入口付近にほとんど時間差がなく到達する。
このため透析液の流量にムラ、バラツキがなく、均一化することができる。
(後述する実施例参照、なお、迂回緩和部12を設けない場合は、前記迂回流が主流となる傾向があるので、流量にバラツキが生じることが懸念される。)
〈2〉本発明の血液処理装置1では、請求項1から請求項3のように、中空糸膜4をハウジング2内に挿入する時、中空糸膜4が通過する際に接触する可能性のある箇所を避けて、迂回緩和部12を形成しているので、特許文献3の「櫛の歯状のカラー」、特許文献4の「スリット」のように、中空糸膜が引っかかる部分がない。このため中空糸膜4をハウジング2内に挿入する際、破損する懸念が解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1は、本発明の血液処理装置1の全体側面図、図2は、本発明の血液処理装置1の一部拡大断面図、図3は図2のA矢視図、図4は図3のB拡大図(迂回緩和部12の一例を示す拡大図)、図5は障害部材11に、各迂回緩和部12を配置する例を記載したモデル図、図6は障害部材11に、各迂回緩和部12を、符号AからGを付した位置にそれぞれ配置した実施例のモデル図、図7は、図6の各迂回緩和部12の配置例の流動解析結果の概略図である。
本発明では、ハウジング2の長さ方向を第一方向X、前記第一方向Xと交差する断面(横断する)方向を第二方向Yと記載する。ハウジング2は、第二方向Yに第一方向Xにのびる中心C1を有する。
また前記第一方向Xにおいて、血液ポート入口5.1を装着した方向を第一X1方向、血液ポート出口5.2を装着した方向を第一X2方向と記載する。
また前記第二方向Yにおいて、透析液ポート入口7.1と透析液ポート出口7.2を装着した方向を第二Y1方向、透析液ポート入口7.1と透析液ポート出口7.2を装着していない、第二Y1方向と略180°反対側方向を第二Y2方向と記載する。
【0013】
本発明の血液処理装置1は、ハウジング2の内部に、ハウジング2の第一方向Xに沿って中空糸膜4を配置し、当該中空糸膜4端部を固定材3によりハウジング2内に固定し、当該ハウジング2の第二Y1方向端部に、透析液ポート入口7.1と透析液ポート出口7.2を装着し、当該ハウジング2の第一方向Xの両端部に、血液ポート入口5.1と血液ポート出口5.2を装着している。
さらに詳述すれば、ハウジング2は、小径部2.1と当該小径部2.1の両側に移行部2.3を介して形成された大径部2.2を有する。大径部2.2の側部に透析液ポート入口7.1を装着している。
当該ハウジング2の透析液ポート入口7.1側に対応する位置に、基端部がハウジング2の内周面に固定されると共に、先端部がハウジング2の第一X2方向(血液ポート出口5.2側)に向けて延設される障害部材11を設けている。
障害部材11は、略環状(または略筒状)に形成され、基端部はハウジング2内の小径部2.1の第一X2方向の端部に固定されている。
【0014】
本発明の血液処理装置1の特徴は、障害部材11とハウジング2の間に形成される空間S内に、透析液ポート入口7.1から導入される透析液の迂回緩和部12を形成した点である。
迂回緩和部12は、好ましくは、障害部材11の外周部に、複数形成するのが良い。なお迂回緩和部12は、透析液ポート入口7.1と重ならない位置に形成される。
また迂回緩和部12は、障害部材11と対向するハウジング2の内壁面に、複数形成することができる。この場合も迂回緩和部12は、透析液ポート入口7.1と重ならない位置に形成される。
【0015】
本発明の複数の迂回緩和部12の役割は、透析液ポート入口7.1から流入する透析液を衝突させて、第二Y2方向(透析液ポート入口7.1と反対側のハウジング2壁面方向)へ迂回しようとする流れ(以下、迂回流)の一部を弱体化(以下、「弱体流」)させ、この弱体流を迂回緩和部12の位置から中空糸膜4領域に流入させることである。
これにより、本発明は透析液ポート入口7.1から分岐した迂回流と弱体流は、中空糸膜4領域入口付近にほとんど時間差がなく到達する。これにより透析液の流量にムラ、バラツキがなく、均一化することができる。
【実施例】
【0016】
障害部材11に形成する迂回緩和部12の配置例とその効果について詳述する。
ハウジング2は、大径部2.1の径:50mm、障害部材11の径:40mm、幅:8mmのものを使用した。
迂回緩和部12は、図2、3、4に記載しているように、ハウジング2の第一方向Xに沿って、台形状の突部を形成し、高さHは、0.5mm、第一方向Xの長さLは、6mm、幅は、底辺W1:1.6mm、上辺W2:1.0mmに形成した。
迂回緩和部12は、図6に示すように、配置位置と配置数を実施例(a)から(d)、(f)のように代えて、パルスレスポンスD(透析液)側流動解析(A社、W大学で実施している解析方法)により、各ケースの流動状態を確認した。
配置間隔は、ハウジング2の断面の中心C1と透析液ポート入口7.1の中心C2を結んだ線Lと、中心C1からハウジング2の円周方向に引いた線が交差する角度θで表すと、反時計回りに45°(位置A)、90°(位置B)、135°(位置C)、180°(位置D)、225°(位置E)、270°(位置F)、315°(位置G)の位置に、45°間隔で配置した。ハウジング2の円周方向とは、ハウジング2断面の中心C1からハウジング2断面の外周方向を意味する。
