JP2012213635A - Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same - Google Patents

Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012213635A
JP2012213635A JP2012083564A JP2012083564A JP2012213635A JP 2012213635 A JP2012213635 A JP 2012213635A JP 2012083564 A JP2012083564 A JP 2012083564A JP 2012083564 A JP2012083564 A JP 2012083564A JP 2012213635 A JP2012213635 A JP 2012213635A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
protein
group
protein removal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012083564A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Fujieda
洋暁 藤枝
Yoshiyuki Ueno
良之 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2012083564A priority Critical patent/JP2012213635A/en
Publication of JP2012213635A publication Critical patent/JP2012213635A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • External Artificial Organs (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow fiber membrane for highly efficiently removing a harmful protein such as a cytokine or the like from blood or the like.SOLUTION: The hollow fiber membrane for removing a protein has a uniform membrane structure, and contains a modified polyalkyleneimine obtained by introducing a functional group containing an amide bond to a polyalkyleneimine to partially replace an amine group.

Description

本発明は、吸着材料に関するものであり、特に、ヒト血液中等の高濃度の蛋白質溶液中に存在するタンパク質と結合することによって、サイトカインやβ2−マイクログロブリン等の有害タンパク質を除去する浄化モジュールにおいて、あるいは被覆材料として好適に用いられる中空糸膜およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent material, and in particular, in a purification module that removes harmful proteins such as cytokines and β2-microglobulin by binding to proteins present in high concentration protein solutions such as in human blood, Or it is related with the hollow fiber membrane used suitably as a coating | covering material, and its manufacturing method.

人体に有害なタンパク質としてサイトカインやβ2−マイクログロブリン(以下、β2−MG)があり、サイトカインについて説明すると、感染や外傷などの刺激により、免疫担当細胞を始めとする各種の細胞から産生され細胞外に放出されて作用する一群のタンパク質であり、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、インターロイキン−1〜インターロイキン−15、腫瘍壊死因子α、腫瘍壊死因子β、エリスロポエチン、および単球走化因子など、数多く知られている。サイトカインは、本来は生体が生体防御のために産生する物質と考えられるが、炎症性サイトカインとして分類される腫瘍壊死因子、インターロイキン−6、インターロイキン−8、および単球走化活性化因子( 以下、MCAF/MCP−1という。)などの一群のタンパクは、その過剰な産生が、各種炎症性疾患における組織障害や病態に関与することが明らかになっている。例えば、腫瘍壊死因子の動物への投与は敗血症性のショックを誘起し、このサイトカインの作用を阻害することが病態改善に有用であることが報告されている。これらサイトカインが高濃度で血中に遊離している高サイトカイン血症、例えば、ヒトの敗血症などにおいては、インターロイキン−6の血液中濃度が顕著な上昇を示し、これらの濃度は、病態や予後と相関することが認められている。また、リウマチ性関節炎などの自己免疫疾患やアレルギー性疾患などでも、その過剰産生と病態との関連が指摘されている。また、β2−MGについては、透析性アミロイドーシス等の原因物質と言われており、分子量が人体に有用なタンパク質であるアルブミンのそれに比較的近く、従来の膜を用いた透析による除去では容易とは言えない。   Cytokines and β2-microglobulin (hereinafter referred to as β2-MG) are proteins harmful to the human body. Cytokines are described as follows. The cytokines are produced from various cells including immunocompetent cells by stimulation such as infection and trauma. A group of proteins that are released and act on, such as interferon alpha, interferon beta, interferon gamma, interleukin-1 to interleukin-15, tumor necrosis factor alpha, tumor necrosis factor beta, erythropoietin, and monocyte chemotactic factor Many are known. Cytokines are originally considered to be substances produced by the living body for defense of the body, but are classified as inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor, interleukin-6, interleukin-8, and monocyte chemotactic activator ( Hereinafter, it has been clarified that excessive production of a group of proteins such as MCAF / MCP-1 is involved in tissue damage and pathology in various inflammatory diseases. For example, it has been reported that administration of tumor necrosis factor to animals induces septic shock, and inhibiting the action of this cytokine is useful for improving pathological conditions. In hypercytokinemia in which these cytokines are released in the blood at high concentrations, such as human sepsis, the blood concentration of interleukin-6 shows a marked increase, and these concentrations are related to the pathophysiology and prognosis. Has been found to correlate with In addition, an autoimmune disease such as rheumatoid arthritis or an allergic disease has been pointed out to be associated with overproduction and disease state. In addition, β2-MG is said to be a causative substance such as dialyzable amyloidosis, and its molecular weight is relatively close to that of albumin, which is a protein useful for the human body, and is easy to remove by dialysis using a conventional membrane. I can not say.

また、これまでに炎症性サイトカインの作用を抑えることにより上記のような炎症性の疾患を治療するために、抗体や可溶性受容体に代表されるような特異的に標的サイトカインと結合してその作用を阻害するタンパク質、あるいは、受容体アンタゴニストのようにサイトカインと競合的にその受容体に結合するタンパク質を、生体内に投与することが試みられてきた。しかしながら、生体投与のための多量のタンパク質の調製には多大な費用がかかること、また投与するタンパクが生体にとって異物である場合には、患者にとって不都合な免疫反応を誘起する場合があり、これらにより投与可能な量と回数が制限される場合が多かった。   In addition, in order to treat the above inflammatory diseases by suppressing the action of inflammatory cytokines so far, it specifically binds to target cytokines such as antibodies and soluble receptors and acts on them. It has been attempted to administer in vivo a protein that inhibits or a protein that binds to a receptor competitively with a cytokine, such as a receptor antagonist. However, preparation of a large amount of protein for biological administration is very expensive, and if the administered protein is foreign to the living body, it may induce an immune reaction that is inconvenient for the patient. In many cases, the amount and frequency of administration were limited.

また、これまでに尿素、チオ尿素またはこれらを分子構造内に複数個有するようなポリ尿素やポリチオ尿素を結合した複合繊維(特許文献1)により、炎症性サイトカインを除去する試みがなされている。しかしながら、この発明における尿素やチオ尿素を結合した材料は水に不溶であるため有機溶媒に溶解させて基材に導入する必要があり、有機溶媒などに可溶な基材には導入できないことや、有機溶媒中に基材を浸漬させることで、溶媒の蒸発時に基材に含まれる微細構造の収縮、破壊が引き起こされることの懸念があった。そこで、有機溶媒に可溶な基材に対して、水溶性のポリアルキレンイミンを結合した複合繊維(特許文献2)により炎症性物質を除去する試みもなされている。しかし、この発明におけるポリアルキレンイミンを結合した複合繊維では炎症性サイトカイン除去量は僅かであることや、従来の発明では繊維もしくはビーズ等を用いるために、多孔性を有する中空糸膜に比べて分画特性が小さい問題や、濾過による力が働かないために拡散による力のみでサイトカイン等の有害タンパク質の除去を行うために除去効率が低いという問題があった。また、乾燥複合半透膜において、ポリエチレンイミンに尿素基を導入する発明が開示されているが(特許文献3)、尿素基は架橋反応のための官能基として導入されており、サイトカインを吸着する機能を有するものではなく、膜設計としても効果的にタンパク質を除去できるものではなかった。   In addition, attempts have been made so far to remove inflammatory cytokines using urea, thiourea, or a composite fiber (Patent Document 1) that binds polyurea or polythiourea having a plurality of these in the molecular structure. However, since the material combined with urea or thiourea in this invention is insoluble in water, it must be dissolved in an organic solvent and introduced into a substrate, and cannot be introduced into a substrate soluble in an organic solvent. There is a concern that by immersing the base material in the organic solvent, shrinkage and destruction of the fine structure contained in the base material may be caused when the solvent evaporates. Therefore, attempts have been made to remove inflammatory substances using a composite fiber (Patent Document 2) in which a water-soluble polyalkyleneimine is bonded to a base material soluble in an organic solvent. However, the composite fiber bonded with polyalkyleneimine in this invention has a small amount of removal of inflammatory cytokines, and the conventional invention uses fibers or beads, so that it is less than that of porous hollow fiber membranes. There is a problem that the image characteristics are small and the removal efficiency is low because removal of harmful proteins such as cytokines is performed only by the force of diffusion because the force of filtration does not work. Further, although an invention for introducing a urea group into polyethyleneimine in a dry composite semipermeable membrane has been disclosed (Patent Document 3), the urea group is introduced as a functional group for a crosslinking reaction and adsorbs a cytokine. It did not have a function, and the protein could not be removed effectively as a membrane design.

特開2007−202635 号公報JP 2007-202635 A 特開2002−35117 号公報JP 2002-35117 A 特開昭57−94308号公報JP-A-57-94308

本発明の課題は、血液等からタンパク質を高効率に除去する中空糸膜を提供することである。   The subject of this invention is providing the hollow fiber membrane which removes protein from blood etc. efficiently.

本発明は、上記課題を解決するために下記の構成を有する。
1.均一膜構造を有し、ポリアルキレンイミンにアミド結合を含む官能基が導入され、アミン基の一部が置換された変性ポリアルキレンイミンを含むタンパク質除去用中空糸膜。
The present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
1. A hollow fiber membrane for protein removal comprising a modified polyalkyleneimine having a uniform membrane structure, wherein a functional group containing an amide bond is introduced into the polyalkyleneimine and a part of the amine group is substituted.

