JP4893099B2 - Artificial kidney - Google Patents

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Description

本発明は高性能な中空糸膜を用いてなり、血液中の酸化低密度リポ蛋白などの過酸化脂質を除去し、エンドトキシンの血液への流入が少ない中空糸膜型人工腎臓に関する。   The present invention relates to a hollow fiber membrane type artificial kidney that uses a high-performance hollow fiber membrane, removes lipid peroxides such as oxidized low density lipoprotein in blood, and has low endotoxin flow into the blood.

従来、血液体外循環の分野、とくに血液透析や血漿分離等には中空糸膜を用いた中空糸膜型血液処理器が広く使用され、特に透析膜、血液成分分離膜等の分野においては、高分子製中空糸膜が広く利用されている。近年、β−ミクログロブリンなどの中・高分子量の病因タンパク質を多く除去できる、孔径が大きな高性能タイプの中空糸膜が主流を占めるようになってきている。このような高性能タイプの中空糸膜の普及とともに、エンドトキシンが透析液から血液へ流入することが懸念されている。エンドトキシンが血液に流入すると、発熱、白血球減少、血圧低下、ショックなどの症状を引き起こす。また、検出限界以下の微量であっても、継続的に血液に流入することで、透析合併症の一因になっている可能性も指摘されている。 Conventionally, hollow fiber membrane blood treatment devices using hollow fiber membranes are widely used in the field of blood extracorporeal circulation, particularly in hemodialysis and plasma separation, and in particular in fields such as dialysis membranes and blood component separation membranes. Molecular hollow fiber membranes are widely used. In recent years, high-performance hollow fiber membranes with a large pore diameter that can remove a large amount of medium and high molecular weight pathogenic proteins such as β 2 -microglobulin have become the mainstream. With the widespread use of such high-performance type hollow fiber membranes, there is a concern that endotoxin will flow into the blood from the dialysate. When endotoxin enters the blood, it causes symptoms such as fever, leukopenia, decreased blood pressure, and shock. In addition, it has been pointed out that even a trace amount below the detection limit may contribute to dialysis complications by continuously flowing into the blood.

また、長期的に血液透析を行っている患者の中には、血中抗酸化作用の低下や過酸化脂質が高値であるなどの知見が確認されており、これに起因すると思われる長期透析患者の動脈硬化性疾患等が増加している。実際に、これまで市販されているセルロース膜、ポリメチルメタクリレート膜、エチレンービニルアルコール膜、ポリスルホン/ポリビニルピロリドンブレンド膜などに代表される透析膜では過酸化脂質を除去することはできない。むしろ、透析後に透析膜による刺激のため、血中の過酸化脂質の値が増加する傾向にある(非特許文献1)。   In addition, among long-term hemodialysis patients, findings such as decreased blood antioxidant activity and high levels of lipid peroxide have been confirmed. There is an increase in arteriosclerotic diseases. Actually, lipid peroxide cannot be removed by dialysis membranes represented by cellulose membranes, polymethyl methacrylate membranes, ethylene-vinyl alcohol membranes, polysulfone / polyvinylpyrrolidone blend membranes and the like that are commercially available. Rather, the value of lipid peroxide in blood tends to increase due to stimulation by the dialysis membrane after dialysis (Non-patent Document 1).

動脈硬化巣の形成に重要な役割を担っている泡沫細胞は、酸化的変質を受けた脂質特に低密度リポ蛋白(以下、LDLという)がマクロファージに取り込まれた結果、そのマクロファージが泡沫化したものである。 従って、血中から過酸化脂質、特に酸化LDLを除去することが望まれている。   Foam cells that play an important role in the formation of atherosclerotic lesions are those in which macrophages are foamed as a result of oxidatively altered lipids, especially low-density lipoproteins (hereinafter referred to as LDL), taken into macrophages. It is. Therefore, it is desired to remove lipid peroxide, particularly oxidized LDL, from the blood.

このような問題を解決するために、酸化LDLが陰性電荷を帯びていることに着目し、カチオン性物質を中空糸膜に導入することで、吸着除去する方法が特許文献1や特許文献2に開示されている。また、このような、カチオン性物質の膜への効率的な導入方法として、特許文献3には、カチオン性物質を中空糸膜に付着した状態で放射線照射することが開示されている。   In order to solve such problems, attention is paid to the fact that oxidized LDL has a negative charge, and methods for adsorption removal by introducing a cationic substance into the hollow fiber membrane are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. It is disclosed. As an efficient method for introducing a cationic substance into the membrane, Patent Document 3 discloses that the cationic substance is irradiated with radiation while attached to the hollow fiber membrane.

しかしながら、これらの方法は、血液中の酸化LDLなどの過酸化脂質を除去することのみを目的としており、透析液に存在するエンドトキシンに関しては、考慮されていなかった。エンドトキシンは陰性荷電を有しているので、膜全体が過度に陽性荷電を帯びている膜では、エンドトキシンの吸着がおこり、膜近傍のエンドトキシン濃度が高くなる。そのため血液へ流入する可能性が大きい。特に、高いβ−ミクログロブリン除去性能をもつ高性能な膜が、過度に陽性電荷を帯びることに対しては、大きな問題となる可能性が考えられる。 However, these methods are only intended to remove lipid peroxides such as oxidized LDL in the blood, and no consideration has been given to endotoxin present in the dialysate. Since endotoxins have a negative charge, endotoxin adsorption occurs in a membrane in which the entire membrane is excessively positively charged, resulting in a high endotoxin concentration in the vicinity of the membrane. Therefore, there is a high possibility of flowing into blood. In particular, there is a possibility that a high-performance film having high β 2 -microglobulin removal performance may become a serious problem when it is excessively positively charged.

すなわち、高性能な中空糸膜で、血液中の酸化LDLなどの過酸化脂質を除去し、エンドトキシンの血液への流入が少ない中空糸膜型人工腎臓はこれまでに存在していなかった。
特開2002−028461号公報 特開2003−250885号公報 特開2002−102692号公報 腎と透析別冊、38:125(1995)
That is, there has never been a hollow fiber membrane type artificial kidney that removes lipid peroxides such as oxidized LDL in the blood with a high-performance hollow fiber membrane and has a low influx of endotoxin into the blood.
JP 2002-028461 A JP 2003-250885 A JP 2002-102692 A Kidney and dialysis separate volume, 38: 125 (1995)

本発明の目的は、高性能な中空糸膜を用いてなり、血液中の酸化LDLなどの過酸化脂質を除去し、エンドトキシンの血液への流入が少ない中空糸膜型人工腎臓を提供することである。     An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane type artificial kidney that uses a high-performance hollow fiber membrane, removes lipid peroxide such as oxidized LDL in blood, and has low endotoxin flow into the blood. is there.

本発明は上記課題を達成するため、以下の構成を有する。
(1)中空糸膜内表面のゼータ電位が20mV〜100mVで、かつ膜全体の総荷電量が30μeq/g以下であり、β2−ミクログロブリンクリアランスが30ml/min以上であることを特徴とする中空糸膜型人工腎臓。
(2)ET透過率が0.006%以下であることを特徴とする(1)に記載の中空糸膜型人工腎臓。
(3)酸化低密度リポ蛋白除去率が30%以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載の中空糸膜型人工腎臓
(4)中空糸膜内表面にカチオン性物質が含まれていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。
(5)中空糸膜外表面にアニオン性物質が含まれていることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。
(6)前記カチオン性物質が、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、インドール基、ピリジン基、ピリダジン基、キノリン基、ピペリジン基、ピロリジン基、チアゾール基、プリン基、のうちのいずれか1つ以上を含有していることを特徴とする(4)または(5)に記載の中空糸膜型人工腎臓。
(7)前記アニオン性物質が、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、チオカルボキシル基のうちいずれか1つ以上を含有していることを特徴とする(5)または(6)に記載の中空糸膜型人工腎臓。
(8)前記カチオン性物質およびアニオン性物質が高分子であることを特徴とする、(1)〜(7)のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。
(9)前記中空糸膜が内表面に緻密層を有する非対称膜構造であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。
(10)人工腎臓に内蔵される中空糸膜がポリスルホン系ポリマーを含有していることを特徴とする、(1)〜(9)のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1) The zeta potential of the inner surface of the hollow fiber membrane is 20 mV to 100 mV, the total charge amount of the entire membrane is 30 μeq / g or less, and the β2-microglobulin clearance is 30 ml / min or more. Hollow fiber membrane artificial kidney.
(2) The hollow fiber membrane artificial kidney according to (1), wherein the ET permeability is 0.006% or less.
(3) The hollow fiber membrane artificial kidney according to (1) or (2), wherein the oxidized low density lipoprotein removal rate is 30% or more. (4) A cationic substance is present on the inner surface of the hollow fiber membrane. The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of (1) to (3), which is contained.
(5) The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of (1) to (4), wherein an anionic substance is contained on the outer surface of the hollow fiber membrane.
(6) The cationic substance is a primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, pyrrole group, pyrazole group, imidazole group, indole group, pyridine group, pyridazine group, quinoline group, The hollow fiber membrane artificial kidney according to (4) or (5), which contains any one or more of a piperidine group, a pyrrolidine group, a thiazole group, and a purine group.
(7) The anionic substance contains any one or more of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, and a thiocarboxyl group (5) or (6) ) Hollow fiber membrane type artificial kidney.
(8) The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of (1) to (7), wherein the cationic substance and the anionic substance are polymers.
(9) The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of (1) to (8), wherein the hollow fiber membrane has an asymmetric membrane structure having a dense layer on the inner surface.
(10) The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of (1) to (9), wherein the hollow fiber membrane incorporated in the artificial kidney contains a polysulfone-based polymer.

本発明により、高性能な中空糸膜を用いてなり、血液中の酸化LDLなどの過酸化脂質を除去し、エンドトキシンの血液への流入が少ない中空糸膜型人工腎臓を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a hollow fiber membrane type artificial kidney that uses a high-performance hollow fiber membrane, removes lipid peroxide such as oxidized LDL in blood, and has little influx of endotoxin into blood.

