DE69327578T2

DE69327578T2 - Hydrophiles material, sowie daraus hergestelltes semipermeables membran

Info

Publication number: DE69327578T2
Application number: DE69327578T
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Fukui; Masahiro Minaga; Hiroyuki Sugaya; Kazumi Tanaka; Toshikazu Tayama; Ryozo Terada
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2013-09-29
Also published as: DE69327578D1; KR100284911B1; EP0614923A4; GR3032681T3; EP0614923A1; EP0614923B1; CA2124579A1; ATE188714T1; US5480953A; ES2140468T3; WO1994007931A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues hydrophiles Material und eine daraus hergestellte semipermeable Membran. Das Material kann zweckmäßig als antithrombotischer Stoff usw. auf dem Gebiet der Medizin und als Wasserabsorptionsmittel und Antifäulnisstoff verwendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In letzter Zeit sind Anwendungen für Polymermaterialien auf industriellen und medizinischen Gebieten entwickelt worden, wobei viele hydrophile Polymermaterialien verwendet worden sind. Insbesondere sind sie als Polymermaterialien, die in Wasser unlöslich sind und wasserabsorbierende Eigenschaften besitzen, als unterschiedliche Membranen mit substanzdurchlässigen Eigenschaften, Katheder, Kanülen, Sanitärmaterialien, Kontaktlinsen, Blutkonservierungsbehälter, Blutkreisläufe, Zellkulturmedien oder Kapseln oder Fixiersubstrate für Enzyme oder Medikamente verwendet worden. Weiterhin können solche Materialien nicht nur auf medizinischem Gebiet angewendet werden, sondern auch als Träger für die Kataphorese oder Flüssigchromatographie und verschiedene Beschichtungsmaterialien oder Materialien für Lebensmittel zum Schutz vor Fäulnis oder Trübung.
Bei solchen Verwendungen sind die fäulnisverhindernden Eigenschaften häufig ein wichtiger Faktor für die Haltbarkeit und Qualität der Materialien.
Besonders in Fällen, in denen diese Membranen zur medizinischen Behandlung verwendet werden und in Kontakt mit Blut oder Körperflüssigkeit gelangen, haften Komponenten wie Blutplättchen, Leukozyten, Erythrozyten und Fibroplasten zwangsläufig an ihnen, wobei befürchtet wird, daß die anhaftenden Komponenten einen Thrombus an der Oberfläche der Membran erzeugen, die in Kontakt mit Blut gelangt, und daß die Komponenten ein Komplement beeinflussen. Infolgedessen wird angenommen, daß die Bildung eines Thrombus oder die Verringerung der Immunfunktion verursacht wird.
Als Mittel zur Lösung dieser Probleme wurde ein hydrophiles Copolymer erfunden, das eine Polyethylenoxidkette enthält, (JP-A-SHO-57-164064), und es wurde eine selektiv durchlässige Ionenaustauschermembran erfunden, die aus einem Copolymer, das eine Ethylenoxidkette enthält, besteht (JP-A-SHO-60-22901). Weiterhin wurde festgestellt, daß eine semipermeable Membran, die aus einem hydrophilen Acrylnitrilcopolymer besteht, das eine Polyethylenoxidkette und Acrylnitril enthält, ausgezeichnete Duchlässigkeit für gelöste Stoffe und fäulnisverhindernden Eigenschaften besitzt (JP-A-SHO-63-130103). Weiterhin wurde eine plasma-trennende Membran mit ausgezeichneter Kompatibilität zu Blut erfunden, die aus einem Gemisch eines Copolymers, das eine Ethylenoxidkette enthält, und einem isotaktischen Methylmethacrylatpolymer bestand.
In einem Verfahren zur Synthetisierung eines hydrophilen Copolymers, das eine Polyalkylenoxidkette enthält, gibt es, wenn es mit einem Acryl- oder Methacrylester copolymerisiert ist und falls der Anteil des Polyalkylenoxids in dem Copolymer zu hoch ist, jedoch ein Problem dahingehend, daß das synthetisierte Copolymer trotz der Art des Acryl- oder Methacrylesters in einen Gelzustand übergeht und es schwer in einem Lösungsmittel gelöst werden kann. In solch einem Fall kann es nicht als Beschichtungsmaterial verwendet und nicht als Faser oder Membran gebildet werden.
Weiterhin konnte, selbst wenn der Anteil des Polyalkylenoxids gering ist, weil der Wasseranteil des mit Acrylester oder Methacrylester copolymerisierten Copolymers, beispielsweise im Vergleich zu einem mit Polyacrylnitril copolymerisierten Copolymers, gering ist, keine genügende fäulnisverhindernde Eigenschaft und antithrombotische Eigenschaft erhalten werden. Infolge unserer ernsthaften Forschung zur Verbesserung der Geistruktur ist ein Polymer, das leicht in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, das einen hohen Wassergehalt besitzt und das eine hohe Affinität zu Acrylester oder Methacrylester besitzt, durch Copolymerisieren eines Acrylesters oder Methacrylesters, eines Polyalkylenoxid und einer weiteren copolymerisierbaren Komponente erhalten worden.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydrophiles Material, das in einem Lösungsmittel gelöst und leicht geformt werden kann und das ausgezeichnete antithrombotische Eigenschaften und fäulnisverhindernde Eigenschaften aufweist, und weiterhin ein ausgezeichnetes antithrombotisches Material und eine semipermeable Membran zur Verfügung zu stellen.
EP-A-068.509 offenbart ein antithrombogenisches biomedizinisches Material, das ein Copolymer mit (A) nicht weniger als 5 Gewichtsprozent eines oder mehrerer polymerisierbarer Monomere, die eine Polyethylenoxideinheit mit einem Polymerisationsgrad von nicht weniger als 5 und eine polymerisierbare Kohlenstoff- Kohlenstoff-Doppelbindung aufweisen, und (B) nicht mehr als 95 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Monomere, die mit besagtem Monomer (A) copolymerisierbar sind.
WO 90/03406 offenbart ein Verfahren und ein Material für Behandlungsmaterialien zur Minimierung der Ablagerung von Proteinen und anderen Molekülen und zur Entfernung von Proteinen und anderen Molekülen aus Substanzen unter Verwendung von Copolymeren, die als Supertenside bezeichnete Polyethylenoxidseitenketten enthalten, die die Fähigkeit besitzen, sich selbst an Grenzflächen zu binden, um eine stabile proteinbeständige Grenzfläche zur Verfügung zu stellen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Um den obigen Gegenstand zu verwirklichen, besitzt die vorliegende Erfindung die folgende Beschaffenheit.
Die vorliegende Erfindung stellt nämlich ein hydrophiles Material zur Verfügung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Material ein Copolymer umfaßt, das aus einem Monomer (A), das eine Polyalkylenoxideinheit und eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in seinem Molekül aufweist, einem Methacrylestermonomer oder einem Acrylestermonomer (B) und einem Monomer (C) besteht, das kein Methacrylester ist und eine andere polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung als das Monomer (A) und das Monomer (B) besitzt, wobei der Anteil des Monomers (C) nicht weniger als 5 Gewichtsprozent und nicht mehr als 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Monomere (A), (B) und (C) beträgt und besagtes Material gegebenenfalls weiterhin ein Vernetzungsmonomer umfaßt, das sich von jedem der Monomere (A), (B) und (C) unterscheidet und nicht mehr als 10 Gewichtsprozent ihres Gesamtgewichtes ausmacht.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine semipermeable Membran, ein fäulnisverhinderndes Material und ein antithrombotisches Material, die das zuvor genannte Material umfassen, zur Verfügung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein NMR-Diagramm eines Copolymers von Beispiel 1.
Fig. 2 ist eine mikroskopische Aufnahme der Oberfläche einer im Beispiel 1 erhaltenen Membran.
Fig. 3 ist eine mikroskopische Aufnahme der Oberfläche einer im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Membran.
Fig. 4 ist ein NMR-Diagramm eines Copolymers von Beispiel 3.
Fig. 5 ist eine mikroskopische Aufnahme der Oberfläche einer im Beispiel 14 erhaltenen Membran.
Fig. 6 ist eine mikroskopische Aufnahme der Oberfläche einer im Vergleichsbeispiel 5 erhaltenen Membran.
Fig. 7 ist eine mikroskopische Aufnahme der Oberfläche einer im Beispiel 15 erhaltenen Membran.

BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Obwohl das Monomer (A) gemäß der vorliegenden Erfindung nicht besonders eingeschränkt ist, kann beispielsweise ein Acryl- oder Methacrylester, der durch die folgende chemische Formel (1) dargestellt ist, oder ein Vinylmonomer, das durch die folgende chemische Formel (2) dargestellt ist, eingesetzt werden.
(wobei "n" eine Ganzzahl von nicht weniger als 5, "R&sub1;" H oder CH&sub3; darstellt, "R&sub2;" aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Hydroxylgruppe, einer Alkoxygruppe von C&sub1; bis C&sub4; und OCHΦ&sub2; besteht ("Φ" stellt eine Phenylgruppe dar) und "R&sub3;" ein Alkylen darstellt.)
(wobei "n" eine Ganzzahl von nicht weniger als 5, "R&sub1;" H oder CH&sub3; darstellt, "R&sub2;" aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Hydroxylgruppe, einer Alkoxygruppe von C&sub1; bis C&sub4; und OCHΦ&sub2; besteht ("Φ" stellt eine Phenylgruppe dar) und "R&sub3;" ein Alkylen darstellt.)
Diese zusätzlichen polymerisierbaren Verbindungen können durch ein bekanntes Verfahren hergestellt werden, sie können leicht durch die polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung ohne Verwendung einer besonderen Vorrichtung oder Verfahrens polymerisiert werden, und sie können weiterhin mit anderen Monomeren oder Makromonomeren copolymerisiert werden, weshalb eine Polymerzusammensetzung, die eine Polyalkylenoxideinheit aufweist, effizient mit einer guten Reproduzierbarkeit hergestellt werden kann.
Um den Vorteil aufgrund der Polyalkylenoxideinheit stärker erkennbar werden zu lassen, ist der mittlere Polymerisationsgrad der in dem Monomer vorliegenden Polyalkylenoxideinheit vorzugsweise nicht weniger als 5, besser nicht weniger als 15. Unter den Polyalkylenoxideinheiten sind eine Polyethylenoxideinheit, eine Polypropylenoxideinheit und eine Polyisopropyleneinheit bevorzugt. Weiterhin kann der Kettenteil in dem Monomer, der aus einer Polyalkylenoxideinheit besteht, ein Gemisch unterschiedlicher Arten von Alkylenoxideinheiten sein. In diesem Fall kann eine Kette, die nacheinander mit einer Polyethylenoxideinheit und einer Polypropylenoxideinheit polymerisiert wurde, veranschaulicht werden.
Der Anteil des Polyalkylenoxids und der mittlere Polymerisationsgrad der Polyalkylenoxideinheit in dem Monomer kann durch eine gewöhnliche Methode wie beispielsweise Elementaranalyse, Infrarotspektroskopie, NMR-Spektroskopie oder Gelosmosechromatographie bestimmt werden.
Unter Monomeren (A) mit einer Polyalkylenoxideinheit und einer Kohlenstoff- Kohlenstoff-Doppelbindung im selben Molekül wird ein Monomer, das durch die chemische Formel (1) dargestellt ist, aufgrund der leichten Anschaffbarkeit bevorzugt verwendet. Von derartigen Monomeren wird beispielsweise besonders Methoxypolyethylenglykolmethacrylat von der Industrie allgemein verwendet und ist wegen seiner stark hydrophilen Eigenschaft bevorzugt.
Der Anteil des Monomers (A) in dem Copolymer ist vorzugsweise nicht weniger als 10 Gewichtsprozent im Durchschnitt, besser nicht weniger als 20 Gewichtsprozent, damit es fäulnisverhindernde Eigenschaften zeigt.
Als Methacrylestermonomer oder Acrylestermonomer (B) kann beispielsweise ein Acrylester wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat oder Benzizylacrylat oder ein Methacrylester wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat oder Benzizylmethacrylat verwendet werden. Weiterhin kann das Monomer (B) ein Gemisch dieser Ester sein.
Das Monomer (B) wird zum Zwecke der Synthetisierung eines in Wasser unlöslichen Copolymers verwendet, indem es mit dem Monomer (A) copolymerisiert wird. Weiterhin wird es durch Verwendung des Monomers (B) möglich, es mit einem Material, das eine hohe Affinität zu dem Monomer (B) hat, unter guten Bedingungen zu mischen oder auf dieses zu schichten.
Das Monomer (C), das eine andere polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindung als die oben beschriebenen Monomere (A) und (B) besitzt, kann eine weitere polymerisierbare Verbindung sein, die eine Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindung besitzt, außer Methacrylestermonomer oder Acrylestermonomer. Als ein derartiges Monomer (C) kann ein Olefin wie Ethylen und Propylen, ein Vinylhalogenid wie Vinylchlorid und Vinylfluorid, ein Vinylester wie Vinylformat und Vinylacetat, eine aromatische Vinylverbindung wie Vinylketon, Maleimid, Styren und Methylstyren und eine weitere polymerisierbare Verbindung, die eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylpyrolidin, Vinylalkohol und Acrylamid eingesetzt werden. Unter diesen Verbindungen sind ein Vinylester wie Vinylformat und Vinylacetat, Vinylketon, Maleimid, Styren, Acrylnitril und Methacrylnitril bevorzugt, weil sie leicht polymerisierbar sind und Gelbildung wirksam verhindert werden kann.
Das Monomer (C) wird zum Zwecke der Unterdrückung der Gelbildung, die verursacht wird, wenn das Monomer (A) und das Monomer (B) copolymerisiert werden, und der Synthetisierung eines Copolymers mit hohem Wassergehalt verwendet, das in Wasser unlöslich und in anderen Lösungsmitteln löslich ist. Weiterhin wird durch das Monomer (C) Gelbildung unterdrückt und es möglich, hohe fäulnisverhindernde Eigenschaften zu erreichen. Falls das Monomer (A) im selben Anteil enthalten ist, nimmt der Wasseranteil zu, und der Vorteil der fäulnisverhindernden Eigenschaften, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung sind, nimmt in Abhängigkeit von dem Anteil des Monomers (C) zu. Unter "Wasseranteil" wird der prozentuale Anteil der Feuchtigkeit in einem feuchtigkeitsgesättigten Polymer bei einer Temperatur von 30ºC verstanden. Um diesen Vorteil zu erhalten, muß das Monomer (C) in dem Copolymer in einem mittleren Anteil von mehr als 5 Gewichtsprozent vorliegen. Vorzugsweise liegt das Monomer (C) in dem Copolymer in einem Anteil von nicht weniger als 10 Gewichtsprozent vor, um hohe fäulnisverhindernde Eigenschaften zu erhalten. Wenn der Anteil des Monomers (C) zu hoch ist, nehmen die fäulnisverhindernden Eigenschaften und die Affinität zu anderen Materialien ab, weil die Vorteile aufgrund des Monomers (A) und des Monomers (B) verloren gehen. Deshalb muß der mittlere Anteil des Monomers (C) weniger als 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise nicht mehr als 50 Gewichtsprozent betragen.
Weiterhin kann ein Monomer, außer den Monomeren (A), (B) und (C), als copolymerisierte Komponente in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck eingesetzt werden. Falls beispielsweise der Anteil des Monomers (A) hoch ist und das Molekulargewicht des Copolymers gering ist, löst sich gewöhnlich das Copolymer in Wasser. In solch einem Fall kann, wenn nötig, ein Vernetzungsmonomer zugegeben werden, um ein schwach vernetztes Polymer zu erhalten. Obwohl die Art eines sol chen Vernetzungsmonomers nicht besonders eingeschränkt ist, kann ein Monomer mit wenigstens zwei polymerisierbaren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in seinem Molekül, beispielsweise Ethylenglycoldimethacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat, Polyethylenglycoldimethacrylat, Divinylbenzen oder Methylenbisacrylamid, verwendet werden. Die Menge des Vernetzungsmonomer wird in Abhängigkeit von der Art, den Vernetzungsbedingungen und dem Verwendungszweck der Monomerkomponente bestimmt. Obwohl die Menge nicht ausdrücklich vorgeschrieben werden kann, beträgt sie vorzugsweise nicht mehr als 10 Gewichtsprozent, um die Merkmale, auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist, nicht zu beeinträchtigen.
Das Verfahren zum Synthetisieren des Copolymers gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, wobei ein Verfahren zum Copolymeriseren in einem Lösungsmittel unter Verwendung eine üblichen Radikalinitiators, zum Beispiel Azobisisobutyronitril, Azobisdimethylvaleronitril oder Benzoilperoxid, einfach ist und bevorzugt verwendet wird.