ここで、本発明に係る中空糸膜はタンパク質除去用のものであることから、アミド結合を含む官能基がタンパク質を吸着除去できるものであり、架橋反応のための官能基ではないことが必要である。
2.前記ポリアルキレンイミンにおけるアミン基の0.01mol%以上、43mol%以下が前記アミド結合を含む官能基により置換された1に記載のタンパク質除去用中空糸膜。
3.前記アミド結合を含む官能基が尿素基、チオ尿素基およびアミド基から選ばれる少なくとも1種である1または2に記載のタンパク質除去用中空糸膜。
4.アルブミンふるい係数が0.5%以上、5%未満である1〜3のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。
5.陰性荷電を含む1〜4のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。
6.前記陰性荷電を有する官能基がスルホ基、カルボキシル基、エステル基から選ばれる少なくとも1種である1〜5のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。
7.前記中空糸膜の素材にポリメタクリル酸メチルまたはその誘導体が含まれる1〜6のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。
8.前記タンパク質がサイトカインである1〜7のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。
9.前記サイトカインが炎症性サイトカインである8に記載のタンパク質除去用中空糸膜。
10.前記炎症性サイトカインがインターロイキン−6である9に記載のタンパク質除去用中空糸膜。
11.前記1〜10のいずれかに記載の中空糸膜が内蔵された中空糸膜モジュール。
12.均一構造を有する血液浄化用中空糸膜を、ポリアルキレンイミンにアミド結合を含む官能基が導入され、そのアミン基の一部が置換された変性ポリアルキレンイミン溶液に浸漬させた状態で放射線照射することで得られるタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
13.前記ポリアルキレンイミンにおけるアミン基の0.01mol%以上、43mol%以下が前記アミド結合を含む官能基により置換された12に記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
14.前記アミド結合を含む官能基が尿素基、チオ尿素基およびアミド基から選ばれる少なくとも1種である12または13に記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
15.アルブミンふるい係数が0.5%以上、5%未満であることを特徴とする12〜14のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
16.陰性荷電を含むことを特徴とする12〜15のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
17.前記タンパク質が炎症性サイトカインであることを特徴とする12〜16のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
18.前記炎症性サイトカインがインターロイキン−6であることを特徴とする12〜17のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。
Here, since the hollow fiber membrane according to the present invention is for protein removal, it is necessary that the functional group containing an amide bond can adsorb and remove the protein and not the functional group for the crosslinking reaction. is there.
2. 2. The protein-removing hollow fiber membrane according to 1, wherein 0.01 mol% or more and 43 mol% or less of the amine group in the polyalkyleneimine is substituted with the functional group containing the amide bond.
3. 3. The hollow fiber membrane for protein removal according to 1 or 2, wherein the functional group containing an amide bond is at least one selected from a urea group, a thiourea group, and an amide group.
4). The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 1 to 3, wherein the albumin sieving coefficient is 0.5% or more and less than 5%.
5. The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 1 to 4 containing a negative charge.
6). The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 1 to 5, wherein the functional group having a negative charge is at least one selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an ester group.
7). The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 1 to 6, wherein the material of the hollow fiber membrane includes polymethyl methacrylate or a derivative thereof.
8). The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 1 to 7, wherein the protein is a cytokine.
9. The hollow fiber membrane for protein removal according to 8, wherein the cytokine is an inflammatory cytokine.
10. 10. The hollow fiber membrane for protein removal according to 9, wherein the inflammatory cytokine is interleukin-6.
11. The hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membrane in any one of said 1-10 was incorporated.
12 Irradiating a hollow fiber membrane for blood purification having a uniform structure while immersed in a modified polyalkyleneimine solution in which a functional group containing an amide bond is introduced into polyalkyleneimine and a part of the amine group is substituted The manufacturing method of the hollow fiber membrane for protein removal obtained by this.
13. 13. The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to 12, wherein 0.01 mol% or more and 43 mol% or less of the amine group in the polyalkyleneimine is substituted with a functional group containing the amide bond.
14 14. The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to 12 or 13, wherein the functional group containing an amide bond is at least one selected from a urea group, a thiourea group, and an amide group.
15. The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 12 to 14, wherein the albumin sieving coefficient is 0.5% or more and less than 5%.
16. The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 12 to 15, which comprises negative charge.
17. The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 12 to 16, wherein the protein is an inflammatory cytokine.
18. The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of 12 to 17, wherein the inflammatory cytokine is interleukin-6.

本発明によれば、血液のような多量の共存タンパクを含む溶液中においても過剰のタンパク質を高効率で迅速に除去あるいは不活化することができるタンパク質除去用中空糸膜を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hollow fiber membrane for protein removal which can remove or inactivate excess protein rapidly with high efficiency also in the solution containing many coexisting proteins like blood is realizable.

本発明に用いられる人工腎臓の一態様を示す。1 shows an embodiment of an artificial kidney used in the present invention.

本発明に用いるタンパク質除去用中空糸膜とは、一般に人工腎臓と呼ばれる血液透析器、血液濾過器や救急救命用途の緩徐式血液濾過器および血液透析濾過器等に用いられる中空糸膜を言う。サイトカインやβ2−MG等の有害タンパク質の除去に中空糸膜を利用することの利点としては、中空糸の内部もしくは外部に体液を連続的に流し、もう片方に透析液(正常の血清に含まれているのと同じ濃度の電解質、例えばイオンでナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどと重曹が含まれている液)を流すことで、体液中に含まれる炎症性サイトカインを、濃度差による拡散や圧力差によるろ過を利用することで従来の方法よりも高効率で除去することが挙げられる。   The protein-removing hollow fiber membrane used in the present invention refers to a hollow fiber membrane that is generally used for hemodialyzers, blood filters, slow blood filters for emergency lifesaving, hemodialysis filters, and the like, which are called artificial kidneys. The advantage of using a hollow fiber membrane for the removal of harmful proteins such as cytokines and β2-MG is that the body fluid flows continuously inside or outside the hollow fiber and dialysate (contained in normal serum) on the other side. By flowing an electrolyte of the same concentration as that of the body (for example, a solution containing sodium, potassium, calcium, magnesium, etc. and sodium bicarbonate with ions), inflammatory cytokines contained in the body fluid are diffused or pressured due to the concentration difference. By using filtration based on the difference, removal can be performed with higher efficiency than the conventional method.

タンパク質除去用中空糸膜の構造としては厚み方向に均一膜構造を有するものが好ましい。素材としてはポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セルロースアセテート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエーテルスルホンポリアリレートポリマアロイ等が用いられるが、この中でも、特にポリメタクリル酸メチルまたはその誘導体が好適に用いられる。その理由としては、厚み方向に均一膜構造を有する膜の代表例であるポリメタクリル酸メチル系膜は、吸着サイトが多く、膜全体に変性ポリアルキレンイミンを付与することで、サイトカインなどの除去すべきタンパク質を透過のみならず吸着によっても除去することが出来、アミノ酸の大量喪失も防ぐことが出来るためである。   The structure of the protein-removing hollow fiber membrane preferably has a uniform membrane structure in the thickness direction. As the material, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polysulfone, polyethersulfone, cellulose acetate, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyethersulfone polyarylate polymer alloy, etc. are used. Derivatives are preferably used. The reason for this is that a polymethyl methacrylate-based film, which is a typical example of a film having a uniform film structure in the thickness direction, has many adsorption sites, and removes cytokines and the like by adding a modified polyalkyleneimine to the entire film. This is because the protein to be removed can be removed not only by permeation but also by adsorption, and a large amount of amino acids can be prevented from being lost.

また、タンパク質除去用中空糸膜は、陰性荷電を有することが望ましい。陰性荷電を有することで、陽性荷電を持つ変性ポリアルキレンイミンのグラフト量を向上させることができる。また、素材の少なくとも一部に陰性荷電を有する官能基を含むことで親水性が増し、微分散(すなわち、細かな孔が数多く形成される)する傾向にあることも報告されている。陰性荷電を有する官能基としては、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基、亜リン酸基、エステル基、亜硫酸基、次亜硫酸基、スルフィド基、フェノール基、ヒドロキシシリル基等の置換基を有する素材が挙げられる。中でもスルホ基、カルボキシル基、エステル基から選ばれる少なくとも1種が好ましい。スルホ基を有するものとしてはビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸、メタクリルスルホン酸パラスチレンスルホン酸、3−メタクリロキシプロパンスルホン酸、3−アクリロキシプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびこれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、ピリジン塩、キノリン塩、テトラメチルアンモニウム塩などがあげられる。陰性荷電量としては、乾燥した中空糸膜1gあたり5μeq以上、30μeq以下のものが好ましい。陰性荷電量は、例えば、滴定法を用いて測定することが出来る。   Moreover, it is desirable that the protein-removing hollow fiber membrane has a negative charge. By having a negative charge, the graft amount of the modified polyalkyleneimine having a positive charge can be improved. It has also been reported that the hydrophilicity increases by including a negatively charged functional group in at least a part of the material, and tends to be finely dispersed (that is, many fine pores are formed). Materials having a substituent such as sulfo group, carboxyl group, phosphoric acid group, phosphorous acid group, ester group, sulfite group, hyposulfite group, sulfide group, phenol group, hydroxysilyl group as the functional group having negative charge Is mentioned. Among these, at least one selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an ester group is preferable. As those having a sulfo group, vinyl sulfonic acid, acrylic sulfonic acid, methacryl sulfonic acid parastyrene sulfonic acid, 3-methacryloxypropane sulfonic acid, 3-acryloxypropane sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and These sodium salts, potassium salts, ammonium salts, pyridine salts, quinoline salts, tetramethylammonium salts and the like can be mentioned. The negative charge amount is preferably 5 μeq or more and 30 μeq or less per 1 g of the dried hollow fiber membrane. The negative charge amount can be measured using, for example, a titration method.