本発明は中空糸膜内表面のゼータ電位が15mV〜100mVで、かつ膜全体の総荷電量が30μeq/g以下であり、β−ミクログロブリンクリアランスが30ml/min以上有することを特徴とする中空糸膜型人工腎臓である。 The hollow fiber membrane has a zeta potential of 15 mV to 100 mV on the inner surface of the hollow fiber membrane, a total charge amount of the whole membrane of 30 μeq / g or less, and a β 2 -microglobulin clearance of 30 ml / min or more. It is a thread membrane artificial kidney.

本発明でいうところの中空糸膜型人工腎臓とは、中空糸膜を内蔵したモジュールであり、血液透析等に用いられる。血液透析とは、腎疾患の患者に対して行う治療である。患者から血液を抜き出し、モジュールを通して、再び患者の体へ血液を戻す。その際モジュールで吸着や濾過、拡散によって血中の老廃物や有害物質の除去と除水を行う。長期的に血液透析を行っている患者の血液においては、酸化LDLなどの過酸化脂質が高値であることが確認されているが、いったん生成した酸化LDLを透析によって除去することはできない。そのため、膜への吸着によって除去することになる。このとき、酸化LDLなどの過酸化脂質は陰性電荷を帯びているため、中空糸膜の電荷を陽性にすることが必要である。しかしながら、中空糸膜全体が陽性であった場合に、エンドトキシンの血液側への流入という問題が生じる。   The hollow fiber membrane type artificial kidney referred to in the present invention is a module incorporating a hollow fiber membrane, and is used for hemodialysis and the like. Hemodialysis is treatment for patients with renal disease. Blood is drawn from the patient and returned to the patient's body again through the module. At that time, the module removes waste water and harmful substances and removes water by adsorption, filtration, and diffusion. In the blood of patients undergoing hemodialysis for a long period of time, it has been confirmed that lipid peroxide such as oxidized LDL has a high value, but once generated, oxidized LDL cannot be removed by dialysis. Therefore, it is removed by adsorption to the film. At this time, lipid peroxide such as oxidized LDL has a negative charge, and thus it is necessary to make the charge of the hollow fiber membrane positive. However, when the whole hollow fiber membrane is positive, there arises a problem of influx of endotoxin into the blood side.

エンドトキシンは陰性荷電を有しているため、陽性荷電膜に吸着する。そのため、陽性荷電膜ではエンドトキシンの吸着によって膜近傍のエンドトキシン濃度が高くなり、血液側への透過量が多くなることが指摘されている。   Since endotoxin has a negative charge, it adsorbs to a positively charged membrane. For this reason, it has been pointed out that in a positively charged membrane, endotoxin concentration in the vicinity of the membrane increases due to endotoxin adsorption, and the amount of permeation to the blood side increases.

すなわち、中空糸膜は酸化LDL吸着除去の面では陽性荷電膜が好ましく、エンドトキシンの透過抑制という面では陰性荷電膜が好ましい。ここで、酸化LDLの吸着は中空糸膜内表面で起きる現象であり、エンドトキシンの吸着は中空糸膜外表面で起きる現象であることに着目した。そこで、本発明においては、血液と接触する中空糸膜内表面が陽性荷電を有し、かつ膜へのエンドトキシンの吸着をおこさないために膜全体では陽性電荷が低い中空糸膜を用いた。その結果、高性能な中空糸膜においても、酸化LDLの吸着除去とエンドトキシンの透過抑制を両立した中空糸膜型人工腎臓を得ることができた。   That is, the hollow fiber membrane is preferably a positively charged membrane in terms of adsorption and removal of oxidized LDL, and a negatively charged membrane is preferable in terms of suppression of endotoxin permeation. Here, attention was paid to the fact that the adsorption of oxidized LDL is a phenomenon occurring on the inner surface of the hollow fiber membrane, and the adsorption of endotoxin is a phenomenon occurring on the outer surface of the hollow fiber membrane. Therefore, in the present invention, a hollow fiber membrane having a positive charge on the inner surface of the hollow fiber membrane in contact with blood and a low positive charge on the entire membrane was used in order to prevent endotoxin adsorption on the membrane. As a result, it was possible to obtain a hollow fiber membrane type artificial kidney that achieves both adsorption removal of oxidized LDL and suppression of permeation of endotoxin even in a high performance hollow fiber membrane.

中空糸膜内表面の電荷は、ゼータ電位測定によって知ることができる。ゼータ電位測定装置を用いて、セルに測定液を流したときのセル両端の圧力差と電位差を測定し、その値と測定液の比導電率によって、計算よりゼータ電位が求められる。このゼータ電位は、測定されるセルのうち、測定液が接する表面についての測定結果となる。ここで、測定液が中空糸膜内表面と接するようなセルを用いることで、中空糸膜内表面のゼータ電位を測定できる。測定方法の詳細は後述する。酸化LDLを有意に吸着するためには、内表面のゼータ電位は15mV以上が必要であり、好ましくは20mV以上である。また、陽性荷電が強すぎると、血小板の活性化などを引き起こし、血液適合性が低下するため、内表面のゼータ電位は100mV以下、好ましくは50mV以下であることが必要である。以上のことから、中空糸膜内表面のゼータ電位は、15mV以上、100mV以下、好ましくは20mV以上、50mV以下である。   The charge on the inner surface of the hollow fiber membrane can be known by measuring the zeta potential. Using a zeta potential measurement device, the pressure difference and the potential difference at both ends of the cell when the measurement liquid is made to flow through the cell are measured, and the zeta potential is obtained from the calculation based on the value and the specific conductivity of the measurement liquid. This zeta potential is a measurement result for the surface of the cell to be measured that contacts the measurement liquid. Here, the zeta potential on the inner surface of the hollow fiber membrane can be measured by using a cell in which the measurement liquid is in contact with the inner surface of the hollow fiber membrane. Details of the measurement method will be described later. In order to significantly adsorb oxidized LDL, the zeta potential on the inner surface needs to be 15 mV or more, and preferably 20 mV or more. Further, if the positive charge is too strong, platelet activation is caused and blood compatibility is deteriorated. Therefore, the zeta potential on the inner surface needs to be 100 mV or less, preferably 50 mV or less. From the above, the zeta potential on the inner surface of the hollow fiber membrane is 15 mV or more and 100 mV or less, preferably 20 mV or more and 50 mV or less.

膜全体の総荷電量は、酸・塩基滴定法によって求められる値である。測定方法は、実施例にて詳細を後述する方法またはこれに準じた方法によって行うことができる。膜全体が、過度に陽性を帯びていると、エンドトキシンの吸着が起こりやすい。そのため、総荷電量が30μeq/g以下、好ましくは0μeq/g以下であることが求められる。なお、膜全体が強い陰性を帯びると、血液中のリンなどの陰性電解質が、膜で静電的に反発するため、血液からの除去率が低下する傾向を示す。そのため、特に限定されるわけではないが、総荷電量が−50μeq/g以上であることが好ましい。   The total charge amount of the entire membrane is a value determined by acid / base titration method. The measuring method can be performed by a method whose details will be described later in Examples or a method according thereto. If the entire membrane is overly positive, endotoxin adsorption tends to occur. Therefore, the total charge amount is required to be 30 μeq / g or less, preferably 0 μeq / g or less. When the entire membrane is strongly negative, a negative electrolyte such as phosphorus in the blood is electrostatically repelled by the membrane, and thus the removal rate from the blood tends to decrease. Therefore, although not particularly limited, it is preferable that the total charge amount is −50 μeq / g or more.

酸化LDL除去率の測定方法は実施例にて詳細を後述する方法またはこれに準じた方法によって行うことができるが、LDLを人工的に酸化して健常者の血液に添加し、それをミニモジュールで環流した時の環流前後の濃度から、(1)式で求めることが出来る。   The method for measuring the oxidized LDL removal rate can be carried out by the method described later in detail in the examples or by a method similar thereto, but LDL is artificially oxidized and added to the blood of a healthy person, and this is added to the mini-module. From the concentration before and after recirculation at the time of recirculation, the equation (1) can be used.

r=100×(Ci−Co)/Ci (1)
(1)式において、r=酸化LDL除去率(%)、Co=環流後の酸化LDL濃度(μg/ml)、Ci=環流前の酸化LDL濃度(μg/ml)である。
酸化LDLの除去率は高いほうが好ましい。1回の透析治療によって、血中の酸化LDL濃度は、数十%以上増加すると言われている。したがって、ミニモジュールのin vitro試験において、30%以上の除去率、さらには40%以上の除去率を有していることが好ましいと考えられる。
r = 100 × (Ci-Co) / Ci (1)
In the formula (1), r = oxidized LDL removal rate (%), Co = oxidized LDL concentration after reflux (μg / ml), and Ci = oxidized LDL concentration before reflux (μg / ml).
A higher removal rate of oxidized LDL is preferable. A single dialysis treatment is said to increase the concentration of oxidized LDL in blood by several tens of percent or more. Therefore, it is considered that it is preferable to have a removal rate of 30% or more and further a removal rate of 40% or more in the in vitro test of the minimodule.

エンドトキシン透過率の測定方法は実施例にて詳細を後述する方法またはこれに準じた方法によって行うことができるが、濃度既知のエンドトキシン水を人工腎臓の透析液側から血液側に濾過をかけて通水し、血液側から流出した液体に含まれるエンドトキシンの濃度から、(2)式で求めることが出来る。   The endotoxin permeability can be measured by the method described in detail later in the examples or by a method similar thereto, but the endotoxin water having a known concentration is filtered from the dialysate side of the artificial kidney to the blood side. From the concentration of endotoxin contained in the liquid that flows out from the blood side, it can be obtained by equation (2).

T=Eo÷Ei×100 (2)
(2)式において、T=エンドトキシン透過率(%)、Eo=血液側から流出した液体のエンドトキシン濃度(EU/ml)、Ei=エンドトキシン水のエンドトキシン濃度(EU/ml)である。
T = Eo ÷ Ei × 100 (2)
In the equation (2), T = endotoxin permeability (%), Eo = endotoxin concentration (EU / ml) of the liquid flowing out from the blood side, and Ei = endotoxin concentration (EU / ml) of endotoxin water.

