(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の血液透析濾過ステージを備え、該第１の血液透析濾過ステージは、第１の端部および第２の端部を有する第１のハウジングと、前記第１の端部および第２の端部の間に配置された第１のフィルタ部材とを有し、前記第１の端部には、前記第１のフィルタ部材の血液側に血液を流入させる血液注入口が設けられるとともに、前記第１のフィルタ部材の透析液側から透析液を流出させる第１の透析液排出口が設けられ、前記第２の端部には、前記第１のフィルタ部材の透析液側に透析液を流入させる第１の透析液注入口が設けられ、
かつ、第２の血液透析濾過ステージを備え、該第２の血液透析濾過ステージは、第３の端部および第４の端部を有する第２のハウジングと、前記第３の端部および第４の端部の間に配置された第２のフィルタ部材とを有し、前記第４の端部には、前記第２のフィルタ部材の血液側から血液を流出させる血液排出口が設けられるとともに、前記第２のフィルタ部材の透析液側に透析液を流入させる第２の透析液注入口が設けられ、前記第３の端部には、前記第２のフィルタ部材の前記透析液側から透析液を流出させる第２の透析液排出口が設けられ、
かつ、ステージ間コネクタを備え、該ステージ間コネクタは、前記第１のハウジングの前記第２の端部と、前記第２のハウジングの前記第３の端部とに接続され、前記第１のフィルタ部材の前記血液側から前記第２のフィルタ部材の前記血液側へ血液が流れ、前記第２のステージから前記第１のステージへ自身を介して透析液を流すように設けられている二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記ステージ間コネクタは、前記第１のフィルタ部材の前記血液側および前記第２のフィルタ部材の前記血液側に連通するヘッダ空間部を有し、かつ、前記ステージ間コネクタは、前記ヘッダ空間部内に前記置換液を流入させて、前記血液が希釈されるように設けられた置換液注入口を有していることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記ステージ間コネクタは、前記第１の透析液注入口と前記第２の透析液排出口とを有する透析液間ポートを備えていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記透析液間ポート上に取り付けられて前記第２の透析液排出口から前記第１の透析液注入口へ透析液をそのまま流すように構成された開口間キャップを備えていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項４】
請求項１に記載の二段式血液透析濾過カートリッジと、
前記第２の透析液排出口から透析液を取り入れ、前記第１の透析液注入口に透析液を供給するように構成された制御機構と、
を備えている二段式血液透析濾過機構において、
前記制御機構は、前記第１の血液透析濾過ステージ及び第２の血液透析濾過ステージにおける相対的なトキシン除去速度を制御するように構成されていることを特徴とする二段式血液透析濾過機構。
【請求項５】
請求項１に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記第１のハウジングおよび第２のハウジングは、前記血液が前記第１のステージ内で第１の方向に流れ、前記第２のステージ内で第２の方向に流れ、前記第１の方向が前記第２の方向に対して反対方向となるように、前記第１の端部を前記第４の端部に近接させるようにして互いに平行に配置されていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項６】
第１の血液透析濾過ステージを備え、該第１の血液透析濾過ステージは、第１の端部および第２の端部を有する第１のハウジングを有し、
かつ、前記第１のハウジングの前記第１の端部および第２の端部の間に配置された少なくとも一つの第１のフィルタ部材を備え、前記第１の端部は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の血液側に通じる血液注入口を有するとともに、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の透析液側に流れが通じる第１の透析液排出口を有し、前記第１のハウジングの前記第２の端部は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記透析液側へと透析液を通す第１の透析液注入口を有し、
かつ、第２の血液透析濾過ステージを備え、該第２の血液透析濾過ステージは、第３の端部および第４の端部を有する第２のハウジングを有し、
かつ、前記第２のハウジングの前記第３の端部および第４の端部の間に配置された少なくとも一つの第２のフィルタ部材を備え、前記第４の端部は、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の血液側から血液を通すための血液排出口を有するとともに、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の透析液側に流れが通じる第２の透析液注入口を有し、前記第３の端部は、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記透析液側から透析液を送出するための第２の透析液排出口を有し、