本発明に係る中空糸膜においては、アルブミンのふるい係数を調節することが重要である。通常、例えば人工腎臓として用いる場合、アルブミンは生体の活動に必須なタンパク質であるため、例えば、人工腎臓として継続使用する場合等においては、アルブミンの漏出を最小限におさえる必要がある。したがって、本発明に係る中空糸膜のアルブミンふるい係数の上限は5%未満であり、3%未満であることが好ましい。しかしながら、本発明において、炎症性サイトカイン、例えば、インターロイキン−6(IL−6)を高効率で除去するためにはアルブミンのふるい係数が0.5%以上となるように膜設計をすることが重要である。アルブミンふるい係数は好ましくは0.8%以上である。ここでのアルブミンふるい係数とは、日本透析医学会の定める方法(血液浄化器の性能評価法、透析会誌29(8)1231−1245、1996)に従い、ACD−A液を用いて抗凝固したタンパク濃度6〜7g/dLの血漿を血液側溶液として用い、血液側流量を200mL/min、濾過流量を10mL/min/mで循環した時の60分後の試験液から血液入口側液、血液出口側液および濾液を採取して、液中アルブミン濃度を測定して得た値である。濃度は、アルブミンとブロムクレゾールグリーン(以下BCGと略す)やブロムクレゾールパープルなどの色素との結合による色調の変化を利用して測定する。なお、循環中に得られた濾液は血液側に戻す。ふるい係数の算出式はJIST3250(2005)に従った。 In the hollow fiber membrane according to the present invention, it is important to adjust the sieving coefficient of albumin. Usually, when used as an artificial kidney, for example, albumin is an essential protein for biological activities. For example, when continuously used as an artificial kidney, it is necessary to minimize leakage of albumin. Therefore, the upper limit of the albumin sieving coefficient of the hollow fiber membrane according to the present invention is less than 5%, and preferably less than 3%. However, in the present invention, in order to remove inflammatory cytokines such as interleukin-6 (IL-6) with high efficiency, membrane design may be performed so that the sieving coefficient of albumin is 0.5% or more. is important. The albumin sieving coefficient is preferably 0.8% or more. The albumin sieving coefficient here is a protein anticoagulated using an ACD-A solution in accordance with a method defined by the Japanese Society for Dialysis Medicine (Performance Evaluation Method of Blood Purifier, Journal of Dialysis Society 29 (8) 1231-1245, 1996). Using blood plasma at a concentration of 6-7 g / dL as a blood side solution, blood inlet side fluid, blood from the test solution after 60 minutes when circulating at a blood side flow rate of 200 mL / min and a filtration flow rate of 10 mL / min / m 2 It is a value obtained by collecting the outlet side liquid and the filtrate and measuring the albumin concentration in the liquid. A density | concentration is measured using the change of the color tone by the coupling | bonding with pigment | dyes, such as albumin, bromcresol green (henceforth BCG), and bromcresol purple. The filtrate obtained during circulation is returned to the blood side. The calculation formula of the sieve coefficient is in accordance with JIST3250 (2005).

また、水の透過率(透水性)の調節も中空糸膜のタンパク質除去能に重要である。サイトカイン等のタンパク質の除去量を多くするためには、膜の透水性を高くすることが効果的であるが、一方で透水性が高すぎると膜内部の表面積が減少し、サイトカインの吸着による除去量が低下してしまう。そのため、タンパク質除去用中空糸膜の透水性(UFR)としては、1mL/hr/m/mmHg以上、100mL/hr/m/mmHg以下、さらには30mL/hr/m/mmHg以上、80mL/hr/m/mmHg以下が好ましい。上限としては70mL/hr/m/mmHg以下がより好ましい。上記下限および上限のいずれかの範囲またはいずれを組み合わせた範囲でもよい。透水性能の測定方法としては中空糸両端部を封止したガラス管ミニモジュール(本数36本:有効長10cm)の中空糸内側に水圧100mmHgをかけ、外側へ流出してくる単位時間当たりの濾過量を測定することができる。透水性能(UFR)は下記の式で算出する。
UFR(mL/hr/m/mmHg)=Qw/(P×T×A)
ここで、Qw:濾過量(mL)、T:流出時間(hr)、 P:圧力(mmHg)、A:中空糸膜内表面積(m)である。
In addition, adjustment of water permeability (water permeability) is also important for the protein removal ability of the hollow fiber membrane. In order to increase the removal amount of proteins such as cytokines, it is effective to increase the water permeability of the membrane. On the other hand, if the water permeability is too high, the surface area inside the membrane decreases, and removal by cytokine adsorption. The amount will decrease. Therefore, the water permeability (UFR) of the protein-removing hollow fiber membrane is 1 mL / hr / m 2 / mmHg or more, 100 mL / hr / m 2 / mmHg or less, and further 30 mL / hr / m 2 / mmHg or more, 80 mL. / Hr / m 2 / mmHg or less is preferable. The upper limit is more preferably 70 mL / hr / m 2 / mmHg or less. The range may be any one of the above lower limit and the upper limit or a combination thereof. As a method for measuring water permeability, a water pressure of 100 mmHg is applied to the inside of the hollow fiber of a glass tube mini-module (36 pieces: effective length 10 cm) sealed at both ends of the hollow fiber, and the amount of filtration per unit time flowing out to the outside Can be measured. The water permeability (UFR) is calculated by the following formula.
UFR (mL / hr / m 2 / mmHg) = Qw / (P × T × A)
Here, Qw: filtration amount (mL), T: outflow time (hr), P: pressure (mmHg), and A: hollow fiber membrane surface area (m 2 ).

また、炎症性サイトカイン、例えばIL−6を効率的に除去するためには中空糸膜の細孔半径を制御することが重要である。平均細孔半径は好ましくは1nm〜5μm、より好ましくは5nm〜60nmである。平均細孔半径の算出は石切山らのDSCを用いた手法(Ishikiriyama Kら、Thermochimica Acta267、169−180(1995))に従った。   Further, in order to efficiently remove inflammatory cytokines such as IL-6, it is important to control the pore radius of the hollow fiber membrane. The average pore radius is preferably 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 60 nm. The average pore radius was calculated according to the method using DSC of Ishikiriyama et al. (Ishikiriyama K et al., Thermochimica Acta 267, 169-180 (1995)).

本発明は、ポリアルキレンイミンにアミド結合を含む官能基を導入して、ポリアルキレンイミンにおけるアミン基の一部が置換されたものである。ここで、本発明に係る中空糸膜はタンパク質除去用のものであることから、アミド結合を含む官能基がサイトカイン、β2−MG等のいずれか、または複数のタンパク質を吸着し、体液等から除去できることが必要である。アミド結合を含む官能基として、その中でも生体に対して親和性が良いとされる尿素基、チオ尿素基、アミド基などが挙げられる。尿素基、チオ尿素基、アミド基が一つの化合物において複数種存在してもよい。   In the present invention, a functional group containing an amide bond is introduced into a polyalkyleneimine so that a part of the amine group in the polyalkyleneimine is substituted. Here, since the hollow fiber membrane according to the present invention is for protein removal, a functional group containing an amide bond adsorbs any one of cytokines, β2-MG, or a plurality of proteins and removes them from body fluids. It must be possible. Examples of the functional group containing an amide bond include a urea group, a thiourea group, an amide group, and the like, which have good affinity for a living body. A plurality of urea groups, thiourea groups, and amide groups may exist in one compound.

前記ポリアルキレンイミンに尿素基もしくはチオ尿素基を導入するための化合物としては、イソシアネート化合物あるいはイソチオシアネート化合物を用いることが出来る。ポリアルキレンアミンとイソシアネート化合物あるいはイソチオシアネート化合物の混合比は任意に選択できる。イソシアネート化合物あるいはイソチオシアネート化合物としては例えば、エチルイソシアネート、ステアリルイソシアネート、n−ブチルイソシアネート、iso−ブチルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、n−ブチルイソチオシアネート、ベンジルイソチオシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、シクロヘキシルイソチオシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート化合物あるいはイソチオシアネート化合物のいずれも用いることが出来るが、より好ましくはフェニルイソシアネート、クロロフェニルイソシアネート、フルオロフェニルイソシアネート、ブロモフェニルイソシアネート、ニトロフェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、メトキシフェニルイソシアネート、1−ナフチルイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、フェニルイソチオシアネート、クロロフェニルイソチオシアネート、フルオロフェニルイソチオシアネート、ニトロフェニルイソチオシアネート、トリルイソチオシアネート、メトキシフェニルイソチオシアネート、1−ナフチルイソチオシアネート等の芳香族イソシアネート化合物あるいはイソチオシアネート化合物が用いられる。
一方で、塩基性窒素原子を有するポリアルキレンイミンの吸着性能や親水性は、主鎖のアルキレンイミン中に含まれる炭素数の塩基性窒素原子数に対する比とアルキレンイミンの重合度、およびN−置換基の割合、すなわち尿素基、チオ尿素基およびアミド基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基のN−置換率に依存して変化する。ここでのN−置換率とは、ポリアルキレンイミンが有する窒素の内、上記官能基における窒素に置き換わったものの割合である。
As the compound for introducing a urea group or a thiourea group into the polyalkyleneimine, an isocyanate compound or an isothiocyanate compound can be used. The mixing ratio of the polyalkyleneamine and the isocyanate compound or isothiocyanate compound can be arbitrarily selected. Examples of isocyanate compounds or isothiocyanate compounds include ethyl isocyanate, stearyl isocyanate, n-butyl isocyanate, iso-butyl isocyanate, n-propyl isocyanate, methyl isocyanate, ethyl isocyanate, n-butyl isothiocyanate, benzyl isothiocyanate, hexamethylene diisocyanate. Any of aliphatic isocyanate compounds such as cyclohexyl isocyanate, cyclohexyl isothiocyanate, cyclohexyl diisocyanate or isothiocyanate compounds can be used, but more preferred are phenyl isocyanate, chlorophenyl isocyanate, fluorophenyl isocyanate, bromophenyl isocyanate, nitrophenyl. Socyanate, tolyl isocyanate, methoxyphenyl isocyanate, 1-naphthyl isocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 3,3 ′, 5,5′-tetraethyl-4,4′-diisocyanatodiphenylmethane, phenylisothiocyanate, chlorophenyliso An aromatic isocyanate compound such as thiocyanate, fluorophenyl isothiocyanate, nitrophenyl isothiocyanate, tolyl isothiocyanate, methoxyphenyl isothiocyanate, 1-naphthyl isothiocyanate, or isothiocyanate compound is used.
On the other hand, the adsorption performance and hydrophilicity of a polyalkyleneimine having a basic nitrogen atom are determined by the ratio of the number of carbon atoms contained in the main chain alkyleneimine to the number of basic nitrogen atoms, the degree of polymerization of the alkyleneimine, and N-substitution. It varies depending on the ratio of the groups, that is, the N-substitution rate of at least one functional group selected from the group consisting of a urea group, a thiourea group and an amide group. Here, the N-substitution rate is the ratio of the nitrogen in the polyalkyleneimine replaced by nitrogen in the functional group.

