JP3528723B2 - 輸液フィルター - Google Patents
輸液フィルターInfo
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/165—Filtering accessories, e.g. blood filters, filters for infusion liquids
- A61M2005/1655—Filter with fibers, e.g. filtering element in form of hollow fibers
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は患者に薬液を投与す
る際、薬液中に含まれている生体に好ましくない異物を
除去するためのフィルターに関する。
る際、薬液中に含まれている生体に好ましくない異物を
除去するためのフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】医療施設では、栄養補給、体内の電解質
のバランス調整、水分補給、治療等の目的で輸液が広く
行われている。その際、薬液中に混入する可能性のある
異物として、例えば、最初から薬液中に混入していた異
物、瓶針を輸液容器のゴム栓に穿刺した際に混入する切
削屑、ガラス屑の微粒子、輸液セットの準備や混注の際
に侵入する細菌等があるが、これらの生体にとって有害
な異物は患者に投与されないように除去しなくてはなら
ない。そのため、上記の異物除去の目的で輸液セットに
輸液フィルターを装着して使用されることは少なくな
い。
のバランス調整、水分補給、治療等の目的で輸液が広く
行われている。その際、薬液中に混入する可能性のある
異物として、例えば、最初から薬液中に混入していた異
物、瓶針を輸液容器のゴム栓に穿刺した際に混入する切
削屑、ガラス屑の微粒子、輸液セットの準備や混注の際
に侵入する細菌等があるが、これらの生体にとって有害
な異物は患者に投与されないように除去しなくてはなら
ない。そのため、上記の異物除去の目的で輸液セットに
輸液フィルターを装着して使用されることは少なくな
い。
【０００３】輸液フィルターとしては、平膜型のものや
中空糸型のもの等があり、それぞれ特徴を有するが、近
年では微粒子をほぼ完全に除去できる、小さな充填
量で大きな膜面積が確保できる等の理由より、中空糸型
の輸液フィルターが注目されている。
中空糸型のもの等があり、それぞれ特徴を有するが、近
年では微粒子をほぼ完全に除去できる、小さな充填
量で大きな膜面積が確保できる等の理由より、中空糸型
の輸液フィルターが注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】輸液フィルターにおい
て、望ましい要件として以下の３つの項目がある。すな
わち、(1)濾過流量が大きいこと、(2)充填量（プライミ
ング量ともいう）が小さいこと、(3)フィルターの膜面
積が小さいことである。濾過流量が大きいということ
は、輸液フィルターの透過性が良く、単位時間当たりの
濾過処理能力が優れているということである。充填量が
小さいということは、輸液フィルターのハウジングに滞
留するデッドボリューム（滞留量）が少ないということ
であり、特に微量な薬液を投与する場合や特定の薬液を
急速注入したい場合に利点となる。また、輸液終了時に
輸液フィルターに残る液量が減少できる。フィルター膜
面積が小さいということは、材料費を下げることができ
るので、製造コストの点から利点がある。さらに膜面積
を小さくすることによって、充填量を下げることがで
き、フィルターへの薬剤吸着量を減少することができる
等の利点がある。
て、望ましい要件として以下の３つの項目がある。すな
わち、(1)濾過流量が大きいこと、(2)充填量（プライミ
ング量ともいう）が小さいこと、(3)フィルターの膜面
積が小さいことである。濾過流量が大きいということ
は、輸液フィルターの透過性が良く、単位時間当たりの
濾過処理能力が優れているということである。充填量が
小さいということは、輸液フィルターのハウジングに滞
留するデッドボリューム（滞留量）が少ないということ
であり、特に微量な薬液を投与する場合や特定の薬液を
急速注入したい場合に利点となる。また、輸液終了時に
輸液フィルターに残る液量が減少できる。フィルター膜
面積が小さいということは、材料費を下げることができ
るので、製造コストの点から利点がある。さらに膜面積
を小さくすることによって、充填量を下げることがで
き、フィルターへの薬剤吸着量を減少することができる
等の利点がある。
【０００５】ところが、上記の(1)と、(2)および(3)の
要件は相反することであり、これらの観点から性能の優
れた輸液フィルターを製造するのは容易でなかった。し
かも、このような輸液フィルターを安価に供給するとな
ると、さらに困難なことであった。例えば、中空糸膜の
輸液フィルターを考えてみると、輸液フィルター全体の
濾過流量を上げるためには、フィルター中空糸の膜面積
を増大することが必要である。中空糸の膜面積を増大す
るためには、より多量の中空糸膜が必要であり、その多
量の中空糸を充填するためにフィルターハウジングを大
型化しなくてはならない。その結果、輸液フィルターの
充填量は大きくなってしまう。逆に、輸液フィルターの
膜面積や充填量を小さくするためには、濾過流量を犠牲
にしなくてはならない。