Das Molekulargewicht des Copolymers kann ungefähr in Abhängigkeit vom Verwendungszweck geregelt werden und ist nicht besonders eingeschränkt. Falls die Copolymerisation unter Verwendung eines Radikalinitiators durchgeführt wird, kann das Molekulargewicht durch Änderung der Temperatur, der Initiatorkonzentration und der Monomerkonzentration in der Lösung ungehindert geregelt werden.
Die Reaktionsprodukte können durch Extrahieren des hergestellten Polymers aus der Reaktionslösung während der Reaktion und Verwenden einer übliches Methode, beispielsweise Elementaranalyse, Infrarotspektroskopie oder NMR- Spektroskopie, bestimmt werden. Die Zusammensetzung des Copolymers kann durch Quantifizieren der unreagierten Monomere der Reaktionslösung durch Gaschromatographie und Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitschromatorgraphie bestimmt werden. Das Molekulargewicht des Copolymers kann leicht durch beispielsweise Gelosmosechromatographie oder viskosimetrische Bestimmung ermittelt werden, weil das Copolymer in einem Lösungsmittel löslich ist.
Dem Polymer kann in Abhängigkeit von der gewünschten Qualität und Gestalt durch Formen mittels Gußpolymerisation, Schmelzformen oder Lösungsmittelgießen der -tauchen und auch einer Methode zum Mischen mit verschiedenen synthetischen Harzen, zum Beispiel weichem Polyvinylchlorid, Polyurethan oder Polydimethylsiloxan, oder Auftragen auf diese in etwa Form gegeben werden.
Als Lösungsmittel, das in der Lösung verwendet wird, können alle Lösungsmittel, die das Copolymer lösen können, verwendet werden. Beispielsweise werden Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Diemthylacetamid, N-Methylpyrolidon und Tetrahydrofuran bevorzugt eingesetzt. Weiterhin kann ein Gemisch dieser Lösungsmittel verwendet werden.
Das Copolymer, das unter Verwendung dieser Lösungsmittel gelöst wurde, kann durch Beschichten oder Formgebung als Film oder Membran verwendet werden. Solch eine Formgebung kann unter Verwendung eines bekannten Verfahrens durchgeführt werden. Beispielsweise wird im Fall einer flachen Membran die Lösung für die Membranbildung auf einer Glasplatte in einer Atmosphäre ausgebreitet, die durch ihre Temperatur und Feuchtigkeit geregelt wird, und nachdem die Lösung als Membran mit einer gewünschten Dicke beispielsweise durch einen handelsüblichen Applikator gebildet wurde, wird sie in ein Koagulationsbad getaucht und die angestrebte Membran durch Koagulation und Lösungsmittelentfernung erhalten. Weil die Lösung für die Membranbildung, das Koagulationsbad und eine Nachbehandlung die Eigenschaften für die Membranbildung in diesem Fall ebenfalls beeinflussen, werden geeignete Bedingungen ausgewählt.
Unter den " fäulnisverhindernden Eigenschaften", die ein Merkmal des hydrophilen Materials der vorliegenden Erfindung sind, wird eine Eigenschaft verstanden, die die Haftung einer gelösten Komponente an der Oberfläche einer Membran unterdrückt, wenn verschiedene Proteinlösungen konzentriert werden, ein flüssiges Lebensmittel sterilisiert oder Trennung durch Ultrafiltration in einem Abwasserbehandlungsverfahren durchgeführt wird. Weiterhin umfassen die fäulnisverhindernden Eigenschaften bei der Verwendung zur medizinischen Behandlung beispielsweise die Unterdrückung der Haftung der Materialkomponenten wie Blutplättchen, Leukozyten, Erythrozyten und Fibroblasten, die durch Kontakt mit Blut oder Körperflüssigkeit verursacht wird. Andererseits werden die Eigenschaften, die die Bildung eines Thrombus, die erfolgt, wenn ein Material direkt mit Blut in Kontakt kommt, unterdrücken, "antithrombotische Eigenschaften" genannt. Die Bildung eines Thrombus wird häufig als Hinweis für die Abschätzung der antithrombotischen Eigenschaften verwendet. Weiterhin ist die Bildung eines Thrombus ein Punkt zur Bestimmung typischer Merkmale bei der Abschätzung der vitalen Eignung eines Materials, das in Kontakt mit Blut kommt. Andererseits ist als Verfahren zur Bestimmung nur der antithrombotischen Eigenschaften ein Verfahren der Verfolgung der Menge und Veränderung von Blutplättchen, Leukozyten und Erythrozyten, die an der Oberfläche des Materials nach Kontakt mit Blut vorliegen, durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) ebenso wie der Bestimmung der Zeit eines externen Kreislaufs und der Menge des Blutflusses bekannt.
Diese Materialien, an denen vitale Komponenten nicht haften, können wirkungsvoll insbesondere für medizinische Materialien verwendet werden. Beispielsweise zeigen sie ausgezeichnete Eigenschaften als Schutz für Wunden, Membranen für eine künstliche Niere oder künstliche Lunge, Substrate zur Fixierung oder Freisetzung eines Arzneimittels, Kontaktlinsen, Innenwandungen für ein Blutgefäß oder verschiedene Katheder, die für Blut geeignet sind, Kanülen, Nadeln zur Lagerung von Blutgefäßen, Blutkonservierungsbehälter, Blutpumpkammern und Träger für die Affinitätsabsorption.
Die semipermeable Membran der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ausführlich erläutert.
Die semipermeable Membran der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen des zuvor erwähnten Copolymers und eines Methacrylesterpolymers oder eines Acrylesterpolymers und Herstellung einer Membran daraus erhalten werden. Als Methacrylester- oder Acrylesterpolymer, das in diesem Fall verwendet werden kann, kann beispielsweise ein Polymer, das aus einem Acrylester wie Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat oder Benzizylacrylat besteht, oder ein Polymer, das aus einem Methacrylester wie Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat oder Benzizylmethacrylat besteht, verwendet werden. Weiterhin kann das Polymer ein Gemisch dieser Polymer oder ein Copolymer dieser Polymere sein. Weiterhin kann es ein Copolymer sein, das eine kleine Menge einer anderen copolymerisierbaren Komponente als Methacrylester und Acrylester enthält, wobei der Anteil des Methacrylesters oder Acrylesters vorzugsweise nicht weniger als 70 Gewichtsprozent beträgt, um die Durchlässigkeit, die für die semipermeable Membran erforderlich ist, sicherzustellen. Als andere copolymerisierbare Komponente als Methacrylester und Acrylester kann beispielsweise ein Monomer oder Polymer, das eine anionische Gruppe wie Parastyrensulfonsäure-Soda aufweist, eingesetzt werden. In diesem Fall wird durch das Copolymeriseren des Monomers oder Polymers, das eine anionische Gruppe aufweist, mit Methacrylester oder Acrylester erwartet, die Permeabilität von Substanzen mit niedrigen Molekulargewicht zu erhöhen und die von Substanzen mit hohem Molekulargewicht zu verhindern, indem die Poren feiner gemacht werden. Das Methacrylester- oder Acrylesterpolymer wird durch Mischen mit dem oben erwähnten Copolymer, das fäulnisverhindernde Eigenschaften aufweist, hauptsächlich zur Verstärkung der Haltbarkeit der Membran verwendet. Weiterhin kann, um die Haltbarkeit der Membran zu erhöhen, in bezug auf dieses Polymer ein Verfahren zur gemeinsamen Verwendung eines Polymers mit einer isotaktischen Struktur und eines Polymers mit einer syndiotaktischen Struktur und Bildung eines Stereokomplexes bevorzugt eingesetzt werden. Die Struktur des Polymers kann durch NMR identifiziert werden.
Im Falle der Bildung nach dem Mischen verschiedener Polymere sind sie häufig inkompatibel zueinander, und häufig trennen sich die Phasen voneinander, selbst wenn sie in einem Lösungsmittel gelöst verwendet werden, so daß kein gleichmäßig geformter Körper in einem derartigen Zustand gebildet werden kann. In der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein stabil geformter Körper und eine Gemischlösung in einem kompatiblen oder halbkompatiblen Zustand durch selektive Verwendung eines Methacrylester- oder Acrylesterpolymers gebildet werden.
Deshalb besitzt das Methacrylester- oder Acrylesterpolymer vorzugsweise eine hohe Affinität zu dem Copolymer, das fäulnisverhindernde Eigenschaften aufweist, und insbesondere besitzt das Polymer, das nur aus der Komponente (B) besteht, in dem Copolymer ausgezeichnete Affinität zu der Komponente (B) in dem Copolymer, was bevorzugt ist.