かつ、コネクタを備え、該コネクタは、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記血液側から前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記血液側へ血液を通すために、前記第１のハウジングの前記第２の端部と、前記第２のハウジングの前記第３の端部とに接続され、前記コネクタは、前記第２のステージの前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記血液側に前記血液が流入する前に前記第１のステージからの前記血液に混ぜられる置換液を受け入れるための液体の注入口を有し、前記コネクタが前記第２のステージから前記第１のステージへ前記透析液を導くように構成されている、二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項７】
請求項６に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記第１のハウジングおよび第２のハウジングは、前記第１のハウジングおよび第２のハウジングと一体に形成されている前記コネクタを有する一段式のカートリッジ部材の一部とされていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項８】
請求項６に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記コネクタは、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記血液側と、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記血液側とに通じるヘッダ空間部を有し、前記置換液は、前記ヘッダ空間部に流入して、前記第１のステージからの前記血液を希釈するようになっていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項９】
請求項６に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記コネクタに取り外しできるように取り付けられたステージ間ヘッダキャップをさらに備え、前記キャップは、置換液を受け入れる注入口を有していることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
外部環境から前記ヘッダ空間部を密閉するためのシーリング部材をさらに備え、前記シーリング部材は、前記ステージ間ヘッダキャップと前記コネクタとの間に配置されて、これにより、前記ヘッダ空間部が密閉されていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１１】
請求項６に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記コネクタは、前記第１の透析液注入口と前記第２の透析液排出口とによって少なくとも一部が形成された透析液間ポートを備え、前記透析液間ポートは、前記第２のステージから前記第１のステージへ前記透析液が流れることができるように構成されていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記透析液間ポートに着脱自在に接合されるとともに、前記第２の透析液排出口から前記第１の透析液注入口へ前記透析液が流れることができるように構成された開口間キャップをさらに備えていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１３】
請求項８に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記コネクタは、前記第１のステージおよび第２のステージを仕切るための部材を備え、前記部材は、前記第１のステージおよび第２のステージから、前記ヘッダ空間部を分割し、前記部材は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材および第２のフィルタ部材に通じ、これにより、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材および第２のフィルタ部材の前記血液側が前記ヘッダ空間部に流れが通じていて、前記血液が前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材から前記ヘッダ空間部を介して前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材へ流れることができるようになっていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１４】
第１の血液透析濾過ステージを備え、該第１の血液透析濾過ステージは、第１の端部および第２の端部を有する第１のハウジングを有し、
かつ、前記第１のハウジングの前記第１の端部および第２の端部の間に配置された少なくとも一つの第１のフィルタ部材を備え、前記第１の端部は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の第１の側に通じる血液注入口を有するとともに、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の第２の側に流れが通じる第１の透析液排出口を有し、前記ハウジングの前記第２の端部は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記第２の側へと透析液を通す第１の透析液注入口を有し、