実施例(a):B−F
実施例(b):B−D−F
実施例(c):B−C−D−E−F
実施例(e):A−B−C−D−E−F―G、
実施例(g):A−C−E−G
図7は、図6のパルスレスポンスD(透析液)側流動解析(A社、W大学で実施している解析方法)結果の概略図である。
【0017】
パルスレスポンスD(透析液)側流動解析は、次のように実施した。モジュール化したハウジング2の透析液ポート入口7.1側に、送液ポンプを装着した液体導入チューブを接続し、透析液ポート入口7.1側に液体排出チューブを接続した。
液体導入チューブより、所定濃度の朱墨を添加した蒸留水をハウジング2内に導入し、所定の時間経過単位毎に、液体排出チューブより、各試験管に採取した。各試験管に採集した蒸留水の朱墨の濃度を分光高度計で測定した。
図7では、縦軸の「吸光度」の値が大きく、横軸の「無次元時間」の幅が短いほど、一度にまとまった時間で透析液が排出されることを示し、流量にムラ、バラツキがなく、均一化できることを示している。
他方、縦軸の「吸光度」の値が小さく、横軸の「無次元時間」の幅が広いほど、バラバラの時間で透析液が排出されることを示し、流量にムラ、バラツキがあり、不均一に排出されることを示している。
【0018】
図7から流動性は、実施例(g):A−C−E−G、実施例(e):A−B−C−E−F―G、実施例(c):B−C−D−E−F、実施例(b):B−D−F、実施例(a):B−Fの順に良いことが確認できた。全ての実施例において、比較例(迂回緩和部12を全く配置していないもの)よりも良い結果が得られることが確認できた。
図7の結果より、迂回緩和部12は、少なくとも反時計回りに、0°を超え90°未満の間に少なくとも一箇所と、270°以上から360°未満の間に少なくとも一箇所配置すれば良いことが確認できた。
また、透析液が血液ポート入口7.1から流入する方向(0°の位置)を考慮すると、前記のように少なくともそれぞれ一箇所配置した迂回緩和部12は、ハウジング2の断面の中心C1と透析液ポート入口7.1の中心C2を結んだ線を中心に、左右対象に配置されておればよい。
【0019】
少なくとも反時計回りに、それぞれ45°(位置A)と315°(位置G)に二箇所配置すれば良い効果が得られることが確認された。
これらの配置位置は、前後に±15°の間でも実質的に同様の効果がえられると考えられる。
すなわち、30°以上から60°以下の間に少なくとも一箇所と、300°以上から330°以下の間に少なくとも一箇所、それぞれ配置すれば有効である。
なお透析液ポート入口7.1に、あまり近い位置のみ(0°以上で30°未満または330°を超え360°以下の間)に配置しても、弱体流が早く発生しすぎて、流量が均一になりにくので、好ましくない。
逆に、透析液ポート入口7.1からあまり遠い位置のみ(60°を超えて180°以下までの間または180°以上から300°未満の間)に配置しても、弱体流よりも迂回流のほうが優勢となり、流量が均一になりにくい。迂回緩和部12としての機能を果たさなくなるので、好ましくない。
【0020】
実施例(g)は、実施例(c)より、配置数は少ないが、実施例(c)より良い結果が得られている。これは透析液ポート入口7.1に近い、位置Aと位置Gに配置しているためと考えられる。
また、45°(位置A)から315°(位置G)の間に、迂回緩和部12をあまり多く配置しても、効果はさほど向上しないことが確認できた。実施例(e)は、実施例(g)より45°(位置A)から315°(位置G)の間の配置数は多いが、実施例(g)のほうが、実施例(g)より良い結果が得られている。
また、図7から実施例(g):A−C−E−Gの迂回緩和部12を、反時計回りに45°(位置A)、135°(位置C)、225°(位置E)、315°(位置G)の位置に、90°の間隔で4箇所配置した実施例が、透析液の流れ性向上に最も好ましいことが確認された。
【0021】
実施例(a)ように、あまり配置数が少ないよりも、実施例(b)のように、さらに180°(位置D)に、配置するとわずかであるが、効果が向上することが確認できた。
迂回緩和部12は、透析液ポート入口7.1からあまり遠い位置のみ:180°(位置D)に配置しても、迂回緩和部12としての機能を果たさなくなるので、好ましくないが、実施例(b)、(c)、(e)、(f)のように、0°を超え90°以下の間に少なくとも一箇所と、270°以上から360°未満の間に少なくとも一箇所配置した場合は、さらに、180°(位置D)に配置しても良い。
【0022】
迂回緩和部12の形状は、図2、3、4の例示では、台形状の突部を形成しているが、本願発明では、これらの形状に限定されない。
要するに、本願発明では、迂回緩和部12は、障害部材11とハウジング2の間に形成される空間S内に配置され、透析液ポート入口7.1から導入される透析液を衝突させて、透析液ポート入口7.1と反対側のハウジング2壁面方向へ迂回しようとする透析液の流れの少なくとも一部を弱体化させることができる機能を有すればよい。
したがって、迂回緩和部12は、障害部材11の外周面またはハウジング2の内周面より突出した形状を有し、本願発明の前記記載の効果と実質的に同様の効果を奏することができる形状であれば何でもよい。例えば、リブ状、畝状、かまぼこ状、半円状、長方形状等が挙げられる。
また迂回緩和部12の高さH、長さL、幅等も、本願の前記説明、図面に記載したものに限定されない。前記迂回緩和部12と同様の役割を果たし、本願発明と実質的に同様の効果を奏することができれば、どのように形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の血液処理装置1の全体側面図
【図2】本発明の血液処理装置1の一部拡大断面図
【図3】図2のA矢視図
【図4】図3のB拡大図(迂回緩和部12の一例を示す拡大図)
【図5】障害部材11に、各迂回緩和部12を配置する例を記載したモデル図
【図6】障害部材11に、各迂回緩和部12を、符号AからGを付した位置にそれぞれ配置した実施例のモデル図
【図7】図6の各迂回緩和部12の配置例の流動解析結果の概略図
【符号の説明】
【0024】
1 血液処理装置
2 ハウジング
2.1 小径部
2.2 大径部
2.3 移行部
3 固定材
4 中空糸膜
5.1 血液ポート入口
5.2 血液ポート出口
7.1 透析液ポート入口
7.2 透析液ポート出口
11 障害部材
12 (障害部材)迂回緩和部
S 空間


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング(2)の内部に、前記ハウジング(2)の長さ方向に沿って中空糸膜(4)を配置し、
当該中空糸膜(4)端部を固定材(3)により前記ハウジング(2)端部内面に固定し、
当該ハウジング(2)の前記長さ方向と交差する断面方向の端部に、透析液ポート入口(7.1)と透析液ポート出口(7.2)を装着し、
当該ハウジング(2)の長さ方向の両端部に、血液ポート入口(5.1)と血液ポート出口(5.2)を装着し、
当該ハウジング(2)の前記透析液ポート入口(7.1)に対応する位置に、基端部が前記ハウジング(2)内に固定されると共に、先端部が前記ハウジング(2)の長さ方向に沿って延設される障害部材(11)を設け、
当該障害部材(11)と前記ハウジング(2)の間に形成される空間(S)内に、前記透析液ポート入口(7.1)から導入される透析液を衝突させて、当該透析液ポート入口(7.1)と反対側の前記ハウジング(2)壁面方向へ迂回しようとする前記透析液の流れの少なくとも一部を弱体化させる迂回緩和部(12)を形成した、ことを特徴とする血液処理装置(1)。
【請求項2】
前記障害部材(11)の外周部に、複数の前記迂回緩和部(12)を形成した、ことを特徴とする請求項1に記載の血液処理装置(1)。
【請求項3】
前記障害部材(11)と対向するハウジング(2)の内壁面に、複数の前記迂回緩和部(12)を形成した、ことを特徴とする請求項1に記載の血液処理装置(1)。
【請求項4】
前記迂回緩和部(12)を、前記ハウジング(2)の断面の中心(C1)と前記透析液ポート入口(7.1)の中心(C2)を結んだ線と、前記中心(C1)からハウジング(2)の円周方向に引いた線の交差する角度(θ)が、反時計回りに、0°を超え90°未満の間に少なくとも一箇所と、270°以上から360°未満の間に少なくとも一箇所配置した、ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)。
【請求項5】
前記迂回緩和部(12)を、前記ハウジング(2)の断面の中心(C1)と前記透析液ポート入口(7.1)の中心(C2)を結んだ線を中心に、左右対象に配置した、ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)。
【請求項6】
前記迂回緩和部(12)は、前記角度(θ)が、反時計回りに、30°以上から60°以下の間に少なくとも一箇所と、300°以上から330°以下の間に少なくとも一箇所配置した、ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)。
【請求項7】
前記迂回緩和部(12)を、前記角度(θ)が、反時計回りに、90°を超え270°未満の間にもさらに少なくとも一箇所配置した、ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の血液処理装置(1)。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−148654(P2010−148654A)
【公開日】平成22年7月8日(2010.7.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−329731(P2008−329731)
【出願日】平成20年12月25日(2008.12.25)
【出願人】(000200035)川澄化学工業株式会社 (103)
【Fターム(参考)】