エンドトキシンが血液中に混入すると、高濃度では発熱などの急性反応を引き起こし、低濃度でも慢性的な暴露により、動脈硬化や貧血など種々の合併症を引き起こす。したがって、エンドトキシンの血液側への流入は少ないほうが好ましい。具体的にはエンドトキシン透過率は0.006%以下が好ましく、さらには、0.002%以下がより好ましい。   When endotoxin is mixed in blood, an acute reaction such as fever is caused at a high concentration, and various complications such as arteriosclerosis and anemia are caused by chronic exposure even at a low concentration. Therefore, it is preferable that the endotoxin flow into the blood side is small. Specifically, the endotoxin permeability is preferably 0.006% or less, and more preferably 0.002% or less.

中空糸膜内表面を陽性荷電にし、中空糸膜全体を陰性荷電にするには、陰性荷電を有する中空糸膜の内表面にカチオン性物質を適度に存在させることによって、達成することができる。陽性荷電を有する中空糸膜の外表面にアニオン性物質を適度に存在させることによっても、達成することができる。または、内表面にカチオン性物質、外表面にアニオン性物質をそれぞれ適度に存在させてもよい。   In order to make the inner surface of the hollow fiber membrane positively charged and negatively charge the entire hollow fiber membrane, it can be achieved by appropriately presenting a cationic substance on the inner surface of the hollow fiber membrane having negative charge. It can also be achieved by appropriately allowing an anionic substance to be present on the outer surface of the hollow fiber membrane having a positive charge. Alternatively, a cationic substance may be present on the inner surface and an anionic substance may be present on the outer surface.

ここで、中空糸膜表面のカチオン性物質およびアニオン性物質の量は、中空糸膜内表面および、中空糸膜外表面の電荷に影響を与える。そのため、該物質の量が過剰もしくは不足すると、前述したように、酸化LDL吸着除去能の低下、血小板の活性化、エンドトキシン透過量の増大、およびリンなどの陰性荷電物質の除去量の低下といった問題が懸念される。そのため、カチオン性物質およびアニオン性物質は適切な量を存在させることが好ましい。特に限定しないが、カチオン性物質およびアニオン性物質を適度な量存在させるには、例えばこれらの物質が官能基を1つだけ有している場合、中空糸膜内表面積1mあたり0.0003〜1.5mol導入するのが好ましい、さらに、中空糸膜内表面積1mあたり0.00075〜0.015mol導入するのがより好ましい。カチオン性物質およびアニオン性物質が官能基を複数有している場合は、官能基の種類や個数に応じて導入量を加減するとよい。すなわち、同様の官能基を2つ有している場合は、官能基が1つの場合に比べて半分の量が好適な値となる。なお、カチオン性物質およびアニオン性物質は、その種類によって導入効率や荷電が異なるため、適切なモジュールへの導入量は大きく異なる場合がある。また、導入する中空糸膜の種類によっても、膜本来の荷電が違うことから、適切な導入量が異なる場合がある。 Here, the amount of the cationic substance and the anionic substance on the surface of the hollow fiber membrane affects the charge on the inner surface of the hollow fiber membrane and the outer surface of the hollow fiber membrane. Therefore, if the amount of the substance is excessive or insufficient, as described above, problems such as a decrease in the ability to remove oxidized LDL, activation of platelets, an increase in the amount of endotoxin permeation, and a decrease in the removal amount of negatively charged substances such as phosphorus. Is concerned. Therefore, it is preferable that the cationic substance and the anionic substance are present in appropriate amounts. Although not particularly limited, in order to present an amount appropriate cationic substance and anionic substance, for example, when these materials have only one functional group, the hollow fiber membrane surface area 1 m 2 per 0.0003 It is preferable to introduce 1.5 mol, and more preferably 0.00075 to 0.015 mol per 1 m 2 of the surface area of the hollow fiber membrane. When the cationic substance and the anionic substance have a plurality of functional groups, the amount introduced may be adjusted depending on the type and number of functional groups. That is, when two similar functional groups are present, a half amount is a suitable value as compared with the case where there is one functional group. In addition, since the introduction efficiency and the charge differ depending on the kind of the cationic substance and the anionic substance, the introduction amount into an appropriate module may vary greatly. Also, depending on the type of hollow fiber membrane to be introduced, the proper amount of introduction may differ because the original charge of the membrane is different.

中空糸膜を陽性荷電にするには、カチオン性物質を適度に存在させることによって、達成することができる。カチオン性物質が存在するとは、中空糸膜にカチオン性物質が化学結合や吸着をおこしていることを指す。ここでいうところのカチオン性物質とは、pH4.5において、電荷が1meq/g以上の物質のことを指す。なかでも、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、インドール基、ピリジン基、ピリダジン基、キノリン基、ピペリジン基、ピロリジン基、チアゾール基、プリン基、などの官能基を有している物質が好適に用いられる。入手のしやすさから、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、ポリリジン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ビニルイミダゾリウムメトクロライドとビニルピロリドンとの共重合体などが好適に用いられる。また、2種類以上のカチオン性物質を併用して用いてもよい。   Making the hollow fiber membrane positively charged can be achieved by the appropriate presence of a cationic substance. The presence of a cationic substance means that the cationic substance is chemically bonded or adsorbed on the hollow fiber membrane. The cationic substance here refers to a substance having an electric charge of 1 meq / g or more at pH 4.5. Among them, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, pyrrole group, pyrazole group, imidazole group, indole group, pyridine group, pyridazine group, quinoline group, piperidine group, pyrrolidine group, A substance having a functional group such as a thiazole group or a purine group is preferably used. From the viewpoint of availability, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, diethylaminoethyldextran, polylysine, polydiallyldimethylammonium chloride, a copolymer of vinylimidazolium methochloride and vinylpyrrolidone, and the like are preferably used. Two or more kinds of cationic substances may be used in combination.

アニオン性物質が存在するとは、中空糸膜にアニオン性物質が化学結合や吸着をおこしていることを指す。ここでいうところのアニオン性物質とは、pH9.5において、電荷が1meq/g以上の物質のことを指す。なかでも、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、チオカルボキシル基、硫酸基などの官能基を有している物質が好適に用いられる。入手のしやすさから、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリリン酸、デキストラン硫酸などが好適に用いられる。また、2種類以上のアニオン性物質を併用して用いてもよい。   The presence of an anionic substance means that the anionic substance is chemically bonded or adsorbed on the hollow fiber membrane. The anionic substance here refers to a substance having a charge of 1 meq / g or more at pH 9.5. Among these, substances having a functional group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a thiocarboxyl group, and a sulfuric acid group are preferably used. From the viewpoint of availability, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyphosphoric acid, dextran sulfate and the like are preferably used. Two or more types of anionic substances may be used in combination.

中空糸膜内表面が陽性荷電を有し、膜全体では陽性電荷が低い中空糸膜を得るためには、上記のようなカチオン性物質を、中空糸膜内表面に多く存在させることによって達成できる。また、アニオン性物質を中空糸膜外表面に多く存在させることによっても達成できる。特に限定されるわけではないが、外表層に比べて内表層のカチオン性物質の密度が2倍以上であることが好ましい。または、外表層に比べて内表層のアニオン性物質の密度が1/2以下であることが好ましい。ここでいうところの内表層とは、中空糸膜内側の表面から深さ3μmまでの領域を指し、外表層とは、中空糸膜外側の表面から深さ3μmまでの領域を指す。   In order to obtain a hollow fiber membrane having a positive charge on the inner surface of the hollow fiber membrane and a low positive charge in the entire membrane, it can be achieved by making a large amount of the above cationic substances present on the inner surface of the hollow fiber membrane. . It can also be achieved by allowing a large amount of anionic substances to be present on the outer surface of the hollow fiber membrane. Although not particularly limited, it is preferable that the density of the cationic substance on the inner surface layer is twice or more that of the outer surface layer. Or it is preferable that the density of the anionic substance of an inner surface layer is 1/2 or less compared with an outer surface layer. The inner surface layer here refers to a region from the inner surface of the hollow fiber membrane to a depth of 3 μm, and the outer surface layer refers to a region from the outer surface of the hollow fiber membrane to a depth of 3 μm.

内表層および外表層に導入された物質の密度は、例えば、中空糸膜の断面をTOF−SIMSにて測定し、導入された物質の相対量から求められる。   The density of the substance introduced into the inner surface layer and the outer surface layer is obtained from, for example, the relative amount of the substance introduced by measuring the cross section of the hollow fiber membrane with TOF-SIMS.

膜表面にカチオン性物質またはアニオン性物質を多く存在させるには、中空糸膜成型時に導入する方法と、中空糸膜成形後に導入する方法が挙げられる。   In order to make a large amount of a cationic substance or an anionic substance exist on the membrane surface, there are a method of introducing at the time of forming the hollow fiber membrane and a method of introducing after forming the hollow fiber membrane.

中空糸膜の成型は、中空糸膜原液を二重環状口金から吐出する際に内側に注入液を流し、乾式部を走行させた後、凝固浴へ導くことで得られる。このとき注入液中にカチオン性物質を添加することで、中空糸膜内表面にカチオン性物質を付与することができる。また、凝固浴にアニオン性物質を添加することで、中空糸膜外表面にアニオン性物質を付与することができる。

さらに、中空糸膜を人工腎臓モジュールに組み込んだ後、カチオン性物質またはアニオン性物質を付与することもできる。すなわち、中空糸膜内表面側にカチオン性物質溶液を通液するか、中空糸膜外表面側にアニオン性物質溶液を通液すればよい。すると、カチオン性物質またはアニオン性物質と中空糸膜表面の間に、静電相互作用、疎水性相互作用、親水性相互作用などの分子間力による吸着、または化学結合がおこる。
The hollow fiber membrane can be molded by flowing the injection solution inside when discharging the hollow fiber membrane stock solution from the double annular die, running the dry part, and then guiding it to the coagulation bath. At this time, the cationic substance can be imparted to the inner surface of the hollow fiber membrane by adding the cationic substance to the injection solution. Moreover, an anionic substance can be provided to the outer surface of the hollow fiber membrane by adding an anionic substance to the coagulation bath.

