(57)【要約】【課題】酸素溶解純度と濃度の高い透析液を効率よく安価に製造して要求もとの透析装置又は透析液製造供給装置に安定供給できる酸素溶解装置を有する人工透析装置を提供する。【解決手段】人工透析装置Ｓにおいて、脱気溶解タンク３１０と酸素供給装置３４０と加圧溶解タンク３３０とを有する酸素溶解装置３００を設け、脱気溶解タンク３１０は、酸素パージ管と透析装置１００から透析液を導入する導入管とを有すると共に加圧溶解タンク３３０に連通接続され、酸素供給装置３４０は、脱気溶解タンク３１０から加圧溶解タンク３３０に透析液を導入する連通接続用の導管に酸素を供給可能に接続され、加圧溶解タンク３３０は、酸素供給管とタンク内の透析液の圧力を高める昇圧ポンプとを有すると共に透析装置１００又は透析液製造供給装置２００に酸素溶解させたタンク内で酸素溶解した透析液を供給可能に連通接続される。【選択図】図１
2014100382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透析装置と透析液製造供給装置とを備える人工透析装置において、
脱気溶解タンクと酸素供給装置と加圧溶解タンクとを有する酸素溶解装置を備え、
前記脱気溶解タンクは、酸素パージ管と前記透析装置又は前記透析液製造供給装置から透析液を導入する導入管とを有すると共に、前記加圧溶解タンクに連通接続され、
前記酸素供給装置は、前記脱気溶解タンクから加圧溶解タンクに透析液を導入する連通接続用の導管に酸素を供給可能に接続され、
前記加圧溶解タンクは、酸素供給管とタンク内の透析液の圧力を高める昇圧ポンプとを有すると共に、酸素を溶解させたタンク内の酸素溶解透析液を前記透析装置又は前記透析液製造供給装置に供給可能に連通接続されることを特徴とする人工透析装置。
【請求項２】
透析装置と透析液製造供給装置とを備える人工透析装置において、
脱気溶解タンクと酸素供給装置と加圧溶解タンクとを有する酸素溶解装置を備え、
前記脱気溶解タンクは、酸素パージ管と前記透析装置又は前記透析液製造供給装置から透析液を導入する導入管とを有すると共に、前記加圧溶解タンクに透析液を循環可能に連通接続され、
前記酸素供給装置は、前記脱気溶解タンクから加圧溶解タンクに透析液を導入する連通接続用の導管に酸素を供給可能に接続され、
前記加圧溶解タンクは、酸素供給管とタンク内の透析液の圧力を高める昇圧ポンプとを有すると共に、酸素を溶解させたタンク内の酸素溶解透析液を前記透析装置又は前記透析液製造供給装置に供給可能に連通接続されることを特徴とする人工透析装置。
【請求項３】
前記酸素溶解装置にマイクロバブル発生器が組み込まれた請求項１又は請求項２に記載の人工透析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透析液製造供給装置における透析原液、或いはＲＯ装置（逆浸透装置（水道水を純化し、精製水を作る装置））からの透析原液を希釈するための希釈用液、更には透析原液に希釈用液を混合して透析装置に供給する希釈済透析液、希釈済透析液を所定温度等に処理して透析器に供給される管理済透析液等を導入して、これらを必要に応じた酸素濃度の酸素溶解液にして当該導入元等に安定供給するための酸素溶解装置を備える人工透析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
腎臓には、次の８つの働きがある。
１）体の中で不要になった老廃物（クレアチニン・尿素・尿酸等）を尿として排泄
２）水分調整（余分な水分を尿として排泄）
３）電解質（ナトリウム・カリウム・カルシウム・リン等）バランスの調整
４）血液の弱アルカリ性（Ｐｈ７．４）維持
５）造血刺激ホルモンの分泌
６）ビタミンＤを活性型ビタミンＤにして血液中のカルシウム吸収補助
７）血圧調整
８）不要ホルモンの不活化
【０００３】
腎臓が悪くなり、「慢性腎不全」、「急性腎不全」等で腎臓が悪化して、腎機能が１０％以下（クレアチニン数値が８ｍｇ／ｄＬ以上）に低下すると腎臓そのものがほとんど機能しなくなり、生命を維持していくために最終的に人工透析か腎臓移植かを選択することになる。人工透析方法には主に次の２種類がある。
