(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング、中空糸膜を装填した少なくとも一つの正ろ過室と少なくとも一つの逆ろ過室、及び、血液の入出口及び透析液の入出口とを少なくとも備える一つのモジュールから構成される血液透析ろ過器において、
前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に隔壁を備えるとともに、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に圧力損失手段を有する連結透析液流路を備えることを特徴とする血液透析ろ過器。
【請求項２】
前記正ろ過室と前記逆ろ過室は、前記中空糸膜の配置に対して交叉方向に設けられる前記隔壁を介して直列方向に存在することを特徴とする請求項１記載の血液透析ろ過器。
【請求項３】
前記正ろ過室と前記逆ろ過室は、前記中空糸膜の配置に対して同方向に設けられる前記隔壁を介して並列方向に存在することを特徴とする請求項１記載の血液透析ろ過器。
【請求項４】
前記連結透析液流路及び前記圧力損失手段は、前記隔壁に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の血液透析ろ過器。
【請求項５】
前記連結透析液流路及び前記圧力損失手段は、前記隔壁の外部に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の血液透析ろ過器。
【請求項６】
前記モジュールは、前記正ろ過室と前記逆ろ過室の間に連結血液流路を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の血液透析ろ過器。
【請求項７】
ケーシング、中空糸膜を装填した少なくとも一つの正ろ過室と少なくとも一つの逆ろ過室、及び、血液の入出口及び透析液の入出口とを少なくとも備える一つのモジュールから構成される血液透析ろ過器において、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に隔壁を備えるとともに、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に圧力損失手段を有する連結透析液流路を備える血液透析ろ過器と、前記連結透析液流路に流量制御装置及び／又は流量を測定する流量計とを少なくとも備えることを特徴とする血液透析ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液透析ろ過器及び血液透析ろ過装置に係り、特に、例えば慢性腎不全の治療等において、血液透析ろ過等の体液浄化療法に用いられる中空糸膜型の血液透析ろ過器と、該血液透析ろ過器を組み込んだ血液透析ろ過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腎不全患者は腎機能が低下し、水分量調節と尿素のような体内有害物質の除去機能が低下する。そのために、血液浄化のための治療が必要になる。その治療法として、濃度勾配による拡散現象を利用した低分子量物質の除去能に優れた血液透析と、圧力差を利用した中〜高分子量物質の除去能に優れた血液ろ過とが行われる。近年、両者の良い点を合わせ持つ血液透析ろ過法が考案され、ボトル希釈型血液ろ過法、Ｐｕｓｈ／Ｐｕｌｌ血液透析ろ過法、及びフィルターを通した透析液を置換液とするｏｎ−ｌｉｎｅ血液透析ろ過法等、いくつかの提案がなされている。
【０００３】
他の血液透析ろ過器技術も提案されている（例えば、特開平７−５９８４９号公報、特開平９−８４８７３号公報、特開平１１−３１９０７９号公報等を参照）。これらの技術は、血液透析ろ過器内の透析液に対して、その入口から出口に至るまでに大きな圧力差（圧力損失）を生じさせ、透析と共に、ろ過効率をも向上させようというものである。より具体的には、これらの血液透析ろ過器は、一つのモジュール、すなわち、筒状のケーシングと、該ケーシング内に装填される中空糸膜と、前記ケーシングに形成される血液の入出口及び透析液の入出口とから構成されており、前記特開平７−５９８４９号公報所載の血液透析ろ過器では、前記ケーシングの長手軸方向の長さを、該ケーシングの直径に比して約１０倍程度の長尺状のものとすることで、従来のものよりも大きな圧力差を得るようにしている。また、前記特開平９−８４８７３号公報所載の血液透析ろ過器では、前記ケーシングの内部に透析液に対して膨潤性を有する介挿体等を配置させて該ケーシング内の透析液が中空糸膜間を流れる透析液流路断面積を部分的に小さくすることにより、さらに、前記特開平１１−３１９０７９号公報所載の血液透析ろ過器では、外部から圧力を加えて前記ケーシングの透析液が中空糸膜間を流れる透析液流路断面積を部分的に小さくすることにより、大きな圧力差を得るようにしている。