要件は相反することであり、これらの観点から性能の優
れた輸液フィルターを製造するのは容易でなかった。し
かも、このような輸液フィルターを安価に供給するとな
ると、さらに困難なことであった。例えば、中空糸膜の
輸液フィルターを考えてみると、輸液フィルター全体の
濾過流量を上げるためには、フィルター中空糸の膜面積
を増大することが必要である。中空糸の膜面積を増大す
るためには、より多量の中空糸膜が必要であり、その多
量の中空糸を充填するためにフィルターハウジングを大
型化しなくてはならない。その結果、輸液フィルターの
充填量は大きくなってしまう。逆に、輸液フィルターの
膜面積や充填量を小さくするためには、濾過流量を犠牲
にしなくてはならない。
【０００６】以上のように、上記の３要件は矛盾する事
項であり、そのため性能の優れた輸液フィルターを安価
に得ることは困難であった。
項であり、そのため性能の優れた輸液フィルターを安価
に得ることは困難であった。
【０００７】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、多孔性中空糸束の充填率を特定の範囲とすることに
より、性能の優れた輸液フィルターを安価に提供するこ
とを目的とする。
め、多孔性中空糸束の充填率を特定の範囲とすることに
より、性能の優れた輸液フィルターを安価に提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の輸液フィルターは、液流入口と液流出口と
を有するハウジングを備え、前記ハウジング内には両端
部の外側をポッティング材で固定保持された多孔性中空
糸束が充填されてなり、前記液流入口と前記液流出口と
の間に存在する前記多孔性中空糸により液体の濾過を行
う輸液フィルターであって、前記ハウジングに充填され
る中空糸束の充填率が１５〜４０％の範囲、前記多孔性
中空糸の実質的に濾過可能な部分の有効長が、２．０〜
４．５ｃｍの範囲、前記ハウジングに充填される液の充
填量が３．０ミリリットル（ｍｌ）以下であることを特
徴とする。
め、本発明の輸液フィルターは、液流入口と液流出口と
を有するハウジングを備え、前記ハウジング内には両端
部の外側をポッティング材で固定保持された多孔性中空
糸束が充填されてなり、前記液流入口と前記液流出口と
の間に存在する前記多孔性中空糸により液体の濾過を行
う輸液フィルターであって、前記ハウジングに充填され
る中空糸束の充填率が１５〜４０％の範囲、前記多孔性
中空糸の実質的に濾過可能な部分の有効長が、２．０〜
４．５ｃｍの範囲、前記ハウジングに充填される液の充
填量が３．０ミリリットル（ｍｌ）以下であることを特
徴とする。
【０００９】前記の輸液フィルターにおいては、充填率
が１５〜３５％の範囲であることが好ましい。
が１５〜３５％の範囲であることが好ましい。
【００１０】また前記の輸液フィルターにおいては、多
孔性中空糸の実質的に濾過可能な部分の有効長が２．５
〜３．５ｃｍの範囲が好ましく、とくには２．５〜３．
０ｃｍの範囲が好ましい。
孔性中空糸の実質的に濾過可能な部分の有効長が２．５
〜３．５ｃｍの範囲が好ましく、とくには２．５〜３．
０ｃｍの範囲が好ましい。
【００１１】また前記の輸液フィルターにおいては、中
空糸束を構成する中空糸の平均内径が１００〜５００μ
ｍの範囲であり、かつ中空糸の平均肉厚が２０〜２００
μｍの範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、
前記中空糸束の中空糸の平均内径が２００〜４００μｍ
の範囲であり、かつ中空糸の平均肉厚が５０〜１５０μ
ｍの範囲である。
空糸束を構成する中空糸の平均内径が１００〜５００μ
ｍの範囲であり、かつ中空糸の平均肉厚が２０〜２００
μｍの範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、
前記中空糸束の中空糸の平均内径が２００〜４００μｍ
の範囲であり、かつ中空糸の平均肉厚が５０〜１５０μ
ｍの範囲である。
【００１２】また前記の輸液フィルターにおいては、中
空糸がポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、セルロース、セルロース系誘導
体、ポリアクリロニトリル、エチレン−酢酸ビニル共重
合体及びエチレンビニルアルコールから選ばれたいずれ
かの材料からなることが好ましい。さらに好ましくは、
前記中空糸は親水性材料である。輸液となじみやすいか
らである。
空糸がポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、セルロース、セルロース系誘導
体、ポリアクリロニトリル、エチレン−酢酸ビニル共重
合体及びエチレンビニルアルコールから選ばれたいずれ
かの材料からなることが好ましい。さらに好ましくは、
前記中空糸は親水性材料である。輸液となじみやすいか
らである。
【００１３】また前記の輸液フィルターにおいては、ハ
ウジングに充填される中空糸の本数が１０〜５０本の範
囲であることが好ましい。さらに好ましくは、前記ハウ
ジングに充填される中空糸の本数が１０〜３０本の範囲
である。
ウジングに充填される中空糸の本数が１０〜５０本の範
囲であることが好ましい。さらに好ましくは、前記ハウ
ジングに充填される中空糸の本数が１０〜３０本の範囲
である。
【００１４】また前記の輸液フィルターにおいては、ハ