Weiterhin kann die Verwendung von anderen Komponenten als dem Copolymer und dem Methacrylester- oder Acrylesterpolymer in einem Bereich zugelassen werden, der die guten fäulnisverhindernden Eigenschaften, auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist, nicht beeinträchtigt. Als derartige Komponente wird beispielsweise ein Polymer in Erwägung gezogen, das als Porenbildner bei einem Membranherstellungsverfahren verwendet wird und in der semipermeablen Membran selbst nach der Bildung der Membran verbleibt.
Als Verfahren zur Herstellung der semipermeablen Membran kann beispielsweise ein Verfahren zur Bildung einer feinen Membran nach dem Schmelzspinnen oder ein Verfahren zur Bildung einer Membran nach dem Lösen des Polymers in einem Lösungsmittel oder dem Mischen mit einem Porenbildner und danach Entfernen des Lösungsmittels oder des Porenbildners eingesetzt werden.
Als Lösungsmittel zur Bildung einer Lösung bei der Herstellung einer Membran können alle Lösungsmittel, die zum Lösen einer Polymerzusammensetzung fähig sind, verwendet werden, wobei beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Dimethylacetamid und N-Methylpyrolidon bevorzugt eingesetzt werden. Weiterhin kann ein Gemisch dieser Lösungsmittel verwendet werden.
Solch eine Bildung kann unter Verwendung eines bekannten Verfahrens durchgeführt werden. Beispielsweise wird im Falle einer flachen Membran die Lösung für die Membranbildung auf einer Glasplatte in einer Atmosphäre ausgebreitet, die durch ihre Temperatur und Feuchtigkeit geregelt wird, und nachdem die Lösung als Membran mit einer gewünschten Dicke beispielsweise durch einen handelsüblichen Applikator gebildet wurde, wird sie in ein Koagulationsbad getaucht und die angestrebte Membran durch Koagulation und Lösungsmittelentfernung erhalten. Weil die Lösung für die Membranbildung, das Koagulationsbad und eine Nachbehand lung die Eigenschaften für die Membranbildung in diesem Fall beeinflussen, werden bevorzugt geeignete Bedingungen ausgewählt.
Die Hohlfasern, die häufig für eine künstliche Niere oder künstliche Lunge verwendet werden, werden ausführlicher erläutert. Falls die Rohmateriallösung zum Spinnen aus einer Düse zugeführt wird, muß die Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Hohlfaserbildung ebenso wie die Bildung einer glatten Faser ausreichend berücksichtigt werden. Die Viskosität der Rohmateriallösung ist ein wichtiger Faktor, um eine stabile Faser zu liefern, und um dieser Bedingung zu genügen, ist es möglich, die Viskosität der Rohmateriallösung durch Regeln der Temperatur der Düse zu steuern. Falls kein Strecken in diesem Verfahren durchgeführt wird, wird normalerweise die Dimension der Hohlfaser in einem Koagulationsbad bestimmt. Falls eine Faserdüse, die eine größere Lochgröße als die angestrebte Größe aufweist, verwendet wird, ist es wirkungsvoll, die Rohmateriallösung zum Spinnen in die Atmosphäre zu führen und danach die Lösung durch Eintauchen in ein Koagulationsbad zu koagulieren, was eine sogenannte Trocken- und Naßspinnmethode ist.
Um die Bildung der Hohlfaser zu sichern, wird eine Flüssigkeit in das Innere der Hohlfaser eingespritzt. Als eingespritzte Flüssigkeit können beispielsweise ein Lösungsmittel für die Rohmateriallösung zum Spinnen, ein Koagulationsmittel wie Wasser und (polyfunktionelle) Alkohole oder ein Gemisch davon oder das Copolymer oder eine hydrophobe Flüssigkeit, die ein Nichtlösungsmittel eines Gemisches damit ist, beispielsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoff wie n-Octan oder flüssiges Paraffin oder ein Fettsäureester wie Myristinisopropyl, verwendet werden. Falls ein hydrophiles Coagulationsmittel verwendet wird, bewegt sich die hydrophile Polymerkomponente, die eine hohe Affinität zu dem Koagulationsmittel aufweist, zu der inneren Oberfläche der Membran und koaguliert.
Falls weiterhin das zugeführte Garn durch Änderung seiner Temperatur in der Atmosphäre geliert oder eine feste Struktur schnell durch Koagulation gebildet wird, kann ein Inertgas wie Stickstoffgas oder Luft, die durch Selbstansaugung eingeführt werden oder durch Druckeinspritzung bereitgestellt werden, verwendet werden. So eine Gaseinführungmethode ist eine sehr vorteilhafte Methode für das Verfahren. Im Falle einer Rohmateriallösung, die durch Änderung der Temperatur geliert, kann die Gelbildung durch Einblasen kalter Luft im trockenen Abschnitt des Verfahrens beschleunigt werden.
In diesem Fall beträgt die Länge des Hohlteils, das heißt des trockenen Teil, nicht weniger als 30 mm. Falls weiterhin die Rohmateriallösung nicht durch Änderung der Temperatur geliert oder nicht mit einer schnellen Zunahme der Viskosität verbunden ist und die Bildung der Hohlfaser nur durch Koagulation aufrechterhalten wird, ist es bevorzugt, daß die Länge des trockenen Teils kürzer eingestellt wird. Wenn die Länge des trockenen Teils zu lang ist, wird das Hohlverhältnis (Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser) der Faser klein und es findet lokale Ausdehnung statt, bevor das angestrebte Hohlverhältnis erreicht wird, wenn der Druck der Einführung erhöht wird. Wenn es zu kurz ist, entsteht rasch Verzug und das Spinnen wird instabil. Deshalb wird normalerweise die Länge des trockenen Teils auf einen Bereich von nicht weniger als 1 mm und nicht mehr als 100 mm, vorzugsweise einen Bereich von nicht weniger als 3 mm und nicht mehr als 50 mm eingestellt.
Bei solch einer Gaseinführungsmethode kann, obwohl die Bewegung der Polymerkomponente zu der inneren Oberfläche wie in der Flüssigkeitseinspritzungsmethode nicht stattfindet, eine ungleichmäßige Struktur in der Größenordnung einiger zehn Nanometer von der Oberfläche durch die Polymermischtechnologie der vorliegenden Erfindung gebildet werden. Die Oberflächenkomponenten können durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) oder Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS) bestimmt werden.
Das Koagulationsbad umfaßt normalerweise ein Koagulationsmittel wie Wasser oder einen (polyfunktionellen) Alkohol oder ein Gemisch mit einem Lösungsmittel, das die Rohmateriallösung zum Spinnen bildet. Die Zusammensetzung des Koagulationsbades beeinflußt normalerweise stark die Spinnstabilität und die Membranstruktur der Hohlfaser, die von dem Koagulationsvermögen abhängt. Wenn das Koagulationsvermögen höher als das der Rohmateriallösung zum Spinnen ist, werden sehr große Hohlräume an dem Membranteil der Hohlfaser erzeugt. Wenn die Koagulationseigenschaft gering ist wird es schwierig, die Bildung der Hohlfaser aufrechtzuerhalten. Deshalb muß die Zusammensetzung ebenso wie die Merkmale der Rohmateriallösung zweckmäßig geregelt werden. Die Temperatur des Koagulationsbades beeinflußt stark die Koagulationseigenschaft und ist ein wichtiger Faktor für die Durchlässigkeit der Membran. Wenn nämlich die Temperatur des Bades hoch ist, wird die Durchlässigkeit hoch. Dementsprechend ist die Temperatur bei zweckmäßigen Bedingungen mit der oben beschriebenen Zusammensetzung des Koagulationsbades in bezug auf die angestrebte Durchlässigkeit verbunden.
Nach der Koagulation wird ausreichend mit Wasser gewaschen. Um zu verhindern, daß die Membranstruktur durch Trocknen der wasserhaltigen Hohlfaser bricht, wird das Wasser, das in der Membranstruktur vorliegt, durch Glycerin, Ethylenglycol usw. ersetzt. Weiterhin kann, wenn nötig, für die Dimensionsstabilität durch Wärmebehandlung unter Verwendung einer Glycerinlösung gesorgt werden.
Solch eine fäulnisverhindernde semipermeable Membran kann wirksam besonders für medizinische Materialien verwendet werden, die direkt mit Blut, Körperflüssigkeit oder lebendem Gewebe in Kontakt kommen, und sie zeigt ausgezeichnete Eigenschaften beispielsweise bei der Verwendung für eine künstliche Niere, eine künstliche Lunge oder eine künstliche Leber.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher durch Beispiele erläutert. Die vorliegende Erfindung wird jedoch nicht durch die Beispiele eingeschränkt.

