JPH04144569A

JPH04144569A - 血漿分離器

Info

Publication number: JPH04144569A
Application number: JP26787490A
Authority: JP
Inventors: Masahide Murakoshi; 正英村越; Shinichiro Kuroda; 黒田　慎一郎
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-19

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、血液を血漿と血球成分とに分離する平膜型の
血漿分離器に関する。

〈従来の技術〉血液を血漿ど血球成分どみこ分離する面子分１’ｌｆｃ
器は、血漿交換療法や血漿浄化法等の医療分野において
使用されている。

この血漿分離器には、遠心分離器の他に、血液を連続処
理４゛ることができる腸型の血漿分離器があり、この血
漿分離器としては、中空糸型のものど平膜型のものどが
知られている。　平様状の濾過膜を用いる平膜型は、中
空糸濾過膜を用いる中空糸型と比較して膜の選択範囲が
より広範であり、膜性能の安定ｆｉが高く、しかも濾過
膜ジー７、−ルの形状を広範に選べることがら、小型で
品性能の血漿分離器を捉供釘ることができる。

し、かＬ２ながら、平膜型の血漿分離器では、濾過モジ
ュール構造において最も重要な血液の薄層流路を、高度
に均一かつ安定化させた状態で、しかも装置の小型化を
達成、しながら、濾過膜るこ接して設けることが難しく
、そのためこの問題を解決する方法どして、表面に突起
を有ｊる流路規制板（平板スペーサ）を濾過膜の一面に
設６づ、突起の高さにより規制さオ］る極めて精度のよ
い厚さの血液流路を形成し、良好な血漿分前能を発揮す
る血漿分離器が提案さねでいる（特開昭５７−２５８５
７号）ａまた、さらに、ｎＩＪ記突起先端の当接により濾過膜が
変形し、血路流路が不規則な形状となることを防止する
ためろこ、濾過膜側に突起を設りｌ、−構造の血漿分離
器＜）提案さノ１でいる（特開昭６４　６８２７１号）
６と（−ろで、このような血漿分離器は、第３図るこ示−
ダように、２枚の濾過膜′ン”１の間に血漿流路形成体
７：３を挟み、その円囲をシールした肌ニーてツト７ど
、流路規制板８どを、突起７９を介してダハに積層した
血漿分離用積層体Ｇをクーシング内に収納１．たもので
、この血漿分離用積層体６　Ｌｌ、膜ユニット７に形成
された円形の血漿通過ロア７の外周部において、濾過膜
７１の表面どこれｉ、＝隣接する流路規制板８の表面ど
な接着剤９により接着し７てこれらを積層−体化したも
のである。

しかしながら、第３図に示すように、このような接着方
法では、接着剤９の塗布厭が多いど、流路規制板８が硬
質（ブリネル硬度１０以上）であるために、血漿通過ロ
ア７付近の濾過膜７１おＪ、び血漿流路形成体７３が圧
縮さゎてつぶれを生じ、血漿の通液性が低下するという
欠点がある。

さらに、血液流路１１側では、上記濾過膜のつぶれによ
って、この部分の血液流路の間隙距離が急激に増大する
ため、つぶれ部分１５に乱流またはよどみが生じ、血栓
がイ」着し易（なり、その結髪、血液流路１１の一部閉
塞およびこれに伴なうヂャネリングの発生を招くという
欠点もある。

また、このような接着方法では、血漿分離用積層体６を
製造するにあたり、接着剤９の接稍回数が多（、製造に
手間と時間かがかるという欠点もある。

なお、膜７ニツトの内部に血液を通ず構成の血漿分離器
（特開平２　６０６５９号）が開示さス１ているが、こ
の血漿分離器では、前記接着方法を適用した場合でも、
接着部Ｎ近において、突起が血液流路の間隙距阿を規制
しているｔ、−め、濾過膜のつぶれによる血液流路およ
び面子流路の閉塞１才生じない。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明の目的は、膜ユニットの血漿通過ト］イ」近にお
いて、血漿の通液性を良好に維持するとどもに、血液流
路内における血栓の付着を防止す７；ｒとかできる面子
分雛器を提供すること乙、゛ある。