Furthermore, after incorporating the hollow fiber membrane into the artificial kidney module, a cationic substance or an anionic substance can be applied. That is, a cationic substance solution may be passed through the hollow fiber membrane inner surface side, or an anionic substance solution may be passed through the hollow fiber membrane outer surface side. Then, adsorption or chemical bonding occurs between the cationic substance or anionic substance and the surface of the hollow fiber membrane by intermolecular forces such as electrostatic interaction, hydrophobic interaction, and hydrophilic interaction.

カチオン性物質溶液を通液する際に、血液側から透析液側に濾過をかけると、膜の中空糸膜内表面に効率的に導入できるので、好ましい。また、アニオン性物質溶液を通液する際に、透析液側から血液側に濾過をかけると、膜の中空糸外表面に効率的に導入できるので、好ましい。ここでいう濾過とは、膜を通して、物質が濾されることをいう。濾過がかかった状態とは、濾される溶液の通液流量の1%以上好ましくは10%以上、さらに好ましくは50%以上が濾液として出てきている状態をいう。中空糸膜の場合は、血液側、透析液側のそれぞれの流量から計算すればよい。このとき、使用するカチオン性物質およびアニオン性物質としては、その大部分が膜を透過してしまうような、分子量の小さい物質は不適であり、高分子であることが好ましい。つまり、中空糸内表面の陽性荷電を強くしようとすると、中空糸膜内孔部にも多くのカチオン性物質が導入されるため、膜全体が過度に陽性荷電を帯びてしまう。同様に、中空糸膜外表面の陰性荷電を強くしようとする場合も、中空糸膜内表面側にも多くのアニオン性物質が導入されるため、中空糸膜内表面の陽性荷電を弱めてしまう。このため、カチオン性物質およびアニオン性物質は、重量平均分子量が5万以上、好ましくは50万以上の高分子が好適に用いられる。   When the cationic substance solution is passed, it is preferable to apply filtration from the blood side to the dialysate side because it can be efficiently introduced into the inner surface of the hollow fiber membrane. In addition, it is preferable to apply filtration from the dialysate side to the blood side when passing through the anionic substance solution because it can be efficiently introduced into the outer surface of the membrane hollow fiber. Filtration here means that a substance is filtered through a membrane. The filtered state refers to a state where 1% or more, preferably 10% or more, more preferably 50% or more of the flow rate of the solution to be filtered comes out as filtrate. In the case of a hollow fiber membrane, it may be calculated from the respective flow rates on the blood side and dialysate side. At this time, as the cationic substance and the anionic substance to be used, a substance having a small molecular weight that most of the substance penetrates the membrane is unsuitable, and is preferably a polymer. That is, if an attempt is made to increase the positive charge on the hollow fiber inner surface, a large amount of a cationic substance is also introduced into the inner part of the hollow fiber membrane, so that the entire membrane is excessively positively charged. Similarly, when trying to increase the negative charge on the outer surface of the hollow fiber membrane, a lot of anionic substances are also introduced into the inner surface side of the hollow fiber membrane, so that the positive charge on the inner surface of the hollow fiber membrane is weakened. . For this reason, as the cationic substance and the anionic substance, a polymer having a weight average molecular weight of 50,000 or more, preferably 500,000 or more is suitably used.

また、カチオン性物質溶液またはアニオン性物質溶液を通液した後に、カチオン性物質およびアニオン性物質を含まない液によって同一方向に濾過をかけると、カチオン性物質またはアニオン性物質が効率的に導入されるので好ましい。充填液中に残留しているカチオン性物質またはアニオン性物質が中空糸膜表面に導入されるためである。   In addition, if a cationic substance solution or an anionic substance solution is passed through and then filtered in the same direction with a liquid that does not contain a cationic substance and an anionic substance, the cationic substance or anionic substance is efficiently introduced. Therefore, it is preferable. This is because the cationic substance or anionic substance remaining in the filling liquid is introduced to the surface of the hollow fiber membrane.

なお、カチオン性物質溶液およびアニオン性物質溶液の溶媒としては、中空糸膜が変形しないものであれば、特に限定しないが、安全性の面から考えて水もしくはアルコールなどが好適に用いられる。カチオン性物質およびアニオン性物質の濃度としては、該物質の種類にもよるが、一般的には、1重量ppmから50wt%、好ましくは10重量ppmから10wt%の範囲である。50wt%を超えると、コストに見合った膜への導入量が得られない。また、10重量ppm未満になると、カチオン性物質の量が少ないため、導入効率が悪くなる。   The solvent for the cationic substance solution and the anionic substance solution is not particularly limited as long as the hollow fiber membrane does not deform, but water or alcohol is preferably used from the viewpoint of safety. The concentration of the cationic substance and the anionic substance is generally in the range of 1 wt ppm to 50 wt%, preferably 10 wt ppm to 10 wt%, depending on the type of the substance. If it exceeds 50 wt%, an introduction amount to the film corresponding to the cost cannot be obtained. On the other hand, when the amount is less than 10 ppm by weight, the amount of the cationic substance is small and the introduction efficiency is deteriorated.

また、人工腎臓などの医療用具は滅菌することが必要であり、近年は残留毒性の少なさや簡便さの点から、放射線滅菌法が多用されており、特に、γ線や電子線が好適に用いられている。例えば、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とされている。また、放射線照射によってラジカルが発生し、導入された物質と中空糸膜の間に化学結合が形成されることがある。したがって、このような場合、導入された物質の溶出量が低下するので好ましい方法である。   In addition, medical devices such as artificial kidneys need to be sterilized, and in recent years, radiation sterilization methods are frequently used from the viewpoint of low residual toxicity and simplicity, and γ rays and electron beams are particularly preferably used. It has been. For example, in order to sterilize a blood purification module with γ rays, it is considered that irradiation with a dose of 15 kGy or more is preferable. Moreover, radicals are generated by irradiation, and chemical bonds may be formed between the introduced substance and the hollow fiber membrane. Therefore, in such a case, the amount of the introduced substance is reduced, which is a preferable method.

また、γ線滅菌によって変性しやすいポリマーが存在する場合には、充填液にピロ亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、エタノール、メタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、グリセリン、グルコース、エチレングリコールなどのラジカルスカベンジャーを添加することが好ましい。   In addition, when there is a polymer that is easily denatured by γ-ray sterilization, the filling solution contains sodium pyrosulfite, ascorbic acid, ethanol, methanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, glycerin, glucose, ethylene It is preferable to add a radical scavenger such as glycol.

中空糸膜は、医療用に用いられている素材が好ましく、例えば、セルロース系ポリマー、ポリメチルメタクレート、ポリアクリルニトリル、ポリスルホンやポリエーテルスルホンなどのポリスルホン系ポリマーなどが挙げられる。この中でも特にポリスルホン系ポリマーを用いることで、β−ミクログロブリンのクリアランスが高い中空糸膜を得ることができるため、好適に用いられる。 The hollow fiber membrane is preferably a material used for medical purposes, and examples thereof include cellulose polymers, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polysulfone polymers such as polysulfone and polyethersulfone, and the like. Among these, by using a polysulfone-based polymer, a hollow fiber membrane having a high β 2 -microglobulin clearance can be obtained, and therefore, it is preferably used.

β−ミクログロブリンは、分子量11500のタンパク質であり、その蓄積により、透析アミロイド症などの長期合併症を引き起こす。現在では、市販の人工腎臓のほとんどが、β−ミクログロブリンのクリアランスが10ml/min以上であるII型透析器である。しかしながら、近年では、ポリスルホン系の中空糸膜の普及によってβ−ミクログロブリンのクリアランスが30ml/min以上の高性能タイプの人工腎臓が主流になっている。 β 2 -microglobulin is a protein having a molecular weight of 11,500, and its accumulation causes long-term complications such as dialysis amyloidosis. At present, most commercially available artificial kidneys are type II dialysers with a β 2 -microglobulin clearance of 10 ml / min or more. However, in recent years, high-performance artificial kidneys with a β 2 -microglobulin clearance of 30 ml / min or more have become mainstream due to the widespread use of polysulfone-based hollow fiber membranes.

中空糸膜の構造が内表面に緻密層を有する非対称膜構造であれば、β−ミクログロブリンクリアランスを高くすることが可能であるために、本発明においては、特に好適に用いられる。ここで、内表面に緻密層を有する非対称膜構造とは、内表面から膜厚方向に200nm以内の領域の空隙率が60%以下、外表面から膜厚方向に200nm以内の領域の空隙率が70%以上の構造をもつ中空糸膜のことを言う。空隙率の算出方法としては、中空糸膜の長手方向に100nm以下の長さを有する中空糸膜断面の超薄膜切片を作成し、透過型電子顕微鏡で切片を5万倍に拡大した画像を撮る。画像のコントラストを上げるために、適宜、染色を行っても良い。また、透過型電子顕微鏡による画像はサンプルの投影像であるから、観察する切片が厚くなるほど、空隙率は低く算出される。したがって、切片厚みは極力薄くすることが好ましい。得られた電子顕微鏡の画像から表面近傍の空隙率を算出する。空隙率を算出する領域は、表面を0点として、厚み方向に0〜200nm、表面と平行方向に幅3μmの長方形領域とする。 If the structure of the hollow fiber membrane is an asymmetric membrane structure having a dense layer on the inner surface, the β 2 -microglobulin clearance can be increased, and therefore it is particularly preferably used in the present invention. Here, the asymmetric membrane structure having a dense layer on the inner surface means that the porosity in the region within 200 nm from the inner surface in the film thickness direction is 60% or less, and the porosity in the region within 200 nm in the film thickness direction from the outer surface. This refers to a hollow fiber membrane having a structure of 70% or more. As a method for calculating the porosity, an ultrathin section of a hollow fiber membrane cross section having a length of 100 nm or less in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane is created, and an image obtained by enlarging the section by 50,000 times with a transmission electron microscope is taken. . In order to raise the contrast of an image, you may dye | stain suitably. Further, since the image obtained by the transmission electron microscope is a projected image of the sample, the void ratio is calculated to be lower as the slice to be observed becomes thicker. Therefore, it is preferable to make the slice thickness as thin as possible. The porosity in the vicinity of the surface is calculated from the obtained electron microscope image. The area for calculating the porosity is a rectangular area having a surface of 0 point and a thickness of 0 to 200 nm in the thickness direction and a width of 3 μm in the direction parallel to the surface.