【０００４】
さらに他の血液透析ろ過装置として、直列方向又は並列方向に接続された二つのモジュールから構成され、各モジュール間にポンプ等を設け、ろ過量をコントロールするようにしたものも提案されている（例えば、「腎と透析」別冊２００１、ＨＤＦ治療、２００１、Ｐ３６〜３９、American Society of Nephrology vol.12 September 2001、A1392等参照）。
【０００５】
また、血液透析器としては、二つのボディから構成されたものも提案されている（特開昭６１−２７６５６３号公報）。この技術は透析器長を分割並列化して短くなった二つのボディを用いることにより、中空糸内を流れる血液中の粒子濃度と透析液の流れ性を良好にし、また、ボディ分割による複数種類の繊維使用の可能性を持たせている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したＰｕｓｈ／Ｐｕｌｌ血液透析ろ過法やｏｎ−ｌｉｎｅ血液透析ろ過法においては専用の透析制御装置を必要とし、また、前記した二つのモジュールから構成される血液透析ろ過装置等でもポンプ等の簡易な周辺機器を別途必要とする。さらに、いずれのものもその操作が容易でないという不都合が生じている。
【０００７】
一つのモジュールから構成される血液透析ろ過器の場合には、特別な付加的装置を必要としない、あるいは、大きさも従来の装置にそのまま適用できる等の利便性がある。しかし、前記のように、所定の圧力差を得るために、血液透析ろ過器のケーシングそのものを従来汎用されている大きさより大型長尺状とするか、ケーシング内の透析液が中空糸膜間を流れる透析液流路断面積を押しつぶして部分的に小さくする等の措置が必要であり、前者の場合には、大型になるゆえの操作性への影響が懸念され、また、後者の場合には、結果的に中空糸膜、すなわち血液の流路をも変形する恐れがあり、血液の流れに影響を与えることが懸念される。また、いずれにおいても、例えば、慢性透析患者に発生しがちな長期合併症に影響があるといわれている血液中の中〜高分子量の物質除去が、操作性よく満足できる程度に行われているとはいい難い。
【０００８】
前記特開昭６１−２７６５６３号公報に記載の透析器は、前記のように中空糸内を流れる血液中の粒子濃度と透析液の流れ性を良好にする等の利点がある。しかし、当該公報には、血液透析ろ過、それに必要な内部ろ過、および中〜高分子量の物質除去については何ら記載はない。その実施例２では実際的かつ望ましい形態として、綺麗な透析液を各々並列に流すことを示しており、透析ろ過器に必要な内部ろ過を考えていないことは明らかであり、血液中の中〜高分子量の物質除去が満足できる程度に行われているとはいい難い。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のものと実質的に同じサイズで、既存の透析制御装置に実質的に大きさそのままで操作性よく適用することができ、血液の流れにも実質的に影響を与えることなく大量のろ過（液置換）が可能な改良された血液透析ろ過器、及びそれを用いた血液透析ろ過装置を提供することにある。本発明による血液透析ろ過器及び血液透析ろ過装置を用いることにより、例えば、慢性透析患者に発生しがちであり長期合併症に影響があるとされている血液中の中〜高分子量物質を、容易に、かつ、効果的に除去することが可能となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明者等は鋭意研究し本発明に到達した。すなわち、本発明は、
１）ケーシング、中空糸膜を装填した少なくとも一つの正ろ過室と少なくとも一つの逆ろ過室、及び、血液の入出口及び透析液の入出口とを少なくとも備える一つのモジュールから構成される血液透析ろ過器において、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に隔壁を備えるとともに、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に圧力損失手段を有する連結透析液流路を備えることを特徴とする血液透析ろ過器。
２）前記正ろ過室と前記逆ろ過室は、前記中空糸膜の配置に対して交叉方向に設けられる前記隔壁を介して直列方向に存在することを特徴とする１）記載の血液透析ろ過器。
【００１１】
３）前記正ろ過室と前記逆ろ過室は、前記中空糸膜の配置に対して同方向に設けられる前記隔壁を介して並列方向に存在することを特徴とする１）記載の血液透析ろ過器。
