JPH02102660A - 中空糸型流体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は膜を利用した流体処理装置、特に血液を処理す
るために好適な装置に関するものである。

この種の装置は、一般に血液透析器、人工肺、血ｉ 景分離器、加・器などに用゛いられる。ここでは説明の
便宜上、人工肺に適用した場合について説明する。

（従来の技術） 人工肺は関心術の補助手段として研究され、種々のタイ
プのものが開発されている。これら人工肺は生体腔の持
つＷＡ能のなかで血液に酸素を添加し、二酸化炭素を除
去するガス交換機能を代行するものであって、現在気泡
型人工肺と模型人工肺が実用化されている。

気泡型人工肺は臨床に広く用いられているが、酸素を血
液中に直接吹き込むために、溶血、蛋白変性、血液凝固
、微小血栓の発生、白血球や補体の活性化が生じ易く、
また長時間使用すると消泡効果が弱くなり、微小気泡か
血液中へ混入する恐れがあるなどの欠点を有する。

模型人工肺は膜を隔てて静脈血とガスとを接触さ口“て
、静脈血中へ酸素を吸収させると同時に、ガス中へ炭酸
ガスを放出させるしので、気泡型人工肺にくらべて、よ
り生理的であり、血液損傷が少ない、プライミングボリ
ュームが小さいなどの利点を有し、近年、臨床的にも次
第に用いられるようになった。

現在開発されている模型人工肺は、ポリオレフィン等の
疎水性高分子からなる多孔性中空糸や、ノリコン等の気
体透過性の均質中空糸を用いて、中空糸面を介して気体
と血液を接触させ、その間でガス交換を行なわせるらの
であり、中空糸の中空部に血液を流し、中空糸の外部に
ガスを流す内部潅流型（特開昭６２−１０６７７０号、
問５９−５７６６１号など）と、その逆に、中空糸の中
空部にガスを流し、外部に血液を流す外部潅流型（特開
昭５９５７９６３号、同６０−２８８０６号など）との
二つの方式がある。

（発明が解決しようとする課題） 前者の方式では［ｆＩＬ液を多数の中空糸に均等に分配
供給すれば血液のチャンネリング（偏流）はないものの
、中空糸の内部を流れる血液は完全な層流であり、ガス
交換能（単位膜面積当りのガス移動速度）を上げるため
には中空糸の内径を小さくすることが必要である。この
ために１５０〜３００μｍ程度の内径を有する中空糸が
人工肺用として開発されている。

しかしながら、内径を細（してら血液が層流状聾て流動
する限りはガス交換能が飛躍的に向上するしのではない
。現在のところ成人の開心術の際に要求される２００〜
３００ｃｃ／ｎｉｎのガス交換能を達成するために、内
部潅流型人工肺では約６ｍ”の膜面積を必要としている
。そのため内部潅流型人工肺は大型で重くて取り扱い堆
く、血液充填量が大きく、患者の負担か大きいものにな
っている。人工肺を小型化して、取り扱い性を向上させ
るために中空糸の内径をさらに細くするとクロッティン
グ（１疑簡による中空部の閉塞現象）が多発する。しか
もこの型の人工肺は血液流路側の抵抗が大きいため落差
潅流が適用できず、拍動流型の血液ポンプの適用が困難
であるという問題を有している。

まｆ二、−数的に人工肺ては、中空糸が数千〜数万本束
ねられて用いられており、これら多数の中空糸のそれぞ
れに充分にガスを分散供給することが困難てあり、充分
に分散供給するためには特別の配慮か必要てめる。ガス
の分散供給が不充分である場合には、炭酸ガス除去能（
単位膜面積当りの炭酸ガス移動速度）が低下する。

一方、後者の方式ではガスの分配は良好であり、かつ血
液の流れに乱れが発生することが期待てきるものの、血
液のチャンネリングによる酸素化不足あるいは滞留部に
おける凝血が生じ易いという問題があり、未だ充分な性
能を有する人工肺は実現されていない。