ウジングに充填される液の充填量が、好ましくは１．０
〜２．０ｍｌである。
ウジングに充填される液の充填量が、好ましくは１．０
〜２．０ｍｌである。
【００１５】また前記の輸液フィルターにおいては、ハ
ウジングが円筒状であって、前記円筒の長さが２．０〜
５．０ｃｍの範囲であり、内径が０．３〜２．０ｃｍの
範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、前記円
筒の長さが２．０〜３．０ｃｍの範囲であり、内径が
０．５〜１．５ｃｍの範囲である。
ウジングが円筒状であって、前記円筒の長さが２．０〜
５．０ｃｍの範囲であり、内径が０．３〜２．０ｃｍの
範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、前記円
筒の長さが２．０〜３．０ｃｍの範囲であり、内径が
０．５〜１．５ｃｍの範囲である。
【００１６】また前記の輸液フィルターにおいては、前
記濾過部を通って濾過される濾過流量が１５〜５０ｍｌ
／ｍｉｎの範囲であることが好ましい。
記濾過部を通って濾過される濾過流量が１５〜５０ｍｌ
／ｍｉｎの範囲であることが好ましい。
【００１７】また前記の輸液フィルターにおいては、濾
過部の総有効濾過面積が１０〜４０ｃｍ2 の範囲である
ことが好ましい。さらに好ましくは、濾過部の総有効濾
過面積は１０〜２５ｃｍ2 の範囲である。
過部の総有効濾過面積が１０〜４０ｃｍ2 の範囲である
ことが好ましい。さらに好ましくは、濾過部の総有効濾
過面積は１０〜２５ｃｍ2 の範囲である。
【００１８】また前記の輸液フィルターにおいては、前
記中空糸束を構成する各中空糸の長さが実質的に同一長
さであることが好ましい。
記中空糸束を構成する各中空糸の長さが実質的に同一長
さであることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明では、上記の３つの要件の
(1)濾過流量の向上、(2)充填量の低減、(3)膜面積の低
減を適正にバランスを取ることによって、上記課題を解
決した。より具体的には、輸液フィルターに充填される
中空糸の充填率（以下、充填率ともいう）を所定の範囲
に規定することによって、規定の充填量に抑えながら濾
過流量を向上させることができた。さらに、輸液フィル
ターに充填される中空糸において、実質的に濾過可能な
領域（部分）の軸方向長さとして定義される、中空糸有
効長を所定の範囲に規定することによって、濾過流量を
向上させ、且つ膜面積を低減できた。さらにまた、前記
の中空糸有効長と前記充填率を夫々、所定の範囲に規定
することによって、より優れた性能の輸液フィルターを
安価に提供することができた。
(1)濾過流量の向上、(2)充填量の低減、(3)膜面積の低
減を適正にバランスを取ることによって、上記課題を解
決した。より具体的には、輸液フィルターに充填される
中空糸の充填率（以下、充填率ともいう）を所定の範囲
に規定することによって、規定の充填量に抑えながら濾
過流量を向上させることができた。さらに、輸液フィル
ターに充填される中空糸において、実質的に濾過可能な
領域（部分）の軸方向長さとして定義される、中空糸有
効長を所定の範囲に規定することによって、濾過流量を
向上させ、且つ膜面積を低減できた。さらにまた、前記
の中空糸有効長と前記充填率を夫々、所定の範囲に規定
することによって、より優れた性能の輸液フィルターを
安価に提供することができた。
【００２０】特に有効長を４．５ｃｍ以下とした場合、
濾過流量：２３ｍｌ／ｍｉｎ以上、充填量：１．５ｍｌ
以下の条件を満たす上で、中空糸の充填率が１５〜４０
％が好ましく、１５〜３５％がより好ましく、２０〜３
０％がさらに好ましい。
濾過流量：２３ｍｌ／ｍｉｎ以上、充填量：１．５ｍｌ
以下の条件を満たす上で、中空糸の充填率が１５〜４０
％が好ましく、１５〜３５％がより好ましく、２０〜３
０％がさらに好ましい。
【００２１】また本発明では以下に説明する種々の実施
形態を採用することが可能である。 (1) 前記中空糸束の中空糸の平均内径が１００〜５００
μｍであり、中空糸の平均肉厚が２０〜２００μｍであ
る。 (2) 前記中空糸がポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテル
スルホン（ＰＥＳ）、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリエチ
レン(ＰＥ)、セルロース、セルロース系誘導体、ポリア
クリロニトリル（ＰＡＮ）、エチレン−酢酸ビニル共重
合体（ＥＶＡ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ
Ｌ）のいずれかの合成樹脂から選ばれる。 (3) 前記有効長が２．０〜４．５ｃｍ、好ましくは２．
５〜３．５ｃｍ、より好ましくは２．５〜３．０ｃｍで
ある。 (4) 前記ハウジングに充填される中空糸の本数が１０〜
５０本である。 (5) 前記ハウジングに充填される液の充填量が３．０ｍ
ｌ以下である。 (6) 前記ハウジングが円筒状であって、該円筒の長さが
２．０〜５．０ｃｍであり、内径が０．３〜２．０ｃｍ
である。 (7) 前記濾過部を通って濾過される濾過流量が１５〜５
０ｍｌ／ｍｉｎである。 (8) 前記濾過部の総有効濾過面積が１０〜４０ｃｍ2 で
ある。
形態を採用することが可能である。 (1) 前記中空糸束の中空糸の平均内径が１００〜５００