BEISPIELE

Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1

Nachdem 20 Gewichtsteile Methoxypolyethylenglycolmethacrylat "M900G" (mittlerer Polymerisationsgrad des Ethylenoxidanteils: 90, gewichtsmittleres Molekulargewicht: 4060, hergestellt von Shinnakamura Kagaka Kogyo Kabushiki Kaisya, nachstehend als "M900G" bezeichnet), 20 Gewichtsteile Methylmethacrylat (nachstehend als "MMA" bezeichnet), 10 Gewichtsteile Styren (nachstehend als "St" bezeichnet) und 50 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-2,4-dimethylvaleronitril (nachstehend als "ADVN" bezeichnet) zugegeben und das Gemisch in einem geschlossenen Behälter, in dem Stickstoffgas enthalten ist, bei 55ºC 24 h radikalisch polymerisiert. Nach der Polymerisation wurden 4 Liter Wasser extrahiert und die verbleibenden Monomere in Methanol extrahiert, und nachdem dies sechsmal wiederholt wurde, wurde unter Vakuum bei 30ºC 48 h getrocknet, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Die Mengen an unreagiertem MMA, St und M900G wurden während der Polymerisation durch Hochgeschwindigkeitschromatographie mit dem Verlauf der Zeit bestimmt, und es war zu erkennen, daß die Mengen der unreagierten Monomere der drei Komponenten alle vom Zeitpunkt eines niedrigen Polymerisationsverhältnisses an abnahmen und copolymerisiert wurden.
Die Ausbeute des erhaltenen Polymers war 97 Gewichtsprozent, so daß die Polymerisation nahezu beendet war.
Die Copolymerisation von M900G, MMA und St wurde durch die Tatsachen bestätigt, daß das Polymer, das nur aus M900G besteht, in Wasser löslich war und daß die Ausbeute hoch war.
Das erhaltene Copolymer konnte in Tetrahydrofuran, Dimethylsulfoxid (nachstehend als "DMSO" bezeichnet) usw. gelöst werden. Diese Lösung war transparent, selbst wenn sie durch ein Phasenkontrastmikroskop bei einer 400fachen Vergrößerung betrachtet wurde. Daß in diesem Beispiel ein Copolymer synthetisiert wurde, ist aus dem Fakt zu verstehen, daß die See-Insel-Phasentrennung aufgrund der Inkompatibilität zwischen den entsprechenden Polymeren in einem Polymergemisch aus PMMA, PSt und M900G, das dieselbe Zusammensetzung hat, erkennbar war.
Die Zusammensetzung dieses Copolymers, das eine hydrophile Komponente enthält, konnte durch NMR-Analyse bestimmt werden. Die NMR-Daten sind in Fig. 1 gezeigt. Das aus diesem Ergebnis berechnete Zusammensetzungsverhältnis des Copolymers ist der gewichtsmäßigen Zusammensetzung der Beladung nahezu gleich. Dadurch bestätigte sich, daß das Zusammensetzungverhältnis des erhaltenen Polymers dem Zusammensetzungsverhältnis des Monomers entsprach, weil das Polymer, das durch dieses Polymerisationsverfahren erhalten wurde, mit einem hohen Polymerisationsgrad in einem geschlossenen Behälter polymerisiert wurde. Weiterhin bestätigte sich durch genauere Analyse des Carboxylgruppenanteils des PMMA, daß die MMA- und St-Einheiten statistisch copolymerisiert wurden. Außerdem betrug der Wasseranteil des Polymers 50 Gewichtsprozent. Durch diese Analysen bestätigte sich, daß ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, synthetisiert werden konnte.
Weiterhin wurden die antithrombotischen Eigenschaften dieser Zusammensetzung durch das folgende Verfahren bestimmt.
Eine Lösung, die durch Auflösen von 15 Gewichtsteilen des erhalten Copolymers in 85 Gewichtsteilen Dimethylsulfoxid bei einer Temperatur von 105ºC hergestellt wurde, wurde auf eine Glasplatte getropft, auf der Spacer mit einer Dicke von 100 um (zwei Streifen, hergestellt von Scotch Corporation) hafteten und die bei der Temperatur von 105ºC gehalten wurde, und in Form einer flachen Membran durch ein Edelstahlstab ausgedehnt. Eine poröse Membran wurde durch Eintauchen der Glasplatte in Wasser, das auf eine Temperatur von 30ºC eingestellt wurde, gebildet, bevor das Lösungsmittel verdampft wurde. Die gebildete poröse Membran wurde ausreichend mit Wasser gewaschen.
Die poröse Membran wurde in ein an Blutplättchen reiches Plasma (nachstehend als "PRP" bezeichnet) bei einer Temperatur von 37ºC 3 Stunden eingetaucht und danach die an der Oberfläche der Membran haftenden Blutplättchen durch eine Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Das PRP wurde durch Blutentnahme aus der Halzschlagader eines Kaninchens unter Verwendung einer Spritze, die eine 3,8%ige Natriumcitratlösung in einem Anteil von 1/10 in bezug auf die Gesamtmenge des abzunehmenden Blutes enthielt, anschließende sofortige Überführung des abgenommenen Blutes in ein mit Silikon behandeltes Teströhrchen und 8 bis 15 Minuten Dekantieren des Blutes bei 800 bis 1000 Umdrehungen/min hergestellt. Die Zahl der Blutplättchen wurde auf nicht weniger als 200.000/ ul eingestellt. Eine Glasplatte, die das stabilste Haftvermögen der Blutplättchen zeigte, wurde als Material zum Ver gleich und zur Kontrolle verwendet. Der verhältnismäßige Haftungszustand der Blutplättchen in der vorliegenden Erfindung wurde unter Verwendung der in Tabelle 1 gezeigten Bewertungsstandards bestimmt. Bei den REM-Aufnahmen werden, obwohl ein Material, in dem die Haftung und die Verformung der Blutplättchen deutlich kleiner als in PMMA und der Glasplatte sind, als ausgezeichnetes Material bestimmt wird, die Niveaus 3 und 4 der antithrombotischen Eigenschaften bevorzugt, um das Material praktisch als antithrombotische Membran, Beschichtungsmaterial oder Formgebungsmaterial verwenden zu können. Das Ergebnis des Beispiels 1 wird in Fig. 2 und das Ergebnis des Vergleichsbeispiels 1 in Fig. 3 gezeigt. Aus den Ergebnissen ist zu erkennen, daß die Haftung der Blutplättchen an der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung außergewöhnlich abnahm. Tabelle 1