Ｉ）ダイアライザー（透析器）を使用した血液透析法（「ＨＤ」）
II）ダイアライザーの代わりに自己の腹膜を利用する腹膜透析法（「ＰＤ」）
【０００４】
ダイアライザー（透析器）を使用した血液透析を行うには、透析患者毎に設置されている人工透析装置がある。人工透析装置は、前田記念腎研究所のＨＰで紹介されているように、図２に示した透析装置と透析液製造供給装置とを備えている。透析装置は、一般に、患者に動脈側穿刺針を刺し、血液ポンプを用いて血液を体外に導き出し、これに抗凝固剤（ヘパリンなど）を注入しドリップチャンバーを介してダイアライザーに一定の速度を保って送り、ダイアライザーの半透膜の周りに血流とは向流で管理装置からの管理済透析液を毎分４００〜５００ｍｌ流す。これによって、半透膜の孔を通っていろいろな物質（尿毒素（尿素窒素、クレアチニン、尿酸）、電解質（ナトリウム、カリウム、カルシウム、リン等）、水分等）が出入り交換して、血液を浄化するとともに必要な成分を供給して、ドリップチャンバーを介して、患者に静脈側穿刺針を刺し、体内に戻している。
【０００５】
一方、透析液製造供給装置は、水道水に含まれる不純物をＲＯ装置（逆浸透装置（水道水を純化し、精製水を作る））で取り除き清浄化して希釈用液とし、この希釈用液で希釈液を作るところで例えば透析原液Ａ及び／又は透析原液Ｂを希釈して透析液とし、この透析液を送るところから透析装置の管理装置に供給する。透析原液Ａ、透析原液Ｂは一般にナトリウム、カリウム、カルシウム、グルコース、アルカリ剤等が添加されたものである。
【０００６】
このように、透析患者は、人工透析装置のダイアライザーにおいて、透析液により血液中の老廃物などの排出と新規に電解質等が供給されるが、腎臓の機能低下あるいは消失による造血ホルモンの欠損によって貧血状態となり酸素運搬を行う血液の能力の絶対値が低下するため、透析患者は酸素不足状態となりやすい。透析患者は低いヘマトクリット値と人工透析における生体適合性の悪いダイアライザーによって、酸素不足を生じるので、人工透析の最中に酸素不足に陥る危険性を有している。にもかかわらず、人工透析における酸化ストレスを防止するため透析液に含まれる酸素濃度を減少させる提案があるが、これには種々の課題があるため検証確立されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明者らは、透析患者の酸素不足状態に鑑み、前述した透析原液、希釈用液、希釈済透析液、管理済透析液を、必要とする酸素溶解濃度の高い液体に安価かつ効率よく変換して、安定供給するシステムを開発して、人工透析中の透析患者の貧血状態を改善することは勿論、交感神経や副交感神経などが正常でない患者、免疫機能が低下した患者などの血液中の酸素濃度（酸素分圧）を高めて、交感神経や副交感神経などの体内挙動を変え、免疫機能に刺激を与え、活性化することを可能にした人工透析装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明の人工透析装置は、透析装置と透析液製造供給装置とを備える人工透析装置において、脱気溶解タンクと酸素供給装置と加圧溶解タンクとを有する酸素溶解装置を備え、前記脱気溶解タンクは、酸素パージ管と前記透析装置又は前記透析液製造供給装置から透析液を導入する導入管とを有すると共に、前記加圧溶解タンクに連通接続され、前記酸素供給装置は、前記脱気溶解タンクから加圧溶解タンクに透析液を導入する連通接続用の導管に酸素を供給可能に接続され、前記加圧溶解タンクは、酸素供給管とタンク内の透析液の圧力を高める昇圧ポンプとを有すると共に、酸素を溶解させたタンク内の酸素溶解透析液を前記透析装置又は前記透析液製造供給装置に供給可能に連通接続されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の人工透析装置は、透析装置と透