μｍであり、中空糸の平均肉厚が２０〜２００μｍであ
る。 (2) 前記中空糸がポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテル
スルホン（ＰＥＳ）、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリエチ
レン(ＰＥ)、セルロース、セルロース系誘導体、ポリア
クリロニトリル（ＰＡＮ）、エチレン−酢酸ビニル共重
合体（ＥＶＡ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ
Ｌ）のいずれかの合成樹脂から選ばれる。 (3) 前記有効長が２．０〜４．５ｃｍ、好ましくは２．
５〜３．５ｃｍ、より好ましくは２．５〜３．０ｃｍで
ある。 (4) 前記ハウジングに充填される中空糸の本数が１０〜
５０本である。 (5) 前記ハウジングに充填される液の充填量が３．０ｍ
ｌ以下である。 (6) 前記ハウジングが円筒状であって、該円筒の長さが
２．０〜５．０ｃｍであり、内径が０．３〜２．０ｃｍ
である。 (7) 前記濾過部を通って濾過される濾過流量が１５〜５
０ｍｌ／ｍｉｎである。 (8) 前記濾過部の総有効濾過面積が１０〜４０ｃｍ2 で
ある。
【００２２】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明の輸液フィ
ルターの性能や製造コストに与える影響について、より
具体的に説明する。
ルターの性能や製造コストに与える影響について、より
具体的に説明する。
【００２３】以下の実施例において中空糸の充填率は、
下記式（数１）によって求めた。すなわち下記式（数
１）が意味するところは、例えば中空糸とポッティング
材の境界部の断面において、ハウジングの断面積に対す
る全中空糸の断面積の割合を示している。
下記式（数１）によって求めた。すなわち下記式（数
１）が意味するところは、例えば中空糸とポッティング
材の境界部の断面において、ハウジングの断面積に対す
る全中空糸の断面積の割合を示している。
【００２４】
【数１】
【００２５】
【実施例１】ａ．中空糸の材料
(1) 中空糸：ポリエーテルスルホン製の多孔性中空糸
（MEMBRANA（旧AKZO）社製）で内径：３００μｍ、肉
厚：１００μｍ、平均孔径：０．２μｍ、最大孔径：
０．６μｍ、軸方向長さが６．０ｃｍ、７．０ｃｍ、
８．０ｃｍ、９．０ｃｍ、１０．０ｃｍ、１１．０ｃｍ
のそれぞれの両端部を、ポッティングによりポリウレタ
ン樹脂で固定化した。実質的に濾過できる部分の軸方向
長さを中空糸有効長として、その有効長が２．０ｃｍ、
２．５ｃｍ、３．０ｃｍ、３．５ｃｍ、４．０ｃｍ、
４．５ｃｍのそれぞれを準備した。 (2) ハウジング：ポリメチルメタクリレート製の内径
０．５ｃｍ、長さは前記各有効長＋０．５ｃｍの透明な
円筒形状のものであり、図３に概要を示す。図３におい
て、１は本発明の一実施例の輸液フィルター、２は濾過
すべき液体の液流入口、３はエアベント、４は液体の濾
過を行う中空糸、５は中空糸４の両末端の外側を封止す
るチューブシール（ポッティング材）、６は濾過した液
体を取り出す液流出口、７はハウジングである。Ａはハ
ウジング７の長さ、Ｂは中空糸膜の濾過可能な領域（有
効長の基準となる部分）である。
（MEMBRANA（旧AKZO）社製）で内径：３００μｍ、肉
厚：１００μｍ、平均孔径：０．２μｍ、最大孔径：
０．６μｍ、軸方向長さが６．０ｃｍ、７．０ｃｍ、
８．０ｃｍ、９．０ｃｍ、１０．０ｃｍ、１１．０ｃｍ
のそれぞれの両端部を、ポッティングによりポリウレタ
ン樹脂で固定化した。実質的に濾過できる部分の軸方向
長さを中空糸有効長として、その有効長が２．０ｃｍ、
２．５ｃｍ、３．０ｃｍ、３．５ｃｍ、４．０ｃｍ、
４．５ｃｍのそれぞれを準備した。 (2) ハウジング：ポリメチルメタクリレート製の内径
０．５ｃｍ、長さは前記各有効長＋０．５ｃｍの透明な
円筒形状のものであり、図３に概要を示す。図３におい
て、１は本発明の一実施例の輸液フィルター、２は濾過
すべき液体の液流入口、３はエアベント、４は液体の濾
過を行う中空糸、５は中空糸４の両末端の外側を封止す
るチューブシール（ポッティング材）、６は濾過した液
体を取り出す液流出口、７はハウジングである。Ａはハ
ウジング７の長さ、Ｂは中空糸膜の濾過可能な領域（有
効長の基準となる部分）である。
【００２６】ここで、中空糸は頂部の変曲部で折れ曲が
っており、液の流れが遮断されているため、及び仮に変
曲部が連通していても中空糸の両端部から液が供給され
流入して来るため、流通路は図３のＢに示すように片道
となる。
っており、液の流れが遮断されているため、及び仮に変
曲部が連通していても中空糸の両端部から液が供給され
流入して来るため、流通路は図３のＢに示すように片道
となる。
【００２７】濾過すべき液体は、液流入口２からハウジ
ング７内に供給され、中空糸４を通過する際に濾過され
清浄化され、中空糸４の内部に入り、ポッティング材５
に存在する中空糸４の内部を通過して中空糸の末端から
液流出口に取り出される。中空糸４を通過できなかった
濾過物はハウジング７の内部に残存する。 (3) 輸液フィルターを装着した輸液セット：ＪＭＳ社製
輸液セット、２１６Ｄ。 (4) 薬液：アミノトリパ２号("Aminotripa II")（大塚
製薬社製） ｂ．方法 (1) 有効長の異なる輸液フィルターを装着した輸液セッ