Beispiel 2

Nachdem 20 Gewichtsteile M900G, 20 Gewichtsteile MMA, 10 Gewichtsteile Vinylacetat und 50 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile Azobisdimethylvaleronitril (nachstehend als "ADVN" bezeichnet) zugegeben. Die Polymerisation und die Reinigung wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Die erhaltene Zusammensetzung war ein Copolymer, das ebenso wie in Beispiel 1 die gleiche Zusammensetzung wie die gewichtsmäßige Zusammensetzung der Beladung hatte.
Das Niveau der antithrombotischen Eigenschaften der Membran, die in derselben Weise wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, war 3. Weiterhin betrug der Wasseranteil des Polymers 60 Gewichtsprozent.

Beispiel 3

Nachdem 20 Gewichtsteile M900G, 20 Gewichtsteile MMA und 10 Gewichtsteile Vinylacetat gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile Azobisdimethylvaleronitril (nachstehend als "ADVN" bezeichnet) zugegeben. Die Polymerisation wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 begonnen und zu dem Zeitpunkt, als der Gesamtpolymerisationsgrad 40 Gewichtsprozent erreichte, wurde die Reinigung durch Ausfällen der Polymerlösung in Wasser durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Die Zusammensetzung des erhaltenen Materials wurde durch NMR (das Diagramm ist in Fig. 4 gezeigt) bestimmt, und die Zusammensetzung enthielt 38 Gewichtsprozent M900G, 36 Gewichtsprozent MMA und 28 Gewichtsprozent Vinylacetat. Der Wasseranteil war 71 Gewichtsprozent.
Das Niveau der antithrombotischen Eigenschaften der Membran, die in derselben Weise wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, war 3. Weiterhin betrug der Wasseranteil des Polymers 60 Gewichtsprozent.
Eine Lösung, die durch Auflösen von 1,5 Gewichtsteilen des erhaltenen Copolymers und 13,5 Gewichtsteilen Polymethylmethacrylat (nachstehend als "PMMA" bezeichnet) in 85 Gewichtsteilen Dimethylsulfoxid bei einer Temperatur von 105ºC hergestellt wurde, wurde zu einer Membran in derselben Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet. Obwohl in diesem Beispiel zwei Polymerarten gemischt und zu einer Membran verarbeitet wurden, war, weil die PMMA-Komponente in einem geeigneten Anteil in beiden Polymeren enthalten war, das Vermögen zur Membranbildung gut.
Das Niveau der antithrombotischen Eigenschaften der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung war 4.

Vergleichsbeispiel 2

Nachdem 20 Gewichtsteile M900G, 30 Gewichtsteile MMA und 50 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile ADVN zugegeben. Die Polymerisation und die Reinigung wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen. Der Wasseranteil des Polymers betrug 43 Gewichtsprozent und war im Vergleich zu den Beispielen der vorliegenden Erfindung, in denen dieselbe Menge M900G enthalten war, gering.
Weil des Polymer dieses Vergleichsbeispieles kein Monomer (C) der vorliegenden Erfindung enthält, löst es sich nicht vollständig in einem Lösungsmittel. Nachdem ungelöste Komponenten aus der Lösung entfernt wurden, wurde sie zu einer Membran verarbeitet. Infolgedessen entsprach der Haftungsanteil der Blutplättchen dem Fall im Vergleichsbeispiel 1, in dem eine Glasplatte verwendet wurde.

Beispiele 4 bis 12, Vergleichsbeispiel 3

Nachdem M900G, MMA und Acrylnitril (nachstehend als "AN" bezeichnet) mit den in Tabelle 2 angegebenen Gewichtsteilen und 50 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile ADVN zugegeben. Die Polymerisation und die Reinigung wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Nachdem sich bestätigte, daß die erhaltenen Zusammensetzungen Copolymere waren, die gleiche Zusammensetzungen wie die entsprechenden gewichtsmäßigen Zusammensetzungen der Beladung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 aufweisen, wurden deren Wasseranteile bestimmt. Wenn die Menge M900G dieselbe war, war zu verstehen, daß der Wasseranteil zunahm, als der Teil des AN höher wurde.
Die Membranbildung wurde in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, und die antithrombotischen Eigenschaften der gebildeten Membranen wurden bestimmt. Obwohl die Porengröße größer wurde und das Vermögen zur Membranbildung sich gewöhnlich verschlechterte, wenn die Menge des AN zunahm, war das Vermögen zur Membranbildung für eine praktische Verwendung ausreichend.
Obwohl das in Vergleichsbeispiel 3 erhaltene Polymer einen geringen Anteil an Monomer (C) aufwies und gewöhnlich gelierte, konnte es nahezu vollständig in einem Lösungsmittel gelöst werden. Obwohl der Haftungsanteil der Blutplättchen an der Membran im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 2 etwas abnahm, war der Haftungsanteil der Blutplättchen im Vergleich zu den Beispielen groß und war nicht auf einem Niveau, das eine praktische Verwendung ermöglicht. Tabelle 2

Vergleichsbeispiel 4

Nachdem 12 Gewichtsteile M900G, 18 Gewichtsteile PAN und 70 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile ADVN zugegeben. Die Polymerisation und die Reinigung wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Es bestätigte sich, daß die erhaltene Zusammensetzung ein Copolymer war, das die gleiche Zusammensetzung wie die gewichtsmäßige Zusammensetzung der Beladung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 aufweist. Dessen Wasseranteil betrug 65 Gewichtsprozent. Obwohl die Membranbildung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt wurde, war, weil das Copolymer und das PMMA voneinander phasengetrennt wurden, das Vermögen zur Membranbildung außerordentlich schlecht, und die erhaltene Membran brüchig.