ポリアルキレンイミンのN−置換率は、小さすぎると吸着能が下がり、大きすぎると水への溶解性に乏しくなる。そのため、0.05%以上、60%以下、さらに好ましくは1%以上、25%以下となる。上記下限および上限のいずれかの範囲またはいずれを組み合わせた範囲でもよい。
また、N−置換率は、アルキレンイミン中のアミン基の立体障害を小さくすることで、向上させることができる。例えば、主鎖とアミン基の間に脂肪族炭化水素をスペーサーアームとして配することで、尿素基、チオ尿素基、アミド基等の導入効率が上がる。さらにタンパク質の吸着に際しても、この手法を用いて立体障害性を低下させることで、より効果的に除去を行うことができる。
If the N-substitution rate of the polyalkyleneimine is too small, the adsorptive capacity decreases, and if it is too large, the solubility in water becomes poor. Therefore, it is 0.05% or more and 60% or less, more preferably 1% or more and 25% or less. The range may be any one of the above lower limit and the upper limit or a combination thereof.
Further, the N-substitution rate can be improved by reducing the steric hindrance of the amine group in the alkyleneimine. For example, by arranging an aliphatic hydrocarbon as a spacer arm between the main chain and the amine group, the efficiency of introducing a urea group, a thiourea group, an amide group, or the like is increased. In addition, protein adsorption can be performed more effectively by reducing steric hindrance using this technique.

炭素数と塩基性窒素原子数の比は、塩基性窒素原子の比率が大きすぎると加工がしにくく、逆に、小さすぎると吸着能が下がるため、好ましくは1〜8:1、さらに好ましくは1〜5:1の範囲であるのがよい。   The ratio of the number of carbon atoms to the number of basic nitrogen atoms is difficult to process if the ratio of basic nitrogen atoms is too large, and conversely, if it is too small, the adsorptive capacity decreases, so preferably 1 to 8: 1, more preferably It may be in the range of 1-5: 1.

またポリアルキレンイミンの重量平均分子量(Mw)は、大きい方が炎症性タンパク質吸着性能が増すが、大きすぎると、グラフト鎖を延ばした形での固定化が難しくなってしまう。一方で重量平均分子量が小さすぎるとN−置換基を導入した際に水への溶解性に乏しくなる。したがって600〜900000、さらに好ましくは1000〜750000であるのがよい。上限としては100000以下がより好ましい。上記下限および上限のいずれかの範囲またはいずれを組み合わせた範囲でもよい。   In addition, the larger the weight average molecular weight (Mw) of the polyalkyleneimine, the more the inflammatory protein adsorption performance increases. However, when the weight average molecular weight (Mw) is too large, it becomes difficult to fix the grafted chain in an extended form. On the other hand, if the weight average molecular weight is too small, the solubility in water becomes poor when an N-substituent is introduced. Therefore, it is good to be 600-90000, more preferably 1000-750,000. As an upper limit, 100,000 or less is more preferable. The range may be any one of the above lower limit and the upper limit or a combination thereof.

以上のことから、表面への尿素基、チオ尿素基およびアミド基から選ばれる少なくとも1種のアルキレンイミンへの導入率は、物質量比にして0.01mol%以上、43mol%以下の範囲が可能である。さらに好ましくは、物質量比にして、アミド基単独の場合では0.01mol%以上が好ましく、0.25mol%以上がより好ましく、36mol%以下が好ましく、15mol%以下がより好ましく、チオ尿素基単独の場合では0.02mol%以上が好ましく、0.37mol%以上がより好ましく、43mol%以下が好ましく、18mol%以下がより好ましく、尿素基単独の場合では0.02mol%以上が好ましく、0.31mol%以上がより好ましく、さらに好ましくは、3mol%以上、好ましい上限としては40mol%以下、また親水性の確保のためには18mol%以下が好ましく、17mol%以下がさらに好ましい。上記下限および上限のいずれかの範囲またはいずれを組み合わせた範囲でもよい。   Based on the above, the introduction ratio to the at least one alkyleneimine selected from urea group, thiourea group and amide group on the surface can range from 0.01 mol% to 43 mol% in terms of the substance amount ratio It is. More preferably, in the case of an amide group alone, the amount ratio is preferably 0.01 mol% or more, more preferably 0.25 mol% or more, preferably 36 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, and thiourea group alone. In this case, 0.02 mol% or more is preferable, 0.37 mol% or more is more preferable, 43 mol% or less is preferable, 18 mol% or less is more preferable, and in the case of a urea group alone, 0.02 mol% or more is preferable, and 0.31 mol% % Is more preferable, more preferably 3 mol% or more, and a preferable upper limit is 40 mol% or less, and 18 mol% or less is preferable for ensuring hydrophilicity, and 17 mol% or less is more preferable. The range may be any one of the above lower limit and the upper limit or a combination thereof.

上記のポリアルキレンイミンと尿素基、チオ尿素基あるいはアミド結合を有する化合物の合成反応は、標準的には反応温度は0〜150℃、反応時間は0.1〜24時間で行われる。また、反応溶媒は必ずしも必要でないが、一般的には溶媒の存在下で行われる。使用しうる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、ヘキサン、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類等が挙げられる。反応終了後の反応液は、必要に応じ、濾過、濃縮などの通常の処理後、カラムクロマトグラフィー、再結晶等の操作により精製することができる。また、水不溶性材料の場合、ガラスフィルター等を用いて洗浄する事も好ましい方法である。   The synthesis reaction of the above polyalkyleneimine and a compound having a urea group, a thiourea group or an amide bond is typically carried out at a reaction temperature of 0 to 150 ° C. and a reaction time of 0.1 to 24 hours. In addition, a reaction solvent is not necessarily required, but it is generally performed in the presence of a solvent. Solvents that can be used include aliphatic hydrocarbons such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, hexane, acetone, N, N-dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. And halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and chlorobenzene, and ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane. The reaction solution after completion of the reaction can be purified by operations such as column chromatography, recrystallization and the like after usual treatments such as filtration and concentration, if necessary. In the case of a water-insoluble material, it is also a preferable method to wash using a glass filter or the like.

変性ポリアルキレンイミンの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography: GPC)を用いて測定することができる。GPC分析において使用しうる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、ヘキサン、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類等を用い、分子量はポリスチレン換算の値とすることが好ましい。   The weight average molecular weight of the modified polyalkyleneimine can be measured using gel permeation chromatography (GPC). Solvents that can be used in GPC analysis include aliphatic hydrocarbons such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, hexane, acetone, N, N-dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide, and aromatics such as benzene, toluene, and xylene. Group hydrocarbons, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and chlorobenzene, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, etc. are used, and the molecular weight is preferably a value in terms of polystyrene.

例えば、N,N−ジメチルホルムアミド溶媒中において、ポリアルキレンイミンとしてポリエチレンイミン(重量平均分子量:10000)、アミノ化合物としてクロロフェニルイソシアネートを用いる場合の反応過程におけるクロロフェニルイソシアネート添加量は、ポリエチレンイミン1molに対して好ましくは1mmolから100000mmolの範囲であり、より好ましくは10mmolから2000mmolであるが、これ以外の溶媒を用いた場合の添加量はこれに限られない。なお、上記上限、下限のいずれを組み合わせた範囲であってもよい。   For example, in a N, N-dimethylformamide solvent, polyethyleneimine (weight average molecular weight: 10,000) is used as a polyalkyleneimine, and chlorophenylisocyanate added in the reaction process when chlorophenylisocyanate is used as an amino compound is 1 mol of polyethyleneimine. Preferably, it is in the range of 1 mmol to 100,000 mmol, more preferably 10 mmol to 2000 mmol, but the addition amount when other solvents are used is not limited to this. In addition, the range which combined any of the said upper limit and a minimum may be sufficient.

ポリメタクリル酸メチルまたはその誘導体を含む中空糸膜への変性ポリアルキレンイミンの導入の方法としては、放射線グラフト法を用いる方法があげられる。特に、グラフト反応を利用する場合、グラフト反応と滅菌を同時に行えるので、好ましい方法である。すなわち、分離膜をモジュールに組み込んだ後にモジュール内を変性ポリアルキレンイミンの水溶液で満たして、滅菌線量を照射して放射線照射を行えばよい。モジュール化の後に放射線照射するのであれば、モジュール全体の滅菌も同時に行うことができるので好ましい。例えば、用いる放射線として、α線、β線、γ線、X線、紫外線、電子線などが挙げられるが、特にγ線や電子線が好適に用いられる。また、血液浄化用モジュールをγ線で滅菌するには15kGy以上の線量照射が好ましい。   As a method for introducing the modified polyalkyleneimine into the hollow fiber membrane containing polymethyl methacrylate or a derivative thereof, there is a method using a radiation graft method. In particular, when a graft reaction is used, it is a preferable method because the graft reaction and sterilization can be performed simultaneously. That is, after the separation membrane is incorporated in the module, the inside of the module is filled with an aqueous solution of a modified polyalkyleneimine, and irradiation is performed by irradiating a sterilizing dose. If irradiation is performed after modularization, the entire module can be sterilized at the same time, which is preferable. For example, examples of radiation to be used include α rays, β rays, γ rays, X rays, ultraviolet rays, and electron beams. Particularly, γ rays and electron beams are preferably used. In order to sterilize the blood purification module with γ-rays, a dose of 15 kGy or more is preferable.

