JP2006521926A5

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Publication number: JP2006521926A5
Application number: JP2006508906A
Authority: JP
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2007-04-19

Description

親水性材料の特性は、疎水性材料の特性よりも望ましいので（少なくとも親水性用途に使用の場合）、通常疎水性である材料からつくる高分子膜が、上述の有利な材料特性に加えて親水性と低いタンパク質結合性との両方を持つように、弗化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）とポリエーテルスルホン（「ＰＥＳ」）のような通常疎水性である材料からつくる高分子膜を変性することが、当該技術における目下の慣行である。要するに、高分子膜を変性するために最も普通に採用される方法は、以下のように記述されることがある。即ち、（ｉ）架橋を伴う高分子塗膜、（ii）表面活性化とグラフティング、及び（iii）共重合体との配合である。

グラフティング法は、通常、大部分の基材特性を保存すると共に、通常、上述の膜を変性する３つの方法の中で最良の総合結果を提供するけれども、この方法は、高エネルギ源又は高エネルギ化学薬品の使用に伴う費用と安全問題の故に、広くは使用されない。これらの問題の故に、この技法は、基材材料がかなり容易に活性化され得るまれな場合のために典型的に保存される。

共重合体と配合することは、膜特性を変性するためのあまり厳密でない経済的な方法である。しかしながら、この技法は、また、膜特性を変性するために添加する共重合体が、表面に沿って集められる（変性の最も大きな利益を与える）よりむしろ得られる膜の全域に分散される故に、前述の方法よりも有効ではない。このようにして、配合からの利益の多くが、失われる。この方法への別の欠点は、配合に先立って合成して、単離して且つ精製しなければならない共重合体自体を含む。配合に伴う別の問題は、配合が、元の高分子膜の構造を危うくし、使用濃度範囲を限定し、且つ、従って、工程変化に対応して処方を修正することを困難にすることがあることである。

例えば、ＰＣＴ国際公開公報第９８／０８５９５号に開示され、且つその後Macromolecules ３２：１６４３−１６５０（１９９９）に報告されることは、流延用ドープをつくるための櫛型共重合体のＰＶＤＦとの配合である。上述のように、そのような方法でつくられた膜は、通常、他の前述の方法でつくられた膜に比較して、低い程度のぬれ性と有孔性とを有する。さらに、櫛型共重合体をＰＶＤＦと配合することができる前に、重合反応と精製を行わなければならない。

共重合体の配合のさらなる具体例は、米国特許第５，０６６，４０１号と第４，３０２，３３４号明細書に見られ、これらは、ＰＶＤＦと、ポリビニルアセテートのような第２の高分子との配合体を加水分解することにより親水性膜を形成する方法を概略開示する。そのような方法からの膜は、酸性下で触媒されるさらなる加水分解に主に起因して、酸性溶液でよりよいぬれ性を発揮する。しかしながら、中性条件下では、ぬれ性が劣る。類似の種類の配合方法が、米国特許第５，１２２，２７３号明細書と第５，５０３，７４６号明細書に記述され、ここでは、ポリアルキレングリコール又はポリビニルトリフルオロアセテートが使用される。そのような方法からの膜は、低いタンパク質結合を発揮するけれども、低減は、特に、タンパク質溶液ろ過にそれらの膜を適合させるには十分ではない。

好適な実施例では、アクリレート・モノマーは、エチレンオキシド・セグメントとヒドロキシル官能基を含む。好ましくは、エチレンオキシド・セグメントは、１より大きいが、２、５、１０又は別の大きさであることがある。ジアクリレート・モノマーは、また、エチレンオキシド・セグメントとヒドロキシル官能基を含むことがある。開始剤は、過流酸ナトリウム、過流酸アンモニウム、又は重合反応と架橋反応への使用に適することがある別の種類の開始剤であることがある。