Beispiel 13

Nachdem 20 Gewichtsteile M900G, 20 Gewichtsteile MMA, 10 Gewichtsteile Ethylvinylketon und 50 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile ADVN zugegeben. Die Polymerisation und die Reinigung wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Es bestätigte sich, daß die erhaltene Zusammensetzung ein Copolymer war, das die gleiche Zusammensetzung wie die gewichtsmäßige Zusammensetzung der Beladung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 aufweist. Dessen Wasseranteil betrug 66 Gewichtsprozent.
Der Haftungsanteil der Blutplättchen an der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung nahm außerordentlich ab.

Beispiel 14, Vergleichsbeispiel 5

100 Gewichtsteile des in Beispiel 12 erhaltenen Copolymers, 67 Gewichtsteile synditaktisches PMMA, das durch Polymerisieren von 100% MMA in DMSO hergestellt wurde und dessen gewichtsmittleres Molekulargewicht, das in das von Poly styren durch die GPC-Methode überführt wurde, 600.000 war, 33 Gewichtsteile isotaktisches PMMA und 570 Gewichtsteile Dimethylsulfoxid wurden gemischt und ein Rohmateriallösung zum Spinnen durch 8 Stunden Rühren des Gemisches bei 110ºC hergestellt.
Die erhaltene Rohmateriallösung zum Spinnen wurde in die Atmosphäre bei einer Geschwindigkeit von 1,2 g/min aus einer Ringschlitz-Hohldüse, die auf eine Temperatur von 99ºC eingestellt ist und einen Außendurchmesser/ Innendurchmesser von 1,0/0,7 mm besitzt, geführt. Zur gleichen Zeit wurde Stickstoffgas in das Innere der Hohlstruktur bei einem Druck von 47 mmAq eingeleitet. Die Länge des trockenen Teils war 60 mm, und auf 30ºC eingestelltes Wasser wurde für das Koagulationsbad verwendet. Nach dem Waschen mit Wasser wurde es zu einer Entspannung von 5% mit einer 73%igen Glycerinlösung, die auf 75ºC eingestellt war, wärmebehandelt und bei einer Geschwindigkeit von 30 m/min erprobt. Die Menge der Polyethylenoxideinheit, die in dem Polymer der erhaltenen Hohlfaser enthalten ist, war 15 Gewichtsprozent. Der Innendurchmesser und die Membrandicke der Hohlfasermembran waren 230 bzw. 28 um, ihre Wasserdurchlässigkeit war 54 ml/h · mmHg · m², die Durchlässigkeit der 5%igen Albuminlösung 8,2 ml/h · mmHg · m² und das Blockverhältnis 99%.
Die Hohlfasermembran wurde auf eine Länge von 10 cm zugeschnitten, 30 Schnittfasern wurden gesammelt und in Glasröhrchen eingeführt und ihre beiden Endabschnitte durch ein Harz fixiert, um ein Modul herzustellen. Reines Blut eines Kaninchens zirkulierte in den Hohlfasern des Moduls bei 37ºC 3 h und danach wurde die Menge der Blutplättchen, die an der inneren Oberfläche der Membran hafteten, durch Rasterelektronenmikroskopie beobachtet. Das Ergebnis ist in Fig. 5 gezeigt. In Vergleichsbeispiel 5 wurde eine PMMA-Hohlfasermembran, die von Toray Industries, Inc., hergestellt wurde, verwendet. Der Haftungsanteil der Blutplättchen in der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung nahm im Vergleich zu der PMMA-Hohlfasermembran (Fig. 6), die als Standardmaterial verwendet wurde, außerordentlich ab.

Beispiel 15

Nachdem 20 Gewichtsteile M900G, 15 Gewichtsteile MMA, 15 Gewichtsteile Acrylnitril (nachstehend als "AN" bezeichnet) und 50 Gewichtsteile Methanol gelöst wurden, wurden 0,1 Gewichtsteile ADVN zugegeben. Die Polymerisation und die Reinigung wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein Copolymer, das eine hydrophile Komponente enthält, herzustellen.
Es bestätigte sich, daß die erhaltene Zusammensetzung ein Copolymer war, das die gleiche Zusammensetzung wie die gewichtsmäßige Zusammensetzung der Beladung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 aufweist.
100 Gewichtsteile des Copolymers, das eine hydrophile Komponente enthält, 67 Gewichtsteile syndiotaktisches PMMA, das durch Polymerisieren von 100% MMA in DMSO hergestellt wurde und dessen gewichtsmittleres Molekulargewicht, das in das von Polystyren durch die GPC-Methode überführt wurde, 600.000 war, 33 Gewichtsteile isotaktisches PMMA und 570 Gewichtsteile Dimethylsulfoxid wurden gemischt und ein Rohmateriallösung zum Spinnen durch 8 Stunden Rühren des Gemisches bei 110ºC hergestellt.
Die erhaltene Rohmateriallösung zum Spinnen wurde in die Atmosphäre bei einer Geschwindigkeit von 1,2 g/min aus einer Ringschlitz-Hohldüse, die auf eine Temperatur von 99ºC eingestellt ist und einen Außendurchmesser/Innendurchmesser von 1,0/0,7 mm besitzt, geführt. Zur gleichen Zeit wurde Stickstoffgas in das Innere der Hohlstruktur bei einem Druck von 47 mmAq eingeleitet. Die Länge des trockenen Teils war 60 mm und auf 30ºC eingestelltes Wasser wurde für das Koagulationsbad verwendet. Nach dem Waschen mit Wasser wurde es zu einer Entspannung von 5% mit einer 73%igen Glycerinlösung, die auf 75ºC eingestellt war, wärmebehandelt und bei einer Geschwindigkeit von 30 m/min erprobt. Die Menge der PEO-Einheit (Polyethylenoxid), die in dem Polymer der erhaltenen Hohlfaser enthalten ist, war 15 Gewichtsprozent. Der Innendurchmesser und die Membrandicke der Hohlfasermembran waren 230 bzw. 28 um, ihre Wasserdurchlässigkeit war 54 ml/ h · mmHg · m², die Durchlässigkeit der 5%igen Albuminlösung 8,2 ml/ h · mmHg · m² und das Blockverhältnis 99%.
Die Hohlfasermembran wurde als Modul in ähnlicher Weise wie in Beispiel 14 hergestellt. Reines Blut zirkulierte in den Hohlfasern des Moduls bei 37ºC 3 h und danach wurde die Menge der Blutplättchen, die an der inneren Oberfläche der Membran hafteten, durch Rasterelektronenmikroskopie beobachtet. Das Ergebnis ist in Fig. 7 gezeigt. Der Haftungsanteil der Blutplättchen in der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung nahm im Vergleich zu der PMMA-Hohlfasermembran, die zum Vergleich verwendet wurde, außerordentlich ab.