本発明における中空糸膜を用いたタンパク質除去用モジュールの製造方法としては、その用途により種々の方法があるが、大まかな工程としては、血液浄化用の分離膜の製造工程とその分離膜をモジュールに組み込むという工程に分けることができる。   As a method for producing a protein removal module using a hollow fiber membrane in the present invention, there are various methods depending on its use. As a rough process, a process for producing a separation membrane for blood purification and the separation membrane as a module are provided. It can be divided into the process of incorporating into the process.

本発明の改質基材が分離膜である場合には、主鎖もしくは側鎖にエステル基を含有し、かつ変性ポリアルキレンイミンを有するポリマーを合成し、分離膜に成型してもよい。また、分離膜成型後に、放射線照射による分離膜への変性ポリアルキレンイミンのグラフト反応を利用してもよい。   When the modified base material of the present invention is a separation membrane, a polymer containing an ester group in the main chain or side chain and having a modified polyalkyleneimine may be synthesized and molded into the separation membrane. Further, after the separation membrane is formed, a graft reaction of the modified polyalkyleneimine onto the separation membrane by irradiation with radiation may be used.

次に、中空糸膜を用いたタンパク質除去用モジュールの製造方法についての一例を示す。タンパク質除去用モジュールに内蔵される中空糸膜の製造方法としては、つぎのような方法がある。すなわち、iso−ポリメタクリル酸メチル5重量部とsyn−ポリメタクリル酸メチル20重量部を、ジメチルスルホキシド75重量部に加え、加熱溶解し製膜原液を得る。この製膜原液をオリフィス型二重円筒型口金から吐出し、空気中を300mm通過させた後、水100%の凝固浴中に導き中空糸分離膜を得ることができる。この際、内部注入気体として乾燥窒素を用いる。   Next, an example about the manufacturing method of the protein removal module using a hollow fiber membrane is shown. As a manufacturing method of the hollow fiber membrane incorporated in the protein removal module, there are the following methods. That is, 5 parts by weight of iso-polymethyl methacrylate and 20 parts by weight of syn-polymethyl methacrylate are added to 75 parts by weight of dimethyl sulfoxide and dissolved by heating to obtain a film forming stock solution. This membrane-forming stock solution is discharged from an orifice-type double-cylinder die, allowed to pass through 300 mm in air, and then guided into a 100% water coagulation bath to obtain a hollow fiber separation membrane. At this time, dry nitrogen is used as the internal injection gas.

中空糸膜をモジュールに内蔵する方法としては、特に限定されないが、一例を示すと次の通りである。まず、中空糸膜を必要な長さに切断し、必要本数を束ねた後、筒状ケースに入れる。その後両端に仮のキャップをし、中空糸膜両端部にポッティング剤を入れる。このとき遠心機でモジュールを回転させながらポッティング剤を入れる方法は、ポッティング剤が均一に充填されるために好ましい方法である。ポッティング剤が固化した後、中空糸膜の両端が開口するように両端部を切断し、中空糸膜モジュールを得る。   The method of incorporating the hollow fiber membrane in the module is not particularly limited, but an example is as follows. First, the hollow fiber membrane is cut to a required length, bundled in a necessary number, and then put into a cylindrical case. Then, a temporary cap is put on both ends, and a potting agent is put on both ends of the hollow fiber membrane. At this time, the method of adding the potting agent while rotating the module with a centrifuge is a preferable method because the potting agent is uniformly filled. After the potting agent is solidified, both ends are cut so that both ends of the hollow fiber membrane are open, and a hollow fiber membrane module is obtained.

また、モジュールケースへのタンパク質除去用中空糸膜の充填率は中空糸膜外径を用いて下式より求められる。   Further, the filling rate of the protein-removing hollow fiber membrane into the module case can be obtained from the following equation using the outer diameter of the hollow fiber membrane.

充填率=(((中空糸膜外径)×中空糸膜本数)/(モジュールケース胴体部内径))×100〔%〕
このように、中空糸膜外径が小さくなると充填率も低くなり、中空糸膜外径が大きくなると充填率も高くなる。しかし、中空糸膜外径が大きすぎる場合、モジュールへの血液導入量が低下するためタンパク質の除去効率が低下する。そのため、中空糸膜外径としては220μm以上、300μm以下が好ましい。ここで、中空糸膜の外径とは、中空糸膜束から無作為に抜き取った16本の各中空糸膜について、レーザー変位計やマイクロウォッチャーを使用して直径を測定し、その平均値を採ったものである。また、充填率は50%以上62%以下が好ましく、55%以上60%以下がより好ましく、上記上限、下限のいずれを組み合わせた範囲であってもよい。この範囲内のモジュール設計を行うことにより、ショートパスが起こりにくいために拡散性能が向上し、モジュールケースにも容易に挿入できるモジュールとなる。また、さらに拡散性能を向上させるためにタンパク質除去用中空糸膜の周りにスペーサーとして繊維を巻き付けてもよい。
Filling factor = (((hollow fiber Makugai径) 2 × hollow fiber membrane number) / (the module case body inner diameter) 2) × 100 [%]
Thus, when the outer diameter of the hollow fiber membrane is reduced, the filling rate is lowered, and when the outer diameter of the hollow fiber membrane is increased, the filling rate is also increased. However, when the outer diameter of the hollow fiber membrane is too large, the amount of blood introduced into the module decreases, so that the protein removal efficiency decreases. Therefore, the outer diameter of the hollow fiber membrane is preferably 220 μm or more and 300 μm or less. Here, the outer diameter of the hollow fiber membrane is the average value obtained by measuring the diameter of each of the 16 hollow fiber membranes randomly extracted from the bundle of hollow fiber membranes using a laser displacement meter or a microwatcher. It is taken. The filling rate is preferably 50% or more and 62% or less, more preferably 55% or more and 60% or less, and may be a range in which any of the above upper limit and lower limit is combined. By designing the module within this range, a short path is unlikely to occur, so that the diffusion performance is improved and the module can be easily inserted into the module case. Further, in order to further improve the diffusion performance, a fiber may be wound around the hollow fiber membrane for protein removal as a spacer.

上記のようにして得られた中空糸膜を用いた血液浄化用モジュールの基本構造の一例を図1に示す。円筒状のモジュールケース7に中空糸膜5の束が挿入されており、中空糸の両端部をポッティング部10で封止している。ケース7には透析液の導入口8および導出口9が設けられており、中空糸膜5の外部には透析液、生理食塩水、濾過水等が流れるようになっている。ケース7の端部にはそれぞれ動脈側ヘッダー1および静脈側ヘッダー2が設けられている。血液6は動脈側ヘッダー1に設けた血液導入口3より導入され、漏斗状の動脈側ヘッダー1によって、中空糸膜5の内部に導かれる。中空糸膜5によってろ過された血液6は、静脈側ヘッダー2に集合させられ、血液導出口4より排出される。血液導入口3および血液導出口4には、血液回路11が接続される。   An example of the basic structure of a blood purification module using the hollow fiber membrane obtained as described above is shown in FIG. A bundle of hollow fiber membranes 5 is inserted into a cylindrical module case 7, and both ends of the hollow fiber are sealed with a potting part 10. The case 7 is provided with an inlet 8 and an outlet 9 for dialysate, and dialysate, physiological saline, filtered water and the like flow outside the hollow fiber membrane 5. An arterial header 1 and a venous header 2 are provided at the ends of the case 7, respectively. The blood 6 is introduced from the blood introduction port 3 provided in the arterial header 1 and is guided into the hollow fiber membrane 5 by the funnel-shaped arterial header 1. The blood 6 filtered by the hollow fiber membrane 5 is collected in the venous header 2 and discharged from the blood outlet 4. A blood circuit 11 is connected to the blood inlet 3 and the blood outlet 4.

本発明におけるタンパク質除去用中空糸膜は、単独での使用のみならず、適当な基材にさらに固定化したり、他材料と混合して一つのモジュールとして用いることもできる。本発明において製造された材料を用いたカラムを体外循環用カラムとして用いる場合には、体外に導出した血液を直接カラムに通しても良いし、血漿分離膜などと組み合わせて使用しても良い。   The protein-removing hollow fiber membrane in the present invention can be used not only as a single unit but also as a single module by further immobilizing on a suitable base material or mixing with other materials. When a column using the material produced in the present invention is used as an extracorporeal circulation column, blood derived outside the body may be passed directly through the column, or may be used in combination with a plasma separation membrane or the like.

本発明において製造された材料は、炎症性サイトカインを吸着できる材料を選択した場合、高効率にこれらを除去あるいは不活化することが可能であるが、かかる炎症性サイトカインとしては、特に限定されるものではなく、一般に分類される腫瘍壊死因子(TNF)、IL−6、IL−8、単球走化活性化因子(MCAF/MCP−1)などの一群のタンパクなどを好適に除去あるいは不活化する。中でも、高サイトカイン血症治療用に本発明における材料を好適に用いることができる。   The materials produced in the present invention can be removed or inactivated with high efficiency when materials capable of adsorbing inflammatory cytokines are selected, but such inflammatory cytokines are particularly limited. Instead, it generally removes or inactivates a group of proteins such as generally classified tumor necrosis factor (TNF), IL-6, IL-8, and monocyte chemotaxis activator (MCAF / MCP-1). . Especially, the material in this invention can be used suitably for hypercytokinemia treatment.

