JP2501891B2 - Hydrophilic polypropylene porous membrane and plasma separation device - Google Patents

Hydrophilic polypropylene porous membrane and plasma separation device

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JP2501891B2
JP2501891B2 JP63507249A JP50724988A JP2501891B2 JP 2501891 B2 JP2501891 B2 JP 2501891B2 JP 63507249 A JP63507249 A JP 63507249A JP 50724988 A JP50724988 A JP 50724988A JP 2501891 B2 JP2501891 B2 JP 2501891B2
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polypropylene porous
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登志夫 増岡
興彦 平佐
誠人 大西
由紀夫 清田
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Terumo Corp
Agency of Industrial Science and Technology
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【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、親水性ポリプロピレン多孔質膜および血漿
分離装置に関するものである。詳しく述べると、本発明
は、血液を血球成分と血漿成分とに分離するための血漿
分離あるいは血液中の細菌の除去等に使用される平膜型
ポリプロピレン多孔質膜、その製造方法および血漿分離
装置に関するものである。さらに詳しく述べると、本発
明は、血漿分離用として使用した際に血漿分離速度が早
く、かつ血球のもぐり込みや溶血のおそれの少ない平膜
型の血液適合性および寸法安定性の優れた親水性ポリプ
ロピレン多孔質膜および血漿分離装置に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrophilic polypropylene porous membrane and a plasma separation device. More specifically, the present invention relates to a flat membrane polypropylene porous membrane used for plasma separation for separating blood into blood cell components and plasma components, removal of bacteria in blood, etc., a method for producing the same, and a plasma separator. It is about. More specifically, the present invention has a high plasma separation rate when used for plasma separation, and has a flat membrane type blood compatibility and excellent hydrophilicity with dimensional stability with less risk of blood cell entrapment and hemolysis. The present invention relates to a polypropylene porous membrane and a plasma separation device.

背景技術 従来、血液を血球成分と血漿成分とに分離するために
種々の透過性膜が使用されている。これらの透過性膜
は、全身性エリトマトーデス、慢性関節リウマチ、糸球
体腎炎、重傷筋無力症等の免疫異常による疾患における
異常タンパク、免疫複合体、抗原、抗体等の除去を目的
とする血漿浄化、さらには成分輸血用の血漿製剤の調製
あるいは人工腎臓の前処理等に使用されている。このよ
うな血漿分離用として使用されてる透過性膜としては、
セルロースアセテート膜(特開昭54−15,476号)、ポリ
ビニルアルコール膜、ポリエステル膜、ポリカーボネー
ト膜、ポリメチルメタクリレート膜、ポリエチレン膜
(特開昭57−84,702号)、ポリプロピレン膜等が使用さ
れてきた。しかしながら、これらの透過性膜は、膜の機
械的強度、空孔率および血漿分離能力が不充分であるの
みならず、血漿分離に使用した場合、目詰りによる赤血
球の損傷が起り、また血漿中の補体成分が活性化されて
しまい、分離された血漿が非常に損傷を受けるものであ
った(人工臓器第16巻第2号第1045〜1050号)(198
7)。
BACKGROUND ART Conventionally, various permeable membranes have been used to separate blood into blood cell components and plasma components. These permeable membranes, systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, glomerulonephritis, abnormal proteins in diseases due to immune disorders such as myasthenia gravis, immune complex, antigen, plasma purification for the purpose of removal of antibodies, Furthermore, it is used for preparation of plasma preparations for transfusion of components, pretreatment of artificial kidneys, and the like. As the permeable membrane used for such plasma separation,
Cellulose acetate film (JP-A-54-15476), polyvinyl alcohol film, polyester film, polycarbonate film, polymethylmethacrylate film, polyethylene film (JP-A-57-84,702), polypropylene film and the like have been used. However, these permeable membranes are not only insufficient in mechanical strength, porosity and plasma separation ability of the membrane, but when used for plasma separation, erythrocyte damage due to clogging occurs, and in plasma. The complement component of erythrocyte was activated and the separated plasma was greatly damaged (Artificial Organs Vol. 16 No. 2 1045-1050) (198
7).

また、結晶性ポリオレフィン、ポリアミド等の溶媒に
対して難溶性で延伸性を有する重合体と、該重合体に対
して部分的に相溶性を有しかつ溶媒に対して易溶性であ
る化合物との混合物をフィルム、シートまたは中空体に
成形し、該成形体を溶媒で処理し、乾燥後に1軸方向ま
たは2軸方向に50〜15,000%延伸してなる透過性膜が提
案されている(特公昭57−20,970号)。しかしながら、
このような膜は、孔径を大きくするために延伸されてい
るので、熱収縮が大きく医療用途に用いた場合、オート
クレーブ滅菌ができないものであった。さらに、形成さ
れる細孔構造が延伸により形成されるために、膜厚方向
にほぼ平行な直線的なものであり、かつ両表面および内
部の孔構造がほぼ均一なものであるため、血漿分離に用
いた場合、タンパク質や血球の目詰りが起し易いものと
なっていまった。
Further, a crystalline polyolefin, a polymer having poor stretchability and solubility in a solvent such as polyamide, and a compound partially compatible with the polymer and easily soluble in a solvent A permeable membrane has been proposed in which the mixture is formed into a film, a sheet or a hollow body, the formed body is treated with a solvent, dried and then stretched uniaxially or biaxially by 50 to 15,000%. 57-20, 970). However,
Since such a membrane is stretched to increase the pore size, it has a large heat shrinkage and cannot be sterilized by autoclave when used in medical applications. Furthermore, since the pore structure that is formed is formed by stretching, it is a straight line that is substantially parallel to the film thickness direction, and because the pore structure on both surfaces and inside is almost uniform, plasma separation is performed. When used in the above, clogging of proteins and blood cells was likely to occur.

