JPH10165777A - Hollow yarn module and its production - Google Patents
Hollow yarn module and its productionInfo
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- JPH10165777A JPH10165777A JP33392596A JP33392596A JPH10165777A JP H10165777 A JPH10165777 A JP H10165777A JP 33392596 A JP33392596 A JP 33392596A JP 33392596 A JP33392596 A JP 33392596A JP H10165777 A JPH10165777 A JP H10165777A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、血液浄化、透
析、あるいは限外濾過等の目的に使用される中空糸モジ
ュールおよびその製造方法に関する。The present invention relates to a hollow fiber module used for purposes such as blood purification, dialysis, and ultrafiltration, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より中空糸モジュールは人工腎臓、
人工肝臓、人工肺、血漿分離、限外濾過、浄水器、等に
広く利用されており、幾多の実施形態と多種多様の用途
に関して公知である。2. Description of the Related Art Conventionally, hollow fiber modules have been used for artificial kidneys,
It is widely used in artificial livers, artificial lungs, plasma separation, ultrafiltration, water purifiers, etc. and is known for a number of embodiments and a wide variety of uses.
【０００３】これら中空糸モジュールは、例えば特公昭
６３−５２５２２号公報に記載の如く、筒状本体ケース
内に多数の中空糸が装填され、該中空糸束の端部が該ケ
ースの端部に充填固化される高分子材料の隔壁部材によ
り支持されて、各中空糸の開口部が該隔壁部材の外端面
に開口される。そして、各中空糸の開口部全体を包囲す
るヘッダーが該ケースの両端部に被着され、該ヘッダー
には各中空糸の開口部に連通するＡ液（例えば血液）用
ノズルが設けられ、該ケースの側面には該中空糸束の周
囲に臨むＢ液（例えば透析液）用の側方ノズルが設けら
れる。[0003] In these hollow fiber modules, for example, as described in JP-B-63-52522, a large number of hollow fibers are loaded in a cylindrical main body case, and the end of the hollow fiber bundle is connected to the end of the case. The hollow fibers are supported by the partition member made of a polymer material to be filled and solidified, and the opening of each hollow fiber is opened at the outer end face of the partition member. A header surrounding the entire opening of each hollow fiber is attached to both ends of the case, and the header is provided with a nozzle for liquid A (for example, blood) communicating with the opening of each hollow fiber. A side nozzle for the solution B (for example, dialysate) facing the periphery of the hollow fiber bundle is provided on a side surface of the case.
【０００４】上記中空糸モジュールにおいて、特に医療
の分野に使用されるものに対しては、上述した基本構造
に加えて、更に極めて多くの要求が出されている。[0004] In addition to the above-mentioned basic structure, there are much more demands on the hollow fiber modules, particularly those used in the medical field.
【０００５】このような要求は使用する中空糸およびケ
ースの設計に関している。使用する中空糸の種類は本発
明の対象ではなく、いろいろな種類の中空糸を使用する
ことができる。ケースに対しては、材料の物理的安全
性、殺菌性および信頼性のような自明の要求の他に特に
下記のような要求が出されている。[0005] These requirements relate to the design of the hollow fiber and the case used. The type of hollow fiber used is not an object of the present invention, and various types of hollow fiber can be used. In addition to obvious requirements for the case, such as the physical safety, sterility and reliability of the material, there are in particular the following requirements:
【０００６】ここで、中空糸内部を貫流するＡ液は一般
に体外循環で中空糸モジュールに供給される血液であ
る。従って、中空糸モジュール内で血液によって満たさ
れる容積、すなわち血液室が可及的に小さいことが重要
である。また、血液室は、中空糸に対する可及的に円滑
な流動分配が、あまり大きな滞留部を生ずることなく行
われるように形成されることが血液を凝固させないよう
にするために重要である。Here, the liquid A flowing through the inside of the hollow fiber is generally blood supplied to the hollow fiber module by extracorporeal circulation. It is therefore important that the volume filled with blood in the hollow fiber module, ie the blood chamber, is as small as possible. It is also important that the blood chamber is formed in such a way that the smoothest possible flow distribution to the hollow fibers takes place without creating too much stagnation so as not to clot the blood.
【０００７】モジュールの運転時には血液から除去され
た有害物質を含有するＢ液（例えば透析液）の存在す
る、中空糸を包囲する空間は、該液体が中空糸外表面に
対して均一に流下し、かつコンパクトな構造様式で可及
的に高い注入度が可能であるように、つまり可及的に多
数の中空糸がケースに装填され得るように形成されてい
ることが重要である。このため、一般的に、Ｂ液用の側
方ノズルの導入流路直下にはバッフルが配され、直接Ｂ
液が中空糸に当たらないようにし、Ｂ液が中空糸束全体
に分配可能なようにケースと中空糸束の外側との間に円
環状の空間、すなわちＢ液導入部を設けているのが普通
である。During the operation of the module, the space surrounding the hollow fiber where the liquid B containing harmful substances removed from the blood (for example, dialysate) is present, the liquid flows down uniformly to the outer surface of the hollow fiber. It is important that the design is such that the highest possible degree of injection is possible in a compact and compact design, that is to say that as many hollow fibers as possible can be loaded into the case. For this reason, generally, a baffle is disposed directly below the introduction flow path of the side nozzle for the liquid B,
An annular space between the case and the outside of the hollow fiber bundle, that is, a liquid B introduction part is provided so that the liquid does not hit the hollow fiber and the liquid B can be distributed to the entire hollow fiber bundle. Normal.
【０００８】最後に、医療用中空糸モジュールは、すべ
ての要求点を可及的に最適に満足させた上で、安価に製
造し得ることが要求される。これは特に重要である。一
般に、医療用中空糸モジュールのコストは、該モジュー
ルで実施される医療のコストに極めて著しい影響を及ぼ
すからである。Finally, the hollow fiber module for medical use is required to be able to be manufactured at low cost while satisfying all the required points as optimally as possible. This is particularly important. In general, the cost of a medical hollow fiber module has a very significant effect on the cost of medical treatment performed on the module.