予備的には、微孔性膜は先行技術によく知られることを理解すべきである。微孔性膜は、一方の表面から他方の表面へ延在する、微孔性相互連結通路を含む有孔性固体である。これらの通路は、ろ過されている流体が貫通して通過しなければならない、曲りくねったトンネルを提供する。微孔性膜を通過する液体に含まれる粒子は、ろ過を有効にする膜構造体上に又は膜構造体内に捕捉されるようになる。一般に、ゲージ圧で約３４．５（５）〜約３４４．８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）の圧力が、流体を微孔膜を通して流動させるために使用される。孔より大きな液体中粒子は、膜に入ることを妨害されるか、又は、膜の孔内に捕捉される。液体と膜の孔より小さい粒子とは、通過する。このようにして、微孔膜は、ある大きさ以上の粒子が膜を通過することを妨害する一方、同時に液体とあるサイズよりも小さな粒子とが通過することを許す。典型的な微孔膜は、約０．０１〜約１０．０μｍの範囲のサイズの粒子を保留する能力を有する。

タンパク質結合試験：流動通過液体試料
タンパク質結合傾向が、流動通過タンパク質溶液回収の液体試料を得ると共に膜上タンパク質の固体試料を試験することにより測定された。発光分光光度計ＬＳ５０Ｂ（パーキン−エルマー）が、フルオレセインを付加した牛の血清アルブミン（ＢＳＡ）の蛍光強度を測定するために使用された。Ｉ¹²⁵−ＢＳＡが、また、膜表面に結合されるモデル・タンパク質として使用された。結果を以下に示す表２に説明する。

タンパク質結合試験：流動通過固体試料
本発明の低いタンパク質結合性が、また、固体膜試料上のＢＳＡを測定することにより直接的に示され得る。高いタンパク質結合性ナイロン膜０４５Ｓ１もまた、対照として比較のために試験された。結果を以下の表３に示す。

Claims

微孔性転相高分子膜を準備する工程と、
ａ）アクリレート・モノマーｎＥＧＭＡと、ここで、ｎＥＧＭＡが、ＣＨ₂＝ＣＣＨ₃−Ｃ（Ｏ）−（Ｏ−ＣＨ₂−ＣＨ₂）_n+1−ＯＨを含み、ｎが、１よりも大きく、
ｂ）親水性ユニットを含むジアクリレート・モノマーと、
ｃ）前記アクリレート・モノマー及び前記ジアクリレート・モノマーの重合反応及び架橋反応を促進する開始剤と、
を含む溶液を前記微孔性転相高分子膜に塗布する工程と、
前記アクリレート・モノマー及び前記ジアクリレート・モノマーの重合及び架橋を作動させるために、前記開始剤の存在下で前記高分子膜を前記アクリレート・モノマー及び前記ジアクリレート・モノマーに露出する工程と、
を含む、熱的に安定な親水性膜の製造方法。
前記高分子膜が、疎水性物質から作製される、請求項１に記載の製造方法。
前記親水性ユニットを含むジアクリレート・モノマーが、テトラエチレングリコールジアクリレートを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記アクリレート・モノマー及び前記ジアクリレート・モノマーの重合反応及び架橋反応を促進するための前記開始剤が、過流酸アンモニウムを含む、請求項１に記載の製造方法。
転相微孔性基材と、
単官能性アクリレート・モノマーｎＥＧＭＡ、及び、親水性官能基を有する二官能性ジアクリレート・モノマーを含有する、架橋された塗膜と、ここで、ｎＥＧＭＡがＣＨ ₂ ＝ＣＣＨ ₃ −Ｃ（Ｏ）−（Ｏ−ＣＨ ₂ −ＣＨ ₂ ） _n+1 −ＯＨを含み、かつｎが１よりも大きい大きさの変数であり、
を含む熱的に安定な親水性高分子膜。
前記二官能性ジアクリレート・モノマーが、テトラエチレングリコールジアクリレートである、請求項５に記載の親水性高分子膜。
前記熱的に安定な親水性膜が、１３０℃で４時間加熱後に膜の親水性を保持する、請求項５に記載の熱的に安定な親水性膜。
前記熱的に安定な親水性膜が、１５０℃で１５分加熱後に膜の親水性を保持する、請求項５に記載の熱的に安定な親水性膜。