(57)【要約】      （修正有）【課題】体内に埋め込み、あるいは携帯して長期間連続使用できる小型の体液浄化装置の開発に伴う問題、すなわち（イ）大量の透析液が必要、（ロ）回路の凝血を防止する抗凝固薬の持続的注入が必要、（ハ）濾過膜に蛋白質などが粘着するため膜寿命が短い、という問題を克服する。【解決手段】濾過液としてリンパ液、腹水、あるいは血漿を利用、これに濾過膜を介して交互に陽圧、陰圧を加えることによって、濾過と再吸収を行い、粘着物を除去するとともに、尿毒素物質の多く含まれた濾過液を得て、尿道から自尿として排泄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液濾過または血液濾過透析のモジュール、すなわち「カプセル状の容器の内部に、中空糸膜型もしくは平板型の透析膜が充填され、その両端部が硬化性樹脂により容器両端部にポッティング状に液密加工されて、容器両端部で開口端面となっており、それぞれの開口端面が体液を導入または導出するカニューレと接続しており、各カプセル状容器の濾過液コンパートメントを構成する面が複数個の開口部を備えたモジュール」を直列、あるいは並列に複数個接続した体液浄化装置で、次を備えたもの。
（イ）モジュールの開口端面に設けられた「体液を導入するカニューレ」の少なくとも１つは、赤血球を含まない体液、すなわちリンパ液、腹水、あるいは血漿を導入するカニューレである。
（ロ）モジュール間が「容器端部に設けられた開口端面」同士をつなぐ回路によって接続している。
（ハ）各モジュールの「濾過液コンパートメントを構成する容器面」には開口部が１つ以上あり、その少なくとも１つは、他モジュールの「濾過液コンパートメントを形成する容器面」に設けられた開口部と「送液ポンプを有する回路」によって接続している。
（ニ）モジュールの「濾過液コンパートメントを形成する容器面」に設けられた開口部の少なくとも１つは濾過液排出口となっている。
（ホ）透析膜には「溶質濾過能の異なる２種類以上の膜」が用いられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】医学、血液浄化
【背景技術】
【０００２】血液透析患者数は世界的に増加を続けており、わが国でも約２７万人に達している。患者の多くは専門施設に通院し、週３回の体外循環式血液透析を受けている。各回の透析には３ないし４時間が必要であり、身体的、時間的、経済的負担が大きい。【０００３】埋め込み型の血液透析装置の必要性については、数十年前より指摘されてきた。現在最も期待されている「再生医療による腎移植」の実用化には、今後さらに数十年を要すると予測される。本発明は既存の技術を組み合わることによって、長年月を費やすことなく、尿毒素物質の濃縮という新しい機能を有する小型の「埋め込み可能な体液浄化装置」を開発し、施設で行われる体外循環式血液透析の機能の一部を代替することを目的としている。これにより施設での透析回数や所要時間が削減されることが期待される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】体内に埋め込み可能で、長期間連続使用できる「小型の体液浄化装置」の開発に際しては、次の問題を克服する必要がある。１．大量の透析液が必要。２．回路の凝血を防止する抗凝固薬の持続的注入が必要。３．濾過膜に蛋白質などが粘着するため、膜寿命が短い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】濾過する体液として、赤血球を含まないリンパ液、腹水、あるいは血漿を利用、これに濾過膜を介して陽圧、陰圧（ゼロ圧も含む）を経時的に交互に加え、濾過と再吸収を行う。この方法により粘着物を除去させるとともに、尿毒素物質の多く含まれた濾過液を得て、尿管から自尿として排泄する。この方法では透析液は不要である。また赤血球を含まない体液を用いるので、凝血を回避できる。粘着物は間欠的に濾過膜に発生する逆流によって除去され、膜寿命が延長する。【０００６】より詳細には、本発明は、