４）前記連結透析液流路及び前記圧力損失手段は、前記隔壁に設けられていることを特徴とする２）又は３）記載の血液透析ろ過器。
５）前記連結透析液流路及び前記圧力損失手段は、前記隔壁の外部に設けられていることを特徴とする２）又は３）記載の血液透析ろ過器。
６）前記モジュールは、前記正ろ過室と前記逆ろ過室の間に連結血液流路を有することを特徴とする１）乃至５）のいずれか一項に記載の血液透析ろ過器。
【００１２】
７）ケーシング、中空糸膜を装填した少なくとも一つの正ろ過室と少なくとも一つの逆ろ過室、及び、血液の入出口及び透析液の入出口とを少なくとも備える一つのモジュールから構成される血液透析ろ過器において、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に隔壁を備えるとともに、前記正ろ過室と前記逆ろ過室との間に圧力損失手段を有する連結透析液流路を備える血液透析ろ過器と、該透析液流路に流量制御装置及び／又は流量を測定する流量計とを少なくとも備えることを特徴とする血液透析ろ過装置。
に係わる。
【００１３】
本発明の、
血液透析ろ過器とは、血液及び血液から分離された血漿及び血液成分に対する、透析ろ過の血液浄化に用いる機器である。性能的には、４時間の透析時間で少なくとも５Ｌ以上より好ましくは７Ｌ以上の液置換を行うことができるものが望ましい。
【００１４】
中空糸膜とは、内腔（中空部）を有する糸状になった半透膜で、内表面である内腔面を血液、外表面を透析液が流れ、半透膜を介して透析、濾過現象のいずれか一方か、または両者が発生する膜である。
血液流路とは、専ら透析ろ過器に装填された中空糸膜内腔（中空部）を流れる血液の流路である。
【００１５】
透析液流路とは、専ら透析ろ過器に装填された中空糸膜間を流れる透析液の流路である。
正ろ過室とは、血液流路と透析液流路を有し、正ろ過現象（除水）が主としておきている領域である。
逆ろ過室とは、血液流路と透析液流路を有し、逆ろ過現象（補液）が主としておきている領域である。
連結血液流路とは、前記各室の装填された中空糸膜が切れ目なく繋がった一本のものでない場合に、前記各室の血液流路を繋ぐ血液流路である。
連結透析液流路とは、前記各室の透析液流路を繋ぐ透析液流路である。
【００１６】
圧力損失手段とは、連結透析液流路において圧力損失を発生させることのできる任意の手段である。流路壁面との抵抗のみにより圧力損失を発生させる手段でもよく、流路断面積を変化させることにより圧力損失を発生させる手段でもよい。双方を同時に採用してもよい。また、連結透析液流路の途中にオリフィスのような流路断面積変化手段を設ける態様でもよく、連結透析液流路自体がオリフィスであってもよい。
【００１７】
隔壁とは、正ろ過室と逆ろ過室とを隔てる壁である。
ケーシングとは、血液の入出口及び透析液の入出口を有する容器である。
モジュールとは、ケーシング、中空糸膜を装填した少なくとも一つの正ろ過室と少なくとも一つの逆ろ過室、及び、血液の入出口及び透析液の入出口とを少なくとも備える構成であり、内部に隔壁と連結透析液流路とを備える。また、連結血液流路が構成に含まれていてもよい。
なお、前記各室の容積は全て同じである必要はないし、前記各室に装填される中空糸膜の本数、種類も同じである必要はない。
【００１８】
本発明では、連結透析液流路が有する圧力損失手段により形成された圧力差により、一方の室での透析液流路は血液流路と中空糸膜を介して大きな（＋の）圧力差の下で接して逆ろ過が発生し、他方の室でも透析液流路は血液流路と中空糸膜を介して大きな（−の）圧力差の下で接して正ろ過が発生する。そのために、血液の正ろ過と逆ろ過とを効率的にかつ確実に行うことが可能となり、血液中の中〜高分子量物質の除去をも効果的に行うことができる。しかも、本発明の血液透析ろ過器は、従来のものと実質的に同じサイズであり、既存の透析制御装置にそのままで適用することができる。そのために、装置の操作性の向上と治療コストの削減とを同時に図ることができる。
【００１９】
また、従来の血液透析ろ過器においては、透析液は中空糸膜の間を専ら流れるようになっており、透析液流路で発生する圧力損失は、中空糸膜表面及びケーシング表面との摩擦によっている。そのために、通常の状態では得られる圧力差に限度がある。本発明による血液透析ろ過器においては、中空糸膜表面及びケーシング表面との摩擦によってではなく、連結透析液流路に適宜の圧力損失手段を設け、専らそこで圧力損失を発生させるようにしている。そのために、中空糸膜に影響を与えることなく、大きな圧力差を容易に確立することができ、結果として、ろ過量を増やすことができる。