空隙率は、画像処理装置により求められる空隙部分の総面積から、(3)式で求めることができる。
空隙率=(S1/S2)×100(%) (3)
(3)式において、S1=空隙部分の総面積、S2=画像処理を行う部分の総面積である。
The void ratio can be obtained by the expression (3) from the total area of the void portions obtained by the image processing apparatus.
Porosity = (S1 / S2) × 100 (%) (3)
In the equation (3), S1 = total area of the gap portion, and S2 = total area of the portion where image processing is performed.

なお、表面が湾曲していたり、凹凸がある場合は、最も凹んでいる部分を0nmとする。また、表面が不明瞭な場合、膜中のコントラストのもっとも高い部分と、膜ではない箇所のコントラストがもっとも低い部分の中間値を表面とする。   If the surface is curved or has irregularities, the most concave portion is set to 0 nm. When the surface is unclear, the surface is defined as an intermediate value between a portion having the highest contrast in the film and a portion having the lowest contrast in a non-film portion.

本発明で用いられるポリスルホン系ポリマーは、主鎖に芳香環、スルフォニル基およびエーテル基をもつもので、例えば、次式(1)、(2)の化学式で示されるポリスルホンが好適に使用されるが、本発明ではこれらに限定されない。式中のnは、例えば50〜80の如き整数である。   The polysulfone polymer used in the present invention has an aromatic ring, a sulfonyl group and an ether group in the main chain. For example, polysulfone represented by the following chemical formulas (1) and (2) is preferably used. However, the present invention is not limited to these. N in the formula is an integer such as 50 to 80.

Figure 0004893099
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ポリスルホンの具体例としては、ユーデル(登録商標)ポリスルホンP−1700、P−3500(ソルベイ社製)、ウルトラゾーン(登録商標)S3010、S6010(BASF社製)、ビクトレックス(登録商標)(住友化学)、レーデル(登録商標)A(ソルベイ社製)、ウルトラゾーン(登録商標)E(BASF社製)等のポリスルホンが挙げられる。又、本発明で用いられるポリスルホンは上記式(1)及び/又は(2)で表される繰り返し単位のみからなるポリマーが好適ではあるが、本発明の効果を妨げない範囲で他のモノマーと共重合していても良い。特に限定するものではないが、他の共重合モノマーは10重量%以下であることが好ましい。   Specific examples of polysulfone include Udel (registered trademark) Polysulfone P-1700, P-3500 (manufactured by Solvay), Ultrason (registered trademark) S3010, S6010 (manufactured by BASF), Victrex (registered trademark) (Sumitomo Chemical) ), Radel (registered trademark) A (manufactured by Solvay), Ultrasulone (registered trademark) E (manufactured by BASF), and the like. In addition, the polysulfone used in the present invention is preferably a polymer composed only of the repeating unit represented by the above formula (1) and / or (2). However, it does not interfere with the effects of the present invention. It may be polymerized. Although it does not specifically limit, it is preferable that another copolymerization monomer is 10 weight% or less.

人工腎臓の製造方法についての一例を示す。人工腎臓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、ポリスルホンおよびポリビニルピロリドンを良溶媒または良溶媒を含む混合溶媒に溶解させたものを原液とする。ポリマー濃度は、10〜30wt%が好ましく、15〜25重量%がより好ましい。ポリスルホンおよびポリビニルピロリドンの重量比率は、20:1〜1:5が好ましく、5:1〜1:1がより好ましい。良溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジオキサンなどが好ましい。該原液を二重環状口金の外側の管から吐出し、乾式部を走行させた後凝固浴へ導く。二重環状口金の内側の管からは、中空部を形成するための注入液もしくは気体を吐出する。この際、乾式部の湿度が影響を与えるために、乾式部走行中に膜外表面からの水分補給によって、外表面近傍での相分離挙動を速め、孔径拡大し、結果として透析の際の透過/拡散抵抗を減らすことも可能である。ただし、相対湿度が高すぎると外表面での原液凝固が支配的になり、かえって孔径が小さくなり、結果として透析の際の透過/拡散抵抗を増大する傾向がある。そのため、相対湿度としては60〜90%が好適である。また、注入液組成としては、プロセス適性から、原液に用いた溶媒を基本とする組成からなるものを用いることが好ましい。注入液濃度としては、例えばジメチルアセトアミドを用いたときは、45〜80重量%、さらには60〜75重量%の水溶液が好適に用いられる。     An example of a method for producing an artificial kidney will be shown. As a method for producing a hollow fiber membrane incorporated in an artificial kidney, there are the following methods. That is, a solution obtained by dissolving polysulfone and polyvinylpyrrolidone in a good solvent or a mixed solvent containing a good solvent is used as a stock solution. The polymer concentration is preferably 10 to 30 wt%, more preferably 15 to 25 wt%. The weight ratio of polysulfone and polyvinylpyrrolidone is preferably 20: 1 to 1: 5, and more preferably 5: 1 to 1: 1. As the good solvent, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dioxane and the like are preferable. The undiluted solution is discharged from the outer pipe of the double annular die, and after running through the dry section, it is led to the coagulation bath. An injection solution or a gas for forming a hollow portion is discharged from a tube inside the double annular base. At this time, the humidity of the dry part has an effect, so that the phase separation behavior near the outer surface is accelerated by replenishing moisture from the outer surface of the membrane while the dry part is running. It is also possible to reduce the diffusion resistance. However, when the relative humidity is too high, the solid solution coagulation on the outer surface becomes dominant, and the pore diameter is rather reduced, and as a result, the permeation / diffusion resistance during dialysis tends to increase. Therefore, the relative humidity is preferably 60 to 90%. Moreover, as an injection liquid composition, it is preferable to use what consists of a composition based on the solvent used for the undiluted | stock solution from process aptitude. For example, when dimethylacetamide is used as an injection solution concentration, an aqueous solution of 45 to 80% by weight, more preferably 60 to 75% by weight, is preferably used.

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、ヘッダーを取り付けることで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 header is attached to obtain a hollow fiber membrane module.

上記のようにして得られた中空糸膜型人工腎臓の基本構造の一例を図1に示す。図1中、1は動脈側ヘッダー、2は静脈側ヘッダー、3は血液側入口、4は血液側出口、5は中空糸膜、6は血液、7はモジュールケース、8は透析液側入口、9は透析液側出口、10はポッティング部、11は血液回路を示す。   An example of the basic structure of the hollow fiber membrane artificial kidney obtained as described above is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is an artery side header, 2 is a vein side header, 3 is a blood side inlet, 4 is a blood side outlet, 5 is a hollow fiber membrane, 6 is blood, 7 is a module case, 8 is a dialysate side inlet, 9 is a dialysate side outlet, 10 is a potting part, and 11 is a blood circuit.

以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
1.人工腎臓の作製方法
ポリスルホン(ソルベイ社製ユーデルポリスルホン(登録商標)P−3500)18重量部およびポリビニルピロリドン(BASF社製K30)8重量部をN,N’−ジメチルアセトアミド73重量部および水1重量部の混合溶媒に加え、80℃で15時間加熱して溶解し、製膜原液を得た。この製膜原液を外側の内径0.3mm、内側の内径0.2mmのオリフィス型二重円筒型口金の外側の管より吐出した。芯液としてN,N’−ジメチルアセトアミド60重量部および水40重量部からなる溶液を内側の管より吐出した。吐出された製膜原液は、乾式長350mmを通過した後、水100%の凝固浴に導かれ、中空糸膜が得られた。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
1. Preparation Method of Artificial Kidney Polysulfone (Udel Polysulfone (registered trademark) P-3500 manufactured by Solvay) 18 parts by weight and polyvinylpyrrolidone (BASF K30) 8 parts by weight N, N′-dimethylacetamide 73 parts by weight and water 1 In addition to parts by weight of the mixed solvent, it was dissolved by heating at 80 ° C. for 15 hours to obtain a film-forming stock solution. This film-forming stock solution was discharged from an outer tube of an orifice type double cylindrical die having an inner diameter of 0.3 mm and an inner diameter of 0.2 mm. A solution consisting of 60 parts by weight of N, N′-dimethylacetamide and 40 parts by weight of water was discharged from the inner tube as the core liquid. The discharged membrane forming stock solution passed through a dry length of 350 mm, and was then introduced into a 100% water coagulation bath to obtain a hollow fiber membrane.

得られた中空糸膜を10000本、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、両端部を樹脂で封止した。中空糸が開口するように封糸部を切断し、ヘッダーを取り付けた。以上のようにして、中空糸膜内表面積1.6mの人工腎臓を作成した。
2.測定方法
2.1.膜全体の総荷電量測定
中空糸膜の乾燥重量を測定した。このとき、0.05gをはかりとった。荷電量が多く、滴定できない場合は適宜、重量を軽くすればよい。秤量した中空糸膜を0.1Nの水酸化ナトリウム20mlで洗浄した後、蒸留水で洗浄した。洗浄後の蒸留水に1%フェノールフタレイン溶液を滴下して着色しなくなるまで蒸留水での洗浄をくりかえした。洗浄後の中空糸膜を恒量になるまで乾燥した。乾燥による熱変性を防ぐために凍結乾燥が好ましいが、凍結乾燥が困難な場合はこれに限らない。凍結乾燥後の中空糸膜を、50ml遠沈管に入れた。0.001Nの塩酸20mlを、中空糸膜が塩酸に浸かりきるように加えた。30℃、1分間に150回の速度で24時間振盪した。振盪後の液の上清10mlを0.001Nの水酸化ナトリウムで滴定した。なお、指示薬として1%フェノールフタレイン溶液を2滴添加した。この滴定結果より陽性荷電量を求めた。また、水酸化ナトリウムの滴下量が2μmol未満で滴定が完了した場合は、中空糸膜の測定量を減量し、再度測定を行った。
10000 hollow fiber membranes obtained were inserted into a cylindrical plastic case having a dialysate inlet and a dialysate outlet as shown in FIG. 1, and both ends were sealed with resin. The sealed portion was cut so that the hollow fiber opened, and a header was attached. As described above, an artificial kidney having a hollow fiber membrane inner surface area of 1.6 m 2 was prepared.
2. Measuring method 2.1. Measurement of total charge of the entire membrane The dry weight of the hollow fiber membrane was measured. At this time, 0.05 g was weighed. If the amount of charge is large and titration is not possible, the weight may be reduced as appropriate. The weighed hollow fiber membrane was washed with 20 ml of 0.1N sodium hydroxide and then with distilled water. A 1% phenolphthalein solution was dropped into the distilled water after washing, and washing with distilled water was repeated until no color was obtained. The washed hollow fiber membrane was dried until a constant weight was reached. In order to prevent heat denaturation due to drying, lyophilization is preferred, but not limited to this when freeze-drying is difficult. The hollow fiber membrane after lyophilization was placed in a 50 ml centrifuge tube. 20 ml of 0.001N hydrochloric acid was added so that the hollow fiber membrane could be immersed in hydrochloric acid. The mixture was shaken at 30 ° C. at a rate of 150 times per minute for 24 hours. 10 ml of the supernatant after shaking was titrated with 0.001N sodium hydroxide. In addition, 2 drops of 1% phenolphthalein solution was added as an indicator. The positive charge amount was determined from the titration result. Moreover, when titration was completed when the dropping amount of sodium hydroxide was less than 2 μmol, the measurement amount of the hollow fiber membrane was reduced and the measurement was performed again.