７課題を解決するための手段〉Ｊ＝のような目的は、１記の本発明により達成される。

すなわち、本発明は、血液流入「］、血漿流出口および
血球成分流出１］］が形成されたケーシングと、血漿流路を形成する血漿流路形成体およびこの血漿流路
形成体の全面を被包する濾過膜で構成され、少なくとも
一ケ所に血漿通過口を有する膜ユニットと、流路規制板
とを、突起を介して交互に、かつ各膜ユニットの血漿通
過口が実質的に同軸上に位置するように積層した血漿分
離用積層体とを有し、前記ケーシング内に前記血漿分離用積層体を前記各血漿
通過口が前記血漿流出口と連通ずるように収納し、これ
により、前記血液流入口より流入した血液が前記突起に
より規制される前記膜ユニットと前記流路規制板との間
隙に形成された血液流路を通る際に、前記濾過膜により
血漿と血球成分とに分離され、血漿は前記血漿流路およ
び前記血漿通過口を経て前記血漿流出口から流出し、血
球成分は前記血液流路を経て前記血液成分流出口から流
出するよう構成された血漿分離器であって、前記膜ユニット間に介装された前記流路規制板の前記血
漿通過口に対面する位置に、血漿通過口より開口面積の
大なる開口が形成され、この開口内において、隣接する
前配膜ユニット同士をそれらの血漿通過口の外周部にお
いて接着したことを特徴とする血漿分離器である。

く作用〉このような構成の血漿分離器では、血漿通過口付近にお
いて、流路規制板と膜ユニットとを接着するのではなく
、流路規制板に形成された開口内において隣接する膜ユ
ニット同士を接着するものであるため、接着剤の塗布量
にかかわらず、血漿通過口付近の濾過膜および血漿流路
形成体かつぶれを生じることがない。

これにより、血漿通過口付近における血漿の通液性が確
保され、また、血液流路側においては、つぶれによる血
液流路の変形（拡大）がないため、乱流やよどみの発生
がなく、血栓の付着が防止される。

また、血漿分離器の製造に関しては、接着剤の塗布回数
が従来の半分程度となるため、製造にかかる手間と時間
が軽減され、歩留りも向上する。

〈実施例〉以下、本発明の血漿分離器を添付図面に示す好適実施例
に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明の血漿分離器の構成例を示す分解斜視
図、第２図は、同血漿分離器の断面側面図である。

これらの図に示すように、血漿分離器ｌは、円筒状のケ
ーシング本体３と、円盤状の蓋体４とで構成されるケー
シング２内に、後述する血漿分離用積層体６を収納した
ものである。

ケーシング本体３の図中上部には、血液が流入する血液
流入口３１と、血漿が流出する２つの血漿流出口３２．
３２が形成され、ケーシング本体３の側部には、血球成
分が流出する血球成分流出口３３が形成されている。

ケーシング本体３の図中下端開口には、０リングのよう
なシール部材５を介して蓋体４が液密に嵌入されている
。

このよりなケーシング２の構成材料としては、ポリプロ
ピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリメチルメタクリレート等の合成樹脂、ガラスあ
るいはステンレス等の金属などが挙げられる。

血漿分離用積層体６は、膜ユニット７と流路規制板８と
を、突起７９を介して交互に積層−体化したものである
。

膜ユニット７は、ケーシング２の内径より若干小さい外
径を有する円盤状の部材であり、２枚の濾過膜７１．７
１間に血漿流路形成体７３を挟み、その周縁および中央
間ロア５の周縁を融着（熱融着、超音波融着等）または
接着によりシールしたものである。

この膜ユニット７には、膜ユニットを貫通する２つの血
漿通過ロア７が形成されている。

濾過膜７１は、無数の細孔が形成された多孔性部材であ
り、血漿は透過するが赤血球、白血球等の血球は実質的
に透過しない性質を有する。

この濾過膜７１の構成材料としては、例文。

ば、ポリプロピ１／ン、ポリエチレン等のポリ第１／フ
イン等が挙げられる。

濾過ｌ１Ｉ７１の細孔径としては、０．３＝０．５ｍｍ
程度のものが好ましく、また濾過膜７１の厚さは、５０
〜２００戸程度のものが好ましい。

血漿流路形成体７３は、通液性を有する材料であり、そ
の内部に血漿流路１０が形成され、る。　この血漿流路
形成体７３と１．２では、例えばメツシュ、不織布、ス
ポンジ等が挙げられ、その構成材料は、ＰＥＴ、ＰＢＴ
等のポリエステル等が挙げられる、　また、血漿流路形
成体は、上記メツシュ等を複数枚重ねたものでもよい。