トを使用して、落差９０ｃｍにて上記薬液を流した。前
記の落差９０ｃｍは、病院内の実用上の使用状態を採用
した。 (2) 各々の有効長の中空糸膜面積を計算し、上記の方法
で流液した際の濾過流量からフラックスを測定した。測
定条件とその結果を表１に示す。
ング７内に供給され、中空糸４を通過する際に濾過され
清浄化され、中空糸４の内部に入り、ポッティング材５
に存在する中空糸４の内部を通過して中空糸の末端から
液流出口に取り出される。中空糸４を通過できなかった
濾過物はハウジング７の内部に残存する。 (3) 輸液フィルターを装着した輸液セット：ＪＭＳ社製
輸液セット、２１６Ｄ。 (4) 薬液：アミノトリパ２号("Aminotripa II")（大塚
製薬社製） ｂ．方法 (1) 有効長の異なる輸液フィルターを装着した輸液セッ
トを使用して、落差９０ｃｍにて上記薬液を流した。前
記の落差９０ｃｍは、病院内の実用上の使用状態を採用
した。 (2) 各々の有効長の中空糸膜面積を計算し、上記の方法
で流液した際の濾過流量からフラックスを測定した。測
定条件とその結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】(3) 表１のフラックスから算出した目標濾
過流量２３ｍｌ／ｍｉｎを満足するためのフィルター構
造を表２に表す。
過流量２３ｍｌ／ｍｉｎを満足するためのフィルター構
造を表２に表す。
【００３０】
【表２】
【００３１】(4) 表２を基に中空糸の有効長とフラック
ス、コストの関係を図１のグラフにプロットした。横軸
に中空糸長さの有効長をとり、縦軸に濾過流量の基準と
なるフラックスと、中空糸１本当たりにかかるコストを
とり、目標濾過流量（２３ｍｌ／ｍｉｎ）を満足する輸
液フィルターの中空糸有効長と、フラックスおよびコス
トの関係を調べた。フラックスの単位はｍｌ／ｍｉｎ・
ｃｍ2 であり、濾過流量はフラックスと中空糸の有効膜
面積の積で表される。コストの単位は円／本である。こ
の図より測定した範囲では、中空糸長さ、即ち中空糸の
有効長が短くなるほど、フラックスは大きくなり、液は
流れ易くなる。そのため、濾過流量一定のこのグラフで
は、フラックスが大きくなると、膜面積は小さくなる。
そのため、中空糸の有効長が短くなるほど、規定の濾過
流量を達成するための中空糸膜面積は低減できる。
ス、コストの関係を図１のグラフにプロットした。横軸
に中空糸長さの有効長をとり、縦軸に濾過流量の基準と
なるフラックスと、中空糸１本当たりにかかるコストを
とり、目標濾過流量（２３ｍｌ／ｍｉｎ）を満足する輸
液フィルターの中空糸有効長と、フラックスおよびコス
トの関係を調べた。フラックスの単位はｍｌ／ｍｉｎ・
ｃｍ2 であり、濾過流量はフラックスと中空糸の有効膜
面積の積で表される。コストの単位は円／本である。こ
の図より測定した範囲では、中空糸長さ、即ち中空糸の
有効長が短くなるほど、フラックスは大きくなり、液は
流れ易くなる。そのため、濾過流量一定のこのグラフで
は、フラックスが大きくなると、膜面積は小さくなる。
そのため、中空糸の有効長が短くなるほど、規定の濾過
流量を達成するための中空糸膜面積は低減できる。
【００３２】その結果、中空糸にかかるコストは下が
る。実際に上記の図１のグラフでも、４．５〜２．５ｃ
ｍの範囲では中空糸の有効長が短くなるにつれて、中空
糸１本当たりにかかるコストは低減している。しかし、
２．５〜２．０ｃｍの範囲では、逆に有効長が短くなる
ことにより、コストは増加している。この原因はおそら
く、有効長の短小化により、中空糸の有効濾過表面に対
する非濾過表面の増大にあると考えられる。中空糸輸液
フィルターは、中空糸膜の両端部をポッティング材で固
定化しているが、このポッティング材で固定されている
中空糸部分は液を濾過することのできない非濾過表面で
ある。中空糸長さを短くすると、この非濾過表面の中空
糸全体に占める割合が大きくなり、その結果コストが逆
に増加するものと推測される。従って、上記の結果より
優れた性能の輸液フィルターを得るためには、実用的に
は有効長２．０〜４．５ｃｍを有する中空糸が使用でき
るが、コスト的には有効長２．５〜３．５ｃｍを有する
中空糸が好ましく、有効長２．５〜３．０ｃｍの中空糸
がさらに好ましい。
る。実際に上記の図１のグラフでも、４．５〜２．５ｃ
ｍの範囲では中空糸の有効長が短くなるにつれて、中空
糸１本当たりにかかるコストは低減している。しかし、
２．５〜２．０ｃｍの範囲では、逆に有効長が短くなる
ことにより、コストは増加している。この原因はおそら
く、有効長の短小化により、中空糸の有効濾過表面に対
する非濾過表面の増大にあると考えられる。中空糸輸液
フィルターは、中空糸膜の両端部をポッティング材で固
定化しているが、このポッティング材で固定されている
中空糸部分は液を濾過することのできない非濾過表面で
ある。中空糸長さを短くすると、この非濾過表面の中空
糸全体に占める割合が大きくなり、その結果コストが逆
に増加するものと推測される。従って、上記の結果より
優れた性能の輸液フィルターを得るためには、実用的に
は有効長２．０〜４．５ｃｍを有する中空糸が使用でき
るが、コスト的には有効長２．５〜３．５ｃｍを有する
中空糸が好ましく、有効長２．５〜３．０ｃｍの中空糸
がさらに好ましい。
【００３３】
【実施例２】ａ．中空糸の材料
実施例１の中空糸を用いて、中空糸の有効長を４．５ｃ