（課スを解決するための手段） 本発明者らは、圧力損失が小さく、かつ単位面積当りの
ガス交換能の向上が期待される外部潅流型人工肺に着目
し、外部潅流型人工肺の欠点である血液のチャンネリン
グと血液の滞留を、節状に形成された中空糸シートを用
い、しかし該節状の中空糸ノートを多孔性内筒に巻回し
て円筒状の／＼ウジング内に収容することにより解消し
ようと試みた。しかしながら円筒状ハウジング内に節状
の中空糸ノートを巻回した置注状体を収容しただけては
逆に１ＩＩＩ液のチャンネリングが増大するとと乙に、
単位膜面積当りのガス交換能が低下するという問題が生
じた。本発明者らはかかる問題は巻回された節状の中空
糸シートの積層体がｔＩＩＬ−【で揺動することに起因
することを突きとめ、さらに検討した結果本発明に到達
したものである。

すなわち本発明は１本または複数本の中空糸を縦糸で形
成した中空糸シートを多孔性の内筒に巻回して、多孔性
の外筒内に収容した中空糸シートの積層体を、円筒状ハ
ウジングと、該ハウジングの中心に設けられた中空芯管
で形成される内部空間に収納し、該中空糸をその両端が
開口するようにハウジングの両端を閉塞する隔壁で支持
し、かつ該中空芯管の下部に該内部空間と連通ずる開口
を穿設するとともに、該ハウジングの上端に中空糸の内
部空間と連通ずる第１の流体の入口または出口と、該中
空芯管の内部と連通ずる第２の流体の入口または出口を
有する上部ヘッドカバーを設け、かつ該ハウジングの下
端に中空糸の内部空間と連通ずる第１の流体の出口また
は入口を有する下部ヘッドカバーを設け、しかも該ハウ
ジングの上部側壁に第２の流体の出口または入口を設け
たことを特徴とする中空糸型流体処理装置である。

（作　用） 本発明の中空糸型流体処理装置は、多孔性の内筒に節状
に形成された中空糸シートを巻回し、これを多孔性の外
筒内に収容しているため、円筒状に巻回された中空糸シ
ートの積層体は内筒と外筒で挟持されることになる。そ
のため積層された中空糸間に縦糸と中空糸とで規制され
た流路が形成されてチャンネリングが防止でき、しかも
圧力損失を減少させることができる。

（実施例） 次に本発明の中空糸型流体処理装置の一実施例を図面に
て説明する。

第１図には本発明の中空糸型流体処理装置の一例である
人工肺の断面図で示されている。該人工肺は円筒状ハウ
ジングｌと該ハウジングの中心に設けられた中空芯管２
との間にガス交換室を形成している。そして該ガス交換
室に、多孔性の内筒３に１本または複数本の中空糸の束
を縦糸で節状に形成した中空糸シートを巻回して、多孔
性の外筒４内に収容した中空糸シートの積層体５が収納
されいる。上記中空糸はその両端が開口するようにハウ
ジングの両端を閉塞する隔壁６，６゛で支持固定されて
いる。

ハウジングの上端は、中空糸の内部空間と連通ずるガス
の入口ＩＯと中空芯管２の内部と連通する血液の入口１
１を有する上部ヘッドカバー７で覆われている。またハ
ウジングの下端は中空糸の内部空間と連通ずるガスの出
口１３を有する下部ヘッドカバー８で覆われている。人
工肺では、上記下部ヘッドカバー８は必ずしも設ける必
要はない。この場合にはガスは隔壁に埋め込まれた中空
糸の端部開口から直接大気に放出される。

中空芯管２の下部には中空芯管の内部と内部空間を連通
ずる開口９が穿設されている。また円筒状ハウジングｌ
の上部側壁に血液の出口１２が設けられている。第１図
では血液の入口１１の先端は中空芯管２の上部を閉塞す
る隔壁６を挿通して中空芯管の内部に開口した例を示し
ている。また血液の入口は第２図に示すように、上部ヘ
ッドカバー７の内部を分割片１４で２分割し、該分割さ
れたヘッドカバーの内側空間に血液の入口１１を開口さ
せ、しかも中空芯管２の上部を閉塞する隔壁６にヘッド
カバー７の内側空間と中空芯管２の内部とを連通ずる開
口１５を設けてもよい。さらに第３図に示すように中空
芯管２の下端を閉塞する隔壁６°から血液案内具１６を
中空芯管の内部に液密に挿入固定してもよい。