さらに、血漿分離用の透過性膜に関して補体の活性が
少ない材質としてポリオレフィン系高分子が着目され、
ポリオレフィン系高分子を用いた透過性膜の検討が進め
られている。例えば、パラフィン10〜80重量%およびポ
リプロピレン樹脂90〜20重量%の溶融混合物をダイスを
通して、フィルム、シートまたは中空糸状に押出し、溶
融状態のまま50℃以下に維持された水中へ導き急冷固化
し、次いで得られた成形物からパラフィンを抽出分離す
る多孔質膜の製造方法が開示されている。(特開昭55−
60,537号)。しかしながら、この方法によって得られる
多孔質膜は、比熱の大きい水によって急冷されるために
表面孔径・内部孔径共に小さくまた空孔率も低いものと
なるために、濾過速度が低く速やかな血漿分離には適さ
ないものであった。
Furthermore, regarding the permeable membrane for plasma separation, attention has been paid to polyolefin-based polymers as a material with less complement activity,
Studies on a permeable membrane using a polyolefin-based polymer are underway. For example, a molten mixture of 10 to 80% by weight of paraffin and 90 to 20% by weight of polypropylene resin is extruded through a die into a film, a sheet or a hollow fiber shape, and is rapidly cooled and solidified by being introduced into water maintained at 50 ° C or lower in a molten state Then, a method for producing a porous membrane in which paraffin is extracted and separated from the obtained molded product is disclosed. (Japanese Patent Laid-Open No. 55-
No. 60,537). However, since the porous membrane obtained by this method is rapidly cooled by water having a large specific heat, both the surface pore size and the internal pore size are small and the porosity is also low, so that the filtration rate is low and rapid plasma separation is possible. Was not suitable.

またさらに、前記溶融混合物を冷却固化される手段と
して、金属ローラやパラフィン等の前記有機充填剤との
相溶性の良い冷却固化液を用いる(特願昭60−237,069
号)方法が提唱されている。しかしながら、前者の方法
では、得られる多孔質膜の表面孔径が極端に小さくなっ
て血漿の透過速度が遅くなってしまうものとなってい
た。また後者の方法においては、冷却固化液が水と比較
して比熱が小さいため、適切な冷却速度でポリプロピレ
ンの結晶化を促し、内部においては血漿分離に用いるこ
とが可能な程度に大きな孔径の細孔を形成するが、その
表面部においては、表面のポリプロピレンが固化する以
前に冷却固化液中に溶け出して生じると考えられる非常
に大きな網目構造を形成することになる。このような表
面層を有する多孔質膜においては、表面層がプレフィル
ターとして作用するためタンパク質の目詰りが少なく、
また良好な血漿分離速度をもって血漿分離を行なえるも
のであったが、血液との接触時に血球のもぐり込みを生
じ易く、圧力を加えると溶血してしまうおそれがあるも
のであった。
Further, as a means for cooling and solidifying the molten mixture, a cooling and solidifying liquid having good compatibility with the organic filler such as a metal roller or paraffin is used (Japanese Patent Application No. 60-237,069).
No.) Method has been proposed. However, in the former method, the surface pore diameter of the obtained porous membrane becomes extremely small and the plasma permeation rate becomes slow. Further, in the latter method, since the cooled solidified liquid has a smaller specific heat than water, it promotes the crystallization of polypropylene at an appropriate cooling rate, and has a small pore size inside so that it can be used for plasma separation. Although pores are formed, a very large network structure is considered to be formed on the surface portion of the pores, which is considered to be generated by the dissolution of the polypropylene on the surface into the cooling solidification liquid before solidification. In the porous membrane having such a surface layer, the surface layer acts as a prefilter, so that the clogging of the protein is small,
Further, although it was possible to perform plasma separation with a good plasma separation rate, it was likely that blood cells would engulf when contacting blood, and that hemolysis may occur when pressure is applied.

さらにまた、ポリオレフィン等の疎水性膜は、補体系
の活性化能は高くはないが、フィブリノーゲン、血液凝
固因子といった有用な分子の回収率が低下するといった
欠点を有していた。
Furthermore, hydrophobic membranes such as polyolefins have the drawback that although the ability to activate the complement system is not high, the recovery rate of useful molecules such as fibrinogen and blood coagulation factors decreases.

さらにまた疎水性膜は使用に際して親水化処理を施さ
せねばならないとしう欠点を有していた。
Furthermore, the hydrophobic membrane has a drawback that it must be subjected to a hydrophilic treatment at the time of use.