かつ、第２の血液透析濾過ステージを備え、該第２の血液透析濾過ステージは、第３の端部および第４の端部を有する第２のハウジングを有し、
かつ、前記第２のハウジングの前記第３の端部および第４の端部の間に配置された少なくとも一つの第２のフィルタ部材を備え、前記第４の端部は、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の第１の側から血液を通すための血液排出口を有するとともに、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の第２の側に流れが通じる第２の透析液注入口を有し、前記第３の端部は、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記第２の側から透析液を送出するための第２の透析液排出口を有し、
かつ、コネクタを備え、該コネクタは、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記第１の側から前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記第１の側へ血液を通すために、前記第１のハウジングの前記第２の端部と、ヘッダ空間部を形成する前記第２のハウジングの前記第３の端部とに接続され、前記コネクタは、前記第２のステージから前記第１のステージへ透析液を通すために、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材および第２のフィルタ部材の前記第２の側に流れが通じており、
前記コネクタは、前記ヘッダ空間内に置換液を流入させる置換液注入口を有している、
二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記コネクタは、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記第１の側と、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記第１の側とに通じるヘッダ空間部を有していることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１６】
請求項１４に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記コネクタは、前記第１の透析液注入口と前記第２の透析液排出口とによって少なくとも一部が形成された透析液間ポートを備え、前記透析液間ポートは、前記第２のステージから前記第１のステージへ前記透析液が流れることができるように構成されていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１７】
請求項１６に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記透析液間ポートに着脱自在に接合されるとともに、前記第２の透析液排出口から前記第１の透析液注入口へ前記透析液が流れることができるように構成された開口間キャップをさらに備えていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１８】
第１の血液透析濾過ステージを備え、該第１の血液透析濾過ステージは、第１の端部および第２の端部を有する第１のハウジングを有し、
かつ、前記第１のハウジングの前記第１の端部および第２の端部の間に配置された少なくとも一つの第１のフィルタ部材を備え、前記第１の端部は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の第１の表面に通じる血液注入口を有するとともに、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の第２の表面に流れが通じる第１の透析液排出口を有し、前記ハウジングの前記第２の端部は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記第２の表面へと透析液を通す第１の透析液注入口を有し、
かつ、第２の血液透析濾過ステージを備え、該第２の血液透析濾過ステージは、第３の端部および第４の端部を有する第２のハウジングを有し、
かつ、前記第２のハウジングの前記第３の端部および第４の端部の間に配置された少なくとも一つの第２のフィルタ部材を備え、前記第４の端部は、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の第１の表面から血液を通すための血液排出口を有するとともに、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の第２の表面に透析液を通す第２の透析液注入口を有し、前記第３の端部は、前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記第２の表面から透析液を送出するための第２の透析液排出口を有し、