【０００９】また、上述の中空糸モジュールは一般に遠
心ポッティング法により製造されることが多い。すなわ
ち、上記中空糸モジュールにおいて、ケース内に隔壁部
材を設けることによって中空糸束を支持する作業、すな
わちポッティング作業は、まず、該ケースの長さよりも
長い多数の中空糸を用意し、該中空糸束をケース内に位
置させる。そして、ケースの外端面にポッティング用キ
ャップを嵌着することによって該ケースの外方側端部を
密封し、ケースの中心軸を回転半径上に置く状態で該ケ
ースを回転させながらケースの側面に設けられているＢ
液用の側方ノズルから高分子材料（ポッティング材）を
流し込み、上記ポッティング材を遠心力下でケースの軸
方向の外方側端部の隔壁形成部位に集中させ、該キャッ
プにて密封されているケースの外方側端部に存在してい
た空気を上記ポッティング材にて駆逐する如くに置換
し、所定時間経過後のポッティング材固化によって隔壁
を形成する。該隔壁は該ポッティング材固化後に、その
外端部を鋭利な刃物でスライスして、中空糸の開口端を
表面に露出させる。その後、ケースの両端部に血液室を
形成するためのヘッダーを液密に嵌着することで中空糸
モジュールとしての形態を得る。Further, the above-mentioned hollow fiber module is generally manufactured by a centrifugal potting method in many cases. That is, in the hollow fiber module, the operation of supporting the hollow fiber bundle by providing the partition member in the case, that is, the potting operation, first prepares a number of hollow fibers longer than the length of the case, and prepares the hollow fibers. Position the bundle in the case. Then, by fitting a potting cap to the outer end surface of the case, the outer end of the case is sealed, and the case is rotated while the center axis of the case is placed on the radius of rotation while the case is rotated. B provided
A polymer material (potting material) is poured from the side nozzle for liquid, and the potting material is concentrated under the centrifugal force at the partition forming portion at the outer side end of the case in the axial direction, and sealed with the cap. The air existing at the outer end of the case is replaced by the potting material so as to be driven away, and after a predetermined time has passed, the potting material is solidified to form a partition. After the solidification of the potting material, the outer end of the partition wall is sliced with a sharp blade to expose the open end of the hollow fiber to the surface. Thereafter, headers for forming blood chambers are fitted to both ends of the case in a liquid-tight manner to obtain a form as a hollow fiber module.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した方法によって
中空糸モジュールを得ることができるが、このような従
来よりある中空糸モジュールは上述したように、Ｂ液が
Ｂ液導入部で中空糸束全体に略均一に分配可能なよう
に、ケースと中空糸束の外側との間に環状空間を設け、
Ｂ液用の側方ノズルの導入流路直下にはバッフルを設け
ているので、必然的に本体ケースの胴体部の径より第２
液導入部の径が大きくなっている。このような構造のた
め、従来よりＢ液導入部を設けているケース両端部の径
も該胴体部の径より大きくなる。従って、ケース両端部
に取り付けられるヘッダーの径も大きくなり、中空糸モ
ジュール全体の大型化により廃棄コストを著しく増大さ
せる根源となっていた。A hollow fiber module can be obtained by the above-described method. However, as described above, such a conventional hollow fiber module has a structure in which the liquid B is introduced into the entire hollow fiber bundle at the liquid B introducing portion. An annular space is provided between the case and the outside of the hollow fiber bundle so that
Since a baffle is provided immediately below the introduction flow path of the side nozzle for the liquid B, the second diameter is inevitably larger than the diameter of the body of the main body case.
The diameter of the liquid inlet is large. Due to such a structure, the diameter of both ends of the case in which the B liquid introduction part is conventionally provided is also larger than the diameter of the body. Therefore, the diameter of the header attached to both ends of the case also increases, and this has been a source of significantly increasing the disposal cost due to the enlargement of the entire hollow fiber module.
【００１１】また、この場合、特に医療用中空糸モジュ
ールでは、ヘッダーを介してＡ液、すなわち血液を中空
糸内部へ導入する際には、一般的にヘッダーの中央部よ
り導入されるため、ヘッダー内にある血液室の外周部の
血流速が小さくなる。特にヘッダーが大きい場合には、
その血流速の差が拡大される傾向にある。これら血流速
の遅れが発生することにより置換効率あるいは浄化効率
が低下し、中空糸モジュールとしての性能が低下するこ
とになる。In this case, particularly, in the case of a medical hollow fiber module, when the liquid A, ie, blood, is introduced into the hollow fiber through the header, it is generally introduced from the center of the header. The blood flow velocity at the outer peripheral portion of the blood chamber inside is reduced. Especially if the header is large,
The difference in the blood flow velocity tends to be increased. Due to the delay of the blood flow velocity, the replacement efficiency or the purification efficiency is reduced, and the performance as a hollow fiber module is reduced.
【００１２】また、かかる従来の構造では、中空糸が開
口している隔壁部で、中空糸束全体の外径を一定にコン
トロールすることが難かしくなり、隔壁部中空糸開口面
での中空糸束全体の外形状が略楕円形となってしまった
り、偏ってしまったりするため、ヘッダー内径と中空糸
束全体の外周部分との間に一定以上の大きなクリアラン
スをとって、Ｏリングを設置することが必要となる。こ
のような構造では上記クリアランス部分およびその近辺
部の血液の流れが遅くなり、血流の滞留による残血が生
じやすくなるので、更に改良することが強く望まれてい
た。Further, in such a conventional structure, it is difficult to control the outer diameter of the entire hollow fiber bundle at the partition wall where the hollow fiber is open, and it is difficult to control the hollow fiber at the hollow fiber opening surface of the partition wall hollow fiber. Since the outer shape of the entire bundle becomes substantially elliptical or skewed, an O-ring is installed with a certain clearance or more between the inner diameter of the header and the outer peripheral portion of the entire hollow fiber bundle. It is necessary. In such a structure, the flow of blood in the clearance portion and the vicinity thereof is slowed, and residual blood due to stagnation of the blood flow is likely to occur. Therefore, further improvement has been strongly desired.