また膜表面および細孔表面が親水性単量体のグラフト
鎖によって親水化されている多孔質膜も、特願昭61−10
3,011に記載されているが、(実施例・写真)明細書に
記載されているような製造法では膜表面の表面孔径が大
きい血球のもぐり込みの大きい溶血の起こりやすい膜に
なってしまう。さらにまた、高い血液適合性を発現させ
るためには、単に親水性単量体のグラフト鎖を結合させ
るのでは充分ではなく単体では水溶性を示す高分子を化
学的に結合することが必要である。
Further, a porous membrane in which the membrane surface and the pore surface are hydrophilized by a graft chain of a hydrophilic monomer is also disclosed in Japanese Patent Application No. 61-10
Although described in 3,011, the production method as described in (Examples and photographs) specification results in a membrane in which hemolysis easily occurs, in which blood cells having a large surface pore diameter on the surface of the membrane are entangled. Furthermore, in order to express high blood compatibility, it is not enough to simply bond a graft chain of a hydrophilic monomer, and it is necessary to chemically bond a water-soluble polymer by itself. .

従って本発明は、新規な親水性ポリプロピレン多孔質
膜およびその製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a novel hydrophilic polypropylene porous membrane and a method for producing the same.

本発明はまた、血液を血球成分と血漿成分とに分離す
るための血漿分離、血液中の細菌の除去等に使用される
平膜型の親水性ポリプロピレン多孔質膜およびその製造
方法を提供することを目的とする。
The present invention also provides a flat membrane type hydrophilic polypropylene porous membrane used for plasma separation for separating blood into blood cell components and plasma components, removal of bacteria in blood, etc., and a method for producing the same. With the goal.

本発明はさらに、血漿分離用として使用した際に血漿
分離速度が速く、分離された血漿の損傷が少なく、かつ
また血球のもぐり込みや溶血のおそれの少ない平膜型の
血液適合性・寸法安定性の優れた親水性ポリプロピレン
多孔質およびその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
Furthermore, the present invention has a flat plasma-type blood compatibility and dimensional stability with high plasma separation rate when used for plasma separation, less damage to the separated plasma, and less risk of blood cell entrapment and hemolysis. An object of the present invention is to provide a hydrophilic polypropylene porous material having excellent properties and a method for producing the same.

発明の開示 これらの諸目的は、微細な網目構造を有する親水性多
孔質膜であって、該多孔質膜の少なくとも一方の膜表面
には内部と同程度の網目構造の表面層が形成され、かつ
膜表面および細孔表面には親水性重合体が化学的に結合
されてなり、平均孔径0.1〜2.0μm、バブルポイントが
2.0kg/cm2以下、空孔率が60〜85%、透水量が2ml/min・
mmHg・m2以上である実質的にポリプロピレンからなるこ
とを特徴とする親水性ポリプロピレン多孔質膜により達
成される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION These various objects are hydrophilic porous membranes having a fine network structure, and a surface layer having the same network structure as the inside is formed on at least one membrane surface of the porous membrane, Moreover, the hydrophilic polymer is chemically bonded to the membrane surface and the pore surface, and the average pore diameter is 0.1 to 2.0 μm and the bubble point is
2.0 kg / cm 2 or less, porosity 60 to 85%, water permeability 2 ml / min ・
It is achieved by a hydrophilic polypropylene porous membrane characterized in that it is substantially composed of polypropylene having a mmHg · m 2 or more.

また、本発明は、120℃で20分間の熱処理による収縮
率が5.0%以下である親水性ポリプロピレン多孔質膜で
ある。さらに、本発明は、湿潤時の膨潤率が1.0%以内
である請求の範囲第1項に記載の親水性ポリプロピレン
多孔質膜である。本発明は、親水性重合体は、つぎの式
(ただし、R1はHまたはCH3であり、またR2CONHR3(ただし、R3およびR4は炭素数1〜4のアルキルであ
る)、 COOM(ただし、Mは金属)、COOR5NHR6(ただし、R5
炭素数1〜4のアルキレンであり、またR6は炭素数1〜
4のアルキルである)、 (ただし、R5およびR6は前記のとおりであり、またR7
炭素数1〜4のアルキルである)または であり、かつR2の場合はR1はHであり、またnは10〜104である)で表
わされる少なくとも1種のものである親水性ポリプロピ
レン多孔質である。また、本発明は、親水性重合体はつ
ぎの式II (ただし、nは前記のとおりでありR8はHまたはCH3、R
9およびR10はアルキル基であり、R8、R9およびR10の合
計炭素数は8以下である)である親水性ポリプロピレン
多孔質膜である。
Further, the present invention is a hydrophilic polypropylene porous membrane having a shrinkage ratio of 5.0% or less after heat treatment at 120 ° C. for 20 minutes. Furthermore, the present invention is the hydrophilic polypropylene porous membrane according to claim 1, wherein the swelling ratio when wet is within 1.0%. The present invention provides a hydrophilic polymer having the formula I (However, R 1 is H or CH 3 , and R 2 is CONHR 3 , (However, R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 4 carbons), COOM (where M is a metal), COOR 5 NHR 6 (where R 5 is alkylene having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 is 1 to 1 carbon atoms)
4 alkyl), (Wherein R 5 and R 6 are as described above, and R 7 is alkyl having 1 to 4 carbons) or And R 2 is In which R 1 is H, and n is 10 to 10 4 ), which is at least one kind of hydrophilic polypropylene porous. Further, the present invention is a hydrophilic polymer having the following formula II (However, n is as described above and R 8 is H or CH 3 , R
9 and R 10 are alkyl groups, and the total carbon number of R 8 , R 9 and R 10 is 8 or less), which is a hydrophilic polypropylene porous membrane.