【００２０】
ケーシング内を二つの室に分割した場合、一方の室内の血液流路と他方の室内の血液流路とを切れ目なく繋がった中空糸膜で直接的に接続することは容易ではない。そのために、本発明に係る血液透析ろ過器の好ましい態様では、前記一方の室と前記他方の室との間に、中空糸膜の存在しない連結血液流路を形成するようにし、それにより、血液透析ろ過器の製造を容易化している。
【００２１】
本発明に係る血液透析ろ過器と、狭窄物等を入れて透析液流路断面積を小さくする従来の技術に係る血液透析ろ過器とを理論的に比較する。まず、中空糸膜を装填した容器内の透析液流路での流れは、多孔質体での流れとみなすことができるので、圧力勾配ｄｐ／ｄｘは、式（１）に示す如くのダルシーの式で一般に表現される。
【００２２】
【数１】
ｄｐ／ｄｘ＝−μｖ／κ    （１）
ここで、ｐは圧力［Ｐａ］、ｘは距離［ｍ］、μは粘度［ＰａＳ］、κは浸透係数［ｍ2］、ｖは速度［ｍ／ｓ］である。但し、速度は流量を流路の見かけの断面積で除した値である。
しかし、この式は、あくまでも圧力勾配ｄｐ／ｄｘを規定するのみなので、圧力差（圧力損失）Δｐを得るには、式（２）に示すように距離Ｌが必要になる。
【００２３】
【数２】
Δｐ＝|ｄｐ／ｄｘ|Ｌ＝μｖＬ／κ    （２）
ここで、Ｌは実際に透析液流路断面積を小さくするために用いた狭窄物を配置した長さである。
【００２４】
一方、本発明の如く、中空糸が充填されていない連結透析液流路で圧力差（圧力損失）を得る場合、例えば、オリフィス等にて流路を急激に絞るときの圧力損失は、式（３）に示す如く、一般に速度の２乗に比例する。
【００２５】
【数３】
Δｐ＝γζｖ2／２ｇ    （３）
ここで、γは比重量［Ｎ／ｍ3］、ζは圧力損失係数、ｇは重力［ｍ／ｓ2］である。
【００２６】
式（３）に示すように、オリフィス等を使った場合には、透析液流路に距離Ｌをとって圧力差（圧力損失）を発生させることが不要となり、血液流路の血液の流れに影響を与える恐れなく圧力差（圧力損失）を変化させることができ、きわめて有利となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本発明の第一の実施の形態における血液透析ろ過器について示したものであり、図１は、その部分断面図、図２は、部分拡大図である。
本実施の形態のモジュールは、ケーシング１０と、中空糸膜２０を装填した正ろ過室４０と逆ろ過室５０、血液流入口１５、血液流出口１６、透析液流入口１２、透析液流出口１１、血液流入室１７、血液流出室１８、連結透析液流路６０から構成されている。血液透析ろ過器１はこのモジュール一つより構成されている。
【００２８】
ケーシング１０は筒状をなし、その一側部には透析液流出口１１を有するとともに、その他側部には透析液流入口１２を有している。そして、ケーシング１０の前記一側部の端部には、血液流入口１５を備えたヘッダー１３が液密に接続され、ケーシング１０の前記他側部の端部には、血液流出口１６を備えたヘッダー１４が液密に接続されている。
【００２９】
中空糸膜２０は、ケーシング１０の長手軸方向に配置され、血液流路として機能しており、ケーシング１０の内部のほぼ全長に亘って、例えば、１００〜３０，０００本程度が装填されている。この中空糸膜２０は、例えば、再生セルロース、セルロース誘導体、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレンの如くのポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルナイロン、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン、又はポリエステル系ポリマーアロイ等で構成される。なかでも、ろ過性能に適した中空糸膜としては、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリルが好ましい。中空糸膜２０の有効膜面積については、特に限定されないが、好ましくは、１００ｃｍ2〜６．０ｍ2程度、より好ましくは、０．２〜４．０ｍ2程度とされる。
【００３０】
中空糸膜２０の両端部は、それぞれケーシング１０の両端部において、該中空糸膜２０の端部開口が閉塞されない状態で、隔壁１９等により液密に支持固定される。そして、ヘッダー１３と隔壁１９との間には血液流入室１７が形成され、同じくヘッダー１４側にも血液流出室１８が形成される。なお、隔壁１９は、例えばポリウレタン、シリコーン、エポキシ樹脂のようなポッティング材で構成され、中空糸膜２０を束にし、液状のポッティング材が、遠心注入法によって前記束の両端部に注入され、硬化させて形成される。