（イ）血液濾過、または血液濾過透析のモジュール、すなわち「カプセル状の容器の内部に、中空糸膜型または平板型の透析膜が充填され、その両端部が硬化性樹脂により容器両端部にポッティング状に液密加工されて容器両端部で開口端面となっており、それぞれの開口端面が体液を導入または導出するカニューレと接続しており、各カプセル状容器が濾過液コンパートメントを構成する面で複数個の開口部を備えているモジュール」を直列、あるいは並列に複数個接続した体液浄化装置である。
（ロ）上記（イ）の体液浄化装置において、モジュールの濾過液コンパートメント９，１０を構成する容器面には開口部が１つ以上ある。
（ハ）上記（イ）の体液浄化装置において、モジュール間の接続は、次によってなされている。
１．「モジュールの容器端部にある開口端面の一つ」が「他のモジュールの容器端部にある開口端面の一つ」と接続回路１１で接続している。
２．「モジュールの濾過液コンパートメント９を構成する容器面」の開口部の少なくとも１つが、「他のモジュールの濾過液コンパートメント１０を構成する容器面の開口部」と「送液ポンプを有する回路１５」で接続している。
（ニ）上記（イ）の体液浄化装置において、透析膜には「溶質濾過能の異なる２種類以上の膜」が用いられている。
（ホ）上記（イ）の体液浄化装置において、「モジュールの濾過液コンパートメント９，１０を構成する容器面」に設けられた開口部の少なくとも１つは濾過液排出口１８，１９として用いられる。すなわち、弁２０，２１を経てカニューレ２２，２３と接続、あるいは弁を有するカニューレと接続し、濾過液を尿路もしくは容器に導く。
【発明の効果】
【０００７】ポンプが駆動すると、その前後のモジュールの内圧が変化し、一方は陰圧、他方は陽圧となる。陰圧のモジュールでは、体液から「濾過膜を通過できる分子」が濾過される。逆に陽圧のモジュールでは、濾液から「濾過膜を通過できる分子」が再吸収される。濾液の一部は内圧上昇時に弁部を通過し、自尿になるか、廃液されるか、あるいは別の区画に移される。【０００８】モジュールの数や各モジュールの濾過膜には種々の選択が可能であるが、一例として、２つのモジュールが直列に接続された装置について述べる。モジュール１に「尿素やクレアチニンなどの尿毒素物質の濾過に適したスタンダード濾過膜３」を配し、モジュール２に「除水用の濾過膜４」を配しておくと、「モジュール１が陰圧のときには、スタンダード濾過膜３から水、電解質、尿毒素物質が濾過される。これらの物質はポンプによってモジュール２に送られる。モジュール２は陽圧になっているので、除水用濾過膜４を通過可能な水と電解質が再吸収される。このときの再吸収の流れによって除水用濾過膜４に粘着した物質が除去される。尿毒素物質は再吸収されないので、その濃度は次第に上昇していく。そして内圧が一定以上上昇すると、濾過液排出口１９から水や電解質とともに排出される。【０００９】一定時間後にポンプを逆回転させると、モジュール２は陰圧となる。このため水と電解質が濾過され、モジュール１に送られる。これらはスタンダード濾過膜３を通過できるので、そのときの再吸収の流れによって膜に粘着した物質が除去される。モジュール１の濾過液排出口１８に設けられた弁２０の圧力特性を調節すれば、水分排泄量の調節ができる。【００１０】従来の血液透析では、２ないし３日間の非透析期間中に、患者によっては数リットルの水分貯留が生じていた。当装置によって過剰な水分貯留を抑制すれば、水分の摂取抑制という患者の苦痛を緩和できる。また体液量の変動を少なく抑えることができ、心循環系に対する負担が軽減される。さらに尿毒素を濃縮して排泄できることから、施設透析の回数削減や透析時間の短縮が可能となる。【００１１】２種の中空糸濾過膜を用いる血液浄化装置には、「血液を血球と血漿に分離する血漿分離装置」や血漿分離装置と組み合わせた「血中のＬＤＬコレステロールなどを吸着除去する人工腎臓」などがある。いずれも巨大分子や巨大粒子を対象とするものであり、尿毒症物質の除去は対象となっていない。また膜の寿命が短く、装置が巨大であり、体内埋め込みや携帯は困難である。【００１２】このうち血漿分離装置は濾過特性の異なる２種のモジュールを用いるという点で本発明と共通している。しかし、液流方向を一定に定めている点、およびモジュール間の接続が「容器端部にある開口端面」と他モジュールの「濾液コンパートメントを構成する容器面の開口部」との間で行われる点において、本発明とは機構が異なる。