このような血漿流路形成体７３により形成される血漿流
路１０の厚さ（間隙距離）としては、５０〜６００戸程
度、特に５０〜２００ノ川程度が好ましい。

流路規制板８は、濾過膜７１との間で血液の流路な規制
するものであり、膜ユニッ：・７と同様、ケーシング２
の内径より若干小さい外径を有する円盤状の板材である
。

この流路規制板８ｕ１、中央開口８５ど、前記膜ユニッ
トの血漿通過ロア７に対面する位置に形成された開口８
７とを有する。　この場合、開口８７は、円形、楕円形
、多角形等いかなる形状でもよいが、好ましくは円形ま
たは楕円形であり、より好ましくは円形である。

また、中央間ロア５．８５、血幣通過ロア７の形状も円
形であるのが好ましいが、これに限定さＡ１４るもので
はｌ：ぐい。

このような膜ユニッ）７と流路規制板８とは、交互に積
層され、かつそれらの各中央間ロア５．８５、および各
血漿通過ロア７と各開口８７が、それぞれ同軸」二に位
置するように配置されている。

さらに、各中央間ロア５．８５は、ケーシング２の血液
流入口３１と同軸上に、各血漿通過ロア７および各開口
８７は、ケ・−シンク２の血漿流出口３２と同軸上に位
置するように配置されている。

このような配置により、各血漿通過ロア７および後述す
る接着剤９の内腔よりなる血漿の流路が形成さ、！１、
この流路（ツ′、前記血漿流路形成体７３の内部の各血
漿流路ｌＯと血漿流出口３２とを接続するものである。

また、膜ユニット７と流路規制板８との間には突起７９
が介在しており、この突起７９により保持される脱ユニ
ット７ど流路規制板８との間隙が血液流路１１となる。

第２図に示す構成例では、突起７９は濾過膜７１の表面
に形成されている。　これにより、濾過膜が変形１−る
ことなく均一な薄層形状の血液流路１１が形成され、優
れた血漿分離能が発揮される。

この突起７９は、高さが２０−２００．川、底部直径が
１００　”　１０００　ｓｒであり、隣接する突起７９
の頂点の間隔が３００〜２０００Ｐ。

突起７９の膜表面全体に対する占有面積が３〜・２０％
であることが好ましい。　さらに好ましくは、高さが５
０〜１００＃Ｉｎ、底部直径が２００−５００凹、突起
７９の頂点の間隔が５００−１０００ｕＦｌ、突起７９
の膜表面全体にり゛）する占有面積が５〜１５％である
、突起７９の高さは、血液流路の厚さを規定する重要な
因子であり、濾過工学的な見地からみて、突起７９の高
さが２０ｐ川末渦では、血液流路１１の厚さが薄くなり
すぎて、高い圧力損失を生じてしまい、また２　００　
＋ｆｆｌを越えると剪断速度を大ぎくすることができず
、十分な血液濾過が得られない。

なお、各突起７９の高さは−・一定であるのが好ましい
が、これに限定されず、血液の流れ方向に沿って高さが
連続的または段階的に変化してもよい。

また、個々の突起７９の間隔は、均一かつ安定化した血
液流路１１を形成するための重要な因子であり、突起７
９の間隔が３００ｍ未潜では、有効膜面積の減少や、過
度の圧力損失増加を引き起こし、逆に２０００−を越え
ると、膜の微小なユガミ、タワミが生じて、均一かつ安
定化した血液流路１１の確保が困難となり、十分な性能
が得られない。