【００３１】
そして、本実施の形態の血液透析ろ過器１には、ケーシング１０の略中央部にて、中空糸膜２０の配置に対して好ましくは実質的に垂直方向に設けられる隔壁３０を有しており、隔壁３０を介して、ケーシング１０内には、一方の室である正ろ過室４０と、他方の室である逆ろ過室５０が存在する。そして、本実施の形態においては、正ろ過室４０と逆ろ過室５０とは直列方向に接続されている。
【００３２】
なお、ケーシング１０、ヘッダー１３、ヘッダー１４は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アクリル系樹脂、硬質ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリスチレン等の各種硬質樹脂で構成されており、内部の視認性を確保するために、透明又は半透明であるのが好ましい。また隔壁１９、隔壁３０は、例えばポリウレタン、シリコーン、エポキシ樹脂で構成される。
【００３３】
隔壁３０には、図２に示すように、逆ろ過室５０と正ろ過室４０の間に連結透析液流路６０が備えられ、この連結透析液流路６０には圧力損失を生じさせる圧力損失手段６１が設けられる。本実施の形態の圧力損失手段６１は、図示の様に一つ以上の小孔であるが、前記圧力損失手段の条件が確保できればこれに限らない。
【００３４】
本実施の形態の血液透析ろ過器１においては、血液流入口１５からの血液は、血液流入室１７を介して中空糸膜２０の内部（血液流路）に入り、正ろ過室４０から逆ろ過室５０を通り、血液流出室１８を介して血液流出口１６に至る。一方、透析液流入口１２から透析液流路２１を通って透析液流出口１１に至る透析液は、途中で隔壁３０の連結透析液流路６０を通過する。
【００３５】
通るに際して圧力損失手段６１によって大きな圧力差が与えられるので、透析液は、逆ろ過室５０内の血液に対しては中空糸膜を介して大きな（＋の）圧力差で接することになり、正ろ過室４０内の血液に対しては中空糸膜を介して大きな（−の）圧力差で接することになる。ろ過量は前記圧力差の大きさで決定されるので、正ろ過及び逆ろ過は共に促進される。その過程で、隔壁３０及び連結透析液流路６０の存在が、中空糸膜２０の血液流に実質的な影響も与えることはない。
【００３６】
図３及び図４は、本発明の第二の実施の形態における血液透析ろ過器について示したものであり、図３は、その部分断面図、図４は、部分拡大図である。後記する隔壁及び連結透析液流路の構成を除き、他の構成は第一の実施の形態と同じであり、以下では、この相違点を中心に説明する。
【００３７】
本実施の形態の血液透析ろ過器１Ａは、ケーシング１０Ａの略中央部にて、中空糸膜２０の配置に対して好ましくは実質的に垂直方向に設けられる隔壁３０Ａを有しており、隔壁３０Ａを介して、ケーシング１０Ａ内には、一方の室である正ろ過室４０と、他方の室である逆ろ過室５０が存在する。ここで、ケーシング１０Ａには、図４に示すように、隔壁３０Ａの外部には連結透析液流路カバー６２によって逆ろ過室５０と正ろ過室４０とを繋ぐ連結透析液流路６０Ａが、ケーシング１０Ａの円周方向の全周又は一部に形成されており、この連結透析液流路６０Ａには圧力損失を生じさせる圧力損失手段６１Ａが同じく円周方向の全周又は一部に設けられている。本実施の形態の圧力損失手段６１Ａは、図示のように断面積を徐々に変化させるような形状のものであるが、前記圧力損失手段の条件が確保できればこれに限らない。
【００３８】
本実施の形態の血液透析ろ過器１Ａにおいては、透析液流入口１２から透析液流路２１を通って透析液流出口１１に至る透析液は、途中で該隔壁３０Ａの外部に位置する連結透析液流路６０Ａを通過する。透析液には、通過に際して圧力損失手段６１Ａによって大きな圧力差が与えられるので、上記血液透析ろ過器１の場合と同様に、透析液は、逆ろ過室５０内の血液に対しては中空糸を介して大きな（＋の）圧力差で接し、正ろ過室４０内の血液に対しては中空糸を介して大きな（−の）圧力差で接することができる。正ろ過、逆ろ過の進行状態は、前記第一の実施の形態におけると同様である。
【００３９】
図５及び図６は、本発明の第三の実施の形態における血液透析ろ過器について示したものであり、図５は、その部分断面図、図６は、部分拡大図である。この形態は、後記する隔壁及び連結透析液流路の構成を除き、他の構成は前記第二の実施の形態と同じであり、以下では、この相違点を中心に説明する。
【００４０】