これらの諸目的はまた、微細な網目構造を有する親水
性多孔質膜であって、該多孔質膜の少なくとも一方の膜
表面には内部と同程度の網目構造の表面層が形成され、
かつ膜表面および細孔表面には親水性重合体が化学的に
結合されてなり、平均孔径0.1〜2.0μm、バブルポイン
トが2.0kg/cm2以下、空孔率が60〜85%、透水量が2ml/m
in・mmHg・m2以上である実質的にポリプロピレンからな
る親水性ポリプロピレン多孔質膜を上下2枚組合せ、内
部に血漿流路を形成してその周縁部をシールするととも
に該分離膜の少なくとも1カ所に血漿流出口を設けてな
る分離膜ユニットを複数個重ね合わせ、これを血液流入
口と血球流出口および血漿流出口を有するケース内に収
納し、各分離膜ユニットの血漿流出口を該ケースの血漿
出口に連通させた血漿分離装置によっても達成される。
These various purposes are also a hydrophilic porous membrane having a fine network structure, the surface layer of the same degree of network structure as the inside is formed on at least one membrane surface of the porous membrane,
In addition, a hydrophilic polymer is chemically bonded to the membrane surface and pore surface, the average pore diameter is 0.1 to 2.0 μm, the bubble point is 2.0 kg / cm 2 or less, the porosity is 60 to 85%, and the water permeability is Is 2 ml / m
Two or more hydrophilic polypropylene porous membranes consisting essentially of polypropylene of in · mmHg · m 2 or more are combined to form a plasma channel inside to seal the peripheral portion and at least one location of the separation membrane. A plurality of separation membrane units each having a plasma outlet are stacked on top of each other and housed in a case having a blood inlet, a blood cell outlet, and a plasma outlet, and the plasma outlet of each separation membrane unit is It is also achieved by a plasma separation device in communication with the plasma outlet.

また、本発明は、親水性ポリプロピレン多孔質膜の12
0℃で20分間の熱処理による収縮率が5.0%以下である血
漿分離装置である。さらに、本発明は、親水性ポリプロ
ピレン多孔質膜の湿潤時の膨潤率が1.0%以内である血
漿分離装置である。
The present invention also provides a hydrophilic polypropylene porous membrane 12
This is a plasma separation apparatus having a shrinkage rate of 5.0% or less after heat treatment at 0 ° C for 20 minutes. Furthermore, the present invention is the plasma separation apparatus, wherein the swelling rate of the hydrophilic polypropylene porous membrane when wet is within 1.0%.

図面の簡単な説明 第1図は、実施例1によって得た本発明に係る親水性
ポリプロピレン多孔質膜の表面構造を示す電子顕微鏡写
真、 第2図は、同多孔質膜の断面の電子顕微鏡写真、 第3図は、本発明の製造方法を示す製造装置、 第4図は、本発明による血漿分離装置の断面図、 第5図は、血漿分離実験の回路の概略図、 第6図は、実施例1の親水性多孔質膜を使用して牛血
の血漿分離を行なった後の膜の表面の電子顕微鏡写真で
あり、また第7図は、比較例1の親水性多孔質膜を使用
して牛血の血漿分離を行なった後の膜の表面の電子顕微
鏡写真である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an electron micrograph showing a surface structure of a hydrophilic polypropylene porous membrane according to the present invention obtained in Example 1, and FIG. 2 is an electron micrograph showing a cross section of the porous membrane. FIG. 3 is a manufacturing apparatus showing a manufacturing method of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a plasma separation apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram of a plasma separation experiment circuit, and FIG. FIG. 7 is an electron micrograph of the surface of the membrane after plasma separation of bovine blood using the hydrophilic porous membrane of Example 1, and FIG. 7 shows that the hydrophilic porous membrane of Comparative Example 1 was used. 3 is an electron micrograph of the surface of the membrane after plasma separation of bovine blood.