上記の中空糸ソートの積層体５は第４図に第１図のＡ−
Ａ断面図で示すように、多孔性の内筒３に節状に形成さ
れた中空糸シートを巻回し、これに２つ割りの多孔性の
外筒４を被せて、この外筒の接合部を超音波接着により
接着一体化している。

血液の入口１１から中空芯管２内に導入された血液は中
空芯管２の下部に穿設された開口９からガス交換室に流
入して、該ガス交換室を上部に向って流れ円筒状ハウジ
ングｌの上部側壁に設けられた血液の出口１２から流出
する。一方ガスの入口１０から中空糸の内部に導入され
たガスは円筒状ハウジングの下部に向って流れる。

このような外部潅流型人工肺において、多孔性の内筒２
に巻回して、外筒４内に収容されろ節状に形成された中
空糸シートは、例えば第５図に示すように平行に配列さ
れた１本の中空糸または複数本の中空糸の束４１を縦糸
４０で節状に形成された−き付けても、あるいは第６図
に示すように２枚の簾状中空糸シートを上部と下部の中
空糸が交互に角度を持つように重ねた状態で多孔性内筒
・に巻き付けてもよい。この場合には隣接する中空糸を
交差させることができて血液のチャンネリングがより改
善される。第７図（ａ）、（ｂ）は譲状に形成された中
空糸シートの断面図であり、第７図（ａ）では１本の中
空糸を用いたもの、第７図（ｂ）では３組しても、ある
いは縦糸を中空糸に接着してもよいが、特に中空糸を縦
糸で編組する方法は清秋シートの製作が容易で好ましい
。本発明装置を医療用に用いる際は、縦糸や接着剤が血
液に損傷を与えないものを選択する必要がある。中空糸
を縦糸で譲状に編組するにはどのような編み方を用いて
も構わないが、第７図（ａ）、（ｂ）に示すくさり編み
のように各中空糸を一本づつ縦糸で固定することか好ま
しい。このように各中空糸を縦糸で固定すると、中空糸
シートを内筒に巻回した際、あるいは使用時に血流に中
空糸のずれが防止でき、常に隣接する中空糸間の間隙を
一定に保持することができるためチャンネリングが完全
に防止できる。

譲状に形成される中空糸はガス透過性のあるものであれ
ば特に限定はなく、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン系樹脂や、ポリテトラフロオロ
エチレン、ポリスルフォン、ノリコンゴムなどの樹脂を
素材とした多孔質あるいは均質の酸素ガス透過性の高い
中空糸が用いられる。中でもポリオレフィン系樹脂から
なる中空糸は膜厚が薄くても譲状に形成した際の中空糸
の圧潰や変形が少なく好適である。

中空糸の外径（Ｄ）は５０〜２０００μ、膜厚は　３〜
５００μである。外径や膜厚がこれより小さいと譲状に
形成する際に糸折れや糸割れが発生し易く、反対にこれ
より大きいと装置のコンパクト性が実現し難い。通常中
空糸の外径（Ｄ）が１００〜５００μ、膜厚が６〜１０
０μのらのが好ましく、外径（Ｄ）が１７５〜４００μ
、膜厚が１０〜６０μのものがさらに好ましく用いられ
る。

中空糸の有効長は通常３〜３０ｃｍである。有効長がこ
れより小さいと組立工程での中空糸の切断ロスが過大と
なり経済性が悪く、反対にこれより大きいと装置のコン
パクト性を実現し難い。

中空糸は１本または複数本の中空糸の束を単位の部系と
して譲状に形成される。複数本の中空糸の束を譲状に形
成する場合には３５本以下、好ましくは２４本以下の中
空糸の束か用いられろ。３５本以上の中空糸の束では１
つの横糸束の中の１本１本の中空糸が血液と十分に接触
できなくなり、ガス交換効率が低下する恐れがあって好
ましくない。