【００１３】これらを改良すべく、今までに特開昭５６
−１６８８０７号公報や特開昭５９−１３７０６２号公
報、特開昭６３−９４４８号公報、あるいは公表特開昭
６０−５０００８３号公報などが提案されている。[0013] In order to improve these, Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-168807, JP-A-59-137062, JP-A-63-9448, and JP-A-60-50083 have been proposed.
【００１４】しかしながら、特公昭５６−１６８８０７
号公報や特開昭５９−１３７０６２号公報に記載されて
いるような、糸束を集束するリングをケース端部に取り
付ける方法は、隔壁部中空糸開口面での中空糸束全体の
外径をコントロールできるので血液滞留部の削減はでき
たとしても、ヘッダー外径を小さくすることはできず、
廃棄コストを削減するまでには至っていなかった。However, Japanese Patent Publication No. 56-168807
A method of attaching a ring for bundling a yarn bundle to the end of a case, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei. Even if the blood retention part can be reduced because it can be controlled, the outer diameter of the header can not be reduced,
It was not enough to reduce disposal costs.
【００１５】また、糸束を集束するリングがケース端部
に存在するが故に、製造工程において、ケース内への糸
束挿入が比較的困難になってしまったり、リングの装着
に手間を要していた。Further, since the ring for collecting the yarn bundle is present at the end of the case, it becomes relatively difficult to insert the yarn bundle into the case in the manufacturing process, and it takes time to mount the ring. I was
【００１６】また、特開昭６３−９４４８号公報あるい
は公表特開昭６０−５０００８３号公報に記載されてい
るような中空糸モジュールは、ヘッダーを小さくできる
ので血液滞留部削減や廃棄コスト削減につながるが、そ
のケースの形態上、円環状のアンダーカット部を有する
ので必然的にブロー成形法でケースを形成する必要があ
る。これらブロー成形法では、いくつかの他の成形法、
例えば一般に用いられている射出成形法よりも寸法が正
確に出ない傾向にある事実に基づき、問題が発生する。
すなわち、ブロー成形したケースは寸法精度が悪く、寸
法変動や肉厚ムラによる組立不良により生産ラインの混
乱を招いたり、あるいは、シール性が不良な製品を生ず
る。The hollow fiber module described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-9448 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-50083 can reduce the size of the header, which leads to a reduction in blood stagnation and a reduction in disposal costs. However, since the case has an annular undercut portion, the case must be formed by blow molding. In these blow molding methods, several other molding methods,
Problems arise, for example, due to the fact that the dimensions tend to be less accurate than commonly used injection molding methods.
That is, the blow-molded case has poor dimensional accuracy, resulting in confusing the production line due to defective assembly due to dimensional fluctuation and uneven thickness, or a product having poor sealing properties.
【００１７】また、Ｂ液がＢ液導入部で中空糸束全体に
略均一に分配できるようにするために通常設けるバッフ
ルを設けることが、その成形上、非常に困難である。そ
の他、ヘッダーをケースに取り付ける手段としてよく用
いられるネジを形成することも困難であり、ヘッダー取
付け手段は実質、超音波や溶剤等による融着あるいは接
着の方式に限定されてしまう、等々の問題があり、実質
的に実用化されていなかった。In addition, it is very difficult in terms of molding to provide a baffle which is usually provided so that the liquid B can be distributed substantially uniformly over the entire hollow fiber bundle at the liquid B introducing portion. In addition, it is also difficult to form a screw that is often used as a means for attaching the header to the case, and the header attaching means is substantially limited to a method of fusion or adhesion using ultrasonic waves or a solvent, and the like. Yes, it has not been practically used.
【００１８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
鑑み、滞留部が少なく、ヘッダー小径化による小型化が
可能で、しかも低コストで寸法精度の良い、工業的に実
用化が可能な中空糸モジュールおよびその製造方法を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to reduce the size of the header by reducing the diameter of the header, to reduce the size of the header, and to reduce the cost and improve the dimensional accuracy. An object of the present invention is to provide a hollow fiber module and a method for manufacturing the same.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明者らが鋭意検討した結果、以下に示す本発明に到
達した。すなわち、 （１）複数本の中空糸を引揃えた中空糸束と、該中空糸
束を収納し該中空糸束の外周面に連通する側方ノズルを
備えた筒状の胴体部を有するケース胴部材と、前記中空
糸束の両端を開口せしめた状態で前記ケース胴部材と前
記中空糸束の端部同士を固定した隔壁と、端部ノズルを
備えた前記ケース胴部材の両端に取り付いたヘッダー部
材とを有する中空糸モジュールにおいて、前記ケース胴
部材端部に、少なくとも、前記中空糸束の外形形状を規
制する糸束規制部および前記ヘッダー部材と係合するた
めのヘッダー接合部を有するケース端部材を接合したこ
とを特徴とする中空糸モジュール。In order to achieve the above object,
As a result of intensive studies by the present inventors, the present invention described below has been reached. (1) A case having a hollow fiber bundle in which a plurality of hollow fibers are aligned, and a cylindrical body provided with a side nozzle that stores the hollow fiber bundle and communicates with the outer peripheral surface of the hollow fiber bundle A body member, a partition wall fixing both ends of the case body member and the hollow fiber bundle with both ends of the hollow fiber bundle opened, and attached to both ends of the case body member having an end nozzle. A hollow fiber module having a header member, a case having, at an end portion of the case body member, at least a yarn bundle regulating portion for regulating an outer shape of the hollow fiber bundle and a header joining portion for engaging with the header member. A hollow fiber module having end members joined thereto.
【００２０】（２）前記糸束規制部の内径（Ｄ１）は、
下記式で表される定数ｋの値が０．４５〜０．５５の範
囲を満足する範囲内にあることを特徴とする前記１に記
載の中空糸モジュール。(2) The inner diameter (D1) of the yarn bundle regulating portion is:
2. The hollow fiber module according to the above 1, wherein the value of the constant k represented by the following equation is in a range satisfying a range of 0.45 to 0.55.