発明を実施するための最良の形態 本発明の親水性ポリプロピレン多孔質膜は、膜厚30〜
300μm好ましくは、60〜200μmの膜表面および細孔表
面に親水性高分子が化学的に結合された膜である。この
親水性ポリプロピレン多孔質膜の膜構造は、成膜条件に
よって変わるが、後述するように冷却固化液として、ポ
リエチレングリコール(分子量;200)等を用いた場合、
第1図および第2図に示す走査電子顕微鏡写真に見られ
るような構造を有する。すなわち、粒子状ポリプロピレ
ンが連なってできた糸状体が絡みあった微細な網状構造
が三次元等方的に発達しており、膜表面においても、内
部と同程度の網状構造の表面層が形成されているので、
血漿分離膜として使用した場合、血球のもぐり込みや溶
血が起こる虞れが極めて少ない。また、延伸法で製膜し
た多孔質膜と異なり、膜の網状構造が等方的に発達して
いるので、オートクレーブ等による熱収縮の極めて小さ
い膜となり、各種の滅菌方法が適用可能となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention has a thickness of 30 to
300 μm, preferably a membrane having a hydrophilic polymer chemically bonded to the membrane surface and the pore surface of 60 to 200 μm. The film structure of this hydrophilic polypropylene porous film changes depending on the film forming conditions, but as described below, when polyethylene glycol (molecular weight: 200) or the like is used as a cooling and solidifying liquid,
It has a structure as seen in the scanning electron micrographs shown in FIGS. That is, a fine net-like structure in which filaments made of a string of polypropylene particles are entangled with each other is three-dimensionally isotropically developed, and a surface layer having a net-like structure similar to the inside is formed on the film surface. Because
When it is used as a plasma separation membrane, there is very little risk of blood cell entrapment or hemolysis. Further, unlike the porous membrane formed by the stretching method, since the network structure of the membrane is isotropically developed, it becomes a membrane having extremely small heat shrinkage due to an autoclave or the like, and various sterilization methods can be applied.

本発明の親水性ポリプロピレン多孔質膜が充分な血漿
分離能力を発揮するには、平均孔径0.1〜2.0μm、好ま
しくは0.2〜1.0μm、バプルポイント2.0kg/cm2以下、
好ましくは0.2〜1.6kg/cm2、空孔率60〜85%、好ましく
は65〜80%、透水量2ml/min・mmHg・m2以上、好ましく
は4〜400ml/min・mmHg・m2であることが望ましい。す
なわち、平均孔径が0.1μm未満であると血漿中の分子
量が大きいタンパク質等(例えば血液凝固第8因子や各
種免疫複合体(immune complex))の透過率が低下し、
分離・分画が困難となるからである。一方、2.0μmを
越えると血漿分離を行なっている時に血球が膜内にもぐ
り込んだりして溶血を起こしやすくなるし、ポリプロピ
レン膜の物性が変わり、膜がもろくなり、使用上問題を
生じやすい。バブルポイントが2.0kg/cm2を超えると膜
の血漿分離能力が落ちる。そして、空孔率が60%未満で
あると膜の血漿分離能力が落ち、一方、85%を超えると
ポリプロピレン膜の物性が変わり、膜がもろくなり、使
用上問題を生じやすい。透水量が2ml/min・mmHg・m2
満では膜の血漿分離能力が落ちる。
In order for the hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention to exhibit a sufficient plasma separation ability, the average pore diameter is 0.1 to 2.0 μm, preferably 0.2 to 1.0 μm, and the bubble point is 2.0 kg / cm 2 or less,
Preferably 0.2 to 1.6 kg / cm 2 , porosity 60 to 85%, preferably 65 to 80%, water permeability 2 ml / min · mmHg · m 2 or more, preferably 4 to 400 ml / min · mmHg · m 2 . Is desirable. That is, if the average pore size is less than 0.1 μm, the permeability of proteins with large molecular weight in plasma (eg, blood coagulation factor VIII and various immune complexes) decreases,
This is because separation / fractionation becomes difficult. On the other hand, when the thickness exceeds 2.0 μm, blood cells are liable to engulf in the membrane during plasma separation to cause hemolysis, the physical properties of the polypropylene membrane are changed, and the membrane becomes brittle, which causes problems in use. When the bubble point exceeds 2.0 kg / cm 2 , the plasma separation ability of the membrane decreases. When the porosity is less than 60%, the plasma separation ability of the membrane decreases, while when it exceeds 85%, the physical properties of the polypropylene membrane change and the membrane becomes brittle, which tends to cause problems in use. If the water permeation rate is less than 2 ml / min · mmHg · m 2 , the plasma separation ability of the membrane will decrease.

本発明において使用した用語および測定方法は次の通
りである。
The terms and measuring methods used in the present invention are as follows.

先ず、平均孔径とは水銀ポロシメータで測定した値
[dV/d log rの極大値(ただしVは孔の体積でありrは
孔の半径である)]であり、バプルポイントとはASTM F
316修正法に従い直径47mmのステンレスホルダを用い、
液相としてイソプロピルアルコールを使用して測定し
た。そして圧力を上げていきフィルター中央部よりイソ
プロピルアルコール中の窒素の一連の気泡が均一に問断
なく上昇し始める時の圧力をバブルポイントとした。
First, the average pore diameter is a value measured by a mercury porosimeter [maximum value of dV / d log r (where V is the volume of the hole and r is the radius of the hole)], and the bubbling point is ASTM F.
According to the 316 revision method, using a stainless steel holder with a diameter of 47 mm,
It was measured using isopropyl alcohol as the liquid phase. Then, the pressure was raised and the pressure at which a series of air bubbles of nitrogen in isopropyl alcohol began to rise evenly and unequally from the center of the filter was taken as the bubble point.

膜厚は、マイクロメーターを使用して測定した値であ
る。
The film thickness is a value measured using a micrometer.