なお、突起７９の分布状態は、濾過膜７１の全面にわた
って均一であることが好ましいが、均一な血液の流れを
疎外するものでなければ特に限定されるものではない。

突起７９の底部直径は、１００−未満では均一な血液流
路１工を支持形成することが難しく、また１０００−を
越えると占有面積が大きくなりすぎる。

さらに、突起７９の占有面積は、３％未満では均一な血
液流路を支持形成することが難しく、また２０％を越え
ると、十分な有効濾過面積を得るためには、血液分離器
が大型化する。

このような突起７９の製造方法としては、例えば濾過膜
製造時に、突起パターンを凹版として刻み込んだ金属ロ
ール上にて濾過膜７１を製膜させ、膜表面に濾過膜材質
と同一の材質からなる突起を形成させる方法や、突起パ
ターンを凹版として刻みこんだ金属ロールの該凹部内に
樹脂を充填し、これを平滑な濾過膜上に転写する方法、
あるいはスクリーン印刷用版を用い、紫外線あるいは電
子線硬化型樹脂を用いて、平滑な濾過膜上に突起パター
ンを印刷し、その後紫外線あるいは電子線を照射して、
これを硬化させる方法等が挙げられる。

流路規制板８は、高度に均一かつ安定化した薄層状の血
液流路１１の形成のためには、硬質のものであることが
好ましい。ここで言う硬質の材質とは、濾過膜表面の突
起７９との接触により事実上へこみ等の変形を起こさな
いものを指し、ブリネル硬さ１０以上のものが好ましい
。　この範囲のブリネル硬さをもつ材質としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボ
ネート等が挙げられる。

ここで、ブリネル硬さの測定方法はＪＩＳＺ２２４３に
従う。

また、流路規制板８の厚さは、１０〜２００−１特に２
０〜５０μであるのが好ましい。

厚さが１０−未満では、均一な血液流路１１を支持形成
することが難しく、２００μを越えると、血漿分離器が
大型化する。

なお、本発明では、図示と異なり、流路規制板８側に前
記と同様の突起が形成されたものでもよい。

このような各膜ユニット７および流路規制板８は、接着
剤９で接着されることにより接合−体化されている。　
すなわち、流路規制板８の開口８７の直径は、血漿通過
ロア７の直径より太き（、膜ユニット７の表面の血漿通
過ロア７の外周部に接着剤９が塗布され、この接着剤９
により、開口８７内において隣接する膜ユニット７同士
が接着されている。

このような構成とすることにより、接着剤の塗布量にか
かわらず、血漿通過ロア７付近の濾過膜７１および血漿
流路形成体７３が圧縮されてつぶれを生じることがない
、　よって、血漿通過ロア７付近における血漿の通液性
が十分に確保され、また、血液流路１１側においては、
つぶれによる血液流路１１の変形（拡大）がないため、
乱流やよどみの発生がな（、血栓の付着が防止される。

また、血漿分離用積層体６の製造に関しては、接着剤９
の塗布回数が従来の半分程度となるため、製造にかかる
手間と時間が軽減され、歩留まりも向上するという利点
がある。

なお、第２図に示すように、図中最上部の膜ユニット７
とケーシング本体３との間および最下部の膜ユニット７
と蓋体４との間は、それぞれ、血漿通過ロア７の外周部
において、接着剤９により接着されている。

使用される接着剤９としては、特に限定されず、例えば
、ホットメルト系接着剤、イソシアネート系接着剤等が
挙げられるが、そのなかでも特にホットメルト系接着剤
が好ましい。

また、接着剤９の塗布厚（乾燥膜厚）は、前。［１突起
７９の高さの１　、５−、’３　、０倍程度、特に１．
７＝−２，５倍稈度とするのが好ましい。

また、上記接着剤に代り、両面粘着テープを用いてもよ
い。

中央間ロア５おＪ、び８５の直径は、１−８０ｍｍ稈度
、待に３−・・４０ｍｍ稈度とするのが好ましい、血路通過ｒ１７７の直径【９１．１−”１０ｍ＋ｉ１程
度、特に３　”＝　８　ｍｍ程度どするのが好ましい。