【００２１】ｋ＝ｄ2 ×ｎ／Ｄ１2 ただし、ｄ：中空糸の外径（μｍ）、ｎ：中空糸の本数 （３）前記ケース端部材に、糸束ガイド部を設けたこと
を特徴とする前記１〜２のいずれかに記載の中空糸モジ
ュール。K = d 2 × n / D1 2 where d is the outer diameter of the hollow fiber (μm), n is the number of the hollow fiber. (3) The case end member is provided with a yarn bundle guide portion. The hollow fiber module according to any one of the above items 1 to 2.
【００２２】（４）前記ケース端部材とヘッダー接合部
に、環状シール部材を有し、該環状シール部材の内径
（Ｄ２）と、前記糸束規制部内径Ｄ１との寸法差（Ｄ２
−Ｄ１）を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にしたことを
特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の中空糸モジュ
ール。(4) An annular seal member is provided at the joint portion between the case end member and the header, and a dimensional difference (D2) between the inner diameter (D2) of the annular seal member and the inner diameter D1 of the yarn bundle regulating portion is provided.
The hollow fiber module according to any one of the above 1 to 3, wherein -D1) is in a range of 0.5 mm to 1.5 mm.
【００２３】（５）前記ケース胴部材と前記ケース端部
材とが、射出成形により得られたものであることを特徴
とする前記１〜４のいずれかに記載の中空糸モジュー
ル。(5) The hollow fiber module according to any one of (1) to (4), wherein the case body member and the case end member are obtained by injection molding.
【００２４】（６）前記ケース胴部材と前記ケース端部
材とが、超音波接着により接合されていることを特徴と
する前記１〜５のいずれかに記載の中空糸モジュール。(6) The hollow fiber module according to any one of (1) to (5) above, wherein the case body member and the case end member are joined by ultrasonic bonding.
【００２５】（７）血液浄化に用いることを特徴とする
前記１〜６のいずれかに記載の中空糸モジュール。(7) The hollow fiber module according to any one of (1) to (6) above, which is used for blood purification.
【００２６】（８）前記１〜７のいずれかに記載の中空
糸モジュールを組み入れたことを特徴とする透析装置。(8) A dialysis apparatus incorporating the hollow fiber module according to any one of (1) to (7) above.
【００２７】（９）側方ノズルを備えた筒状の胴体部を
有するケース胴部材の両端部に、少なくとも、前記中空
糸束の外形形状を規制する糸束規制部およびヘッダー接
合部を有するケース端部材を接合して本体ケースを組立
てた後、該本体ケースに複数本の中空糸を挿入し、該中
空糸のそれぞれの端部を、封止材により該本体ケースに
接着固定して該中空糸を開口せしめた隔壁を形成し、次
いで該本体ケースの両端部に端部ノズルを備えたヘッダ
ー部材を接合することを特徴とする中空糸モジュールの
製造方法。(9) A case having a cylindrical body having a side nozzle At both ends of a body member, a case having at least a yarn bundle regulating portion for regulating the outer shape of the hollow fiber bundle and a header joining portion are provided. After assembling the main body case by joining the end members, a plurality of hollow fibers are inserted into the main body case, and each end of the hollow fiber is adhered and fixed to the main body case with a sealing material to form the hollow body. A method of manufacturing a hollow fiber module, comprising: forming a partition wall in which a yarn is opened; and joining header members having end nozzles to both ends of the main body case.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例を示す図面
に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２９】図１は本発明に係る中空糸モジュールの一
例を示す一部断面側面図であり、図２は図１の要部拡大
図であり、図３は本発明に係る中空糸モジュールの本体
ケースを構成する部材の一例を示す側面図である。FIG. 1 is a partially sectional side view showing an example of a hollow fiber module according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a main body of the hollow fiber module according to the present invention. It is a side view which shows an example of the member which comprises a case.
【００３０】すなわち、図１を参照すると、ケース胴部
材１の両端に、ケース端部材２を超音波接着によってそ
れぞれ接合した筒状の本体ケース３に、中空糸束４を収
納し、隔壁５によって中空糸束４の両端を開口せしめた
状態で本体ケース３に固定し、本体ケース３の両端にＡ
液用ノズル６１（端部ノズル）および血液室６２を有す
るヘッダー部材６を、環状パッキン７を介して、液密に
本体ケース３へ接合した本発明の中空糸モジュールの一
実施例である。ここで、ケース胴部材１は、筒状の胴体
部１１、Ｂ液用の側方ノズル１２、バッフル１３および
Ｂ液導入部１４を備えている。 図２を参照すると、本
図は、図１の要部を拡大したものであり、ケース端部材
２は、糸束規制部２２およびヘッダー接合部２３を有し
ており、ケース胴部材１とは超音波接着部８で液密に接
合されている。また、本実施例において、ケース端部材
２には糸束ガイド部２１を有する形状としている。That is, referring to FIG. 1, a hollow fiber bundle 4 is accommodated in a cylindrical main body case 3 in which a case end member 2 is joined to both ends of a case body member 1 by ultrasonic bonding, respectively, The hollow fiber bundle 4 is fixed to the main body case 3 with both ends opened, and A
This is an embodiment of the hollow fiber module of the present invention in which a header member 6 having a liquid nozzle 61 (end nozzle) and a blood chamber 62 is liquid-tightly joined to the main body case 3 via an annular packing 7. Here, the case body member 1 includes a cylindrical body portion 11, a side nozzle 12 for B liquid, a baffle 13, and a B liquid introduction section 14. Referring to FIG. 2, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1. The case end member 2 has a yarn bundle regulating portion 22 and a header joining portion 23. They are liquid-tightly joined by the ultrasonic bonding section 8. Further, in this embodiment, the case end member 2 has a shape having a yarn bundle guide portion 21.