通常は１本１本の中空糸を横糸として譲状のシートが形
成される。この場合には各中空糸の表面積のほぼ１００
％が血液とのガス交換に活用されるだけでなく、縦横の
糸によって形成されるほぼ四角の小さい均一なスリット
によって微小な単位で血液の分割、混合が極めて効率よ
く行なわれるためか、小さい膜面積で予想外に高いガス
交換能が達成でき、圧力損失ら小さくすることができる
。

中空糸を譲状に形成する縦糸は特に限定されないが、例
えばポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアク
リロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ボリア
リレート、ポリビニルアルコールなどのように細手でも
強度の強い糸が用いられろ。なかでもマルチフィラメン
トよりなる１０〜１５０デニール、好ましくは２５〜７
５デニールのポリエステルやポリアミドのヤーンは適度
な柔らかさと機賊的強度を兼ね備えているため、譲状に
加工ずろ際に中空糸を傷つけることがなく好ましく用い
られる。

本発明を人工肺等の医療用途に用いる場合には、縦糸へ
の油剤の使用はできるだけ避けるべきであるが、譲状に
形成する際などにやむを得ず使用する場合には、安全性
が確認されているらの、らしくは洗浄除去が可能な油剤
を用いる必要がある。

上記譲状の中空糸ノートを巻回した積層体は使用時に中
空糸が面流で揺動しないように多孔性の内筒３と外１！
１４で挟持される。かかる多孔性の内筒と外筒は積層さ
れた中空糸シートの配列を保持して、血液流路を形成す
るため、および血液のチャンネリングを防止するために
必要であり、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレ
フィン系樹脂、ポリスチレン、ポリアクリレート系樹脂
、ポリアミド、ポリカーボネート樹脂、金属薄板などが
使用される。通常厚み０．５〜５ｍｍのポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリオレフィン系樹脂からなる筒状体
が好ましく用いられる。上記筒状体には孔径ｌ〜１ｏｎ
ａ＋の多数の孔が穿設されている。外筒４は通常２つ割
りで、内筒３に巻回された中空糸シートを挟み込んで、
接合部を接着し一体化する。

上記人工肺のガス交換室に収納される面状に形成された
中空糸シートは次のような条件を満たしていることが好
ましい。

まず節状シートの縦糸の密度Ｗ（本／ｃｍ）は、高いガ
ス交換能を有し、かつ血液の滞留やチャンネリング防止
、低圧力損失、低プライミングボリュームの外部潅流型
の人工肺を再現性良く実現するために、 ０．２≦Ｗ　≦４．０ であることが好ましい。

すなわち縦糸の密度Ｗが０．２よりも小さいときには、
縦糸間に納まる中空糸が長いために、その間で中空糸の
たるみが起こり易い。その結果、横糸である中空糸を実
質上一定の間隔で平行に配列するよう規制することが困
難となり、中空糸の分布密度が不均一になり人工肺とし
て利用する際に血液が中空糸のたるみの多い疎なところ
を多く流れて、高いガス交換能が達成できない恐れがあ
る。

密度Ｗが４．０よりも大きいときには、中空糸は極めて
均一な間隔で平行に規制され、その結果として中空糸間
の間隙を流れる血液流量は均一化される。しかしながら
縦糸の密度が大きくなるにつれて、縦糸と中空糸の接触
面積が増加し、中空糸膜と血液との接触面積（有効膜面
積）が減少するほか、縦糸と中空糸の接触部分（織り目
）は血液が流れにくいため、血液側での溶解ガスの拡散
性の低下、即ちガス交換能の低下と圧力損失の上昇が起
こる恐れがある。

さらに横糸である中空糸の長手方向の単位長さあたりの
糸密度Ｆ（本／ｃｖ）　、積層された中空糸シートの単
位厚さあたりの積層枚数■（枚／ａｍ）の関係も重要な
要件であり、本発明者らの実験によればＦおよび／また
は■が増加するに連れて、人工肺のガス交換能は明らか
に向上するが、同時に血液側の圧力損失ら増加する。従
って低圧損で高いガス交換効率の人工肺を実現するため
には、の関係が存在していることが好ましい。