すなわち、本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｂには、ケーシング１０Ａの略中央部にて、中空糸膜２０Ｂの配置に対して好ましくは実質的に垂直方向に設けられる２枚の隔壁３０Ｂ、３０Ｂを有しており、２枚の隔壁３０Ｂ、３０Ｂを介して、ケーシング１０Ａ内には、一方の室である正ろ過室４０と、他方の室である逆ろ過室５０が存在する。なお、隔壁３０Ｂは、隔壁１９と同等の材料と手法で形成される。図６に示すように、２枚の隔壁３０Ｂ、３０Ｂの外周縁は連結血液流路カバー７１によって結合されていて、その間に連結血液流路７０を形成している。正ろ過室４０内の中空糸膜２０Ｂを通過してきた血液は、一旦該連結血液流路７０に入り込んだ後、逆ろ過室５０内の中空糸膜２０Ｂに流入する。連結透析液流路６０Ａ及び圧力損失手段６１Ａの構成は第二の実施の形態と同じである。
【００４１】
本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｂにおいては、血液流入口１５からの血液は、血液流入室１７を介して中空糸膜２０Ｂの内部（血液流路）に入り、正ろ過室４０を通って、前記した連結血液流路７０に流入する。その後、再び中空糸膜２０Ｂの内部（血液流路）に入り、逆ろ過室５０を通り、血液流出室１８を介して血液流出口１６に至る。正ろ過、逆ろ過の進行状態は、上述した実施の形態におけると同様である。本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｂにおいては、一方の室４０と他方の室５０との間に連結血液流路７０を設けるようにしたことにより、その製造が容易となる。
【００４２】
図７及び図８は、本発明の第四の実施の形態における血液透析ろ過器について示したものであり、図７は、その部分斜視図、図８は、断面図である。本実施の形態のモジュールは、ケーシング１０Ｃ、中空糸膜２０Ｃを装填した正ろ過室４０と逆ろ過室５０、血液流入口１５Ｃ、血液流出口１６Ｃ、及び透析液流入口１２Ｃ、透析液流出口１１Ｃ、血液流入室１７Ｃ、血液流出室１８Ｃ、連結透析液流路６０Ｃ、連結血液流路７０Ｃから構成されている。血液透析ろ過器１Ｃはこのモジュール一つより構成されている。ケーシング１０Ｃは筒状をなし、その一端部の側壁部には透析液流入口１２Ｃと透析液流出口１１Ｃとが形成されており、またその一端部には、血液流入口１５Ｃ及び血液流出口１６Ｃを備えたヘッダー１３Ｃが液密に接続されている。ケーシング１０Ｃの他端部は有底筒状のヘッダー１４Ｃにより液密に閉鎖されている。そしてケーシング１０Ｃ内には、その略中央部に長手軸と同方向に形成された隔壁３０Ｃを介して、正ろ過室４０と逆ろ過室５０が存在しており、正ろ過室４０と逆ろ過室５０とは並列状態で位置している。なお、隔壁３０Ｃはケーシングと一体で製作してもよく、別途製作後、一体に結合してもよい。
【００４３】
中空糸膜２０Ｃは、図示のように、ケーシング１０Ｃの前記正ろ過室４０と逆ろ過室５０の全長に亘って、その長手軸方向に沿って配置されている。各中空糸膜２０Ｃの両端部はケーシング１０Ｃの両端部において、隔壁１９Ｃ１、１９Ｃ２により液密に支持固定されている。また、ヘッダー１３Ｃと隔壁１９Ｃ１との間には、前記隔壁３０Ｃの延長部により区画されて、血液流入室１７Ｃ及び血液流出室１８Ｃが形成される。血液流入室１７Ｃには前記血液流入口１５Ｃが、血液流出室１８Ｃには前記血液流出口１６Ｃが接続する。さらに、ヘッダー１４Ｃと隔壁１９Ｃ２との間には連結血液流路７０Ｃが形成される。
【００４４】
隔壁３０Ｃには、図７及び図８に示すように、前記ヘッダー１４Ｃ側にて、逆ろ過室５０と正ろ過室４０の間に連結透析液流路６０Ｃが備えられ、この連結透析液流路６０Ｃには圧力損失を生じさせる圧力損失手段６１Ｃが設けられている。本実施の形態の圧力損失手段６１Ｃは、図示のように小径の孔であるが、前記圧力損失手段の条件が確保できればこれに限らない。また、ポリウレタンのような多孔質体によって形成されていてもよく、その場合に、その多孔質体が圧力損失手段６１として機能する。
【００４５】
本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｃにおいては、血液流入口１５Ｃからの血液は、血液流入室１７Ｃを介して中空糸膜２０の内部（血液流路）に入り、正ろ過室４０を通り、連結血液流路７０Ｃに達した後、再び中空糸膜２０Ｃの内部（血液流路）に入り、逆ろ過室５０を通り、血液流出室１８Ｃを介して血液流出口１６Ｃに至る。
【００４６】
透析液流入口１２Ｃから透析液流路２１Ｃを通って透析液流出口１１Ｃに至る透析液は、隔壁３０Ｃの連結透析液流路６０Ｃを通過するときに、圧力損失手段６１Ｃによって大きな圧力差が与えられる。それにより、上記した各血液透析ろ過器の場合と同様に、透析液は、逆ろ過室５０内の血液に対しては中空糸を介して大きな（＋の）圧力差で接し、正ろ過室４０内の血液に対しては中空糸を介して大きな（−の）圧力差で接することができる。