かつ、コネクタを備え、該コネクタは、前記第１のハウジングの前記第２の端部と、前記第２のハウジングの前記第３の端部とに接続され、前記コネクタは、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材の前記第１の表面から前記少なくとも一つの第２のフィルタ部材の前記第１の表面へ血液を通すための第１の部分と、前記第２のステージから前記第１のステージへ透析液を通すための第２の部分とを有しており、
前記コネクタは、前記血液が希釈されるようにヘッダ空間部内に置換液を流入させる置換液注入口を有している、
二段式血液透析濾過カートリッジ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の二段式血液透析濾過カートリッジにおいて、
前記第１の部分は、前記少なくとも一つの第１のフィルタ部材および第２のフィルタ部材に通じるヘッダ空間部を有し、前記第２の部分は、前記第１の透析液注入口と前記第２の透析液排出口とによって形成された透析液間ポートを備え、開口キャップがこの透析液間ポートに着脱自在に接合して、これにより、前記第２の透析液排出口から前記第１の透析液注入口へ前記透析液がそのまま流れるように構成されていることを特徴とする二段式血液透析濾過カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液透析濾過装置及び血液透析濾過の方法に関し、特に、新式の血液透析濾過カートリッジ及びその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
末期腎不全（ESRD）に対して現在行なわれている治療は、基本的には血液透析法によるものであり、この方法では、半透膜の一方の側に浄化されるべき血液が流れ、そして、膜の他方の側に生理溶液および透析液が流れて、血液中のトキシンが上記一方の側から上記他方の側に移される。この治療方法において主に働いている力は拡散作用である。この方法は、尿素やクレアチニンといった小さな分子量（MW; Molecular Weight）のトキシンを移行させるのに効果的である。しかしながら、この方法は、分子量１ｋＤａ（キロダルトン）より大きな分子量を持つ物質を移行させる場合には、斯かる物質の拡散係数が低いことが起因して、それほど効果的ではない。
【０００３】
あまり頻繁ではないが、治療方法として血液透析濾過が用いられている。血液透析濾過においては、血液からトキシンを取り除くのに、拡散と濾過とが組み合わされる。血液が血液透析濾過カートリッジに入る前か後に、無菌の非発熱性（non-pyrogenic）の補液（replacement fluid）が血液に加えられる。この補液が、血液透析濾過のプロセスの間に半透膜を通って濾過される血漿水と入れ替わる。血液透析濾過が血液透析に勝る点は、トキシンを除去するのに、拡散と組み合わせて濾過を行なうことにある。このように組み合わせる結果、血液透析濾過によって、より効果的にクレアチニンや尿素等の小さい分子が除去されるだけでなく、さらに、濾過によって中程度の分子量の物質がさらに大量に除去される。
【０００４】
血液透析濾過のフィルタの構成に関する様式は、ハイフラックス（high flux）のダイアライザ（大流量ダイアライザ）のものと概ね同じものである。このようなフィルタは、円筒状ハウジング内の複数の中空ファイバ（中空糸）の束から構成されている。血液透析濾過システムが作動している間に、フィルタカートリッジの上流側（希釈前段〔pre-dilution〕）か、あるいは下流側（希釈後段〔post-dilution〕）で、補液が血液中に注入される。
【０００５】
希釈前段方式ないし希釈後段方式を用いる透析濾過装置には、効率に関して固有の限界が存在している。希釈前段方式によって、より制限のない濾過が可能となるが、血液がフィルタに達する前に希釈されるため、全体的な溶質の質量移行が低減されてしまう。希釈後段方式には、血液濃度が高く維持されるという利点があり、その結果、より効果的な拡散ならびに溶質の対流がもたらされるが、血球の濃度が増加し、そのために濾過中の血液粘稠度がより高くなって、濾過される水量に対する上限をもたらしてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来の血液透析濾過装置よりもさらに高いトキシン除去速度と、さらに高いトキシン除去効率を得ることのできる血液透析濾過カートリッジを提供することにある。本発明は、血液を完全には透析濾過しないが、部分的には透析濾過した後で、血液を希釈するという方式を提供することにより、従来の血液透析濾過装置の上述の欠点を低減および／または解消するものである。本発明の方式は、高い濾過速度といった希釈前段方式の長所と、高い拡散および対流効率といった希釈後段方式の長所を組み合わせるものである。本発明の装置は、二段式血液透析濾過装置、あるいは、二段式血液透析濾過を用いる通常の透析装置と組み合わせて動作させるのに適したものにできる。こういった装置は、本願の譲渡人に譲渡されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／１７４６８号明細書、及びＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／２５８０４号明細書に記載されており、これら参考文献の開示内容は、これらを参照することによって本願に包括的に取り入れられている。これとは別に、本発明に係る二段式装置を相応に変更して、例えば、二段式装置の二つのステージの間を透析物の液体（dialysate fluid）をそのまま流すようにすることにより、本発明を一段式の透析濾過を用いる通常の透析装置と組み合わせて用いるのに適したものにすることもできる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る血液透析濾過カートリッジは、血液ならびに透析液の注入口ポートと排出口ポートとを有している。本発明のカートリッジは、例えば、二つの血液透析濾過ステージに対応して、二つの円筒状ハウジングといった二つのハウジングを備えており、このとき、第１のステージは、血液注入口および透析液排出口を備え、第２のステージは、血液排出口および透析液注入口を備えている。