ＦＸＩがこの範囲より小さいとガス交換能が低すぎろし
、またＦＸＩがこれ以上だと圧力損失が大きくなりすぎ
る。なおこの式でＤは、面状シートの横糸として１本ず
つの中空糸を用いるときは使用される中空糸の外径（μ
）、複数本の中空糸の束を用いる場合には、所定の本数
の中空糸が圧潰しないように細密に充填してなる円筒の
外径（μ）を表わす。

本発明におけるもう一つの要件は多孔性の内外筒の間に
積層された中空糸シートの積層厚みＴ（ａｍ）が ０．５≦　Ｔ　≦　１２．Ｏ の範囲にあることである。積層されたシート層の厚みは
特に圧力損失と関係するが、こ机以上の厚みでは圧力損
失が大きくなりすぎて、拍動流型ポンプの利用の際に問
題になる。またこれ以下では、ブライミング時のエアー
抜き、人工心肺装置との配置、接続性などの面で取扱い
が面倒になる。

上記面状に形成された中空糸シートは多孔性内筒に巻回
され、多孔性外筒内に収納した後円筒状のハウジング内
に収容される。中空糸シートを巻回した積層体を収容し
たハウジングは中空糸の開口端を粘度の高い樹脂で目詰
めした後、または中空糸の開口端をヒートシールや圧潰
により閉塞した後、遠心接着機に装着されて、その両端
部にポリウレタン、シリコーン、エポキシ樹脂等を注入
して、所定の硬化を行い、次いで硬化した樹脂の外端部
を切断して、中空糸を開口させる。

上記の人工肺においては、熱交換器または貯血槽を内蔵
させることかできる。第８図は熱交換器る。該伝熱管２
０は中空芯管２の内部に伝熱管支持管２１を挿通し、そ
の両端を円筒状ハウジングの両端を閉塞する隔壁６．６
°に埋積させて該隔壁で支持されるようにしている。伝
熱管２０は上記支持管２１の周囲をコイル状に巻回して
一端は支持管の上部、他端は支持管の下部に開口してい
る。該開口にはそれぞれパイプが接続されてハウジング
の下端に温水流入口２２、及び温水流出口２３が設けら
れている。また第９図に示すように中空芯管２の内部に
設けられた血液案内具１６の周囲に伝熱管２０をコイル
状に巻回してもよい。さらに第１０図に示すように中空
芯管内にコイル状に巻回された伝熱管２０を収納しても
よい。

第１１図は貯血槽を内蔵した人工肺であり、円筒状ハウ
ジングｌの外周に、該ハウジングの外壁との間でハウジ
ングの上部に設けられた開口３０から流出した血液が貯
留する貯血槽３１が設けられている。該貯血１１３１の
下部には血液流出口３２が設けられている。また第８図
〜第１Ｏ図に示す熱交換器を内蔵した人工肺と貯血槽を
組み合せた熱交換器と貯血槽を内蔵した人工肺を堤供す
ることもできる。第１２図は熱交換器と貯血槽を内蔵す
る人工肺の一例であり、中空芯筒２内にコイル状に巻回
した伝熱管２０を収容し、円筒状ハウジング１の外周に
貯血［３１を設けた例である。第１３図は貯ｌｆ＋１槽
３１の内部にコイル状に巻回した伝熱管２０を収容した
例であり、この人工肺は人工肺−貯血槽熱交換器の順に
配列されている。

本発明の装置は、人工肺に止まらず池の多くの用途の流
体処理に用いられる。例えば中空糸を介して、異なる２
種類の液体間で物質移動を行わせる透析等では、２種類
の液体を中空糸の内部または外部のどちらに流しても構
わないが、彼透析物質を含む流体を中空糸内部に流すこ
とが好ましい。