総荷電量は、(4)式より算出した。       The total charge amount was calculated from equation (4).

E=(V×N−V×N)÷m (4)
ここで、E=陽性荷電量(μeq/g)、V=塩酸量(ml)、N=塩酸の規定度(μeq/ml)、V=滴定値(ml)、N水酸化ナトリウムの規定度(μeq/ml)、m=中空糸乾燥重量(g)である。
2.2.中空糸膜内表面のゼータ電位
中空糸膜100本を束ねて内径15mmの円筒状のセルに充填し、ポット材で筒の端部に固定した。このときのポット材は日本ポリウレタン工業製ポリウレタン:KC256,KN503を用いた。ポット材で固定した後、1日後に端面をカットして、筒の高さ方向の長さ4.5cmから5cmのセルとした。ゼータ電位の測定はAnton Peer社製のゼータ電位測定装置EKA型で測定した。本測定では、測定液の比導電率と、セルに測定液を流したときのセル両端の圧力差と電位差を測定することによって、計算よりゼータ電位を算出している。そのときの測定液は0.001Nの塩化カリウム、測定液容量は500ml、測定pHは2.5とした。測定前に、0.001Nの塩化カリウムで一晩浸漬してから測定した。
2.3.酸化LDL除去率測定
2.3.1.抗酸化LDL抗体の作製
板部らが作製したものを用いた(H.Itabe et al.,J.Biol.chem.269:15274、1994)。すなわち、ヒト粥状硬化病巣ホモジェネートをマウスに注射して免疫、そのマウスの脾臓からハイブリドーマを作製し、硫酸銅処理LDLと反応するものを選別した。抗体クラスはマウスIgMで、未処理LDL、アセチルLDL、マロンジアルデヒドLDLとは反応しない。フォスファチジルコリンのアルデヒド誘導体やヒドロペルオキシドを含めていくつかのフォスファチジルコリン過酸化反応生成物と反応する。150mMの塩化ナトリウムを含む10mMほう酸緩衝液(pH8.5)に溶解したものを用いた(蛋白濃度0.60mg/ml)。
2.3.2.酸化LDLの調製
市販のLDL(フナコシ製)を脱塩した後、0.2mg/mlとなるようにリン酸緩衝液(以下PBSという)で希釈後、0.5mM硫酸銅水溶液を1wt%添加し、37℃で16時間反応させた。25mMのエチレンジアミン四酢酸(以下EDTAという)を1wt%、10wt%アジ化ナトリウムを0.02wt%となるように添加したものを酸化LDL標品とした。
2.3.3.吸着操作
健常者血漿(日本人、30代)に上記酸化LDLを2μg/mlとなるように添加した。
E = (V H × N H -V N × N N) ÷ m (4)
Here, E = positively charged amount (μeq / g), V H = hydrochloric acid amount (ml), normality of N H = hydrochloric acid (μeq / ml), V N = titre (ml), N N sodium hydroxide Normality (μeq / ml), m = hollow fiber dry weight (g).
2.2. Zeta potential on the inner surface of the hollow fiber membrane 100 hollow fiber membranes were bundled and filled into a cylindrical cell having an inner diameter of 15 mm, and fixed to the end of the tube with a pot material. The pot material used here was polyurethane: KC256, KN503 manufactured by Nippon Polyurethane Industry. After fixing with the pot material, the end face was cut one day later to obtain a cell having a length of 4.5 cm to 5 cm in the height direction of the cylinder. The zeta potential was measured with a Zeta potential measuring device EKA type manufactured by Anton Peer. In this measurement, the zeta potential is calculated from the calculation by measuring the specific conductivity of the measurement liquid and the pressure difference and the potential difference at both ends of the cell when the measurement liquid is passed through the cell. The measurement liquid at that time was 0.001N potassium chloride, the measurement liquid volume was 500 ml, and the measurement pH was 2.5. Before the measurement, it was measured after being immersed in 0.001N potassium chloride overnight.
2.3. Oxidized LDL removal rate measurement 2.3.1. Production of Antioxidant LDL Antibody The one produced by Itabe et al. (H. Itabe et al., J. Biol. Chem. 269: 15274, 1994) was used. That is, human atherosclerotic lesion homogenate was injected into mice for immunization, hybridomas were prepared from the spleens of the mice, and those that reacted with copper sulfate-treated LDL were selected. The antibody class is mouse IgM and does not react with untreated LDL, acetyl LDL, or malondialdehyde LDL. Reacts with several phosphatidylcholine peroxidation products, including aldehyde derivatives of phosphatidylcholine and hydroperoxides. What was dissolved in 10 mM borate buffer (pH 8.5) containing 150 mM sodium chloride was used (protein concentration 0.60 mg / ml).
2.3.2. Preparation of oxidized LDL After desalting commercially available LDL (manufactured by Funakoshi), diluted with a phosphate buffer solution (hereinafter referred to as PBS) to 0.2 mg / ml, 1 wt% of 0.5 mM aqueous copper sulfate solution was added. And reacted at 37 ° C. for 16 hours. An oxidized LDL preparation was prepared by adding 25 mM ethylenediaminetetraacetic acid (hereinafter referred to as EDTA) to a concentration of 1 wt%, 10 wt% sodium azide to 0.02 wt%.
2.3.3. Adsorption Operation The oxidized LDL was added to healthy human plasma (Japanese, 30s) to 2 μg / ml.

中空糸膜で長さ12cm、本数50本のミニモジュールを作成し、内径7mm(外径10mm)、長さ2cmのシリコーンチューブ(製品名ARAM)と異形コネクターを介して、内径0.8mm(外径1mm)のシリコーンチューブ(製品名ARAM、37cmのものを両端に2本)でつなぎ、上記血漿1.5mlを0.5ml/minの流量で25℃、4時間中空糸内に環流した。   A mini-module with a length of 12 cm and a number of 50 is made of hollow fiber membranes, and an inner diameter of 0.8 mm (outer diameter) through a silicone tube (product name ARAM) with an inner diameter of 7 mm (outer diameter of 10 mm) and a length of 2 cm and a deformed connector. A silicone tube (diameter 1 mm) (product name: ARAM, 37 cm, two at each end) was connected, and 1.5 ml of the plasma was circulated in the hollow fiber at 25 ° C. for 4 hours at a flow rate of 0.5 ml / min.

さらにミニモジュールをつけずにシリコーンチューブのみでも環流操作を行った。
2.3.4.酸化LDL濃度の測定
抗酸化LDL抗体をPBSで5μg/mlに希釈し、96穴のプレートに100μl/ウェルずつ分注し、室温で2時間振盪した後、4℃にて一晩以上壁に吸着させた。
Furthermore, the recirculation operation was performed only with the silicone tube without attaching the mini module.
2.3.4. Measurement of oxidized LDL concentration Antioxidant LDL antibody was diluted to 5 μg / ml with PBS, dispensed into a 96-well plate at 100 μl / well, shaken at room temperature for 2 hours, and then adsorbed on the wall at 4 ° C. overnight or longer. I let you.

ウェル中の抗体溶液を捨て、1wt%Bovine Serum Albmin(BSA。“フラクションV”、生化学工業)を含むトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)を200μl/ウェルずつ分注し、室温で2時間浸透して壁をブロッキングした後、ウェル中のBSAを捨て、酸化LDLを含んだ血漿および検量線作成用のスタンダード(0〜2μg/mlの酸化LDLを含むPBS緩衝液)を100μl/ウェルずつ分流した。その後、室温で30分浸透した後、4℃で一晩放置した。   Discard the antibody solution in the well, dispense 200 μl / well of Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0) containing 1 wt% Bovine Serum Albumin (BSA. “Fraction V”, Seikagaku Corporation), and then at room temperature for 2 hours. After permeation and blocking the wall, discard BSA in the well, and distribute 100 μl / well of plasma containing oxidized LDL and a standard for preparing a calibration curve (PBS buffer containing 0-2 μg / ml oxidized LDL). did. Then, after permeating at room temperature for 30 minutes, it was left at 4 ° C. overnight.