【０００８】
本発明の実施形態において、血液の注入口ポートならびに血液の排出口ポート、および透析液の注入口ポートならびに透析液の排出口のポートは、カートリッジの先端部等の一方の側に配置されている。本発明の二つの血液透析濾過ステージのそれぞれは、高いフラックス（high flux）の半透性の複数の中空ファイバからなる縦長の束を有することが可能で、これらの中空ファイバは、それぞれの端部において、ポリウレタンといったポッティング剤（potting compound）を用いて透析液室から密閉することができる。血液注入口は、ファイバ端部において、カートリッジのケーシングに装着できるヘッダ部材を有していてもよい。
【０００９】
一実施形態において、上記二つのステージは、別個に作製され、その後一体に組み立てられる。あるいは、これとは異なり、二つのステージは、一体型のユニットとして製造されるものであってもよい。こういった製造方法は、結果として得られる二段式カートリッジに何も影響しない。
【００１０】
本発明の実施形態において、上記カートリッジは、好ましくは、例えばカートリッジの後端部といった第２の端部に、付加的な二つのポートを備えている。これらの付加的なポートの一つは、置換液（substitution fluid）の注入口とすることができ、この注入口において、無菌の補液（replacement fluid）が血液に混ぜられる。血液と補液とのこの混合は、第１のステージと第２のステージとの間の共通のヘッダ空間部において行うことができ、血液は、このヘッダ空間部において第１のステージの中空ファイバを出て第２のステージのファイバに入る。
【００１１】
もう一つの付加的なポートは、例えば、カートリッジの第２のステージを出る透析物の液体（透析液）を導いて透析液の流速を計量できる制御装置を介して循環させるとともに透析液を第１のステージに戻す２開口式ポートといった、透析液間ポートとすることができる。カートリッジの全体的な濾過の度合いが、基本的に透析液の注入口ならびに排出口での速度に支配されるのに対して、上記透析液間ポートにより、二つのカートリッジステージの個々の濾過速度を制御することが可能となる。また、このポートによって、二つのステージの間で透析液の流速ないし透析液の成分を変更することも可能になる。本発明の他の実施形態において、上記第２のステージを出る上記透析物の液体は、例えば、上記２開口式ポートに開口接続キャップを設けることによって、第１のステージ内にそのまま流れるように導くこともできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい一実施形態による二段式血液透析濾過カートリッジ１０をそれぞれ概略的に断面で示す正面図の図１Ａならびに上面図の図１Ｂを参照すると、このカートリッジ１０は、第１のステージ５２と第２のステージ５３とを備えている。好ましくは、これらのステージ５２，５３は、通常、それぞれ硬いプラスチック材料からなる円筒状ハウジング６２，６３を備えている。このハウジング６２，６３は、この分野で知られているように、半透性の長手方向に沿った縦長の中空ファイバの束５４を内包している。この半透性のファイバは、血液から濾過されるトキシンを移送するための手段として用いられる。
【００１３】
本発明の一実施形態において、カートリッジ１０は、二段式血液透析濾過装置、あるいは、二段式血液透析濾過を用いる標準的な透析装置と組み合わせて動作するように適合させられており、これらの装置は、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／１７４６８号明細書、および／または、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／２５８０４号明細書に記載されているようなもので、これらの二つの開示内容は、これらの明細書全体を参照することによって、包括的に本願に取り入れられている。
【００１４】
稼動している間、二段式血液透析濾過装置の血液ポンプを介して患者から移送された血液は、注入口ポート５５を通ってカートリッジ１０の第１のステージ５２に入る。ここで、この注入口ポート５５は、ハウジング６２の注入口端部に取り付けられたヘッダキャップ５６に形成されていることが好ましい。キャップ５６は、ポッティング剤５８によってカートリッジの他の部分から仕切られた内部ヘッダ空間部５７を画成している。ここで、ポッティング剤５８は、中空ファイバ５４の外側表面の周りにシール部を形成している。ヘッダキャップ５６は、取り外し可能に設けることができ、この場合には、ヘッダ空間部５７は、Ｏ−リング５９といったシーリング部材によって、外部の環境から密閉されていることが好ましい。
【００１５】