【００３１】図３を参照すると、本発明の中空糸モジュ
ールに用いる本体ケース３を、理解しやすいように、ケ
ース胴部材１およびケース端部材２に分割して表したも
のである。Referring to FIG. 3, the main body case 3 used in the hollow fiber module of the present invention is divided into a case body member 1 and a case end member 2 for easy understanding.
【００３２】図４を参照すると、中空糸束４と、中空糸
束４を収納し、中空糸の外面に連通した側方ノズル１２
を有する筒状の本体ケース３と、該中空糸束４の両端を
開口せしめた状態で固定した隔壁５と、該本体ケース３
の両端に取り付けられるヘッダー部材６とを有した、従
来の中空糸モジュール９の一例である。Referring to FIG. 4, the hollow fiber bundle 4 and the side nozzles 12 accommodating the hollow fiber bundle 4 and communicating with the outer surface of the hollow fiber are provided.
A cylindrical main body case 3 having: a hollow main body case 3; a partition wall 5 having both ends of the hollow fiber bundle 4 fixed in an open state;
This is an example of a conventional hollow fiber module 9 having a header member 6 attached to both ends of the hollow fiber module 9.
【００３３】ここで、図を用いながら、本発明の中空糸
モジュールについて更に詳細に説明すると、図１におい
て、ケース胴部材１の両端にケース端部材２をそれぞれ
接合するための接合手段としては、例えば、超音波接
着、溶剤による接着、スピン融着、シール材を介したネ
ジによる螺合等が採用できるが、いずれにしても液密に
シールできる手段とすることが重要である。作業が容易
で作業時間の短い手段が工業的にも優れていることよ
り、超音波接着が最も好ましい。Here, the hollow fiber module of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the joining means for joining the case end members 2 to both ends of the case body member 1 respectively include: For example, ultrasonic bonding, bonding with a solvent, spin fusion, screwing with a screw via a sealing material, and the like can be adopted. In any case, it is important to use a means capable of sealing in a liquid-tight manner. Ultrasonic bonding is most preferable because a means that can be easily operated and has a short operation time is industrially excellent.
【００３４】ケース胴部材１は、図３に示すがごとく、
中空糸束を収納する筒状の胴体部１１を備えており、特
に医療用途に用いる場合は更に胴体部の両端にそれぞれ
Ｂ液用の側方ノズル１２と、バッフル１３と、Ｂ液導入
部１４とを備えている。The case body member 1 is, as shown in FIG.
A tubular body 11 for housing a bundle of hollow fibers is provided. In particular, when used for medical applications, a side nozzle 12 for B liquid, a baffle 13, and a B liquid introduction section 14 are provided at both ends of the body, respectively. And
【００３５】図２において、ケース端部材２に設けられ
る糸束ガイド部２１は、糸束挿入のための傾斜角θを設
けておくことが好ましく、その角度θは、１０〜４５゜
の範囲とすることが好ましい。In FIG. 2, the thread bundle guide 21 provided on the case end member 2 is preferably provided with an inclination angle θ for inserting the thread bundle, and the angle θ is in the range of 10 to 45 °. Is preferred.
【００３６】また、糸束ガイド部近傍２１′は、丁度、
中空糸束４が隔壁５から這え出てきた部分、いわゆる中
空糸束４のポッティング材濡れ上がり部にあたり、該濡
れ上がり部は、中空糸の物性やポッティング材の物性に
もよるが、一般的に、剛直なわりに強度がないので、該
濡れ上がり部がケースに接触あるいは癒着していると振
動や衝撃等が加わった場合、最も欠損を受けやすい部分
である。従って、糸束ガイド部近傍２１′は中空糸束と
一定の間隔が開くようにして、実質的に中空糸の存在し
ない環状空間を設けることが好ましい。The vicinity 21 'of the yarn bundle guide portion is just
The portion where the hollow fiber bundle 4 crawls out of the partition wall 5, ie, the so-called wet portion of the hollow fiber bundle 4 which is wetted by the potting material, depends on the physical properties of the hollow fiber and the physical properties of the potting material. However, since it is rigid and has no strength, if the wetted portion contacts or adheres to the case, it is the portion most susceptible to loss when vibration or impact is applied. Therefore, it is preferable to provide an annular space in which substantially no hollow fiber is present, so that the vicinity of the yarn bundle guide portion 21 'is spaced apart from the hollow fiber bundle by a predetermined distance.
【００３７】図２において、ケース端部材２に設けられ
る糸束規制部２２は、糸束に損傷を与えないように丸み
をもたせることが好ましい。また、糸束規制部２２はそ
の寸法規制効果を十分に発揮できるように、隔壁５に設
けられた中空糸開口面に極力近い方が好ましい。In FIG. 2, the yarn bundle regulating portion 22 provided on the case end member 2 is preferably rounded so as not to damage the yarn bundle. Further, it is preferable that the yarn bundle restricting portion 22 is as close as possible to the opening surface of the hollow fiber provided on the partition wall 5 so that the size restricting effect can be sufficiently exhibited.
【００３８】なお、糸束規制部２２の内径寸法（Ｄ１）
は、中空糸の外径と中空糸の本数と定数ｋによって定ま
る。The inner diameter (D1) of the yarn bundle regulating portion 22
Is determined by the outer diameter of the hollow fiber, the number of hollow fibers, and a constant k.
【００３９】定数ｋとは糸束規制部２２における中空糸
の充填率であると言い換えられる。本発明者らが実験に
実験を重ねた結果、定数ｋが０．４５〜０．５５の範囲
が適正であることを見いだしたものである。定数ｋは中
空糸束を全体的に見た場合の見かけ上の断面積を求める
ためのもので、糸束規制部２２の内径面積と、中空糸束
４全体の見かけ上の断面積とを実質的に一致させ、糸束
規制部２２で中空糸束４をきつくもなく、ゆるくもな
く、挟持することが可能となる。In other words, the constant k is the filling rate of the hollow fibers in the yarn bundle regulating section 22. As a result of repeated experiments by the present inventors, they have found that a constant k in the range of 0.45 to 0.55 is appropriate. The constant k is used to determine the apparent cross-sectional area when the hollow fiber bundle is viewed as a whole. The constant k is substantially the same as the inner diameter area of the yarn bundle regulating portion 22 and the apparent cross-sectional area of the entire hollow fiber bundle 4. Thus, the hollow fiber bundle 4 can be clamped by the yarn bundle regulating portion 22 without being tight or loose.
【００４０】すなわち、定数ｋが０．４５よりも小さい
と、言い換えれば充填率が小さいと、中空糸束４に偏り
が発生したり、中空糸束４全体の外形状が略楕円形にな
ってしまい、ヘッダー内径と中空糸束４全体の外周部分
との間に一定以上の大きなクリアランスができるので、
血流の滞留による残血を生じやすくなり、返血の際にこ
の部分の血液がヘッダー内の血液室６２に残血しやすく
なる。That is, when the constant k is smaller than 0.45, in other words, when the filling rate is small, the hollow fiber bundle 4 becomes unbalanced or the outer shape of the whole hollow fiber bundle 4 becomes substantially elliptical. As a result, a certain or more large clearance can be formed between the inner diameter of the header and the outer peripheral portion of the entire hollow fiber bundle 4.
Residual blood due to stagnation of the blood flow is likely to occur, and when returning blood, this part of the blood tends to remain in the blood chamber 62 in the header.
【００４１】また、定数ｋが０．５５よりも大きいと、
言い換えれば充填率が高すぎると、糸束挿入作業が行い
づらくなり、挿入時に中空糸が擦過して損傷しやすくな
り、また、たとえ挿入ができたとしてもポッティングし
た際に、不浸透や中空糸割れなどの欠点が発生しやすく
なる。When the constant k is larger than 0.55,
In other words, if the filling rate is too high, the operation of inserting the yarn bundle becomes difficult, and the hollow fiber is liable to be scratched and damaged at the time of insertion. Defects such as cracks are likely to occur.
【００４２】図２において、ケース端部材２に設けられ
るヘッダー接合部２３は、接合手段として、例えば、超
音波接着、溶剤による接着、スピン融着、ネジによる螺
合、凸部と凹部の嵌合など、いずれの手段でもよいが、
いずれにしても、作業が容易で作業時間の短い手段が工
業的にも優れているので好ましい。In FIG. 2, the header joining portion 23 provided on the case end member 2 is provided with joining means such as ultrasonic adhesion, solvent adhesion, spin fusion, screwing with screws, fitting of convex and concave portions. Or any other means,
In any case, means that can be easily operated and have a short operation time are preferable because they are industrially excellent.
【００４３】また、ヘッダー接合部２３はその接合手段
によってはヘッダー内を通る血液流路のために適切な密
閉シールを提供し得るので、図１の具体例において、環
状パッキン部材７は必ずしも必要ではないが、ヘッダー
内にある血液室６２の血液滞留部を極小化するために
も、例えばシリコンゴム等の弾性体からなる環状パッキ
ン部材７を有する方が好ましい。Also, in the embodiment of FIG. 1, the annular packing member 7 is not necessarily required, since the header joint 23 may provide a suitable hermetic seal for the blood flow path through the header depending on the joining means. However, in order to minimize the blood stagnation portion of the blood chamber 62 in the header, it is preferable to have the annular packing member 7 made of an elastic material such as silicon rubber.
【００４４】ここで、環状パッキン部材７の内径（Ｄ
２）は、隔壁５に開口された中空糸の開口部を塞がない
寸法とすることが重要であり、本発明者らが鋭意検討し
た結果、該環状パッキン部材７の変形量や各部材の寸法
公差などを考慮して、糸束規制部２２の内径（Ｄ１）に
対してＤ２−Ｄ１が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であ
ることが好ましい結果を得た。すなわち、Ｄ２−Ｄ１が
０．５ｍｍ以下であると中空糸の開口を塞ぐおそれがあ
り、Ｄ２−Ｄ１が１．５ｍｍ以上であると血液の滞留が
生じやすくなる。Here, the inner diameter of the annular packing member 7 (D
In 2), it is important that the opening of the hollow fiber opened in the partition wall 5 is not closed. As a result of the inventor's intensive studies, the deformation amount of the annular packing member 7 and the size of each member are determined. In consideration of dimensional tolerances and the like, it is preferable that D2-D1 be in the range of 0.5 mm to 1.5 mm with respect to the inner diameter (D1) of the yarn bundle regulating portion 22. That is, if D2-D1 is 0.5 mm or less, the opening of the hollow fiber may be blocked, and if D2-D1 is 1.5 mm or more, retention of blood tends to occur.
【００４５】図３に示す、本発明の中空糸モジュールの
本体ケース３を構成するケース胴部材１およびケース端
部材２の材質は特に限定されないが、コストや安全性か
らみて、汎用プラスチックであることが好ましい。汎用
プラスチックとしては例えば、ポリスチレン、ポリカー
ボネイト、ＰＭＭＡ、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ＡＢＳ、ＡＳなどが挙げられる。The material of the case body member 1 and the case end member 2 constituting the main body case 3 of the hollow fiber module of the present invention shown in FIG. 3 is not particularly limited, but it is a general-purpose plastic in view of cost and safety. Is preferred. As general-purpose plastics, for example, polystyrene, polycarbonate, PMMA, polyethylene, polypropylene,
ABS, AS and the like.
【００４６】また、本発明品のケース胴部材１およびケ
ース端部材２は、その形状より、射出成形によって得ら
れることが大きな特徴である。射出成形によれば、低コ
ストで比較的寸法精度が良く、安定して生産でき、工業
的に優れたものが得られるからである。The case trunk member 1 and the case end member 2 of the present invention are characterized by being obtained by injection molding due to their shapes. This is because injection molding can be performed at low cost, has relatively good dimensional accuracy, can be stably produced, and is industrially excellent.
【００４７】また、本発明品の製造方法は、本体ケース
３を構成するケース胴部材１とケース端部材２との接合
を、中空糸モジュールの製造工程内ではなく、別にある
事前の工程で実施できるので、従来よりある中空糸モジ
ュールの製造工程を何ら変更することなく採用すること
ができるといった特徴を有する。According to the method of manufacturing the product of the present invention, the joining of the case body member 1 and the case end member 2 constituting the main body case 3 is performed not in the manufacturing process of the hollow fiber module but in a separate preliminary process. Since it can be used, it has a feature that it can be adopted without any change in the manufacturing process of a conventional hollow fiber module.
【００４８】本発明の中空糸モジュールは、従来の中空
糸モジュールが用いられている用途に適用可能である
が、その特徴や効果より、血液浄化に用いることが好ま
しい。なかでも透析装置に組み入れて、人工腎臓として
使用するのが最も好ましい。The hollow fiber module of the present invention can be applied to uses in which a conventional hollow fiber module is used, but is preferably used for blood purification in view of its features and effects. Among them, it is most preferable to incorporate it into a dialysis machine and use it as an artificial kidney.
【００４９】[0049]
実施例１〜２ 血液透析用のＰＭＭＡ中空糸（外径２６０μ）１４４０
０本を用いて、図１に示す本発明の中空糸モジュール
を、表１に示す条件で製造し、これを用いて、ヘマトク
リット値４０％の牛新鮮血１ｌを２００ｍｌ／ｍｉｎの
流速で１０分間循環した後に、１００ｍｌの生理食塩水
を１００ｍｌ／ｍｉｎの流速で供給し、次いで空気を供
給して中空糸内の液体を押し出す返血作業を行った結
果、表１の結果を得た。Examples 1-2 PMMA hollow fibers for hemodialysis (outer diameter 260μ) 1440
1 was used to produce the hollow fiber module of the present invention shown in FIG. 1 under the conditions shown in Table 1. Using this, 1 liter of 40% hematocrit fresh bovine blood was used at a flow rate of 200 ml / min for 10 minutes. After circulating, 100 ml of physiological saline was supplied at a flow rate of 100 ml / min, and then air was supplied to perform a blood return operation to push out the liquid in the hollow fiber. As a result, the results shown in Table 1 were obtained.
【００５０】比較例１ 実施例１〜２で使用した同様の中空糸束を用いて、図４
に示す従来の中空糸モジュールを製造した。結果を前記
実施例等と比較するべく、同様に表１に示した。Comparative Example 1 Using the same hollow fiber bundle used in Examples 1 and 2, FIG.
Was manufactured. The results are similarly shown in Table 1 for comparison with the examples and the like.
【００５１】ただし、従来の中空糸モジュールには糸束
規制部Ｄ１が無いため、表中のＤ１は本体ケースの胴体
部における内径で示した。However, since the conventional hollow fiber module does not have the yarn bundle regulating portion D1, D1 in the table is indicated by the inner diameter of the body of the main body case.
【００５２】なお、本体ケースの端部における内径はφ
５８であった。The inner diameter at the end of the main body case is φ
58.
【００５３】かかる表１の結果からわかるように、本発
明の中空糸モジュールの糸束規制部内径と環状パッキン
内径との差Ｄ２−Ｄ１を小さくすることで血液室におけ
る残血を減少させられることがわかる。As can be seen from the results of Table 1, the residual blood in the blood chamber can be reduced by reducing the difference D2-D1 between the inner diameter of the yarn bundle regulating portion and the inner diameter of the annular packing of the hollow fiber module of the present invention. I understand.
【００５４】比較例１に示した従来の中空糸モジュール
は、その構造により、血液室における残血も起こりやす
く、中空糸の塞ぎ糸についても今回は発生しなかった
が、本体ケースの端部における内径がφ５８であること
から、構造的に充分起こり得る可能性があり、製造工程
上、塞ぎ糸に関しての検査が不可欠である。In the conventional hollow fiber module shown in Comparative Example 1, due to its structure, blood remaining in the blood chamber is liable to occur, and no blocking thread of the hollow fiber was generated this time. Since the inside diameter is φ58, there is a possibility that this may occur structurally sufficiently, and inspection of the closing thread is indispensable in the manufacturing process.
【００５５】[0055]
【表１】 [Table 1]
【００５６】[0056]
【発明の効果】本発明の中空糸モジュールは、例えば医
療用の人工腎臓に用いた場合、ヘッダー内の血液滞留部
を無くすことができ、中空糸の開口の塞儀を阻止でき、
また、ヘッダーの小型化が可能になり、中空糸モジュー
ル全体を小型化できるので医療用廃棄物を削減すること
ができる。When the hollow fiber module of the present invention is used in, for example, a medical artificial kidney, the blood stagnant portion in the header can be eliminated, and the opening of the hollow fiber can be prevented.
In addition, the header can be reduced in size, and the entire hollow fiber module can be reduced in size, so that medical waste can be reduced.
【００５７】また、ヘッダー内面、血液室の容積が減少
でき、各中空糸内での血液流速を略均一に出来るので、
透析効率の向上および透析後の残血が改善される。In addition, the volume of the inner surface of the header and the blood chamber can be reduced, and the blood flow velocity in each hollow fiber can be made substantially uniform.
Improved dialysis efficiency and post-dialysis residual blood.
【００５８】さらに、各部材は射出成形により得ること
ができるので低コストで寸法精度の良い、工業的に優れ
た製品を得ることができる。Further, since each member can be obtained by injection molding, it is possible to obtain a low cost, high dimensional accuracy and industrially excellent product.
【００５９】本発明のモジュールは、上述したように、
滞留部が少なく、小型化できるので、いかなる用途の中
空糸モジュールにも適用することができる。The module of the present invention, as described above,
Since the number of staying portions is small and the size can be reduced, it can be applied to a hollow fiber module for any use.
【図１】本発明に係る中空糸モジュールの一例を示す一
部断面側面図である。FIG. 1 is a partially sectional side view showing an example of a hollow fiber module according to the present invention.
【図２】図１の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
【図３】本発明に係る中空糸モジュールの本体ケースを
構成する部材の一例を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing an example of a member constituting a main body case of the hollow fiber module according to the present invention.
【図４】従来の中空糸モジュールの一部断面を示す側面
図である。FIG. 4 is a side view showing a partial cross section of a conventional hollow fiber module.
１：ケース胴部材 ２：ケース端部材 ３：本体ケース ４：中空糸束 ５：隔壁 ６：ヘッダー ７：環状パッキン ８：超音波接着部 ９：従来の中空糸モジュール １１：筒状の胴体部 １２：Ｂ液用の側方ノズル １３：バッフル １４：Ｂ液導入部 ２１：糸束ガイド部 ２１′：糸束ガイド部近傍 ２２：糸束規制部 ２３：ヘッダー接合部 ６１：Ａ液用ノズル ６２：血液室 1: Case body member 2: Case end member 3: Main body case 4: Hollow fiber bundle 5: Partition wall 6: Header 7: Annular packing 8: Ultrasonic bonding part 9: Conventional hollow fiber module 11: Cylindrical body part 12 : Side nozzle for B liquid 13: Baffle 14: B liquid introduction part 21: Thread bundle guide part 21 ′: Near the yarn bundle guide part 22: Thread bundle regulation part 23: Header joint part 61: Nozzle for A liquid 62: Blood chamber
Claims (9)
中空糸束を収納し該中空糸束の外周面に連通する側方ノ
ズルを備えた筒状の胴体部を有するケース胴部材と、前
記中空糸束の両端を開口せしめた状態で前記ケース胴部
材と前記中空糸束の端部同士を固定した隔壁と、端部ノ
ズルを備えた前記ケース胴部材の両端に取り付いたヘッ
ダー部材とを有する中空糸モジュールにおいて、前記ケ
ース胴部材端部に、少なくとも、前記中空糸束の外形形
状を規制する糸束規制部および前記ヘッダー部材と係合
するためのヘッダー接合部を有するケース端部材を接合
したことを特徴とする中空糸モジュール。1. A case having a hollow fiber bundle in which a plurality of hollow fibers are aligned, and a cylindrical body provided with a side nozzle for storing the hollow fiber bundle and communicating with an outer peripheral surface of the hollow fiber bundle. A body member, a partition wall fixing both ends of the case body member and the hollow fiber bundle with both ends of the hollow fiber bundle opened, and attached to both ends of the case body member having an end nozzle. A hollow fiber module having a header member, a case having, at an end portion of the case body member, at least a yarn bundle regulating portion for regulating an outer shape of the hollow fiber bundle and a header joining portion for engaging with the header member. A hollow fiber module having end members joined thereto.
で表される定数ｋの値が０．４５〜０．５５の範囲を満
足する範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の
中空糸モジュール。 ｋ＝ｄ2 ×ｎ／Ｄ１2 ただし、ｄ：中空糸の外径（μｍ）、ｎ：中空糸の本数2. An inner diameter (D1) of the yarn bundle regulating portion is within a range in which a value of a constant k represented by the following equation satisfies a range of 0.45 to 0.55. Item 2. The hollow fiber module according to Item 1. k = d 2 × n / D1 2 where d: outer diameter (μm) of hollow fiber, n: number of hollow fibers
たことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の中
空糸モジュール。3. The hollow fiber module according to claim 1, wherein a thread bundle guide portion is provided on the case end member.
に、環状シール部材を有し、該環状シール部材の内径
（Ｄ２）と、前記糸束規制部の内径（Ｄ１）との寸法差
（Ｄ２−Ｄ１）を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にした
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空
糸モジュール。4. A dimensional difference between an inner diameter (D2) of the annular seal member and an inner diameter (D1) of the yarn bundle restricting portion is provided between the case end member and the header joint portion. The hollow fiber module according to any one of claims 1 to 3, wherein (D2-D1) is in a range of 0.5 mm to 1.5 mm.
が、射出成形により得られたものであることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の中空糸モジュール。5. The hollow fiber module according to claim 1, wherein said case body member and said case end member are obtained by injection molding.
が、超音波接着により接合されていることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載の中空糸モジュール。6. The hollow fiber module according to claim 1, wherein said case body member and said case end member are joined by ultrasonic bonding.
１〜６のいずれかに記載の中空糸モジュール。7. The hollow fiber module according to claim 1, which is used for blood purification.
ジュールを組み入れたことを特徴とする透析装置。8. A dialysis apparatus incorporating the hollow fiber module according to any one of claims 1 to 7.
ケース胴部材の両端部に、少なくとも、前記中空糸束の
外形形状を規制する糸束規制部およびヘッダー接合部を
有するケース端部材を接合して本体ケースを組立てた
後、該本体ケースに複数本の中空糸を挿入し、該中空糸
のそれぞれの端部を、封止材により該本体ケースに接着
固定して該中空糸を開口せしめた隔壁を形成し、次いで
該本体ケースの両端部に端部ノズルを備えたヘッダー部
材を接合することを特徴とする中空糸モジュールの製造
方法。9. A case end having at least a thread bundle regulating portion for regulating the outer shape of the hollow fiber bundle and a header joining portion at both ends of a case body member having a cylindrical body portion provided with side nozzles. After assembling the main body case by joining the members, a plurality of hollow fibers are inserted into the main body case, and each end of the hollow fiber is adhesively fixed to the main body case with a sealing material to form the hollow fiber. A method of manufacturing a hollow fiber module, comprising: forming a partition wall having an opening; and joining header members having end nozzles to both ends of the main body case.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33392596A JPH10165777A (en) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | Hollow yarn module and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33392596A JPH10165777A (en) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | Hollow yarn module and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10165777A true JPH10165777A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18271507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33392596A Pending JPH10165777A (en) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | Hollow yarn module and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10165777A (en) |
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- 1996-12-13 JP JP33392596A patent/JPH10165777A/en active Pending
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