中空糸を介して気体と液体間で物質移動を行わ廿て、液
体中へ気体を溶解させたり、気体を放出させろガス交換
などでは、上記人工肺と同様に気中全糸を介して異なる
２種類の気体間で物質移動を行わせる場合には、２種類
の気体を中空糸の内部まｆこは外部のどちらに流しても
購わない。

中空糸により気体または液体に含まれろ特定の物質を分
離する液体または気体のが過、ａ縮では液体または気体
は中空糸の内部または外部のどちらを流しても構わない
。通常中空糸の内部を流すことが好ましい。

次に本発明者らは、本発明装置の効果を確認するため、
種々の実験を行った。以下にその一例を示す。

実験例１ 中空糸として、外径３６０μ、内径２８０μ、空孔率約
５０％のポリプロピレン多孔性中空糸を１本づつ長さ方
向の密度（Ｆ）が１７本／ｃｍとなるように配列して、
縦糸として３０デニール（１２フイラメント）のポリエ
ステル糸を用いて密度（Ｗ）が１本／ｃｍとなるように
中空糸を譲状に編組して第５図に示す中空糸ノートを形
成した。この中空糸シートを８ｍｍ間隔て直径３ｍｍの
多数の開孔を穿設した厚さ２．５ｍｍのポリプロピレン
製の多孔性内筒（直径３ｃｍ）に単位厚さ当りの積層枚
数（１）が３０枚／ａｍ、厚さ（Ｔ）が３ｃｍとなるよ
うに巻回し、その周囲を８ｍｍ間隔で直径３ｆｆｌＩＩ
＋の多数の開孔を穿設した厚さ２．５ｍｍのポリプロピ
レン製の２つ割りの多孔性外筒（直ｉＭ９．５ｃｍ）で
挟持して、核外筒の接合部を超音波＋１ｊ！着により接
着して中空糸ノートの積層体を形成した。この積層体の
ＦＸＩは５１０であり、有効膜面積は１．５２ｍ’であ
った。この積、１体を直１ヱ１５ｃｍ厚さ２．５１１１
ｍの中空芯管と直径１１ｃｍ厚さ２．５＋ｎｍの円筒状
ハウジングで形成されるガス交換室に同心円上に収納し
た。そして中空糸の両端をハウジングの両端に形成され
ｆこポリウレタン…指の隔壁で支持さけて第１図に示す
装置を作製した。一方、多孔性の筒で中空糸ノートの積
層体を挟持せずしかも中空芯筒を設けない装置を別に作
製した。そのとき中空糸の宵効長は６ｃｍであった。

上記２種類の装置を３７°Ｃに加温されｆコ牛血を用い
て、酸素流量と血液流量の比がｌＯになるように血液と
純酸素を流し、人工肺性能評価基孕案（日本人工！！！
ｉ　器協会）に従って試験した結果を表１に示す。なお
以下の評価において最大血液流量か２０００　（ｍＱ／
分／ｍ”　）以下、または血液流ｆｆ１６ｃ／分のとき
の圧力損失が３００　（ｍｍＨｇ）以上は実用上間ｍが
あり本発明の範囲外とし右端に※印を記した。

表 し、実験例１と同様の装置を作製して、同一の試験を行
った結果を表−３に示す。

実験例２ 実験例１と同一の中空糸シートを用いて多孔性内筒と外
筒間で挟持される中空糸の積層厚さ（Ｔ）を変えた４種
類の装置を作製し、実験例１と同一の試験を行った結果
を表−２に示す。

実験例３ 縦糸の密度（Ｗ）を変えた４種類の中空糸シートを作製
して、実験例１と同様に中空糸シートの積層厚みＴが３
ｃｍ、膜面積１．５２ｍ’の積層体を形成実験例４ 実験例１と同一の中空糸を用い、該中空糸の長さ方向の
密度（Ｆ）を変えて配列して実験例１と同様に縦糸密度
（Ｗ）が１本／ｃｍとなるように節状に編組した中空糸
ソートを形成し、該中空糸ノートの単位厚さ当りの積層
枚数！を変えて積層厚みＴｈ（３ｃＩ１１の積層体を形
成して、実験例１と同様の装置を作製し、同一の試験を
行った結果を表４に示す。