透水量とは、0.7kg/cm2の圧力下で25℃の蒸溜水を用
いて実測した値である。
The water permeability is a value measured by using distilled water at 25 ° C under a pressure of 0.7 kg / cm 2 .

空孔率(P)は、多孔質膜をエタノールに浸漬した
後、水置換して含水させ含水後の重量(Ww)を測定し、
乾燥時の重量をWd、ポリマーの密度をa[g/cm3]とす
ると空孔率は以下の式で算出される。
The porosity (P) was measured by immersing the porous membrane in ethanol, substituting it with water, and allowing it to hydrate to measure the weight (W w ) after hydration.
When the dry weight is W d and the polymer density is a [g / cm 3 ], the porosity is calculated by the following formula.

膨潤率は、25℃の蒸溜水に5分間浸漬した後、膜の寸
法変化を実測した値である。
The swelling ratio is a value obtained by actually measuring the dimensional change of the film after being immersed in distilled water at 25 ° C. for 5 minutes.

疎水性ポリプロピレン膜にグラフト重合された化学的
に結合させてなる親水性重合体は、親水性であればとく
に限定されないが、−OH基を含まない方が補体系の活性
化を低く抑えられるので好ましい。このような親水性重
合体を形成し、得る少なくとも1種の単量体ユニットと
しては、次の式I′ (ただし、R1はHまたはCH3であり、またR2CONH2,CONHR3(ただし、R3およびR4は炭素数1〜4のアルキルであ
る)、 COOM(ただし、Mは金属、例えば、ナトリウム、カリウ
ム、リチウム等のアルカリ金属である)、COOR5NHR
6(ただし、R5は炭素数1〜4のアルキレンであり、ま
たR6は炭素数1〜4のアルキルである)、 (ただし、R5およびR6は前記のとおりであり、またR7
炭素数1〜4のアルキルである)または であり、かつR2の場合にはR1はHである)で表わされる少なくとも1種
のものである。親水性重合体の具体例としては、例えば
ポリN−ビニルピロリドン、ポリ(メタ)アクリルアミ
ド、ポリN−低級アルキル(メタ)アクリルアミド、ポ
リN、N−ジ低級アルキル(メタ)アクリルアミド、ポ
リ(メタ)アクリロイルモルフォリン、ジアセトン(メ
タ)アクリルアミド等があり、またこれらの単量体ユニ
ットによる共重合体でもよい。これらの親水性重合体の
重合度nは10〜104、好ましくは102〜103である。
The hydrophilic polymer graft-polymerized to the hydrophobic polypropylene membrane and chemically bonded is not particularly limited as long as it is hydrophilic, but the one containing no -OH group can suppress the activation of the complement system to a low level. preferable. As the at least one monomer unit obtained by forming such a hydrophilic polymer, the following formula I ′ can be used. (However, R 1 is H or CH 3 , and R 2 is CONH 2 , CONHR 3 , (However, R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 4 carbons), COOM (where M is a metal, for example, an alkali metal such as sodium, potassium or lithium), COOR 5 NHR
6 (provided that R 5 is alkylene having 1 to 4 carbon atoms and R 6 is alkyl having 1 to 4 carbon atoms), (Wherein R 5 and R 6 are as described above, and R 7 is alkyl having 1 to 4 carbons) or And R 2 is In which R 1 is H). Specific examples of the hydrophilic polymer include, for example, poly N-vinylpyrrolidone, poly (meth) acrylamide, poly N-lower alkyl (meth) acrylamide, poly N, N-dilower alkyl (meth) acrylamide, poly (meth). There are acryloylmorpholine, diacetone (meth) acrylamide and the like, and a copolymer of these monomer units may be used. The degree of polymerization n of these hydrophilic polymers is 10 to 10 4 , preferably 10 2 to 10 3 .

前記親水性重合体は、つぎの式II (ただし、nは前記のとおりでありR8はHまたはCH3、R
9およびR10はアルキル基であり、R8,R9およびR10の合
計炭素数は8以下である)で表わされるアルキル(メ
タ)アクリルアミドであることが望ましい。
The hydrophilic polymer has the following formula II (However, n is as described above and R 8 is H or CH 3 , R
9 and R 10 are alkyl groups, and the total carbon number of R 8 , R 9 and R 10 is preferably 8 or less) and is preferably alkyl (meth) acrylamide.

式IIにおけるアルキルアクリルアミドからなる親水性
重合体は、水との親和性が非常に大きいにもかかわら
ず、分子内に疎水性の強い部分を有しているので、ポリ
プロピレンとの親和性も良好で細孔内部での結合反応が
スムーズに進行し、また膜表面において安定した状態で
存在することができる。さらにまた、分子内に補体系を
活性化させるような構造(例えばヒドロキシ基)を有し
ないので、血液適合性の高い膜となる。
The hydrophilic polymer composed of alkyl acrylamide in formula II has a strong hydrophobicity in the molecule even though it has a very high affinity with water, and therefore has a good affinity with polypropylene. The binding reaction inside the pores proceeds smoothly, and the membrane surface can exist in a stable state. Furthermore, since it does not have a structure (for example, a hydroxy group) that activates the complement system in the molecule, the membrane has high blood compatibility.

また、疎水性ポリプロピレン多孔質膜に反応させられ
る親水性単量体としては、例えば、次の式III (ただし、R1およびR2は前記のとおりである)で表わさ
れる単量体が好ましく、特につぎの式IV (ただし、R8,R9およびR10は前記のとおりである)で
表わされるアルキル(メタ)アクリルアミドが好まし
い。
Further, as the hydrophilic monomer reacted with the hydrophobic polypropylene porous membrane, for example, the following formula III (Wherein R 1 and R 2 are as described above) are preferred, and especially the following formula IV (However, R 8 , R 9 and R 10 are as described above), and an alkyl (meth) acrylamide is preferable.

膜表面および細孔表面に結合された水溶性高分子は、
フィブリノーゲン、血液凝固因子等の血漿タンパク質の
膜への吸着を抑制し、膜の目詰まりの低減化および血液
適合性の向上の働きをする。
The water-soluble polymer bound to the membrane surface and the pore surface is
It suppresses the adsorption of plasma proteins such as fibrinogen and blood coagulation factors to the membrane, functions to reduce clogging of the membrane and improve blood compatibility.

このような特性を有する本発明の親水性ポリプロピレ
ン多孔質膜は以下のようにして製造される。すなわち、
まず疎水性ポリプロピレン多孔質膜は、例えば米国特許
第4,743,375号に記載されているように、ポリプロピレ
ンに、該ポリプロピレンと溶融条件下で均一に分散し得
かつ使用する抽出液に対して易溶性である有機充填剤お
よび必要により結晶核形成剤よりなる配合物11を第3図
に示すようにホッパ12より混練機、例えば二軸スクリュ
式押出機13に供給して混練し、このようにして得られる
混練物を溶融状態でダイス14より吐出させ、冷却固化液
17を収納した冷却槽15内に設けたガイドローラ16に冷却
固化液17の液面より上で接触させ、ガイドローラ16の回
転によって冷却固化液17中に導いて冷却固化し、ついで
冷却固化により得られる膜を前記疎水性重合体を溶解し
ない抽出液と接触させて前記有機充填剤を抽出除去する
ことにより得られる。また、溶融した混練物を適当な凝
固溶媒を用いてキャスティング法により成膜してもよ
い。
The hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention having such characteristics is manufactured as follows. That is,
First, the hydrophobic polypropylene porous membrane can be uniformly dispersed in polypropylene under melting conditions and is easily soluble in the extract used, as described in, for example, US Pat. No. 4,743,375. A compound 11 comprising an organic filler and optionally a crystal nucleating agent is fed from a hopper 12 to a kneader, for example a twin-screw extruder 13 as shown in FIG. The kneaded material is discharged in the molten state from the die 14 and cooled and solidified.
A guide roller 16 provided in a cooling tank 15 accommodating 17 is contacted above the liquid surface of the cooling and solidifying liquid 17, and is guided into the cooling and solidifying liquid 17 by rotation of the guide roller 16 to be cooled and solidified, and then by cooling and solidifying. It is obtained by bringing the obtained membrane into contact with an extract which does not dissolve the hydrophobic polymer to extract and remove the organic filler. Further, the melted kneaded product may be formed into a film by a casting method using a suitable coagulating solvent.

なお、実施態様においては、溶融膜を冷却固化液と接
触させるためガイドローラを使用したが、溶融膜を直接
冷却固化液中に吐出させることも可能である。溶融膜は
冷却槽15を通過する間に完全に冷却固化され、次いで捲
取ローラ18に巻き取られる。またこの間にライン19より
供給される冷却固化液17は、ライン20より排出された
後、冷却装置(例えば熱交換器)20aで所定の温度に冷
却されて再循環される。そして巻き取った膜状物を更に
抽出液の入った抽出槽(図示せず)へ導き有機充填剤を
抽出する。必要によりさらに再抽出、乾燥、熱処理等の
工程を経て巻き取られる。なお得られる多孔質膜の構
造、透過性能の安定化のうえからは、膜状物を一定の長
さに固定して熱処理することが好ましい。また有機充填
剤の抽出は捲取前に抽出槽を設けて行ってもよい。
In the embodiment, the guide roller is used to bring the molten film into contact with the cooling and solidifying liquid, but it is also possible to directly discharge the molten film into the cooling and solidifying liquid. The molten film is completely cooled and solidified while passing through the cooling tank 15, and then wound around the winding roller 18. Further, during this time, the cooling solidified liquid 17 supplied from the line 19 is discharged from the line 20 and then cooled to a predetermined temperature by a cooling device (for example, a heat exchanger) 20a and recirculated. Then, the wound film material is further introduced into an extraction tank (not shown) containing an extraction liquid to extract the organic filler. If necessary, it may be re-extracted, dried, and heat-treated before being wound up. From the standpoint of stabilizing the structure and permeation performance of the obtained porous membrane, it is preferable to fix the membrane-like material to a certain length and heat-treat it. Further, the extraction of the organic filler may be performed by providing an extraction tank before winding.