ｍに固定し、内径５．０ｍｍのハウジングに充填する中
空糸の充填率（体積％）を１０％、２０％、３０％、４
０％、５０％と変えた以外は実施例１と同じものを使用
した。 ｂ．方法 (1) 充填率の異なる輸液フィルターを装着した輸液セッ
トを使用して、落差９０ｃｍにて上記薬液を流した。 (2) 各々の充填率の輸液フィルターの濾過流量を測定し
フラックスを計算した。 (3) そのフラックスから算出した目標濾過流量２３ｍｌ
／ｍｉｎを満足するためのフィルター構造を求め、中空
糸の充填率とフラックス、充填量の関係をグラフにプロ
ットした（図２）。
ｍに固定し、内径５．０ｍｍのハウジングに充填する中
空糸の充填率（体積％）を１０％、２０％、３０％、４
０％、５０％と変えた以外は実施例１と同じものを使用
した。 ｂ．方法 (1) 充填率の異なる輸液フィルターを装着した輸液セッ
トを使用して、落差９０ｃｍにて上記薬液を流した。 (2) 各々の充填率の輸液フィルターの濾過流量を測定し
フラックスを計算した。 (3) そのフラックスから算出した目標濾過流量２３ｍｌ
／ｍｉｎを満足するためのフィルター構造を求め、中空
糸の充填率とフラックス、充填量の関係をグラフにプロ
ットした（図２）。
【００３４】図２は、有効長を一定にして充填率を変え
た中空糸フィルターを使用し、輸液を行ったデータをグ
ラフ化したものである。横軸にハウジングへの中空糸充
填率（％）をとり、縦軸に濾過流量の基準となるフラッ
クスと、輸液フィルターの充填量をとり、目標濾過流量
（２３ｍｌ／ｍｉｎ）を満足する輸液フィルターの充填
率とフラックスおよび充填量との関係を調べた。フラッ
クスの単位は前記と同じであり、充填量の単位はｍｌで
ある。この図から測定した範囲では、充填率を下げるほ
どフラックスは向上するが、目標濾過流量を達成するた
めの充填量は大きくなってしまう。充填率を下げると、
フラックスが向上するのは、充填率が小さいほど、中空
糸同士の間隔が空き、重なりによる妨害が少なくなるた
め、フラックスが大きくなると考えられる。また、目標
濾過流量を達成するため、同量の中空糸を充填する場
合、充填率を下げることによって充填量（ハウジングの
容積）が増大する。このように中空糸長さを一定にした
場合では、充填率の低下はフラックスの向上および充填
量の増大というように、輸液フィルターの性能に相反す
る効果を与えるので、充填率の決定には両者の項目（フ
ラックス、充填量）の許容最大値、または最小値を決め
ることによって行うことができる。例えば、図２のグラ
フで許容充填量を１．５ｍｌ以下とすると、これ以下の
充填量を与える充填率は２０〜５０％になり、その範囲
で最大のフラックスを得ようとすると、充填率は２０％
となる。以上のように、中空糸の充填率は許容されるフ
ラックス或いは充填量の値によって好適範囲が選択され
るが、１５〜４０％が好ましく、１５〜３５％がより好
ましく、２０〜３０％がさらに好ましい。
た中空糸フィルターを使用し、輸液を行ったデータをグ
ラフ化したものである。横軸にハウジングへの中空糸充
填率（％）をとり、縦軸に濾過流量の基準となるフラッ
クスと、輸液フィルターの充填量をとり、目標濾過流量
（２３ｍｌ／ｍｉｎ）を満足する輸液フィルターの充填
率とフラックスおよび充填量との関係を調べた。フラッ
クスの単位は前記と同じであり、充填量の単位はｍｌで
ある。この図から測定した範囲では、充填率を下げるほ
どフラックスは向上するが、目標濾過流量を達成するた
めの充填量は大きくなってしまう。充填率を下げると、
フラックスが向上するのは、充填率が小さいほど、中空
糸同士の間隔が空き、重なりによる妨害が少なくなるた
め、フラックスが大きくなると考えられる。また、目標
濾過流量を達成するため、同量の中空糸を充填する場
合、充填率を下げることによって充填量（ハウジングの
容積）が増大する。このように中空糸長さを一定にした
場合では、充填率の低下はフラックスの向上および充填
量の増大というように、輸液フィルターの性能に相反す
る効果を与えるので、充填率の決定には両者の項目（フ
ラックス、充填量）の許容最大値、または最小値を決め
ることによって行うことができる。例えば、図２のグラ
フで許容充填量を１．５ｍｌ以下とすると、これ以下の
充填量を与える充填率は２０〜５０％になり、その範囲
で最大のフラックスを得ようとすると、充填率は２０％
となる。以上のように、中空糸の充填率は許容されるフ
ラックス或いは充填量の値によって好適範囲が選択され
るが、１５〜４０％が好ましく、１５〜３５％がより好
ましく、２０〜３０％がさらに好ましい。
【００３５】
【実施例３】中空糸の有効長を２．５ｃｍに代えた以外
は実施例２と同様の実験を行った。
は実施例２と同様の実験を行った。
【００３６】下記の表３に、中空糸の有効長を２．５ｃ
ｍの場合の充填率とフラックスの結果を示す。
ｍの場合の充填率とフラックスの結果を示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】またこの結果をまとめると図４のようにな
る。表３及び図４から明らかなとおり、中空糸の充填率
は、１５〜４０％が好ましかった。
る。表３及び図４から明らかなとおり、中空糸の充填率
は、１５〜４０％が好ましかった。
【００３９】以上の通り、本発明の実施例の中空糸型輸
液フィルターは、以下のような効果が得られる。 (1) 大きな濾過流量が得られる。そのため、単位時間