【００４７】
図９及び図１０は、本発明の第五の実施の形態における血液透析ろ過器について示したものであり、図９は、その部分斜視図、図１０は、部分断面図である。後記する隔壁及び連結透析液流路の構成を除き、他の構成は前記第四の実施の形態と同じであり、以下では、この相違点を中心に説明する。
【００４８】
本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｄでは、上記血液透析ろ過器１Ｃと同様、ケーシング１０Ｄの略中央部に、中空糸膜２０Ｃの配置に対して並行方向に隔壁３０Ｄが設けられており、該隔壁３０Ｄを介して、ケーシング１０Ｄ内には、一方の室である正ろ過室４０と、他方の室である逆ろ過室５０が存在する。ケーシング１０Ｄには、図９及び図１０に示すように、ヘッダー１４Ｃ側にて逆ろ過室５０と正ろ過室４０との間の連結透析液流路６０Ｄが隔壁３０Ｄの外部に形成されており、この連結透析液流路６０Ｄには圧力損失を生じさせる圧力損失手段６１Ｄが設けられている。本実施の形態の圧力損失手段６１Ｄは図示の様な流路であるが、前記圧力損失手段の条件が確保できればこれに限らない。正ろ過、逆ろ過の進行状態は、実質的に上述した第四の実施の形態のものと同じであり、説明は省略する。
【００４９】
前記したように、従来の技術の透析液流路で発生する圧力損失は、主として、透析液と、その周りの中空糸膜及びケーシング表面との摩擦によるものであったが、本発明による血液透析ろ過器では、正ろ過室と逆ろ過室の間の連結透析液流路６０で高い圧力差（圧力損失）を生じさせており、中空糸膜２０を介した透析液と血液の圧力差が一層大きなものとなる。その圧力差がドライビングフォースとなってろ過量が決まることから、結果として、ろ過量を増やすことができる。そのために、中空糸膜２０に対して変形などによる実質的な影響を与えることなく、正ろ過室４０及び逆ろ過室５０におけるろ過量が増加し、大量の液置換が可能になり、中〜高分子量物質の除去を効果的に行うことができる。しかも、本発明による血液透析ろ過器は、従来のものとサイズは同じであってよく、ポンプ等の専用の装置を用いることなく、そのまま既存の透析制御装置に適用することができるので、治療コストの低廉化と操作性の向上との双方を満足した運転を行うことができる。
【００５０】
なお、本願では大量のろ過を行うために連結透析液流路に圧力損失手段を設けたが、同様に連結血液流路７０（７０Ｃ）においても、血液に影響を与えない範囲でその断面積を調整することによって血液の流れにも圧力損失を加え、透析液と血液と間の圧力差を更に大きくすることも可能である。
【００５１】
図１１は、前記第四及び第五の実施の形態の血液透析ろ過器１Ｃ（１Ｄ）における血液及び透析液の圧力分布を示す図である。本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｃ（１Ｄ）では、正ろ過室と逆ろ過室の間の連結透析液流路６０Ｃ（６０Ｄ）の圧力損失手段６１Ｃ（６１Ｄ）によって、図示のように、正ろ過室４０に配置される透析液流路２１Ｃと、逆ろ過室５０に配置される透析液流路２１Ｃとの間で大きな圧力差が生じていることが分かる。この点は、上記第一乃至第三の実施の形態の血液透析ろ過器１（１Ａ、１Ｂ）も同様である。なお、この圧力損失は、血液流量２００ｍｌ／ｍｉｎ、透析液流量５００ｍｌ／ｍｉｎにおいて、１〜２００ｍｍＨｇの範囲で生じさせることができる。
【００５２】
一方、本実施の形態の血液透析ろ過器１Ｃ（１Ｄ）では、上記第一乃至第三の実施の形態の血液透析ろ過器１（１Ａ、１Ｂ）に比して、さらに容器（ケーシング）の長さに比べて血液流路及び透析液流路を長くとることができ、限られたスペースを有効に利用することができる。それにより、透析液流入口の圧力ＰDinと透析液流出口の圧力ＰDoutとの圧力差のほか、血液流入口の圧力ＰBinと血液流出口の圧力ＰBoutとの圧力差も一層大きくさせることができる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態について詳説したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００５３】