実験例５ 実験例１に示された中空糸を複数本束ね、かつ中空糸束
の配列を変えて、実験例１と同様に縦糸で編組して中空
糸シートを形成した。そして積、１厚み当りの積層枚数
■を変えて厚さ３ｃｍの積層体を得た。この積層体を用
いて実験例１と同様の装置を作製し、同様の試験を行っ
た結果を表−５に示す。

実験例６ 中空糸として外径２５０μ、内径２１０μ、空孔率約５
０％のポリプロピレン多孔性中空糸を１本づつ縦糸で接
着した中空糸ソートの積層体を用い、表６に示すように
各パラメーターを変えた実験例１と同様な４種類の装置
を作製し、実験例１と量子な試験を行った結果を表−６
に示す。

実験例７ 外径５１０μ、内径３２０μ、空孔率約５０％のポリビ
ニルアルコールからなる多孔性中空糸を１本づつ長さ方
向の密度（Ｆ）が１４本７ｃｍとなるように配クリし、
縦糸として３０デニール（１２フイラメント）のポリエ
ステル糸を用いて密度（Ｗ）が１本／ｃＩ１１となるよ
うに中空糸を面状に編組して、第５図に示す中空糸ノー
トを形成した・。この中空糸シートを実験例１と同様な
多孔性内筒に単位厚さ当りの積層枚数（１）が２２枚／
ｃｍ、厚さ（Ｔ）が４ｃＩ１１となるようにした装置を
作成した。この積層体のＦＸＩは３０８であり、有効膜
面積は０．５２ｍ’であった。この積層体を直径１２ｃ
ｍ厚さ２．５ｎ＋ｍの円筒状ハウジング内に収納し、第
１図に示す装置を作成した。

方密度（Ｗ）が０．１２５本／ａｍの中空糸シートを用
いて多孔性外筒を設けない装置を別に作成した。そのと
きの中空糸の有効長は７ｃｍであった。

上記２種類の装置を３７℃に加温された牛血液（０ｃｔ
＝　３８％ＴＰ＝　６．０ｇ／ｄ１２）で評価した。血
液流量を１００ｍＱ／ｍｉｎとして中空糸の外部に流し
、中空糸の内部のが液を段階的に増加させ、３０分間に
膜間圧力差が急激に上昇する直前の枦液流攪を最大濾過
流量（、Ｑ　、ａ、）とした。

実験例８ 外径２２５μ、内径１７５μのエチレンヒニルアルコー
ル共重合体からなる中空糸を１本づつ長さ方向の密度（
Ｆ）が２４本／ａｍとなるように配列し、縦糸として３
０デニール（１２フイラメント）のポリエステル糸を用
いて密度（Ｗ）が１本７ｃｍとなるように中空糸を面状
に編組して中空糸ノートを形成した。この中空糸シート
を４ｍｍ間隔で直径２．０ｍｍの多数の間化を穿設した
厚さ２．５ｍｍの眼すプロピレン製の多孔性内筒（直径
１ｃｍ）に単位厚さ当りの積層枚数（Ｉ）が４５枚／　
ｃ　ｍ、厚さ３ｃｍとなるように巻回し、その周囲を多
孔性外筒（直径７　、５ｃｍ　）で挟持し、この積層体
を直径９ｃｍ厚さ２．５■の円筒状ハウジング内に収納
しで、第１図に示す装置を作成した。

この積層体のＦＸＩは１０８０であり有効膜面積は１．
１５ｍ’であった。一方密度（Ｗ）が０．１本／ｃｍの
中空糸シートを用いて多孔性外筒を設けない装置を別に
作成した。中空糸の有効長は８ＣＩ１１であった。

上記２種類の装置を３７°Ｃに加温された牛血液を用い
て、血液を中空糸内部、透析液を中空糸外部に流し、人
工腎臓性能評価基準（日本人工臓器協会）に従って試験
した結果を表−８に示す。