以下に、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

・ 基材の作成
(1)重量平均分子量が40万のsyn−PMMAを31.7重量部、重量平均分子量が140万のsyn−PMMAを31.7重量部、重量平均分子量が50万のiso−PMMAを16.7重量部、パラスチレンスルホン酸ソーダを1.5mol%含む分子量30万のPMMA共重合体20重量部をジメチルスルホキシド376重量部と混合し、110℃で8時間撹拌し紡糸原液を調製した。得られた紡糸原液の110℃での粘度は1240poiseであった。得られた紡糸原液を99℃に保温された環状スリット部分の外径/内径=2.1/1.95mmφの2重管中空糸膜用口金から、2.5g/minの速度で、空気中に吐出した。同時に2重管の内管部分には窒素ガスを注入し、空中部分を50cm走行させた後、凝固浴に導いた。凝固浴に用いた水温(凝固浴温度)を38〜48℃の間で表1に示すように変更し、それぞれ異なる中空糸膜を得た。それぞれの中空糸膜を水洗後、保湿剤としてグリセリンを63重量%水溶液として付与し、熱処理浴温度を表1のように78℃から85℃まで変更し、余分のグリセリンを除去した後、スペーサー糸を巻き付けて60m/minで巻き取った。得られた中空糸分離膜の内径は0.2mmであり、膜厚は0.03mmであった。
-Preparation of substrate (1) 31.7 parts by weight of syn-PMMA having a weight average molecular weight of 400,000, 31.7 parts by weight of syn-PMMA having a weight average molecular weight of 1.4 million, and an iso having a weight average molecular weight of 500,000 -Mixing 20 parts by weight of PMMA copolymer containing 16.7 parts by weight of PMMA and 1.5 mol% of parastyrene sulfonic acid soda with 376 parts by weight of dimethyl sulfoxide, and stirring at 110 ° C for 8 hours. Was prepared. The obtained spinning dope had a viscosity at 110 ° C. of 1240 poise. The resulting spinning dope is heated in air at a rate of 2.5 g / min from a double tube hollow fiber membrane die having an outer diameter / inner diameter of 2.1 / 1.95 mmφ of an annular slit portion kept at 99 ° C. Was discharged. At the same time, nitrogen gas was injected into the inner tube portion of the double tube, and the air portion was allowed to travel 50 cm before being led to a coagulation bath. The water temperature used in the coagulation bath (coagulation bath temperature) was changed between 38 to 48 ° C. as shown in Table 1, and different hollow fiber membranes were obtained. After washing each hollow fiber membrane with water, glycerin was added as a 63% by weight aqueous solution as a humectant, the heat treatment bath temperature was changed from 78 ° C. to 85 ° C. as shown in Table 1, and excess glycerin was removed. Was wound up at 60 m / min. The resulting hollow fiber separation membrane had an inner diameter of 0.2 mm and a film thickness of 0.03 mm.

(2)得られた中空糸12000本を、図1に示すような透析液入口および透析液出口を有する円筒状のプラスチックケースに挿入し、両端部をウレタン樹脂で封止して、膜面積1.6mのタンパク質除去用中空糸膜モジュールを作成した。膜面積は中空糸内径から算出される中空糸内表面積(ウレタン樹脂で封止された部分を除く)に、モジュールに挿入された糸本数と端面長を乗じて算出される値である。
2.改質中空糸膜の作成方法
(1)後述する実施例1で作成した中空糸膜の改質に用いるポリマーを脱気した純水に溶解させて水溶液を調整した。ここで、脱気した水とは、室温にて、−500〜−760mmHgに減圧した状態で30分から1時間攪拌した水を意味する。水中の溶存酸素は、γ線照射時にラジカル開始剤となる。したがって、脱気されていない水を用いると、その後の実験のばらつきの一因になるため、注意が必要である。
(2) 12,000 hollow fibers obtained were inserted into a cylindrical plastic case having a dialysate inlet and a dialysate outlet as shown in FIG. A hollow fiber membrane module for protein removal of 6 m 2 was prepared. The membrane area is a value calculated by multiplying the hollow fiber inner surface area (excluding the portion sealed with urethane resin) calculated from the hollow fiber inner diameter by the number of yarns inserted into the module and the end face length.
2. Method for producing modified hollow fiber membrane (1) An aqueous solution was prepared by dissolving the polymer used for modifying the hollow fiber membrane produced in Example 1 described later in degassed pure water. Here, degassed water means water stirred at room temperature for 30 minutes to 1 hour under a reduced pressure of −500 to −760 mmHg. Dissolved oxygen in water becomes a radical initiator during γ-ray irradiation. Therefore, care must be taken because non-degassed water contributes to variations in subsequent experiments.

(2)上記水溶液を、1.(2)で作成した中空糸膜モジュールの血液導入口3から入れ、血液導出口4から透析液の導出口9へ誘導し、透析液の導入口8から排出させ、該水溶液で中空糸膜モジュールを充填した。このときの水溶液の流速は450mL/min、通液時間は2分間とした。上記中空糸膜モジュールについて25kGyのγ線を照射し、中空糸膜の改質と中空糸膜モジュールの滅菌を同時に行った。
実施例1
ポリエチレンイミン(重量平均分子量:10000)2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート3.8g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて変性ポリアルキレンイミンを得た。
(2) The above aqueous solution is used for 1. The hollow fiber membrane module prepared in (2) is inserted from the blood inlet 3, guided from the blood outlet 4 to the dialysate outlet 9, and discharged from the dialysate inlet 8, and the aqueous solution is used for the hollow fiber membrane module Filled. At this time, the flow rate of the aqueous solution was 450 mL / min, and the passing time was 2 minutes. The hollow fiber membrane module was irradiated with 25 kGy of γ-rays to simultaneously modify the hollow fiber membrane and sterilize the hollow fiber membrane module.
Example 1
A mixed solution consisting of 2.3 g of polyethyleneimine (weight average molecular weight: 10,000), 3.8 g of 4-chlorophenyl isocyanate, and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate had been removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a modified polyalkyleneimine.