血液が第１のステージ５２の主濾過空間部６０に沿ってファイバ５４の内側を横切りながら下っていく際、ファイバ５４の外側は透析液に浸される。これにより、結果的にトキシンの第一段階の血液透析濾過、すなわち、濾過および拡散の双方がもたらされ、濾過空間部６０内のファイバ５４の全長にわたってこの濾過と拡散とが引き起こされる。本発明の一実施形態において、血漿水の大半、例えば概ね４０〜６０％の部分は、第１のステージ５２を通って血液が流れる際に濾過される。ある程度血液透析濾過が行なわれた第１のステージ５２を出た血液は、ハウジング６２の他方の端部に接続されたステージ間（inter-stage）ヘッダ空間部１１に入る。ステージ間ヘッダ空間部１１に入る血液は、血液濃縮された状態、すなわち、血液におけるヘマトクリット値のレベルが増加した状態にある。本発明の実施形態によれば、第１のステージ５２の濾過空間部６０、及び第２のステージ５３の濾過空間部６１は、例えば、ヘッダ空間部５７とポッティング剤５８について上述した仕切り方と同じように、ポッティング剤６８によってヘッダ１１から仕切られている。
【００１６】
第１のステージ５２を出て第２のステージ５３に入る血液に対して移行段階部として機能するステージ間ヘッダ空間部１１は、ステージコネクタ１２によって画成されており、このステージコネクタ１２は、好ましくは硬いプラスチック材料から形成され、例えば接着ないし溶着によって第１のステージ５２の排出口端部と第２のステージ５３の注入口端部の両方に取り付けられている。ステージコネクタ１２は、二つの独立した透析液空間部１９，６９だけでなくヘッダ空間部１１をも内包し、かつ画成している。注入口ポート１５を有している取り外し可能なステージ間ヘッダキャップ１３は、このステージコネクタ１２に接続されている。ヘッダ空間部１１は、Ｏ−リング１４等のシーリング部材によって外部の環境から密閉することができる。
【００１７】
第２のステージ５３に入る前にヘッダ空間部１１に滞在する血液は、ヘッダ注入口ポート１５を介してカートリッジ１０に入る無菌の生理溶液を用いて希釈される。この無菌の溶液は、「オンライン」式に連続的に生成することができるものか、あるいは、この分野で知られた生理食塩水バッグ等のリザーバから供給することができるものである。ステージ間空間部１１内の血液は、血液希釈、すなわち、血液のヘマトクリット値のレベルが低減される。血液希釈された血液は、その後、第１のステージ５２について上述したのと同じようなやり方で、第２のステージ５３内に配設されたファイバ６４によって移送される。第２のステージ５３では、血液にさらなる血液透析濾過が施される。第２のステージ５３の排出口端部は、ヘッダキャップ６６によって蓋がされていて、このヘッダキャップ６６は、ヘッダキャップ５６について上述したのと同じように、その内側にヘッダ空間部６７を画成し、血液排出口ポート１６を有している。
【００１８】
本発明の実施形態において、血液は、カートリッジ１０によって透析濾過されるが、このときの速度は、血液排出口ポート１６を介して第２のステージ５３を出て来る際に、血液のヘマトクリット値のレベルが第１のステージ５２に入ってくる血液のヘマクリット値のレベルと概ね同じものになるようになっている。通常の血液透析のプロセスと同様、患者の体液平衡を維持する必要がある場合には、血液のヘマトクリット値のレベルを若干変えることが正味の限外濾過（net ultrafiltration）を制御するのに要求されることもある。
【００１９】
本発明における透析液は、通常の透析プロセスにおけるように、血液の流れに対して「逆流」方向にカートリッジ１０を通して灌流される。透析液は、透析液注入口１７を介して第２のステージ５３に入る。流れ分散器１８によって、透析液が第２のステージ５３内のファイバ束をさらに良好に灌流することが保証される。第２のステージ５３の透析液出口領域１９、ならびに第１のステージ５２の透析液入口領域６９に、透析液間（inter-dialysate）ポート２０が設けられていることが好ましい。透析液間ポート２０（詳細は図１Bを参照）は、第２のステージ排出口２１と第１のステージ注入口２２とを有する２開口式ポートとされていることが好ましい。
【００２０】
次に、カートリッジ１０を断面で概略的に示す側面図であって、透析液間ポート２０が血液透析濾過装置７１に接続されている様子を示す図３Ａを参照するとともに、カートリッジ１０を断面で概略的に示す側面図であって、透析液間ポート２０が開口接続キャップ７３に接続されている様子を示す図３Bを参照する。装置７１は、図示されているように、好ましくは二段式血液透析濾過装置とされている。図３Ａに示されるように、透析液間ポート２０は、血液透析濾過装置７１側の連絡部７２に嵌合するように設けられた２開口式コネクタ２４によって、装置７１に接続することができる。
【００２１】
本発明の実施形態において、血液透析濾過装置７１は、カートリッジ１０の第１のステージと第２のステージとの間の流れ及び／又は透析液圧力を監視するように設けられている。例えば、血液透析濾過装置は、カートリッジ１０の第１のステージと第２のステージとの間における流れ、及び／又は二つのステージの相対的な透析液圧力を監視するのに使用可能な透析液間ポンプ（図示せず）を備えることができる。しかしながら、装置７１は、透析液の圧力および／または流れを制御するためにこの分野で知られているような他のいかなる適した機構を有していてもよいことに留意すべきである。ステージ間の流れ及び／又は圧力を監視することによって、プロセスの効率を最適化するように、第１のステージならびに第２のステージのそれぞれにおける濾過の度合いを制御することが可能となる。
【００２２】