（分）当たりの濾過量が多く、また小さな落差圧によっ
て輸液を行うことができる。 (2) 小さな充填量であるため、滞留量が少ない。その結
果、微量な薬液の残存や即効性の薬剤における薬効ラグ
タイム等の問題が解消できる。 (3) フィルター膜面積を低減できる。その結果、輸液フ
ィルターの製造コストを下げることができ、安価に提供
することができる。
液フィルターは、以下のような効果が得られる。 (1) 大きな濾過流量が得られる。そのため、単位時間
（分）当たりの濾過量が多く、また小さな落差圧によっ
て輸液を行うことができる。 (2) 小さな充填量であるため、滞留量が少ない。その結
果、微量な薬液の残存や即効性の薬剤における薬効ラグ
タイム等の問題が解消できる。 (3) フィルター膜面積を低減できる。その結果、輸液フ
ィルターの製造コストを下げることができ、安価に提供
することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、多孔性
中空糸束の充填率１５〜４０％の範囲とすることによ
り、大きな濾過能力を有し、性能が優れ、かつコストの
安い輸液フィルターとすることができる。
中空糸束の充填率１５〜４０％の範囲とすることによ
り、大きな濾過能力を有し、性能が優れ、かつコストの
安い輸液フィルターとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の輸液フィルターにおいて、
中空糸有効長がフラックス或いはコストに与える影響を
示すグラフ。
中空糸有効長がフラックス或いはコストに与える影響を
示すグラフ。
【図２】同、充填率がフラックス或いは充填量に与える
影響を示すグラフ。
影響を示すグラフ。
【図３】本発明の輸液フィルターの一実施態様を示す概
略図。
略図。
【図４】本発明の実施例３の中空糸の有効長を２．５ｃ
ｍの場合の充填率とフラックスの結果を示すグラフ。
ｍの場合の充填率とフラックスの結果を示すグラフ。
１ 輸液フィルター
２ 液流入口
３ エアベント
４ 中空糸
５ チューブシール（ポッティング材）
６ 液流出口
７ ハウジング
Ａ ハウジングの長さ
Ｂ 中空糸膜の濾過可能な領域（有効長の基準となる部
分）
分）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ０１Ｄ 71/12 Ｂ０１Ｄ 71/26
71/26 71/38
71/38 71/42
71/42 71/68
71/68 Ａ６１Ｍ 5/16 ３３４Ｔ
(56)参考文献 特開 平10−151198（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−42220（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−42207（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−80477（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−340（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−276408（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−256285（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−21871（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−201006（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−121056（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−317450（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−126556（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61M 5/165
A61M 1/18 500
B01D 63/02
B01D 69/08
Claims (14)
- 【請求項１】 液流入口と液流出口とを有するハウジン
グを備え、前記ハウジング内には両端部の外側をポッテ
ィング材で固定保持された多孔性中空糸束が充填されて
なり、前記液流入口と前記液流出口との間に存在する前
記多孔性中空糸により液体の濾過を行う輸液フィルター
であって、 前記ハウジングに充填される中空糸束の充填率が１５〜
４０％の範囲、 前記多孔性中空糸の実質的に濾過可能な部分の有効長
が、２．０〜４．５ｃｍの範囲、 前記ハウジングに充填される液の充填量が３．０ミリリ
ットル（ｍｌ）以下である ことを特徴とする輸液フィル
ター。 - 【請求項２】 前記充填率が１５〜３５％の範囲である
請求項１に記載の輸液フィルター。 - 【請求項３】 前記中空糸の有効長が２．５〜３．５ｃ
ｍの範囲である請求項１に記載の輸液フィルター。 - 【請求項４】 前記中空糸の有効長が２．５〜３．０ｃ
ｍの範囲である請求項３に記載の輸液フィルター。 - 【請求項５】 前記中空糸束を構成する中空糸の平均内
径が１００〜５００μｍの範囲であり、かつ中空糸の平