1.(1)、(2)で得られた中空糸膜モジュールに対して、0.1重量%の変性ポリアルキレンイミンを含有する水溶液(以下、0.1重量%エタノール水溶液)を用いて2.(1)(2)の手順に従って中空糸膜の改質と滅菌を同時に行った。また、変性ポリアルキレンイミン中の4−クロロフェニルイソシアネートの導入率は、核磁気共鳴(NMR)を用いて測定を行った。核磁気共鳴では、日本電子株式会社製 270MHz Super−conducting magnet装置で1H−NMR測定を行った。得られたスペクトルにおいて、ポリアルキレンイミン主鎖中に含まれる水素ピーク(テトラメチルシラン基準で2〜3ppm)の積分値をB、尿素基中のアミンに含まれる水素ピーク(テトラメチルシラン基準で8.5〜9.5ppm)の積分値をAとした際に、ポリアルキレンイミンへの尿素基の導入率を以下に示す算式で求めた。
導入率(mol%)=A/(A+B)×100
作成した改質中空糸膜モジュールを用いて、ヒト由来のサイトカインであるIL−6(以下、h−IL−6)(KTS社製)の除去試験を行った。h−IL−6を10ng/mlの濃度になるように牛胎児血清(シグマ社製)中に溶解させ被除去溶液とした。この被除去溶液10mlをミニモジュールを循環させ、除去反応を行い、除去前後の反応液におけるh−IL−6濃度をELISA法(酵素結合免疫吸着法)により測定した。ELISA法にはヒトIL−6 ELISAキット(KTS社製)を使用した。具体的な手法としては、まず抗ヒトIL−6ポリクローナル抗体をコーティングした96穴抗体プレートを400μlのリン酸緩衝液で洗浄した。ELISAで一般的な方法で液捨てを行い、トリス緩衝液50μlを各ウェルに添加後、試料および検量線用濃度に調製した標準h−IL−6を100μlずつ加え、室温(20℃〜30℃)で60分間振とう反応を行った後、液を捨て3回洗浄操作を行った。各ウェルにHRP標識抗ヒトIL−6マウスモノクローナル抗体100μlを加えた後、室温(20℃〜30℃)で30分間振とう反応を行った後、液を捨て3回洗浄操作を行った。各ウェルに発色液であるTMB(3,3‘,5,5’−テトラメチルベンジジン)溶液100μlを入れた後、室温(20℃〜30℃)で60分間振とう反応を行った後、各ウェルに停止液である0.5mol/l 硫酸100μlを加えた。反応を終了して直ぐに、マイクロプレートリーダー(TOSOH製 MPR−A4iII)を用いて、波長450nmの吸光度を測定した(対照波長として600nmを用いた)。
実施例2
ポリエチレンイミン(重量平均分子量:10000)2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート5.2g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて変性ポリアルキレンイミンを得た。
その後の工程および評価は実施例1に従った。
実施例3
ポリエチレンイミン(重量平均分子量:1800)2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート3.8g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて変性ポリアルキレンイミンを得た。
その後の工程および評価は実施例1に従った。
実施例4
ポリエチレンイミン(重量平均分子量:750000)2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート3.8g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて変性ポリアルキレンイミンを得た。その後の工程および評価は実施例1に従った。
実施例5
ポリアリルアミン(重量平均分子量:5000)2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート3.8g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて変性ポリアルキレンイミンを得た。
その後の工程および評価は実施例1に従った。
実施例6
ポリエチレンイミン(重量平均分子量:10000)2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート5.2g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて変性ポリアルキレンイミンを得た。
その後の工程は実施例1に従った。得られた改質中空糸膜モジュールについて、以下に示す方法でβ2−MGのクリアランス測定を行った。結果を表2に示す。
a.作成した改質中空糸膜モジュールを用いて、ヒト由来のタンパク質であるβ2−MGの除去試験を行った。β2−MGを1mg/lの濃度になるように牛胎児血清(シグマ社製)中に溶解させ被除去溶液とした。この被除去溶液10mlをミニモジュールを循環させ、除去反応を行い、除去前後の反応液におけるのサンプル中のβ2−MG濃度をラテックス凝集免疫測定法を用いて測定した(参考文献として医療と検査機器・試薬26(2)127−134、2003がある)。
比較例1
1.(1)(2)で得られた中空糸膜モジュールに対して、2.(1)(2)に示す手順における改質に用いる変性ポリアルキレンイミンの水溶液の代わりに純水を充填し、その他は2.(1)(2)に示す手順に従って滅菌を行った。その後、実施例1と全く同様の除去試験を行い、除去前後におけるh−IL−6濃度をELISA法により実施例1と同様にして測定した。
比較例2
1.(1)(2)で得られた中空糸膜モジュールに対して、2.(1)(2)に示す手順における改質に用いる変性ポリアルキレンイミンの水溶液の代わりに0.1重量%ポリエチレンイミン(重量平均分子量:10000)水溶液を充填し、その他は2.(1)(2)に示す手順に従って滅菌を行った。その後、実施例1と全く同様の除去試験を行い、除去前後におけるh−IL−6濃度をELISA法により実施例1と同様にして測定した。
比較例3
テトラエチレンペンタミン2.3g、4−クロロフェニルイソシアネート3.8g、N,N−ジメチルホルムアミド60mlから成る混合溶液を30℃で1時間反応させた。反応後、純水80mlを加えて白色沈殿を生成した。白色沈殿を取り除いた上清をエバポレーターにかけ、減圧乾燥させて低分子量変性ポリアルキレンイミンを得た。
該低分子量変性ポリアルキレンイミンを2.(1)に示す手順に従って水に溶解し、0.1重量%水溶液を得ようとしたが、水への溶解性に乏しく均一な水溶液を得ることはできなかった。
比較例4
1.(1)(2)で得られた中空糸膜モジュールに対して、2.(1)(2)に示す手順における改質に用いる変性ポリアルキレンイミンの水溶液の代わりに純水を充填し、その他は2.(1)(2)に示す手順に従って滅菌を行った。その後、得られた改質中空糸膜モジュールについて、実施例6のa.に示す方法でβ2−MGのクリアランス測定を行った。結果を表2に示す。
1. 1. Using the aqueous solution containing 0.1% by weight of modified polyalkyleneimine (hereinafter referred to as 0.1% by weight ethanol aqueous solution) to the hollow fiber membrane module obtained in (1) and (2). (1) The hollow fiber membrane was simultaneously modified and sterilized according to the procedure of (2). The introduction rate of 4-chlorophenyl isocyanate in the modified polyalkyleneimine was measured using nuclear magnetic resonance (NMR). In nuclear magnetic resonance, 1H-NMR measurement was performed using a 270 MHz Super-conducting magnet device manufactured by JEOL Ltd. In the obtained spectrum, the integrated value of the hydrogen peak contained in the polyalkyleneimine main chain (2 to 3 ppm based on tetramethylsilane) is B, and the hydrogen peak contained in the amine in the urea group (8 based on tetramethylsilane). When the integral value of 0.5 to 9.5 ppm) is A, the introduction rate of urea groups into the polyalkyleneimine was determined by the following formula.
Introduction rate (mol%) = A / (A + B) × 100
Using the prepared modified hollow fiber membrane module, a removal test for IL-6 (hereinafter, h-IL-6) (manufactured by KTS), which is a human-derived cytokine, was performed. h-IL-6 was dissolved in fetal bovine serum (manufactured by Sigma) so as to have a concentration of 10 ng / ml to obtain a solution to be removed. 10 ml of this solution to be removed was circulated through the mini-module to carry out a removal reaction, and the h-IL-6 concentration in the reaction solution before and after the removal was measured by ELISA (enzyme-linked immunosorbent method). For the ELISA method, a human IL-6 ELISA kit (manufactured by KTS) was used. As a specific technique, a 96-well antibody plate coated with anti-human IL-6 polyclonal antibody was first washed with 400 μl of phosphate buffer. Discard the solution by a general method using ELISA, add 50 μl of Tris buffer to each well, add 100 μl of standard h-IL-6 prepared to the concentration for the sample and the calibration curve, and then add room temperature (20 ° C. to 30 ° C.). ) For 60 minutes, the solution was discarded and washing was performed 3 times. After adding 100 μl of HRP-labeled anti-human IL-6 mouse monoclonal antibody to each well, the mixture was shaken at room temperature (20 ° C. to 30 ° C.) for 30 minutes, then the solution was discarded and washing was performed 3 times. Each well was charged with 100 μl of a TMB (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine) solution as a color developing solution, and then subjected to a shaking reaction at room temperature (20 ° C. to 30 ° C.) for 60 minutes. 100 μl of 0.5 mol / l sulfuric acid as a stop solution was added to the well. Immediately after completion of the reaction, absorbance at a wavelength of 450 nm was measured using a microplate reader (MPR-A4iII manufactured by TOSOH) (600 nm was used as a control wavelength).
Example 2
A mixed solution consisting of 2.3 g of polyethyleneimine (weight average molecular weight: 10,000), 5.2 g of 4-chlorophenyl isocyanate, and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate had been removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a modified polyalkyleneimine.
Subsequent steps and evaluation were in accordance with Example 1.
Example 3
A mixed solution consisting of 2.3 g of polyethyleneimine (weight average molecular weight: 1800), 3.8 g of 4-chlorophenyl isocyanate, and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate had been removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a modified polyalkyleneimine.
Subsequent steps and evaluation were in accordance with Example 1.
Example 4
A mixed solution consisting of 2.3 g of polyethyleneimine (weight average molecular weight: 750000), 3.8 g of 4-chlorophenyl isocyanate, and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate had been removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a modified polyalkyleneimine. Subsequent steps and evaluation were in accordance with Example 1.
Example 5
A mixed solution consisting of 2.3 g of polyallylamine (weight average molecular weight: 5000), 3.8 g of 4-chlorophenyl isocyanate, and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate had been removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a modified polyalkyleneimine.
Subsequent steps and evaluation were in accordance with Example 1.
Example 6
A mixed solution consisting of 2.3 g of polyethyleneimine (weight average molecular weight: 10,000), 5.2 g of 4-chlorophenyl isocyanate, and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate had been removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a modified polyalkyleneimine.
Subsequent steps were in accordance with Example 1. About the obtained modification | reformation hollow fiber membrane module, the clearance measurement of (beta) 2-MG was performed by the method shown below. The results are shown in Table 2.
a. Using the prepared modified hollow fiber membrane module, a removal test for β2-MG, which is a human-derived protein, was performed. β2-MG was dissolved in fetal bovine serum (manufactured by Sigma) to a concentration of 1 mg / l to obtain a solution to be removed. 10 ml of this solution to be removed was circulated through the mini-module to carry out the removal reaction, and the β2-MG concentration in the sample in the reaction solution before and after the removal was measured using a latex agglutination immunoassay (for reference, medical and test equipment). -Reagent 26 (2) 127-134, 2003).
Comparative Example 1
1. (1) For the hollow fiber membrane module obtained in (2), 2. (1) Instead of the modified polyalkyleneimine aqueous solution used for modification in the procedure shown in (2), pure water is filled; (1) Sterilization was performed according to the procedure shown in (2). Thereafter, the same removal test as in Example 1 was performed, and h-IL-6 concentrations before and after removal were measured in the same manner as in Example 1 by ELISA.
Comparative Example 2
1. (1) For the hollow fiber membrane module obtained in (2), 2. (1) Instead of the aqueous solution of the modified polyalkylenimine used for the modification in the procedure shown in (2), a 0.1% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight: 10,000) aqueous solution is filled; (1) Sterilization was performed according to the procedure shown in (2). Thereafter, the same removal test as in Example 1 was performed, and h-IL-6 concentrations before and after removal were measured in the same manner as in Example 1 by ELISA.
Comparative Example 3
A mixed solution consisting of 2.3 g of tetraethylenepentamine, 3.8 g of 4-chlorophenyl isocyanate and 60 ml of N, N-dimethylformamide was reacted at 30 ° C. for 1 hour. After the reaction, 80 ml of pure water was added to form a white precipitate. The supernatant from which the white precipitate was removed was applied to an evaporator and dried under reduced pressure to obtain a low molecular weight modified polyalkyleneimine.
1. The low molecular weight modified polyalkyleneimine In order to obtain a 0.1 wt% aqueous solution by dissolving in water according to the procedure shown in (1), it was not possible to obtain a uniform aqueous solution due to poor solubility in water.
Comparative Example 4
1. (1) For the hollow fiber membrane module obtained in (2), 2. (1) Instead of the modified polyalkyleneimine aqueous solution used for modification in the procedure shown in (2), pure water is filled; (1) Sterilization was performed according to the procedure shown in (2). Thereafter, the obtained modified hollow fiber membrane module was subjected to a. The clearance measurement of β2-MG was performed by the method shown in FIG. The results are shown in Table 2.