Beispiel 16

21 Gewichtsteile des eine hydrophile Komponente enthaltenden Copolymers, das in Beispiel 3 erhalten wurde, 27 Gewichtsteile syndiotaktisches PMMA, 26 Gewichtsteile PMMA, das mit 1,5 mol% Parastryrensulfonsäure-Soda copolymerisiert wurde, 36 Gewichtsteile isotaktisches PMMA und 790 Gewichtsteile Dimethylsulfoxid wurden gemischt und ein Rohmateriallösung zum Spinnen durch 12 Stunden Rühren des Gemisches bei 110ºC hergestellt.
Die erhaltene Rohmateriallösung zum Spinnen wurde in die Atmosphäre bei einer Geschwindigkeit von 2,07 g/min aus einer Ringschlitz-Hohldüse, die auf eine Temperatur von 95ºC eingestellt ist und einen Außendurchmesser/Innendurchmesser von 2,0/1,8 mm besitzt, geführt. Zur gleichen Zeit wurde Stickstoffgas in das Innere der Hohlstruktur bei einem Druck von 34 mmAq eingeleitet. Die Länge des trockenen Teils war 190 mm, und auf 50ºC eingestelltes Wasser wurde für das Koagulationsbad verwendet. Nach dem Waschen mit Wasser wurde es mit einer 77%igen Glycerinlösung, die auf 81ºC eingestellt war, wärmebehandelt und bei einer Geschwindigkeit von 49 m/min erprobt. Der Innendurchmesser und die Membrandicke der erhaltenen Hohlfasermembran waren 210 bzw. 32 um und ihre Wasserdurchlässigkeit war 73 ml/h/mmHg/m².
Unter Verwendung der Hohlfasermembranen wurde ein Minimodul mit einer Garnzahl von 2300, einer effektiven Länge von 13,5 cm und einer effektiven Mem branfläche von 0,2 m² gebildet und die diffuse Durchlässigkeit der Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht bestimmt.
Infolgedessen war die diffuse Durchlässigkeit von Harnstoff 1,8 · 10&supmin;³ cm/s und die diffuse Durchlässigkeit von Vitamin B12 3,8 · 10&supmin;&sup4; cm/s.
Anschließend wurde die Hohlfasermembran in derselben Weise wie in Beispiel 14 behandelt und der Zustand der Haftung der Plättchen beobachtet. Der Haftungsanteil der Blutplättchen an der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung nahm im Vergleich zu der PMMA-Hohlfasermembran, die als Standardmaterial ähnlich wie in Beispiel 14 verwendet wurde, außerordentlich ab.

Beispiel 17

21 Gewichtsteile des eine hydrophile Komponente enthaltenden Copolymers, das in Beispiel 3 erhalten wurde, 153 Gewichtsteile syndiotaktisches PMMA, 36 Gewichtsteile isotaktisches PMMA und 790 Gewichtsteile Dimethylsulfoxid wurden gemischt und eine Rohmateriallösung zum Spinnen durch 12 Stunden Rühren des Gemisches bei 110ºC hergestellt.
Die erhaltene Rohmateriallösung zum Spinnen wurde in die Atmosphäre bei einer Geschwindigkeit von 1,46 g/min aus einer Ringschlitz-Hohldüse, die auf eine Temperatur von 100ºC eingestellt ist und einen Außendurchmesser/Innendurchmesser von 2,0/1,8 mm besitzt, geführt. Zur gleichen Zeit wurde Stickstoffgas in das Innere der Hohlstruktur bei einem Druck von 22 mmAq eingeleitet. Die Länge des trockenen Teils war 190 mm, und auf 10ºC eingestelltes Wasser wurde für das Koagulationsbad verwendet. Nach dem Waschen mit Wasser wurde es mit einer 81%igen Glycerinlösung, die auf 83ºC eingestellt war, wärmebehandelt und bei einer Geschwindigkeit von 30 m/min erprobt. Der Innendurchmesser und die Membrandicke der erhaltenen Hohlfasermembran waren 210 bzw. 30 um und ihre Wasserdurchlässigkeit war 56 ml/h/mmHg/m².
Unter Verwendung der Hohlfasermembranen wurde ein Minimodul mit einer Garnzahl von 2300, einer effektiven Länge von 13,5 cm und einer effektiven Mem branfläche von 0,2 m² gebildet und die diffuse Durchlässigkeit der Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht bestimmt.
Infolgedessen war die diffuse Durchlässigkeit von Harnstoff 7,9 · 10&supmin;&sup4; cm/s und die diffuse Durchlässigkeit von Vitamin B121,6 · 10&supmin;&sup4; cm/s.
Anschließend wurde die Hohlfasermembran in derselben Weise wie in Beispiel 14 behandelt und der Zustand der Haftung der Blutplättchen beobachtet. Der Haftungsanteil der Blutplättchen an der Membran unter Verwendung des Polymers der vorliegenden Erfindung nahm im Vergleich zu der PMMA-Hohlfasermembran, die als Standardmaterial ähnlich wie in Beispiel 14 verwendet wurde, außerordentlich ab.

INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN DER ERFINDUNG

In der vorliegenden Erfindung wird eine Copolymerzusammensetzung zur Verfügung gestellt, die in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, leicht hergestellt werden kann und ausgezeichnete fäulnisverhindernde Eigenschaften wie antithrombotische Eigenschaften besitzt.

Claims

1. Hydrophiles Material, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Material ein Copolymer umfaßt, das aus einem Monomer (A), das eine Polyalkylenoxideinheit und eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in seinem Molekül aufweist, einem Monomer (B), das ein Methacrylestermonomer oder ein Acrylester ist, und einem Monomer (C) besteht, das kein Methacrylester ist und eine andere polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung als das besagte Monomer (A) und das besagte Monomer (B) besitzt, wobei der Anteil des Monomers (C) nicht weniger als 5 Gewichtsprozent und nicht mehr als 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Monomere (A), (B) und (C) beträgt und besagtes Material gegebenenfalls weiterhin ein Vernetzungsmonomer umfaßt, das sich von jedem der Monomere (A), (B) und (C) unterscheidet und nicht mehr als 10 Gewichtsprozent ihres Gesamtgewichtes ausmacht.

2. Hydrophiles Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des besagten Monomers (C) nicht weniger als 10 Gewichtsprozent und nicht mehr als 50 Gewichtsprozent beträgt.

3. Hydrophiles Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Monomer (A) ein Monomer ist, das durch die chemische Formel dargestellt ist

worin "n" eine Ganzzahl von nicht weniger als 5, "R&sub1;" H oder CH&sub3; darstellt, "R&sub2;" aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Hydroxylgruppe, einer Alkoxygruppe von C&sub1; bis C&sub4; und OCHΦ&sub2; besteht ("Φ" stellt eine Phenylgruppe dar) und "R&sub3;" eine Alkyleneinheit darstellt.

4. Hydrophiles Material nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Monomer (A) ein Vinylmonomer ist, das durch die chemische Formel dargestellt ist

5. Hydrophiles Material nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Monomer (B) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat, Benzizylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat und Benzizylmethacrylat besteht.

6. Hydrophiles Material nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Monomer (C) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Olefin, einem Vinylhalogenid, einem Vinylester, einer aromatischen Vinylverbindung, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylpyrolidon, Vinylalkohol und Acrylamid besteht.

7. Fäulnisverhinderndes Material, das das hydrophile Material gemäß der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt.

8. Antithrombotisches Material, das das hydrophile Material gemäß der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt.

9. Semipermeable Membran, die das hydrophile Material gemäß der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt.