わかりやすい透析工学

I　透析工学とは
　A　理工学と医学
　B　人工臓器と化学工学
　C　透析工学の発展

II　透析の原理
　A　血液浄化と透析
　B　生体腎と血液透析
　C　血液透析の原理
　D　ダイアライザにおける分離と物質交換
　E　吸着

III　透析膜
（1）膜分離の基礎
　A　透析治療における物質除去メカニズム
　B　拡散（透析）とは
　C　濾過とは
　D　吸着とは
（2）透析膜の種類と特徴
　A　RC（regenerated cellulose）膜、modified RC膜
　B　CTA（cellulose triacetate）膜
　C　EVAL（ethylene vinyl alcohol co-polymer）膜
　D　PMMA（polymethylmethacrylate）膜
　E　PS（polysulfone）膜
　F　PES（polyetersulfone）膜
　G　PEPA（polyester-polymer alloy）膜
　H　PAN（polyacrylonitrile）膜
（3）透析膜の表面特性
　A　透析膜の親水性
　B　透析膜内表面の分析法
　C　透析膜表面のPVPに関する研究

IV　ダイアライザ
　A　ダイアライザの工学
　B　性能評価

V　透析装置工学
　A　透析装置の基礎と将来
　B　水質管理の基礎

VI　各種治療モードとその特徴
　A　治療モード
　B　各種治療モードの溶質除去特性
　C　慢性腎不全患者に対する血液透析（濾過）治療と救急領域で用いられる持続的血液透析（濾過）治療

VII　キネティックモデリング
（1）キネティクスの基礎
　A　キネティクス
　B　質量保存の法則
　C　物質移動速度
　D　生体内のキネティクス
　E　コンパートメントモデル
　F　数理モデルの適用
（2）各種治療指標の意義
　A　治療指標の捉え方
　B　種々の治療指標
　C　臨床における治療指標

VIII　これから期待される関連技術
（1）ラジカルセンサ
　A　生体内でのラジカル分子の作用
　B　透析におけるNO、活性酸素種の役割
　C　NOセンサ
　D　活性酸素種（スーパーオキシド）センサ
（2）血糖値監視用グルコースセンサ
　A　糖尿病とグルコースセンサ
　B　グルコースセンサの測定原理
　C　グルコースセンサによる血糖値連続測定
　D　その他のアプローチ
　E　今後の展望
（3）エンドトキシンモニタリング
　A　透析療法とエンドトキシン
　B　一般的なエンドトキシンの計測法
　C　初代エンドトキシンセンサ
　D　第二世代エンドトキシンモニタリングシステム
　E　第三世代エンドトキシンモニタリングシステム
　F　エンドトキシンモニタリングの将来
（4）機能性高分子材料
　A　分離用の機能性材料の設計指針
　B　放射線を利用するグラフト重合法
　C　サイズ排除吸着多孔性膜の開発
　D　放射線グラフト重合法と透析工学
（5）自励振動ゲル
　A　自励振動ゲルとは
　B　自励振動ゲルのメカニズム
　C　機能性材料としての応用
　D　今後の展望
（6）環境応答ゲル
　A　環境変化に応答するシステム
　B　環境応答ゲルの分類
　C　温度応答性ゲル
　D　pH応答性ゲル
　E　形状記憶ゲル
　F　環境応答ゲルの未来
（7）蛋白質の分子構造評価
　A　分子構造評価法の概要
　B　X線構造解析
　C　核磁気共鳴分光法（NMR）
　D　分光法
　E　質量分析法
　F　飛行時間型二次イオン質量分析法

IX　臨床医に必要な透析工学
　A　透析工学を学ぼうとする臨床医へ
　B　血液浄化の原理について
　C　血液浄化器について
　D　血流量について
　E　透析液流量について
　F　内部濾過について

X　データ処理法とやさしい統計学
　A　データの解析法
　B　各種統計パラメータ
　C　正規分布と中心極限定理
　D　有意差検定
　E　回帰分析
　F　理工系の実験と臨床医学の違い

索引

半世紀前まで不治の病であった“慢性腎不全”。今では透析療法のおかげで患者は年単位に延命できるのが当たり前となっている。20世紀後半、さかんに研究された人工臓器の中でこれほど多くの患者を救命・延命できた治療はない。
　患者血液を体外に取り出し、人工腎臓であるダイアライザに灌流して血液を浄化するこの治療は、原理、形状、性能等について生体腎臓とは大きく異なることに驚く。血液透析が今日のように確立された治療に至るまで、いくつかの奇跡（ブレークスルー）があった。すなわち、（1）ヘパリンの発見、（2）内シャントの発明、（3）透析膜の開発、（4）ダイアライザの開発、などである。改めて先人達の努力に畏敬の念を抱かざるをえない。絶対にあきらめない信念と情熱とともに、卓越した知識と能力をもっていたからこそ実現できたのであろう。上記の4点をみただけでも容易に理解できるように、医学と工学が融合して本治療が結実したことが窺える。
　透析工学をきちんと身につけることは、この分野に携わる人間にとって極めて重要である。それはダイアライザや透析装置を開発する製造業者のみならず、透析室に関わるすべての医療スタッフについても同様である。医療スタッフ向けの透析療法に関する書物は山ほどあるが、透析工学をきちんと記述し、一冊の本になったのは本書が初めてである。
　本書の構成は以下のとおりである。
・透析療法の原理、透析膜、ダイアライザ、透析装置、治療モード、キネティックモデリングなどの工学的な内容を網羅（I-VII章）
・今後、透析療法に関連しそうな先端技術を集約（VIII章）
・医療スタッフ側からみた透析工学の必要性（IX章）
・データ処理法と統計学（X章）
　これらの解説は、透析療法に従事する医療スタッフ、それをめざす学生、関連する研究者・企業のすべてに有益な内容と自負している。特徴を要約すると以下のようになろう。
・難解な記述になりやすい工学的内容を、系統立った教育を受けていない医療スタッフ（医師、看護師、臨床工学技士等）にも理解できるよう平易に解説した（I-VII章）。
・医療スタッフ側からみた透析工学の必要性を、工学から臨床医の道へ進まれた松田兼一先生にIX章で書いていただいた。医療スタッフの方々には必読の内容である。
・臨床工学技士等これから医療資格取得をめざす学生など、初学者向けの教科書としても有用である（VIII章以外）。
・現在注目され今後の実用化が期待される最先端技術をVIII章にまとめた。次世代透析療法や透析療法に代わるような新しい腎不全治療の開発をめざす研究者ならびに製造業者にはおおいに参考になるはずである。
・X章では、データ処理法と統計学について、山下明泰先生に透析に関わる例題を盛り込んでわかりやすく記述していただいた。個々の患者に対する治療評価やダイアライザ等の性能評価などに必要不可欠な周辺知識の１つである。他の成書を読まなくても、必要最小限の統計学の知識が身につくよう、平易に書かれている。
　本書は、透析工学の先駆けとして、この分野を今日までリードしてこられた早稲田大学の酒井清孝先生の退職記念事業の一環として企画させていただいた。「III章　透析膜」を執筆していただいた企業各社の方々も含め、全章、酒井研究室一門で書き上げることができたことは、門下生の一人として、また編集を担当させていただいたものとして、筆舌に尽くせない喜びである。
　本書が透析療法の発展の一助になれば、望外の喜びである。
2012年3月
峰島三千男

わが国では、約30万人の患者が透析療法を受けており、その95％以上が血液透析を受けている。しかし、透析時間、血流量、透析液流量といった、老廃物をどの程度除去するかという治療条件は比較的画一的である。実際に、日本透析医学会の2008年末調査によると、4時間透析を受ける患者は全透析患者の約3分の2、血流量は180〜220ml／minまで対象を拡げると約4分の3となる。週3回透析を受ける患者にいたっては、95％以上がこれらの条件で治療を受けている。しかし、透析患者の体格、残っている腎機能・尿量といった患者側の因子は、患者によって異なるのが事実であり、患者側の因子に合わせた治療条件を本来は設定する必要がある。
　一方で、血液浄化療法は、医療分野の中でも、臨床と工学が非常に深く結びついている特徴的な分野の一つである。臨床工学技士という専門スタッフの存在もそのことを物語っている。医工学技術が臨床に応用されやすいし、医工学的な背景をもとにした治療の調整が、客観的データ・所見に如実に反映される。このことが、血液浄化療法は、はじめはとっつきにくい印象を与えるのだが、いったん足を踏み入れると、その奥の深さに魅了される、そのような治療である理由なのかもしれない。
　従来、こうした血液浄化療法の、もっとも基礎となる物質除去の理論的背景については、日本語の成書は見当たらない。本書は、血液浄化療法の工学的理論背景を確立・牽引されてきた、酒井先生、峰島先生が編集されているということもさることながら、ダイアライザーの材質、治療モードによる違い、膜分離・吸着も含めた血液浄化療法で用いられる物質の除去様式、現在慢性炎症の原因としても考えられている透析液中のエンドトキシンなど、日々の診療において疑問を生じやすい各ポイントについて詳細な解説がなされている。本書を読むことで、現在までわが国で集積されてきた、血液浄化療法の技術的な裏付けについて俯瞰できるだけではなく、目の前の患者にとって、どのような治療条件を設定すればよいか、その理論的な背景について明確な指針が得られる。「これから期待される関連技術」の項も含め、本書は腎臓内科医を中心とした、血液浄化療法に携わる医師、臨床工学技士をはじめとするすべてのスタッフにとってmust to readの書籍であるといえよう。じっくり噛み砕いて読んでいきたい良著である。
　血液浄化療法は、わが国が世界をリードする高い技術をもっている。臨床的なイメージがないと少し難解な部分もあるかもしれないが、専門以外の先生にもご一読いただき、わが国のお家芸である血液浄化療法に思いを馳せていただければ幸いである。
評者●　花房規男
内科110巻4号（2012年10月号）より転載