開［”’ｌ　８７の直径乙ｊ、ｌ−８０ｍｍ稈度、特に
１３−・・４０ｍｍ程度とするのが好まし、い。

また、開［１８７と血漿通過ロア７との直径の差Ｃ」“
、１−”　３０　ｍｍ稈ｊ度、特に１０−＝２０ｍｍ稈
ｎとするのが好ましい。　直径差が１ｍｍ未満では接着
面積が−１−分に確保さオ“Ｌず、また３０ｍｍを超、
ネるど十分な有効濾過面積が得らｔｌ、な（なるからで
ある。

なお、血漿分離用積層体６にｊ３ける膜ユニット７の積
層数は特に限定さＡコないが、１〜１００稈度、待に５
　＝　５０稈度どするのが好にしい。

丁のような血漿分離器１では、血液は次のよ）にｌ、て
血漿と血球成分とげ分離される。

血？ａ流入口３１よりケーシング２内へ流入した血液は
、ケーシング２の軸方向に流れ、各中央間ロア５および
８５を通過するとともに、突起７９により規制される血
液流路１１内を血漿分離用硝１１休６の外周方向に放射
状に広がって１０）　＜　。

血液か・＝の血液流路１１を通過する間Ｌ：、、血漿（
３−）佑過膜７１を透過して血漿流路形成体７３内献二
人り、一方、赤血球、白血球等の血球成分はｌｊｌ過膜
７１を透過ぜずにそのまま血液流路１１を外周方向へ向
けて流２１．でゆく。

血漿流路形成体７３内に入った血漿は、その血榮流路１
０を名血漿通過ロア７へ向って流れ、さらに各血漿通過
ロア７を通過し、血漿流出［］３２から流出すイ）。

一方、血液が血液流路１１を流れる間に血球成分は徐々
にｉ縮され、この濃縮された血球成分は、接着剤９を迂
回してケ・−＝−タング２内の外周部に集めらメ′１、
血球成分流出口３３より流出する。

〈実験例〉（本発明例）１）濾過膜突起付濾過膜とり、では、平均孔径０．４Ｐ、膜厚９０
１虚のポリプロピレン性平膜の血液接触面−七に、スク
リーン版を用いて紫外線硬化型樹脂（大日本インク社ツ
ソ、商品名：ダイキュアＭＶ）を所定のパターンにて印
刷し、直ちに該濾過膜に紫外線を照射して、紫外線硬化
型樹脂を膜面上に＋′１着硬化させることにより、高さ
８０戸、底部直径３００ハ、頂部間隔７５０１１Ｊｉｌ
である占有面積の均一な凸部を形成したものを用いた。

２）血漿流路形成体血漿流路形成体としては、ポリエステル製で目開き２９
０胛、厚さ１３５郡のスクリーンメツシュを２枚重ねて
用いた。

３）膜ユニットの製造上記２枚の濾過膜の間に上記血漿流路形成体を挟装し、
その外周縁部および中央開口の周縁部を、２＋ｔ＋ｍの
幅で超音波融着法（ブランソン製、超音波ウェルダ・−
モデル８７００使用）によりシールした。

また、血漿通過口は２箇所に設けた。

ｔｌ８、膜、コニットにおりる各所の寸法は、次の通り
である。

外径＋１０２ｍｍ中央間１］径＝２２ｆｆｉ旬血漿通過口径：５１１１ｍ４）流路規制板ブリネル硬さ４０のポリカーボネート製板材（厚さ５０
−）を基材とし、中央開口およびその両側部に２つの開
口を有する円盤状の流路規制板を作製した。

各所の寸法は、次の通りである。

外径：１０２ｍｍ中央開口径：２２ｍｍ開口径：２２ｍｍ５）′血漿分離用積層体の製造上記膜ユニット（計１３個）および流路規制板（計１２
枚）を交互に積層し、第１図および第２図に示すように
、流路規制板の開口内において、隣接する膜ユニット同
士をその血漿通過口の外周部にて接着剤接着し、一体化
した。

なお、用いた接着剤は、ホットメルト系接着剤（東亜合
成工業社製：　ＰＰＥＴ−１００９）　であり、その塗
布厚（乾燥膜厚）は、２ｏｏ、ｍとした。

６）血漿分離器の製造血液流入口、血漿流出口および血球成分流出口を有する
ポリカーボネート製のケーシング本体内に、上記血漿分
離用積層体を、血漿流出口と血漿通過口とが一致するよ
うに収納し、シリコーンゴム製のＯリングを有するポリ
カーボネート製の蓋体でケーシング本体の下端開口を遮
蔽して、血漿分離器を得た。