血液透析濾過装置７１は、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／１７４６８号明細書、およびＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／２５８０４号明細書に記載されているように、第１のステージと第２のステージとの間の透析物液体の他のパラメータを監視および／または制御するように構成することもできる。例えば、透析液の成分、および／または塩分濃度は、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／２５８０４号明細書に記載されているように、二つのステージの間で変更することができる。
【００２３】
上述したように、血液透析濾過ステージの双方をそのまま、あるいは装置７１を介して通過して使用された透析液は、第１のステージ５２の透析液排出口２３を介してカートリッジ１０から出る。
【００２４】
血液注入口ポート５５、及び血液排出口ポート１６には、それぞれ、標準的な血液ラインに嵌合するように構成されたこの分野で知られたロッキングコネクタが設けられていてもよい。透析液注入口ポート１７、及び透析液排出口ポート２３には、この分野で知られた標準的なハンセン（Hansen）コネクタを設けることができる。置換液注入口ポート１５には、この分野で知られているように、例えば、ＩＶセットに対応するよう設けられたＩＳＯ５９４に規定されているような６％テーパのコネクタといった標準的なルアー（luer）が設けられていてもよい。
【００２５】
血液注入口ポート及び血液排出口ポートを有するダイアライザ再生装置に対応させるために、置換液注入口ポート１５は、この分野で知られているように、再生中、蓋を被せることができる。上述したように、取り外し可能なヘッダキャップ５６，６６，１３を用いることによって、再生中の管板の洗浄が可能となる。加えて、透析液間ポート２０には、第２のステージ５３から第１のステージ５２へ透析液が直行して流れるようにする開口接続キャップ７３（図３B）を嵌合させることができる。キャップ７３は、ステージ５３の透析液排出口２１と、ステージ５２の透析液注入口２２との間に透析液を流れさせる一方で、透析液間ポート２０を外部環境から密閉する。このようなシーリングは、再生中には役立つことがあり、このとき、ダイアライザ再生装置は、カートリッジ１０に、それがあたかも通常のダイアライザであるかのごとくつなげられることができる。上述したように第１のステージと第２のステージとの間を透析液がそのまま流れるようにすることによって、カートリッジ１０は、一段式のダイアライザを用いて動作するよう構成された透析装置等の通常の標準的な透析装置と組み合わせて用いることが可能となる。
【００２６】
この分野で知られているように、ネジやその他のあらゆる相応しい固定機構が排出口ポート２４の外側表面上に設けられてもよく、これにより、透析装置コネクタ７２ないし開口接続キャップ７３にポート２４をしっかり密閉させることができるようになっていてもよい。
【００２７】
図１Ａ及び図１Ｂに示す実施形態において、第１のステージ及び第２のステージは、別個に製造されて、梱包前に一体に組み立てることができる。既に述べたように、ハウジング６２，６３のそれぞれには、ファイバの束が詰め込まれ、そして、この分野で知られているように、遠心力を用いた充填（centrifigual potting）を行うことができる。例えばポリウレタン樹脂等のポッティング剤は、透析液排出口ポート２３を介して第１のステージ５２に導入することができる。第１のステージ５２の他方の端部では、ポッティング剤は、専用の充填ポート２５を介して導入することができる。この充填ポート２５は、従来のダイアライザにおける第２の透析液ポートの開口部と同じ類のものである。第２のステージ５３を組み立てる過程も、第１のステージ５２と同様である。このようにして、標準的な充填技術及び装置を本発明のカートリッジの組立に用いることができる。
【００２８】
組立工程を完了するために、充填されたファイバ端部は、開口したファイバの滑らかな管板を形成するように刈り込まれて整えられ、さらに、これらの二つのステージが一つのユニットの中に組み込まれる。最終的な組立は、以下のように行うことができる。すなわち、二つのステージは、ハウジング６２側の雄型部２７とハウジング５３側の雌型部２８、あるいはその逆の形を有した例えば「トング・イン・グルーブ（tongue in groove）」型（舌部−溝部嵌合型）の接着結合部ないし溶着接合部２６を用いて一体に固定される。この構成により、アライメントが狂ってハウジングが捩じれないようになっている。ステージコネクタ１２は、既に述べたように、これら二つのハウジングに接着するか溶着することができる。
【００２９】
ステージコネクタ１２は、ステージ間ヘッダキャップ１３を接続するための嵌合部２９と同様に、透析液間ポート２０を有することができる。コネクタ１２は、ハウジング６２，６３に対して複数箇所で周囲に溶着ないし接着することができる。
【００３０】
第１の接着部は、管板を収納できるハウジング６２，６３の外側縁部３０の平坦な端部に沿って形成することができる。この接着部は、外部環境からステージ５２及びステージ５３の両方の血液側を密閉するが、ステージ５２とステージ５３との間のステージ間ヘッダ空間部１１を通る自由な流れは可能にする。この接着部は、共通の中心嵌合部３１を有する各ハウジングの縁部全体に沿って形成されていることが好ましい。
【００３１】