例えば、前記各実施の形態のケーシングは、１つの正ろ過室と１つの逆ろ過室とを有しているが、それに限定されるものでなく、隔壁を長手軸方向に有する血液透析ろ過器１Ｃ、１Ｄの場合には、複数個の室を有することで血液の流路及び透析液の流路を実質長くするような構造とすることもできる。また、連結透析液流路は、ケーシングに設けられる構成に限定されるものではなく、例えば、隔壁の外部で、正ろ過室と逆ろ過室とからの延出部分をチューブ等にて繋いだものであってもよい。また、連結透析液流路には、流量計及び／又は流量制御装置が付加的に設けられていてもよく、これにより、ろ過量を測定及び適切に調節することも可能になる。例えば、透析液の流入量Ｑｉｎ、流出量Ｑｏｕｔ、連結透析液流路での測定流量をＱｘとすると、正ろ過室のろ過量は、Ｑｉｎ−Ｑｘとなり、逆ろ過室のろ過量は、Ｑｘ−Ｑｏｕｔとなり、簡単に求めることができる。
【００５４】
図１２は、本実施の形態の血液透析ろ過器を含んだ血液透析ろ過装置の回路構成図であり、血液透析ろ過装置８０は、図示のように、血液透析ろ過器１Ｄの連結透析液流路６０Ｄに流量計８１を設け、この透析液の流量Ｑｘを直接に測り、これと透析液の流入量Ｑｉｎとの差から、正ろ過室４０で発生するろ過量が測定可能であり、また、透析液の流出量Ｑｏｕｔとの差からは、逆ろ過室５０での逆ろ過量も測定可能である。そして、この連結透析液流路６０Ｄにあわせて流量制御装置８２を設けることで流量を制御することができる。なお、この場合において、流量制御装置８２は、ポンプで直接に流量をコントロールするか、圧力損失（例えば、弁）で流量をコントロールするかの二つがあると考えられる。また、流量計と流量制御装置との組合せは、単に、モニターするだけの流量計として（図１２（ａ）参照）、流量計と圧力損失コントロールとして（図１２（ｂ）参照）のほか、流量コントロールとして（図１２（ｃ）参照）の三ケースが考えられる。
更にまた、本発明の血液透析ろ過器は、血液及び血液から分離された血漿及び血液成分に対する浄化装置として利用することも可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の血液透析ろ過器及び血液透析ろ過装置は、従来のものと実質的に同じサイズで、既存の透析制御装置に実質大きさそのままで操作性よく適用することができ、血液の流れにも実質的に影響を与えることなく大量のろ過（液置換）が可能となる。本発明による血液透析ろ過器及び血液透析ろ過装置を用いることにより、例えば、慢性透析患者に発生しがちであり長期合併症に影響があるとされている血液中の中〜高分子量物質を、容易に、かつ、効果的に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における血液透析ろ過器の部分断面図。
【図２】図１の血液透析ろ過器の拡大図。
【図３】本発明の第二の実施の形態における血液透析ろ過器の部分断面図。
【図４】図３の血液透析ろ過器の拡大図。
【図５】本発明の第三の実施の形態における血液透析ろ過器の部分断面図。
【図６】図５の血液透析ろ過器の拡大図。
【図７】本発明の第四の実施の形態における血液透析ろ過器の部分斜視図。
【図８】図７の血液透析ろ過器の断面図。
【図９】本発明の第五の実施の形態における血液透析ろ過器の部分斜視図。
【図１０】図９の血液透析ろ過器の部分断面図。
【図１１】図７乃至図１０の血液透析ろ過器における血液及び透析液の圧力分布を示す図。
【図１２】本発明による血液透析ろ過器を含んだ血液透析ろ過装置の回路構成図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：血液透析ろ過器、１０、１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｄ：ケーシング、１１、１１Ｃ：透析液の出口、１２、１２Ｃ：透析液の入口、１３：ヘッダー、１４：ヘッダー、１５、１５Ｃ：血液の入口、１６、１６Ｃ：血液の出口、１７：血液流入室、１８：血液流出室、２０、２０Ｂ、２０Ｃ：中空糸膜（血液流路）、２１：透析液流路、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ：隔壁、４０：一方の室（正ろ過室）、５０：他方の室（逆ろ過室）、６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ：連結透析液流路、６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ：圧力損失手段、６２：連結透析液流路カバー、７０、７０Ｃ：連結血液流路、７１：連結血液流路カバー、８０：血液透析ろ過装置、８１：流量計、８２：流量制御装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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