室温に戻し、ウェル中の溶液を捨て、0.05wt%“トゥイーン−20”(片山化学)を含むトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)でウェルを3回洗浄した。洗浄したウェルにPBSで2000倍に希釈したヒツジ抗アポB抗体(THEBINDING SITE)を100μl/ウェルずつ分注し、室温で2時間浸透した後、ウェル中の抗アポB抗体を捨て、0.05wt%“トゥイーン−20”(片山化学)を含むトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)でウェルを3回洗浄した。洗浄したウェルに2wt%“ブロックエース”(大日本製薬)を含むトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)で2000倍に希釈したアルカリ性フォスファターゼ標識ロバ抗ヒツジIgG抗体(CHEMICON)を100μl/ウェルを3回洗浄し、さらにトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)で2回洗浄した。続いて、p−ニトロフェニルリン酸(Boehringer Mannheim GmbH)の1mg/ml溶液(0.0005M 塩化マグネシウム、1Mジエタノールアミン緩衝液、pH9.8)を100μl/ウェルずつ分注し、適当な時間室温で反応させた後、415nmの吸光度をプレートリーダーで測定した。スタンダードの結果から検量線を引き、酸化LDL濃度を決定した。   After returning to room temperature, the solution in the well was discarded, and the well was washed three times with Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.05 wt% “Tween-20” (Katayama Chemical). Sheep anti-apo B antibody (THEBINDING SITE) diluted 2000 times with PBS was dispensed at 100 μl / well into the washed wells, and permeated at room temperature for 2 hours. Then, anti-apo B antibody in the wells was discarded, and 0.05 wt. The wells were washed three times with Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing% “Tween-20” (Katayama Chemical). 100 μl / well of alkaline phosphatase-labeled donkey anti-sheep IgG antibody (CHEMICON) diluted 2000 times with Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 2 wt% “Block Ace” (Dainippon Pharmaceutical) in the washed well The plate was washed twice and further washed twice with Tris-HCl buffer (pH 8.0). Subsequently, 1 mg / ml solution (0.0005M magnesium chloride, 1M diethanolamine buffer, pH 9.8) of p-nitrophenyl phosphate (Boehringer Mannheim GmbH) was dispensed at 100 μl / well and reacted at room temperature for an appropriate time. Then, the absorbance at 415 nm was measured with a plate reader. A calibration curve was drawn from the standard results to determine the oxidized LDL concentration.

環流前後の血漿中の酸化LDLを定量することにより、酸化LDL除去率を上記(1)式より算出した。シリコーンチューブのみでの酸化LDL除去率を算出し、差し引いた。
2.4.エンドトキシン透過率測定
透析液側から血液側へのエンドトキシンの流入は、エンドトキシン透過率で示す。ここでいうエンドトキシン透過率とは、透析液側に流したエンドトキシンと血液側に流入したエンドトキシンの百分率の値である。エンドトキシン透過率が低いほうが、血液側へのエンドトキシンの流入が少ないので、優れた人工腎臓だといえる。エンドトキシン透過率試験の方法を以下に示す。エンドトキシンフリー水(日本薬局方注射用水:大塚製薬)1L(流速500ml/min)を、血液導出口4から入れ、血液導入口3から出し、モジュールを洗浄した。このとき、透析液の導出入口ともに栓をした。次に、エンドトキシンフリー水1L(流速500ml/min)を、血液導出口4から入れ、透析液導出口9から出し、モジュールを洗浄した。このとき、血液導入口3および透析液導入口8に栓をした。
The oxidized LDL removal rate was calculated from the above formula (1) by quantifying oxidized LDL in plasma before and after reflux. The oxidized LDL removal rate with only the silicone tube was calculated and subtracted.
2.4. Endotoxin permeability measurement Influx of endotoxin from the dialysate side to the blood side is indicated by endotoxin permeability. Here, the endotoxin permeability is a percentage value of endotoxin that has flowed to the dialysate side and endotoxin that has flowed to the blood side. A lower endotoxin permeability is a better artificial kidney because there is less endotoxin flow into the blood. The endotoxin permeability test method is shown below. Endotoxin-free water (Japanese Pharmacopoeia water for injection: Otsuka Pharmaceutical) 1 L (flow rate 500 ml / min) was introduced from the blood outlet 4 and out of the blood inlet 3 to wash the module. At this time, the dialysate outlet was plugged. Next, 1 L of endotoxin-free water (flow rate 500 ml / min) was introduced from the blood outlet 4 and out of the dialysate outlet 9 to wash the module. At this time, the blood inlet 3 and the dialysate inlet 8 were plugged.

洗浄したモジュールに、15EU/mLのエンドトキシン水を透析液導入口8から入れ、血液導入口3から出した。このとき、血液導出口4および透析液導出口9には栓をした。流速500ml/minで15Lを流し、最後の1mLを採取してエンドトキシン濃度を測定した。通液は室温で行い、エンドトキシン水の液温は25℃とした。採取管には、ポリスチレン製テストチューブ(ファルコン社製)を用いた。採取したサンプルは、エンドトキシン濃度が低いため、吸着や失活が起こりやすい。このため、エンドトキシンを吸着しにくい素材であるポリスチレンを用いることが必要であり、また、採取後速やかにエンドトキシン測定を行うことが必要である。採取後10分以内に測定を行うことが望ましい。   Into the washed module, 15 EU / mL endotoxin water was introduced from the dialysate inlet 8 and exited from the blood inlet 3. At this time, the blood outlet 4 and the dialysate outlet 9 were plugged. 15 L was flowed at a flow rate of 500 ml / min, and the final 1 mL was collected to measure the endotoxin concentration. The solution was passed at room temperature, and the temperature of the endotoxin water was 25 ° C. A polystyrene test tube (Falcon) was used for the collection tube. The collected sample has a low endotoxin concentration, and therefore, adsorption and deactivation are likely to occur. For this reason, it is necessary to use polystyrene, which is a material that hardly adsorbs endotoxin, and it is necessary to measure endotoxin immediately after collection. It is desirable to perform measurement within 10 minutes after collection.

モジュール通過前のエンドトキシン水のエンドトキシン濃度、通過後の濃度を除して100を乗じてエンドトキシン透過率とする。エンドトキシン濃度の測定法を以下に示す。透析液用リムルス試薬(透析液用リムルス試薬0.2ml用:和光純薬)にサンプルを200μL入れ、3秒間ボルテックスした。トキシノメーター(ET―301:和光純薬社製)でリムルス試薬のゲル化時間を測定した。このときの設定温度は37℃、測定時間は200minとする。同様の操作でエンドトキシン標準品(和研薬E.coliUKT−B由来)を測定し、検量線とした。   The endotoxin water before passing the module is divided by the endotoxin concentration after passing through the module and multiplied by 100 to obtain the endotoxin permeability. The method for measuring the endotoxin concentration is shown below. 200 μL of a sample was placed in a dialysate Limulus reagent (dialysate Limulus reagent for 0.2 ml: Wako Pure Chemicals) and vortexed for 3 seconds. The gelation time of the Limulus reagent was measured with a toxinometer (ET-301: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). At this time, the set temperature is 37 ° C. and the measurement time is 200 min. In the same manner, an endotoxin standard (derived from Wakken E. coli UKT-B) was measured and used as a calibration curve.

エンドトキシン透過率は上記(2)式より算出した。
2.5.β−ミクログロブリンクリアランス測定法
β−ミクログロブリンを、5mg/lになるように37℃で調整した牛血清に加えた。その溶液を37℃の水浴中でガラス管モジュール(ガラス管に36本の中空糸を通して両端を接着剤で固定した有効長100mmのモジュール)の血液側に1ml/minで流した。同時に、透析液側から37℃のPBS(−)(日水製薬社 ダルベッコPBS(−))粉末を1Lの蒸留水中に9.6g溶解した溶液)を20ml/minの流量で流した。2時間循環させた後、血液側の血清を全量回収して、−20℃以上の冷凍庫で凍らせた。各液のβ−ミクログロブリンの濃度からクリアランスを(5)式から算出した。
Endotoxin permeability was calculated from the above formula (2).
2.5. β 2 -microglobulin clearance measurement method β 2 -microglobulin was added to bovine serum adjusted to 37 mg at 5 mg / l. The solution was allowed to flow at 1 ml / min to the blood side of a glass tube module (a module having an effective length of 100 mm in which both ends were fixed with an adhesive through 36 hollow fibers in a glass tube) in a 37 ° C. water bath. At the same time, PBS (−) (Nissui Pharmaceutical Dulbecco PBS (−)) powder of 9.6 g dissolved in 1 L of distilled water was flowed from the dialysate side at a flow rate of 20 ml / min. After circulating for 2 hours, whole blood serum was collected and frozen in a freezer at -20 ° C or higher. The clearance was calculated from the formula (5) from the concentration of β 2 -microglobulin in each solution.