析液製造供給装置とを備える人工透析装置において、脱気溶解タンクと酸素供給装置と加圧溶解タンクとを有する酸素溶解装置を備え、前記脱気溶解タンクは、酸素パージ管と前記透析装置又は前記透析液製造供給装置から透析液を導入する導入管とを有すると共に、前記加圧溶解タンクに透析液を循環可能に連通接続され、前記酸素供給装置は、前記脱気溶解タンクから加圧溶解タンクに透析液を導入する連通接続用の導管に酸素を供給可能に接続され、前記加圧溶解タンクは、酸素供給管とタンク内の透析液の圧力を高める昇圧ポンプとを有すると共に、酸素を溶解させたタンク内の酸素溶解透析液を前記透析装置又は前記透析液製造供給装置に供給可能に連通接続されることを特徴とする。
【００１０】
但し、本発明の人工透析装置における酸素溶解装置において、脱気溶解タンクに導入する透析液とは、前述した透析原液、希釈用液、希釈済透析液、管理済透析液のいずれかであることを定義するものである。また本発明において酸素溶解済みの透析液の供給先は、酸素溶解処理前の透析液の導入先の要求に応じた酸素濃度の透析液にして当該導入先に戻し供給することが順当であるが、必要に応じて供給先を任意に選定することも可能である。そして前述した定義の透析液の導入と導出（供給）の切り替えは、透析処置前に、実施例に示すように切り替え弁装置によって適宜行われる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の人工透析装置は、酸素溶解装置により前述の定義した透析液を所望の高い酸素濃度の透析液に効率よく安価に製造して透析装置に直接或いは透析液製造供給装置を介して透析装置に安定供給することを可能にした人工透析装置であり、人工透析中の透析患者の酸素不足を回避して、人工透析による貧血に起因する血圧低下、嘔吐、痙攣などのショック状態を有利に防止することができるものである。さらに透析患者他の血液中の酸素濃度を高めて交感神経や副交感神経などの体内挙動を健全状態にしたり、免疫機能に刺激を与えて活性化させることを可能にするなどの優れた作用効果を呈するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の人工透析装置の実施例を示す全体構成図であり、図２に示す従来の人工透析装置の構成図を概略化し、酸素溶解装置を加入した説明図である。
【図２】従来の人工透析装置の概要構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明を実施するための形態を次の実施例と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例を図１と共に詳細に説明する。本例の人工透析装置Ｓは、透析装置１００と、透析装置１００に管理装置を介して管理済透析液を供給する透析液製造供給装置２００と、酸素溶解装置３００とを備えている。透析装置１００及び透析液製造供給装置２００の構成については、図２と同一であるから、その概略のみを示すこととし、詳細な説明は前述で紹介の通りであるので本実施例では省略する。
【００１５】
人工透析装置Ｓにおける酸素溶解装置３００は、脱気溶解タンク３１０と加圧溶解タンク３３０と酸素供給装置３４０と切り替え弁装置８００とを有している。
【００１６】
脱気溶解タンク３１０は、タンク内を酸素雰囲気の大気圧状態にし、透析液（前述した透析原液、希釈用液、希釈済透析液、管理済透析液のいずれか一つを指す。以下総称して単に透析液という）を切り替え弁装置８００を介して導入し、この透析液に溶解している気体、例えば、窒素や炭酸ガス等を脱気すると共に、加圧溶解タンク３３０と導管で連通接続し循環可能にした場合は、透析液の酸素純度と濃度を順次高めるものである。
【００１７】
脱気溶解タンク３１０は、開閉弁３１１付の酸素パージ管３１２からの酸素供給によってタンク内を酸素雰囲気の大気圧下にされ、透析装置１００や透析液製造供給装置２００からの透析液を導入管３１３から導入すると共に、加圧溶解タンク３３０に導管３１４、３１５によって連通接続される。