機能も「異常抗体などの巨大分子の除去」が中心となっており、本発明とは異なる。【００１３】「血中のＬＤＬコレステロールなどを吸着除去する人工腎臓」では、液流を交互に切り替える方法が行われている。この点では本発明と共通しているが、この人工腎臓は「吸着したＬＤＬコレステロールなど」を回収除去するための装置であり、尿毒症物質の濃縮や排泄を行う機能を備えていない。【００１４】体内の過剰な水分を除去するための装置には、ＥＣＵＭ（体外限外濾過装置）がある。この装置は透析液を必要としないが、除水用の濾過膜だけを用いるので、尿毒症物質を除去する機能に欠ける。また装置が巨大で、体内埋め込みや携帯も困難である。【００１５】水、電解質、および尿毒症物質の除去のための「血液濾過透析法」には「Ｐｕｓｈ  ａｎｄ  Ｐｕｌｌ装置」が含まれる。この装置は除水ポンプを数分毎に逆回転させ、濾過膜に「濾過流と再吸収流」を生じさせる機能を備えている。この機能により膜の性能低下が抑制されることが知られている。この点では本発明と共通しているが、この装置は、血液回路に透析液を加えたり、除去したりするために考案されたので、モジュールの「濾液コンパートメントを構成する容器面の開口部」から「送液ポンプを有する回路」を介して「透析液バッグ」に接続し、他モジュールとは接続しない。また血液を濾過すること、多量の透析液を要すること、性能の異なる複数の濾過膜を用いないこと、尿毒症物質の濃縮機能がないこと、さらに装置が大きいということでも、本発明とは異なっている。【００１６】本発明の技術要素は〔００１１〕から〔００１５〕に記したように既に出揃っており、その組み合わせを新しく考案することによって、尿毒素物質の濃縮機能を有する小型の「埋め込み可能な体液浄化装置」の早期開発が可能と考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】２つのモジュールが直列に接続された装置において、次の構造を有する。
（１）モジュール１にスタンダード濾過膜３を配し、モジュール２に除水用濾過膜４を配している。
（２）モジュール１の容器上端部にある開口端面５は、リンパ管からリンパ液を導入するカニューレ６と接続している。なお成人の場合、リンパ液の産生量は一日当たり２ないし４リットルである。
（３）モジュール１の容器下端部にある開口端面７は、モジュール２の容器上端部にある開口端面８と体液回路１１によって接続している。
（４）モジュール１の容器面に設けられた開口部１２は、モジュール２の容器面の開口部１３と「逆回転可能な送液ポンプ１４を有する濾液回路１５」により接続している。送液ポンプ１４には、人工心臓に用いられる「磁気浮揚型モーター」を用いる。電源は体外のバッテリーから得る。
（５）モジュール２の容器下端部にある開口端面１６は、カニューレ１７と接続している。リンパ液はこのカニューレを経て腹腔内に誘導され、再びリンパ管に取り込まれる。
（６）モジュール１およびモジュール２には、それぞれ濾過液排出口１８，１９があり、それぞれ弁２０，２１を有するカニューレ２２，２３と接続している。これらのカニューレは尿路と接続する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の体液浄化装置の一例を示す。
【符号の説明】
【００１８】  １  モジュール１
２  モジュール２
３  スタンダード濾過膜
４  除水用濾過膜
５  体液コンパートメントの開口端面
６  体液導入カニューレ
７  体液コンパートメントの開口端面
８  体液コンパートメントの開口端面
９  濾過液コンパートメント
１０  濾過液コンパートメント
１１  モジュール間の体液回路
１２  濾過液コンパートメントの開口部
１３  濾過液コンパートメントの開口部
１４  送液ポンプ
１５  送液ポンプを有する濾過液回路
１６  体液コンパートメントの開口端面
１７  体液を腹腔内、もしくはリンパ管に導くカニューレ
１８  濾過液排出口
１９  濾過液排出口
２０  弁
２１  弁
２２  尿路と接続するカニューレ
２３  尿路と接続するカニューレ
【図１】
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