Co=(CBi−CBo)×Q/CBi (5)
ここで、C=β−ミクログロブリンクリアランス(ml/min)、CBi=モジュール入口側濃度(mg/l)、CBo=モジュール出口側濃度(mg/l)、Q=モジュール供給液量(ml/min)である。
(実施例1)
カチオン性物質としてポリエチレンイミンを使用した。ポリエチレンイミン(シグマ社 Mw75万)100重量ppm水溶液を前記で得られた人工腎臓の血液導出口4から入れ、透析液の導出口9から出して、ポリエチレンイミンを中空糸膜に濾過をかけて導入した。このとき、血液導入口3および透析液の導入口8には栓をした。流速は500mL/minで、通液量は1Lとした。つづいて、水を血液導出口4から入れ、透析液の導出口9から出して、ポリエチレンイミンの全量について中空糸膜に濾過をかけて導入した。このとき、血液導入口3および透析液の導入口8には栓をした。流速は500mL/minで、通液量は2Lとした。充填は室温で行い、ポリエチレンイミン水溶液は20±5℃の液温で行った。ポリエチレンイミン水溶液、水ともに血液側から透析液側に濾過をかけている。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線照射量は27kGyであった。この後、エンドトキシン透過率試験を行った。また、同様にモジュールを作成し、該モジュールの中空糸膜を切り出し、β−ミクログロブリンクリアランスの測定と、酸化LDL除去率の測定と、膜全体の総荷電量の測定と中空糸膜内表面のpH2.5でのゼータ電位の測定を行った。その結果、表1に示される通りであった。すなわち、膜全体の総荷電量が負の値で中空糸膜内表面のpH2.5でのゼータ電位が高い中空糸膜にすることによって、β−ミクログロブリンクリアランスが高い膜でも、酸化LDL除去率に優れ、かつエンドトキシンの透過率も低い中空糸膜を得ることができた。
比較例1
カチオン性物質としてポリエチレンイミンを使用した。ポリエチレンイミン(シグマ社 Mw1万)1wt%水溶液を血液導出口4から入れ、血液導入口3と透析液導入口8を接続し、透析液の導出口9から出して、ポリエチレンイミンを中空糸膜の内側および外側に導入した。流速は200mL/minで、20分循環した。充填は室温で行い、ポリエチレンイミン水溶液は20±5℃の液温で行った。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線照射量は27kGyであった。この後、エンドトキシン透過率試験を行った。また、同様にモジュールを作成し、該モジュールの中空糸膜を切り出し、β−ミクログロブリンクリアランスの測定と、酸化LDL除去率の測定と、膜全体の総荷電量の測定と中空糸膜内表面のpH2.5でのゼータ電位の測定を行った。その結果、表1に示される通りであった。すなわち、中空糸膜内表面のpH2.5でのゼータ電位が高い中空糸膜にすることによって、酸化LDL除去率に優れているが、膜全体の総荷電量が強い陽性のため、エンドトキシン透過率が高い中空糸膜になってしまっている。
(比較例2)
AN69ST(ポリアクリロニトリル製、ホスパル社製)
で、エンドトキシン透過率試験を行った。また、AN69ST(ホスパル社製)の中空糸膜を切り出し、β−ミクログロブリンクリアランスの測定と、酸化LDL除去率の測定と、膜全体の総荷電量の測定と中空糸膜内表面のpH2.5でのゼータ電位の測定を行った。その結果、表1に示される通りであった。中空糸膜内表面のゼータ電位が高く、酸化LDL除去率に優れている。しかいながら、膜全体の総荷電量が強い陽性のため、β−ミクログロブリンクリアランスの低い膜であるにもかかわらず、エンドトキシン透過率が高い中空糸膜になってしまっている。
(比較例3)
人工腎臓に水を血液導出口4から入れ、透析液の導出口9から出した。流速は500mL/minで、通液量は0.5Lとした。またこのとき、血液導入口3および透析液の導入口8には栓をした。充填は室温で行い、水は20±5℃の液温で行った。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線照射量は27kGyであった。この後、エンドトキシン透過率試験を行った。また、同様にモジュールを作成し、該モジュールの中空糸膜を切り出し、β−ミクログロブリンクリアランスの測定と、酸化LDL除去率の測定と、膜全体の総荷電量の測定と中空糸膜内表面のpH2.5でのゼータ電位の測定を行った。その結果、表1に示される通りであった。中空糸膜内表面のゼータ電位が低く、酸化LDL除去率が悪い。しかしながら、膜全体の総荷電量が低いので、エンドトキシン透過率は低い中空糸膜になっている。
Co = (CBi−CBo) × Q B / CBi (5)
Here, C O = β 2 -microglobulin clearance (ml / min), CBi = module inlet side concentration (mg / l), CBo = module outlet side concentration (mg / l), Q B = module supply liquid amount ( ml / min).
Example 1
Polyethyleneimine was used as the cationic substance. Polyethyleneimine (Sigma Mw 750,000) 100 ppm by weight aqueous solution is introduced from the blood outlet 4 of the artificial kidney obtained above, and from the dialysate outlet 9 to introduce polyethyleneimine through filtration into the hollow fiber membrane. did. At this time, the blood inlet 3 and the dialysate inlet 8 were plugged. The flow rate was 500 mL / min and the flow rate was 1 L. Subsequently, water was introduced from the blood outlet 4 and exited from the dialysate outlet 9, and the entire amount of polyethyleneimine was introduced into the hollow fiber membrane by filtration. At this time, the blood inlet 3 and the dialysate inlet 8 were plugged. The flow rate was 500 mL / min and the flow rate was 2 L. The filling was carried out at room temperature, and the polyethyleneimine aqueous solution was carried out at a liquid temperature of 20 ± 5 ° C. Both the polyethyleneimine aqueous solution and water are filtered from the blood side to the dialysate side. Thereafter, the module was irradiated with γ rays. The amount of γ-ray irradiation was 27 kGy. This was followed by an endotoxin permeability test. Similarly, a module is prepared, the hollow fiber membrane of the module is cut out, β 2 -microglobulin clearance is measured, the oxidized LDL removal rate is measured, the total charge of the entire membrane is measured, and the inner surface of the hollow fiber membrane The zeta potential at pH 2.5 was measured. The result was as shown in Table 1. That is, by forming a hollow fiber membrane having a negative total charge amount and a high zeta potential at pH 2.5 on the inner surface of the hollow fiber membrane, removal of oxidized LDL even in a membrane with high β 2 -microglobulin clearance A hollow fiber membrane having excellent rate and low endotoxin permeability could be obtained.
Comparative Example 1
Polyethyleneimine was used as the cationic substance. Polyethyleneimine (Sigma Mw 10,000) 1 wt% aqueous solution is introduced from the blood outlet 4, the blood inlet 3 is connected to the dialysate inlet 8, and the dialysate outlet 9 is exited. Introduced inside and outside. The flow rate was 200 mL / min, and the mixture was circulated for 20 minutes. The filling was carried out at room temperature, and the polyethyleneimine aqueous solution was carried out at a liquid temperature of 20 ± 5 ° C. Thereafter, the module was irradiated with γ rays. The amount of γ-ray irradiation was 27 kGy. This was followed by an endotoxin permeability test. Similarly, a module is prepared, the hollow fiber membrane of the module is cut out, β 2 -microglobulin clearance is measured, the oxidized LDL removal rate is measured, the total charge of the entire membrane is measured, and the inner surface of the hollow fiber membrane The zeta potential at pH 2.5 was measured. The result was as shown in Table 1. That is, by making a hollow fiber membrane having a high zeta potential at pH 2.5 on the inner surface of the hollow fiber membrane, the oxidation LDL removal rate is excellent, but the total charge amount of the entire membrane is positive, so that the endotoxin permeability is high. Has become a high hollow fiber membrane.
(Comparative Example 2)
AN69ST (Polyacrylonitrile, Hospal)
The endotoxin permeability test was conducted. Further, a hollow fiber membrane of AN69ST (manufactured by Hospal) was cut out, β 2 -microglobulin clearance measurement, oxidized LDL removal rate measurement, total charge amount measurement of the whole membrane, and pH of the inner surface of the hollow fiber membrane. The zeta potential at 5 was measured. The result was as shown in Table 1. The zeta potential on the inner surface of the hollow fiber membrane is high, and the oxidized LDL removal rate is excellent. However, since the total charge amount of the entire membrane is strong positive, it is a hollow fiber membrane having a high endotoxin permeability even though the membrane has a low β 2 -microglobulin clearance.
(Comparative Example 3)
Water was introduced into the artificial kidney from the blood outlet 4 and out of the dialysate outlet 9. The flow rate was 500 mL / min, and the flow rate was 0.5 L. At this time, the blood inlet 3 and the dialysate inlet 8 were plugged. Filling was performed at room temperature, and water was performed at a liquid temperature of 20 ± 5 ° C. Thereafter, the module was irradiated with γ rays. The amount of γ-ray irradiation was 27 kGy. This was followed by an endotoxin permeability test. Similarly, a module is prepared, the hollow fiber membrane of the module is cut out, β 2 -microglobulin clearance is measured, the oxidized LDL removal rate is measured, the total charge of the entire membrane is measured, and the inner surface of the hollow fiber membrane The zeta potential at pH 2.5 was measured. The result was as shown in Table 1. The zeta potential on the inner surface of the hollow fiber membrane is low, and the oxidation LDL removal rate is poor. However, since the total charge amount of the entire membrane is low, the endotoxin permeability is a hollow fiber membrane.

Figure 0004893099
Figure 0004893099

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.

符号の説明Explanation of symbols

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

Claims (10)

中空糸膜内表面のゼータ電位が20mV〜100mVで、かつ膜全体の総荷電量が30μeq/g以下であり、β2−ミクログロブリンクリアランスが30ml/min以上であることを特徴とする中空糸膜型人工腎臓。 A hollow fiber membrane having a zeta potential on the inner surface of the hollow fiber membrane of 20 mV to 100 mV, a total charge amount of the whole membrane of 30 μeq / g or less, and a β2-microglobulin clearance of 30 ml / min or more. Type artificial kidney. エンドトキシン透過率が0.006%以下であることを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane artificial kidney according to claim 1, wherein the endotoxin permeability is 0.006% or less. 酸化低密度リポ蛋白除去率が30%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の中空糸膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane artificial kidney according to claim 1 or 2, wherein the removal rate of oxidized low density lipoprotein is 30% or more. 中空糸膜内表面にカチオン性物質が含まれている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膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of claims 1 to 3, wherein a cationic substance is contained on the inner surface of the hollow fiber membrane. 中空糸膜外表面にアニオン性物質が含まれてい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膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane type artificial kidney according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer surface of the hollow fiber membrane contains an anionic substance. 前記カチオン性物質が、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、インドール基、ピリジン基、ピリダジン基、キノリン基、ピペリジン基、ピロリジン基、チアゾール基、プリン基、のうちのいずれか1つ以上を含有していることを特徴とする請求項4または5に記載の中空糸膜型人工腎臓。   The cationic substance is a primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, pyrrole group, pyrazole group, imidazole group, indole group, pyridine group, pyridazine group, quinoline group, piperidine group, 6. The hollow fiber membrane artificial kidney according to claim 4 or 5, comprising any one or more of a pyrrolidine group, a thiazole group, and a purine group. 前記アニオン性物質が、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、チオカルボキシル基のうちいずれか1つ以上を含有していることを特徴とする請求項5または6に記載の中空糸膜型人工腎臓。   The hollow according to claim 5 or 6, wherein the anionic substance contains at least one of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, and a thiocarboxyl group. Thread membrane artificial kidney. 前記カチオン性物質および/またはアニオン性物質が高分子であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of claims 1 to 7, wherein the cationic substance and / or anionic substance is a polymer. 前記中空糸膜の構造が内表面に緻密層を有する非対称膜構造であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane artificial kidney according to any one of claims 1 to 8, wherein the hollow fiber membrane has an asymmetric membrane structure having a dense layer on the inner surface. 人工腎臓に内蔵される中空糸膜がポリスルホン系ポリマーを含有していることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の中空糸膜型人工腎臓。   The hollow fiber membrane type artificial kidney according to any one of claims 1 to 9, wherein the hollow fiber membrane incorporated in the artificial kidney contains a polysulfone polymer.
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