（発明の効果） 以上のように本発明の中空糸型流体処理装置は、中空糸
を介しての単位面積当りの物質の交換量が大きく、流体
のチャンネリングや滞留部の発生は殆どなく、優れた性
能が発揮できる。また、容易に製作ができるため安価で
、かつコンパクトなため特に血液を処理すめための装置
としては、体外へのｌｔｌ液搬液量出量さくなり、叡者
の負担を軽減するという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中空糸型流体処理装置の断面図であり
、第２図及び第３図は他の側を示す断面図であり、第４
図は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第５図は中空糸シー
トを多孔性内筒に巻回した状態を示す斜視図であり、第
６図は池の側を示す斜視図であり、第７図（ａ）、（ｂ
）は節状に編組された中空糸シートの断面図であり、第
８図〜第１Ｏ図は熱交換器を内蔵した装置の断面図であ
り、第１１図は貯血槽を内蔵した装置の断面図でうり、
第１２図及び第１３図は熱交換器と貯血Ｆ’Ｊを内蔵し
た装置の断面図である。 ｌ・・・円筒状ハウジング ３・・・多孔性内筒 ５・・・中空糸の積層体 ７・・・上部ヘッドカバー ２・・・中空芯筒 ４・・・多孔性外筒 ６．６°・・・隔　　謎 ８・・・下部ヘッドカバー 図面の浄書（内容に変更なし） 第　　１　　図 第２図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 昭和６３年１１月３０日 事件の表示 特願昭６３−２５４６５２号 発明の名称 中空糸型流体処理装置 補正をする者 事件との関係　　　　　　特許出願人 倉敷市酒津１６２１番地 （１０８）株式会社　り　ラ　し 代表取締役　中村　尚夫 ４、代 埋入 倉敷市酒津２０４５の１ 株式会社　クラレ内 電話東京０３（２７７）３１８２ 補正の内容 （１）明細書の発明の詳細な説明の瀾 ■第１２頁第１行の「ポリプロピレン」の後に「、ポリ
−４−メチルペンテン−１」を挿入する。 ■第１７頁第２行のｒ　ｔｏ＠／　（３，ＯＸ　Ｄ　）
’≦Ｆ×１　≦１０’／（０，９３Ｘ　Ｄ　）”Ｊ　ヲ
ｒ　ｔｏ°／（３，０ｘＤ）′≦Ｆ　Ｘ　Ｉ　＜　１０
’／（０，９３Ｘ　Ｄ　）”Ｊ　Ｌ：訂正する。 ■第２５頁の表−４を次のとおり訂正する。 ■第３１頁の表−８の後の次の記載を挿入する。 「実施例９ 中空糸として、外径２６０μ、内径２１０μのポリ−４
−メチルペンテン−１よりなる中空糸を１本づつ縦糸で
節状に形成した中空糸シートを積層して、表−７に示す
ように各パラメータを変えた第１図に示す５種類の装置
を作成し、実施例１と同様な試験を行った結果を表−９
に示す。 （２）図面 ＠古に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり（内容
に変更なし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、１本または複数本の中空糸を縦糸で簾状に形成した
   中空糸シートを多孔性の内筒に巻回して、多孔性の外筒
   内に収容した中空糸シートの積層体を、円筒状ハウジン
   グと該ハウジングの中心に設けられた中空芯管で形成さ
   れる内部空間に収納し、該中空糸をその両端が開口する
   ようにハウジングの両端を閉塞する隔壁で支持し、かつ
   該中空芯管の下部に該内部空間と連通する開口を穿設す
   るとともに、該ハウジングの上端に中空糸の内部空間と
   連通する第１の流体の入口または出口と、該中空芯管の
   内部と連通する第２の流体出口または入口を有する上部
   ヘッドカバーを設け、かつ、該ハウジングの下端に中空
   糸の内部空間と連通する第一の流体出口または入口を有
   する下部ヘッドカバーを設け、しかも該ハウジングの上
   部側壁に第２の流体の出口または入口を設けたことを特
   徴とする中空糸型流体処理装置。