第２の接着部ないし溶着部は、ハウジング６２，６３の外部フランジ３２に沿って形成することができる。この接着部は、透析液充填ポートを外部環境から密閉するとともに、透析液間の流れ全てが透析液間ポートを通過するようにする。なお、二つのステージの透析液室を効果的に仕切る共通の中心接着部３３も存在している。
【００３２】
ステージコネクタ１２は、透析液間ポート２０が配置されている中心部分に透析液が流れることができるのと同様に、充填ポート２５からステージのハウジングの外側を囲んでいる外部空間部３４内に透析液を流すように構成されていることが好ましい。
【００３３】
次に、図２Ａないし図２Ｃを参照する。これらの図は、それぞれ、本発明の他の好ましい実施形態に係る二段式血液透析濾過カートリッジ１１０を概略的に示す正面断面図、上面断面図、及び側面断面図である。図２Ａ〜図２Ｃの実施形態に示されているようなカートリッジ１１０の大半の部材、ならびにこれらの部材の特徴や機能は、図１Ａ及び図１Ｂに示された実施形態に関して述べられたものと概ね同じものであり、カートリッジ１１０は、図１Ａ及び図１Ｂに示された実施形態に関して述べられたような血液透析濾過装置に取り付けられる。
【００３４】
これらの二つの実施形態の間の違いは、主としてステージ間の部分の構造と組立にある。図２Ａ〜図２Ｃの実施形態においては、二つの独立に形成された円筒状ハウジングを接合するかわりに、それぞれ第１の血液透析濾過ステージ１５２及び第２の血液透析濾過ステージ１５３のための第１のステージハウジング１６２及び第２のステージハウジング１６３を有する一体型ユニットとして、双対型ハウジング構造３５が成型されている。これにより、図１Ａおよび図１Ｂの実施形態に関して上述したようなステージ間コネクタや固定用ウェブが必要でなくなる。上述した実施形態のこれらの部材は、それぞれ、共通の、ステージ間に成型されたケース３７および成型されたウェブ３６に置き換えられる。
【００３５】
成型された構造３５は、一部をなし、通常は円形とされた、取り外し可能なステージ間ヘッダキャップ３９に適合する端部３８と一緒に形成されていることが好ましい。この構成においては、ケース３７の断面全体がポッティング剤４０によって満たされており、これにより、カートリッジ１１０内に束ねられたファイバの血液側を、ファイバの透析液側から密閉するようになっている。本実施形態において、２開口式透析液間ポート１２０は、特に図２Ｂから分かるように、概ね図１Ｂのポート２０に関して上で述べたような仕方で用いられる。しかしながら、本実施形態において、第１のステージ１５２の透析液は、ステージ間ケース３７の全口径を横切るリブ部材４１によって、第２のステージ１５３の透析液から切り離されている。リブ４１は、ウェブ３６の一方の端部４２に成型することができ、他方の端部４３でポッティング剤に封止することができる。
【００３６】
本発明が図面に基づいて記述されたこれらの実施形態に限定されるものでないことは、当業者ならば自明であろう。むしろ本発明は請求項からのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ｂ】  図１Ａの二段式血液透析濾過カートリッジを概略的に線１Ｂ−１Ｂに沿った断面で示す上面図である。
【図２Ａ】  本発明の好ましい他の実施形態に係る二段式血液透析濾過カートリッジを概略的に断面で示す正面図である。
【図２Ｂ】  図２Ａの二段式血液透析濾過カートリッジを概略的に線２Ｂ−２Ｂに沿った断面で示す上面図である。
【図２Ｃ】  図２Ａの二段式血液透析濾過カートリッジを概略的に示す横断面図である。
【図３Ａ】  図１Ａの二段式血液透析濾過カートリッジを概略的に線１Ｂ−１Ｂに沿った断面で示す上面図であって、カートリッジの透析液間ポートが血液透析濾過装置に接続されている様子を示す図である。
【図３Ｂ】  図１Ａの二段式血液透析濾過カートリッジを概略的に線１Ｂ−１Ｂに沿った断面で示す上面図であって、カートリッジの透析液間ポートが開口接続キャップに接続されている様子を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・二段式血液透析濾過カートリッジ（二段式血液透析濾過機構）
１１・・・ステージ間ヘッダ空間部
１２・・・ステージコネクタ（ステージ間コネクタ）
１３・・・ステージ間ヘッダキャップ
１６・・・血液排出口ポート
１７・・・透析液注入口（第１の透析液注入口）
２０・・・透析液間ポート
２１・・・第２のステージ排出口（第２の透析液排出口）
２２・・・第１のステージ注入口（第１の透析液注入口）
２３・・・透析液排出口（第１の透析液排出口）
２４・・・２開口式コネクタ
５２・・・第１のステージ（第１の血液透析濾過ステージ）
５３・・・第２のステージ（第２の血液透析濾過ステージ）
５４・・・中空ファイバ（第１のフィルタ部材）
５５・・・血液注入口ポート
５６・・・ヘッダキャップ
５８・・・ポッティング剤
６２・・・ハウジング（第１のハウジング）
６３・・・ハウジング（第２のハウジング）
６４・・・中空ファイバ（第２のフィルタ部材）
６６・・・ヘッダキャップ
６８・・・ポッティング剤
７１・・・血液透析濾過装置（二段式血液透析濾過機構）
７３・・・開口接続キャップ（開口間キャップ）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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