（比較例）第３図に示すように、隣接する膜ユニットおよび流路規
制板を接着剤接着した血漿分離用積層体を用いた以外は
、本発明と同様の血漿分離器を製造した。　なお、この
場合、流路規制板の開口のサイズは、血漿通過口と同サ
イズとした。

上記本発明例および比較例の各血漿分離器を用い、ヘマ
トクリット値４０％、温度３７℃の抗凝固剤（ＡＣＤ液
）添加牛血液を毎分５０ｍＡの流量で流入させ、この血
液を血漿と血球成分とに分離した。

このような血漿分離を３０分間流量を段階的に増しなが
ら行なった後、血漿流出口より流出する血漿の隔膜圧（
Ｔｒａｎｓ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｐｒｅｓｓｅｒ）値を
測定したところ、本発明例の血漿分離器ではＴＭＰ値が
安定的に推移したのに対し、比較例の血漿分離器ではＴ
ＭＰ値が全体的に高めに推移し、しかもばらつきがあり
、濾液が十分生成されていないことがわかった。

また、上記血漿分離を行なった後、ケーシング内から血
漿分離用積層体を取り出し、これを切断して血漿通過口
付近の血栓の付着状態を調べたところ、本発明の血漿分
離器では血栓はほとんど付着していなかったのに対し、
比較例の血漿分離器では小量の血栓の付着が認められた
。

〈発明の効果〉以上述べたように、本発明の血漿分離器によれば、膜ユ
ニットの血漿通過口付近において、膜ユニットのつぶれ
が生じず、よって血漿の通液性を良好に保つことができ
るとともに、血液流路内における血栓の付着を防止する
ことができる。

また、血漿分離器の製造に関しては、接着剤の塗布回数
が従来に比べ減少するため、製造にかかる手間と時間が
軽減され、歩留まりも向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の血漿分離器の構成例を示す分解斜視
図である。第２図は、第１図に示す血漿分離器の断面側面図である
。第３図は、従来の血漿分離器の血漿通過口付近の構造を
示す拡大断面側面図である。符号の説明１・・・血漿分離器２・・・ケーシング３・・・ケーシング本体３１・・・血液流入口３２・・・血漿流出口３３・・・血球成分流出口４・・・画体５・・・シール部材６・・・血漿分離用積層体７・・・膜ユニット７１・・・濾過膜７３・・・血漿流路形成体７５・・・中央開口ア７・・・血漿通過口ア９・・・突起８・・・流路規制板８５・・・中央開口８７・・・開口９・・・接着剤１０・・・血漿流路１３・・・血液流路１５・・・つぶれ部分願チル理同

Claims

【特許請求の範囲】

（１）血液流入口、血漿流出口および血球成分流出口が
形成されたケーシングと、血漿流路を形成する血漿流路形成体およびこの血漿流路
形成体の全面を被包する濾過膜で構成され、少なくとも
一ケ所に血漿通過口を有する膜ユニットと、流路規制板
とを、突起を介して交互に、かつ各膜ユニットの血漿通
過口が実質的に同軸上に位置するように積層した血漿分
離用積層体とを有し、前記ケーシング内に前記血漿分離用積層体を前記各血漿
通過口が前記血漿流出口と連通するように収納し、これ
により、前記血液流入口より流入した血液が前記突起に
より規制される前記膜ユニットと前記流路規制板との間
隙に形成された血液流路を通る際に、前記濾過膜により
血漿と血球成分とに分離され、血漿は前記血漿流路およ
び前記血漿通過口を経て前記血漿流出口から流出し、血
球成分は前記血液流路を経て前記血液成分流出口から流
出するよう構成された血漿分離器であって、前記膜ユニット間に介装された前記流路規制板の前記血
漿通過口に対面する位置に、血漿通過口より開口面積の
大なる開口が形成され、この開口内において、隣接する
前記膜ユニット同士をそれらの血漿通過口の外周部にお
いて接着したことを特徴とする血漿分離器。