均肉厚が２０〜２００μｍの範囲である請求項１に記載
の輸液フィルター。 - 【請求項６】 前記中空糸束の中空糸の平均内径が２０
０〜４００μｍの範囲であり、かつ中空糸の平均肉厚が
５０〜１５０μｍの範囲である請求項５に記載の輸液フ
ィルター。 - 【請求項７】 前記中空糸がポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロー
ス、セルロース系誘導体、ポリアクリロニトリル、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体及びエチレンビニルアルコー
ルから選ばれたいずれかの材料からなる請求項１に記載
の輸液フィルター。 - 【請求項８】 前記ハウジングに充填される中空糸の本
数が１０〜５０本の範囲である請求項１に記載の輸液フ
ィルター。 - 【請求項９】 前記ハウジングに充填される中空糸の本
数が１０〜３０本の範囲である請求項８に記載の輸液フ
ィルター。 - 【請求項１０】 前記ハウジングに充填される液の充填
量が１．０〜２．０ｍｌである請求項１に記載の輸液フ
ィルター。 - 【請求項１１】 前記ハウジングが円筒状であって、前
記円筒の長さが２．０〜５．０ｃｍの範囲であり、内径
が０．３〜２．０ｃｍの範囲である請求項１に記載の輸
液フィルター。 - 【請求項１２】 前記濾過部を通って濾過される濾過流
量が１５〜５０ｍｌ／ｍｉｎの範囲である請求項１に記
載の輸液フィルター。 - 【請求項１３】 前記濾過部の総有効濾過面積が１０〜
４０ｃｍ2の範囲である請求項１に記載の輸液フィルタ
ー。 - 【請求項１４】 前記中空糸束を構成する各中空糸の長
さが実質的に同一長さである請求項１に記載の輸液フィ
ルター。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP32926399A JP3528723B2 (ja) | 1998-12-09 | 1999-11-19 | 輸液フィルター |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34983698 | 1998-12-09 | ||
| JP10-349836 | 1998-12-09 | ||
| JP32926399A JP3528723B2 (ja) | 1998-12-09 | 1999-11-19 | 輸液フィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000229126A JP2000229126A (ja) | 2000-08-22 |
| JP3528723B2 true JP3528723B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=26573136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32926399A Expired - Fee Related JP3528723B2 (ja) | 1998-12-09 | 1999-11-19 | 輸液フィルター |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3528723B2 (ja) |
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| KR100893365B1 (ko) | 2006-04-12 | 2009-04-17 | 김용무 | 주사액 주입장치의 말단접속구, 필터장치 및 이를 포함하는 주사액 주입장치 |
| CN106999855B (zh) * | 2015-01-07 | 2019-09-20 | 旭化成医疗株式会社 | 过滤器、体腔液处理***以及体腔液处理方法 |
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| US10702689B2 (en) | 2015-03-26 | 2020-07-07 | Becton, Dickinson And Company | Auto-stop vent plug |
| US10232130B2 (en) | 2015-03-26 | 2019-03-19 | Becton, Dickinson And Company | Anti-run dry membrane |
| US10105899B2 (en) | 2015-03-26 | 2018-10-23 | Becton, Dickinson And Company | IV membrane attachment systems and methods |
| US10646648B2 (en) | 2015-04-01 | 2020-05-12 | Becton, Dickinson And Company | IV flow management systems and methods |
-
1999
- 1999-11-19 JP JP32926399A patent/JP3528723B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000229126A (ja) | 2000-08-22 |
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