【００１８】
透析液の導入管３１３には、タンク内水位のレベル計３１６からの上限レベル信号で閉止作動し、下限信号で開作動する開閉弁３１７を設けてある。加圧溶解タンク３３０の入側の導管３１４には、加圧溶解タンク３３０内の昇圧用のポンプ３１８と流量調節弁３７０と気泡型流量計３７１と、開閉弁３７２とポンプ用の圧力計３２０とが介設されており、導管３１５には、濃度計３６０と圧力計３２１と流量計３２２と流量調節弁３２３と開閉弁３１９とが介設されており、加圧溶解タンク３３０内の液圧を所定値に制御可能にされている。また各弁等の配置構成は、脱気溶解タンク３１０と加圧溶解タンク３３０との間で透析液を循環可能、且つ、非循環に切り替え可能にされている。
【００１９】
酸素供給装置３４０は、加圧溶解タンク３３０用の開閉弁３４５付の酸素供給管３４４及び酸素パージ管３１２に酸素を供給する一方で、酸素をマイクロバブル（超微細気泡）発生器３４６に供給する。マイクロバブル発生器３４６は、加圧溶解タンク３３０の入側の導管３１４（脱気溶解タンク３１０の出側の導管でもある）のポンプ３１８の上流側に介設されて、導管３１４からの透析液中に酸素の超微細なマイクロバブルを生成供給する。酸素供給管３４１には、加圧溶解タンク３３０出側の導管３１５に設けた酸素濃度計３６０からの測定値が要求元の指定値の許容上限レベル信号で閉止作動し下限信号で開作動する開閉弁３４３と逆止弁３４７とを有する。ここにおいて、「マイクロバブル」とは、気泡の直径が０．１ミクロン以上１００ミクロン以下の超微細気泡を示すものとする。
【００２０】
マイクロバブル発生器３４６は、マイクロバブル発生手段に、微細孔のポーラスプラグ使用するタイプ、酸素ガス噴出ノズルを付設したオリフィスタイプ、超音波微細化処理タイプ、気液混合・せん断処理タイプ、および気液超高速旋回処理タイプ等を用いて透析液中に酸素の超微細なマイクロバブルを生成供給して透析液に効率よく酸素を溶解させ濃度を高めるものである。また、マイクロバブル発生器３４６は、圧力溶解タンク３３０から酸素溶解した透析液を透析液製造供給装置２００や透析装置に供給する供給管２５０に３４６Ｘのように介設してもよい。そして、マイクロバブル発生器３４６Ｘは、濃度計３６０、流量調節弁３６１、流量計３６２、開閉弁３６３と連携し、酸素供給管３４１からの酸素ガスを開閉弁３８３を介して導入して、溶解酸素濃度の調節を可能にしている。
【００２１】
また、マイクロバブル発生器３４６に代えて、或いはそれと併設して液薄膜形成器３５１、３５２を設けてもよい。液薄膜形成器３５１は加圧溶解タンク３３０の底部中央部に貫通接続された導管３１４の分岐管３１４１に接続され、液薄膜形成器３５２は脱気溶解タンク３１０の底部中央部に貫通接続された導管３１５の分岐管３１５１に接続され、当該導入の透析液に酸素を溶解可能に供給できるようになっている。分岐管３１４１と分岐管３１５１は、各々流量調節弁３９１、３９２を有する。本例の脱気溶解タンク３１０と加圧溶解タンク３３０とは循環可能、且つ、非循環可能にされ、液薄膜形成器３５１、３５２は両タンク内に設置されている。
【００２２】
各液薄膜形成器３５１、３５２各々は、一方から当該導管３１４、３１５の分岐管３１４１、３１５１からの加圧した透析液を導入し、他方のガス供給管３４９１、３４９２には酸素供給装置３４０から酸素ガスを供給管３４１から開閉弁３８１、３８２を各々介して供給するものである。これにより、液薄膜形成器３５１、３５２に供給した透析液は、周辺の酸素ガス成分の気圧に応じた飽和濃度水に生成される。液薄膜形成器としては、例えばバブルタンク社製の液薄膜形成器Ｆ.ＢＴ-５０Ｓなどの市販されている公知の製品を用いることができる。
【００２３】
加圧溶解タンク３３０は、流量調節弁３２３の開度を０に操作して非循環状態にして、透析液の昇圧用ポンプ３１８と酸素の供給管３４４などからの酸素供給によりタンク内を酸素雰囲気の１．５〜２．５ｋｇ/ｃｍ２の加圧状態にして酸素付加し、この酸素付加された透析液を所定水位に維持しながら加圧して透析液中に酸素を加圧溶解して酸素溶解濃度を所定の濃度に高めて流量調節弁３６１を介した供給管２５０から切り替え弁装置８００により透析装置１００又は透析液製造供給装置２００に適宜供給するものである。