Figure 2012213635
Figure 2012213635

このように、本実施例1で用いた材料においては、IL−6除去率が比較例1に比べて5.7%、比較例2に比べて26.2%改善された。また、本実施例2に示したように、変性ポリアルキレンイミンの導入率を上げることで、IL−6除去率がさらに増す傾向であった。このように、変性ポリアルキレンイミンを用いることで効率よくIL−6を除去できることが示された。
ポリアルキレンイミンとして用いたポリエチレンイミンの重量平均分子量としては、実施例1、3、4に示すように、1800〜750000まで使用できることが示された。しかし、実施例3からわかるように、分子量が小さい場合には、グラフト鎖の長さが十分ではないため、IL−6除去率が低下する傾向であった。また、実施例4の重量平均分子量が750000では、IL−6除去率が実施例1に比べて低下したことから、分子量が大きい分、グラフト鎖を伸ばした形での固定化が難しかったと考えられる。
比較例3から解るように分子量189であるテトラエチレンペンタミンを用いた場合には、変性ポリアルキレンイミンを含む均一な水溶液を得ることが出来なかった。これは、変性ポリアルキレンイミン中に占める疎水性基の割合が増したことによるものと考えられる。
ポリアルキレンイミンとして、ポリアリルアミンを用いた場合についても、実施例5で示したように、IL−6除去率が比較例1に比べて4.7%改善された。これは、アリルアミンのような立体障害の小さい第1級アミンを含むアルキレンイミンを用いたことで、より効率的に尿素基の導入が行えたためと考えられる。
Thus, in the material used in Example 1, the IL-6 removal rate was improved by 5.7% compared to Comparative Example 1 and 26.2% compared with Comparative Example 2. Further, as shown in Example 2, the IL-6 removal rate tended to further increase by increasing the introduction rate of the modified polyalkyleneimine. Thus, it was shown that IL-6 can be efficiently removed by using a modified polyalkyleneimine.
As the weight average molecular weight of polyethyleneimine used as polyalkyleneimine, it was shown that it can be used from 1800 to 750,000 as shown in Examples 1, 3, and 4. However, as can be seen from Example 3, when the molecular weight was small, the length of the graft chain was not sufficient, and the IL-6 removal rate tended to decrease. In addition, when the weight average molecular weight of Example 4 was 750,000, the IL-6 removal rate was lower than that of Example 1, and thus it was considered difficult to immobilize the graft chain in an extended form because the molecular weight was large. .
As can be seen from Comparative Example 3, when tetraethylenepentamine having a molecular weight of 189 was used, a uniform aqueous solution containing the modified polyalkyleneimine could not be obtained. This is considered due to an increase in the proportion of hydrophobic groups in the modified polyalkyleneimine.
Also when polyallylamine was used as the polyalkyleneimine, the IL-6 removal rate was improved by 4.7% as compared with Comparative Example 1, as shown in Example 5. This is considered to be because urea groups were introduced more efficiently by using an alkyleneimine containing a primary amine having a small steric hindrance such as allylamine.

Figure 2012213635
Figure 2012213635

このように、本実施例6で用いた材料においては、β2−MG除去率が比較例3に比べて24.0%改善された。また、本実施例2に示したように、変性ポリアルキレンイミンの導入率を上げることで、β2−MG除去率がさらに増す傾向であった。このように、変性ポリアルキレンイミンを用いることで効率よくβ2−MGを除去できることが示された。 Thus, in the material used in Example 6, the β2-MG removal rate was improved by 24.0% compared to Comparative Example 3. Further, as shown in Example 2, the β2-MG removal rate tended to further increase by increasing the introduction rate of the modified polyalkyleneimine. Thus, it was shown that β2-MG can be efficiently removed by using a modified polyalkyleneimine.

1.動脈側ヘッダー
2.静脈側ヘッダー
3.血液導入口
4.血液導出口
5.中空糸膜
6.血液
7.モジュールケース
8.透析液導入口
9.透析液導出口
10.ポッティング部
11.血液回路
1. 1. Arterial header 2. Venous header 3. Blood introduction port 4. Blood outlet Hollow fiber membrane6. Blood 7. Module case 8. Dialysate inlet 9. Dialysate outlet 10. Potting unit 11. Blood circuit

Claims (18)

均一膜構造を有し、ポリアルキレンイミンにアミド結合を含む官能基が導入され、アミン基の一部が置換された変性ポリアルキレンイミンを含むタンパク質除去用中空糸膜。 A hollow fiber membrane for protein removal comprising a modified polyalkyleneimine having a uniform membrane structure, wherein a functional group containing an amide bond is introduced into the polyalkyleneimine and a part of the amine group is substituted. 前記ポリアルキレンイミンにおけるアミン基の0.01mol%以上、43mol%以下が前記アミド結合を含む官能基により置換された請求項1に記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to claim 1, wherein 0.01 mol% or more and 43 mol% or less of the amine group in the polyalkyleneimine is substituted with a functional group containing the amide bond. 前記アミド結合を含む官能基が尿素基、チオ尿素基およびアミド基から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to claim 1 or 2, wherein the functional group containing an amide bond is at least one selected from a urea group, a thiourea group, and an amide group. アルブミンふるい係数が0.5%以上、5%未満である請求項1〜3のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 1 to 3, wherein the albumin sieving coefficient is 0.5% or more and less than 5%. 陰性荷電を含む請求項1〜4のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 1 to 4, comprising a negative charge. 前記陰性荷電を有する官能基がスルホ基、カルボキシル基、エステル基から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜5のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 1 to 5, wherein the functional group having a negative charge is at least one selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an ester group. 前記中空糸膜の素材にポリメタクリル酸メチルまたはその誘導体が含まれる請求項1〜6のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 1 to 6, wherein the material of the hollow fiber membrane contains polymethyl methacrylate or a derivative thereof. 前記タンパク質がサイトカインである請求項1〜7のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The protein-removing hollow fiber membrane according to any one of claims 1 to 7, wherein the protein is a cytokine. 前記サイトカインが炎症性サイトカインである請求項8に記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to claim 8, wherein the cytokine is an inflammatory cytokine. 前記炎症性サイトカインがインターロイキン−6である請求項9に記載のタンパク質除去用中空糸膜。 The hollow fiber membrane for protein removal according to claim 9, wherein the inflammatory cytokine is interleukin-6. 前記1〜10のいずれかに記載の中空糸膜が内蔵された中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membrane in any one of said 1-10 was incorporated. 均一構造を有する血液浄化用中空糸膜を、ポリアルキレンイミンにアミド結合を含む官能基が導入され、そのアミン基の一部が置換された変性ポリアルキレンイミン溶液に浸漬させた状態で放射線照射することで得られるタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 Irradiating a hollow fiber membrane for blood purification having a uniform structure while immersed in a modified polyalkyleneimine solution in which a functional group containing an amide bond is introduced into polyalkyleneimine and a part of the amine group is substituted The manufacturing method of the hollow fiber membrane for protein removal obtained by this. 前記ポリアルキレンイミンにおけるアミン基の0.01mol%以上、43mol%以下が前記アミド結合を含む官能基により置換された請求項12に記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to claim 12, wherein 0.01 mol% or more and 43 mol% or less of the amine group in the polyalkyleneimine is substituted with a functional group containing the amide bond. 前記アミド結合を含む官能基が尿素基、チオ尿素基およびアミド基から選ばれる少なくとも1種である請求項12または13に記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to claim 12 or 13, wherein the functional group containing an amide bond is at least one selected from a urea group, a thiourea group, and an amide group. アルブミンふるい係数が0.5%以上、5%未満であることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 12 to 14, wherein the albumin sieving coefficient is 0.5% or more and less than 5%. 陰性荷電を含むことを特徴とする請求項12〜15のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 12 to 15, wherein the method comprises a negative charge. 前記タンパク質が炎症性サイトカインであることを特徴とする請求項12〜16のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 12 to 16, wherein the protein is an inflammatory cytokine. 前記炎症性サイトカインがインターロイキン−6であることを特徴とする請求項12〜17のいずれかに記載のタンパク質除去用中空糸膜の製造方法。 The method for producing a hollow fiber membrane for protein removal according to any one of claims 12 to 17, wherein the inflammatory cytokine is interleukin-6.
JP2012083564A 2011-03-31 2012-04-02 Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same Pending JP2012213635A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012083564A JP2012213635A (en) 2011-03-31 2012-04-02 Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011077722 2011-03-31
JP2011077722 2011-03-31
JP2012083564A JP2012213635A (en) 2011-03-31 2012-04-02 Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012213635A true JP2012213635A (en) 2012-11-08

Family

ID=47267010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012083564A Pending JP2012213635A (en) 2011-03-31 2012-04-02 Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012213635A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017509406A (en) * 2014-03-31 2017-04-06 ゾール メディカル コーポレイションZOLL Medical Corporation Hemofiltration of inflammatory biomarkers for treating post-resuscitation syndrome

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017509406A (en) * 2014-03-31 2017-04-06 ゾール メディカル コーポレイションZOLL Medical Corporation Hemofiltration of inflammatory biomarkers for treating post-resuscitation syndrome
JP2020096971A (en) * 2014-03-31 2020-06-25 ゾール メディカル コーポレイションZOLL Medical Corporation Blood filtering of inflammatory biomarkers to treat post-resuscitation syndrome
US10905818B2 (en) 2014-03-31 2021-02-02 Zoll Medical Corporation Blood filtering of inflammatory biomarkers to treat post-resuscitation syndrome

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2603073C (en) Absorbent and column for extracorporeal circulation
DE3412616C2 (en)
JP4810827B2 (en) Modified substrate and method for producing modified substrate
US20100025335A1 (en) Cell-adsorbing column
EP0488095B1 (en) High efficiency removal of low density lipoprotein-cholesterol from whole blood
FR2480606A1 (en)
EP2558177A1 (en) Anticoagulant-free dialysis systems and methods
JP4983070B2 (en) Adsorbent and extracorporeal circulation column
RU2452518C2 (en) Using polymer resins for extracorporeal inflammatory mediator absorption when treating inflammation-related systemic diseases
CN110650758B (en) Material for removing activated leukocyte-activated platelet complex
WO2018047929A1 (en) Material for blood purification
JP5332230B2 (en) Blood processing column
WO2014034787A1 (en) Dialyzer capable of removing viruses
JP2024514111A (en) filtration media
JP4997770B2 (en) Adsorber
US20180093032A1 (en) Targeted apheresis using binding agents or ligands immobilized on membranes
JP2006288571A (en) Adsorbent for cancer treatment and column for extracorporeal circulation
JP2012213635A (en) Hollow fiber membrane for removing protein and method for producing the same
EP3195930B1 (en) Fiber for protein adsorption and column for protein adsorption
CN110461449A (en) Extracorporeal blood circuit
JPS59186558A (en) Adsorbing material of self-antibody and/or immunological composite
JP2006305313A (en) Material for removing albumin-uncombined and glucuronic acid non-conjugation bilirubin
JP4830181B2 (en) Hollow fiber membrane for lipid peroxide adsorption and module using the same
JP4214750B2 (en) Material and blood purification module using the same
JPH0611325B2 (en) Porous hollow fiber membrane