【００２４】
加圧溶解タンク３３０は流量調節弁３２３の開度操作により脱気溶解タンク３１０と循環連通接続状態にした場合には、一回以上循環して酸素溶解濃度の目標値に達しない透析液に対して酸素純度と濃度を順次高めて目標値の酸素純度と濃度にした後に、加圧溶解タンク３３０は、流量調節弁３２３の開度を０に操作して非循環状態にし、流量調節弁３６１を介した供給管２５０から切り替え弁装置８００により要求先の透析装置１００又は透析液製造供給装置２００等に適宜供給するものである。本例の切り替え弁装置８００の機能は、切り替え弁装置８００に連結している透析液の導入元と酸素溶解した透析液の供給先を選択する弁操作を行うと共に、切り替え弁装置８００に連結している選択外の導入管とそれに対応する供給管とは直接連通接続させる弁操作を行う。
【００２５】
加圧溶解タンク３３０を１．５〜２．５ｋｇ／ｃｍ２の加圧状態に維持しながら開閉弁３４５を開閉し、加圧溶解タンク３３０内の気体を排気することもできる。
【００２６】
以上の構成により脱気溶解タンク３１０と加圧溶解タンク３３０は、タンク内を当該圧力の酸素雰囲気を維持しながら導入初期の透析液又は酸素溶解した透析液を所定の水位に保持して、脱気溶解タンク３１０と加圧溶解タンク３３０による任意の溶解酸素純度と濃度は、供給先の要求に応じて任意に対応するものであるが、現状の透析技術と透析装置機能、及び酸素溶解技術、更には経済的なことも考慮すれば、例えば、酸素純度９５％以上、溶存酸素濃度を、８ｍｇ／Ｌ以上３８ｍｇ／Ｌ以下が得られる脱気溶解タンク３１０と加圧溶解タンク３３０の仕様と機能を設定すればよい。このことは透析医学と酸素溶解技術の発展と共に任意に変更されうるものであり本発明に限定するものではない。このように透析装置又は透析液製造供給装置の要求する所定の酸素溶解純度と濃度にした酸素溶解済の透析液は、圧力計３２１の上流側の酸素溶解済の透析液の供給管２５０から一基又は複数基の透析装置１００又は透析液製造供給装置２００の任意の要求元に直接供給される。
【００２７】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。例えば、マイクロバブル発生器や薄液膜形成器や開閉弁などの設置位置や個数は、実施例に記載した内容に限定されず、要は導入した透析液を所望の酸素純度と濃度にして透析装置１００又は透析液製造供給装置２００の任意の要求元に直接供給することができる配置にすればよい。また、本発明は、人工透析患者が腎臓病以外の自律神経失調症や免疫機能低下などの疾病を持つ場合にも有利に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は前述した優れた作用効果を呈するものである。このため、人工透析装置による腎臓機能回復などの医療産業界において貢献すること多大なものがある。
【符号の説明】
【００２９】
Ｓ      人工透析装置
１００  透析装置
２００  透析液製造供給装置
２１０  ＲＯ装置
２５０  酸素溶解した透析液の供給管
３００  酸素溶解装置
３１１  開閉弁
３１２  酸素パージ管
３１０  脱気溶解タンク
３１３  導入管
３１４、３１５導管
３１６、３４２  レベル計
３１７、３４３、３４５  開閉弁
３１８  昇圧用のポンプ
３１９  開閉弁
３２０、３２１  圧力計
３２２  流量計
３２３  流量調節弁
３３０  加圧溶解タンク
３４０  酸素供給装置
３４１、３４４、３４９  酸素供給管
３４６  マイクロバブル発生器
３４７  逆止弁
３７１  気泡型流量計
３５１、３５２  液薄膜形成器
３６０  酸素濃度計
【図１】
2014100382.tif 000003
【図２】
2014100382.tif 000004