このようにして得られた疎水性ポリプロピレン多孔質
膜を反応器に入れ、低温プラズマを照射し、ポリプロピ
レン分子上に重合開始点を形成させた後、0.01torr以下
に減圧し、ついで親水性単量体を供給して、膜表面およ
び細孔表面に結合した水溶性高分子鎖を成長させる。低
温プラズマを照射した後、プラズマによる分解物、ガス
等を充分除去させることによって、直鎖状の水溶性高分
子鎖が膜内部の細孔表面にまで短時間で合成される。
The hydrophobic polypropylene porous membrane thus obtained was placed in a reactor, irradiated with low temperature plasma to form a polymerization initiation point on the polypropylene molecule, and then depressurized to 0.01 torr or less, and then a hydrophilic monomer was added. The body is supplied to grow water-soluble polymer chains bound to the membrane surface and the pore surface. By irradiating the plasma with low temperature and then sufficiently removing decomposition products, gas, and the like by the plasma, linear water-soluble polymer chains are synthesized in a short time up to the pore surface inside the membrane.

本発明の製造方法において原料として使用されるポリ
プロピレンとしては、プロピレンホモポリマーに限ら
ず、プロピレンを主成分とする他のモノマー(例えばポ
リエチレン)とのブロックポリマー等があるが、好まし
くはそのメルトインデックス(M.I.)が5〜70のものが
望ましく、特にM.I.が5〜40のものが好ましい。さらに
膜の強度を上げる目的で分子量の大きい、すなわちM.I.
の低いポリプロピレンを配合したものが好ましく、例え
ばM.I.5〜40のポリプロピレン100重量部に対してM.I.0.
05〜5のポリプロピレンを0〜150重量部、特に20〜100
重量部混練したものが好適に使用される。また前記ポリ
プロピレンのうち、プロピレンホモポリマーが特に好ま
しく、中でも結晶性の高いものが最も好ましい。
The polypropylene used as a raw material in the production method of the present invention is not limited to propylene homopolymer, but includes a block polymer with another monomer containing propylene as a main component (for example, polyethylene), but the melt index ( MI) of 5 to 70 is preferable, and MI of 5 to 40 is particularly preferable. In order to further increase the strength of the membrane, the molecular weight is high, that is, MI
It is preferable to mix low polypropylene, for example MI0.100 against 100 parts by weight of polypropylene of MI5-40.
05 to 5 polypropylene, 0 to 150 parts by weight, especially 20 to 100
A kneaded part by weight is preferably used. Further, among the polypropylenes, propylene homopolymer is particularly preferable, and among them, those having high crystallinity are most preferable.

有機充填剤としては、前記ポリプロピレンの溶融下で
該ポリプロピレンに均一に分散できかつ後述するように
抽出液に対して易溶性のものであることが必要である。
このような充填剤としては、流動パラフィン(数平均分
子量100〜2000)、α−オレフィンオリゴマー[例えば
エチレンオリゴマー(数平均分子量100〜2,000)、プロ
ピレンオリゴマー(数平均分子量100〜2,000)、エチレ
ン−プロピレンオリゴマー(数平均分子量100〜2,000)
等]、パラフィンワックス(数平均分子量100〜2,500、
各種炭化水素等があり、好ましくは流動パラフィンであ
る。
As the organic filler, it is necessary that it can be uniformly dispersed in the polypropylene while being melted and that it is easily soluble in the extract as described later.
Examples of such fillers include liquid paraffin (number average molecular weight 100 to 2000), α-olefin oligomer [eg ethylene oligomer (number average molecular weight 100 to 2,000), propylene oligomer (number average molecular weight 100 to 2,000), ethylene-propylene]. Oligomer (number average molecular weight 100-2,000)
Etc.], paraffin wax (number average molecular weight 100 to 2,500,
There are various hydrocarbons and the like, and liquid paraffin is preferable.

ポリプロピレンと前記有機充填剤との配合割合は、ポ
リプロピレン100重量部に対して、有機充填剤が200〜60
0重量部、好ましくは300〜500重量部である。すなわち
有機充填剤が200重量部未満では、得られるポリプロピ
レン多孔質膜の空孔率、透水量が低すぎて充分な透過性
能が得られず、また600重量部を超えると、粘度が低す
ぎて膜状物の成形加工性が低下するためである。このよ
うな原料配合物は、例えば二軸押出機等の押出機を用い
て所定の組成の混合物を溶融混練し、押し出した後ペレ
ット化するという前混練法により原料を調製する。
The mixing ratio of the polypropylene and the organic filler is 100 to 100 parts by weight of the polypropylene, the organic filler is 200 to 60.
It is 0 part by weight, preferably 300 to 500 parts by weight. That is, if the organic filler is less than 200 parts by weight, the porosity of the obtained polypropylene porous membrane, the water permeability is too low to obtain sufficient permeation performance, and if it exceeds 600 parts by weight, the viscosity is too low. This is because the moldability of the film-like material is reduced. Such a raw material mixture is prepared by a pre-kneading method in which a mixture having a predetermined composition is melt-kneaded using an extruder such as a twin-screw extruder, extruded and then pelletized.

本発明において原料中に配合される結晶核形成剤とし
ては、融点が150℃以上、好ましくは200〜250℃で、か
つゲル化点が使用するポリプロピレンの結晶化開始温度
以上の有機耐熱性物質である。
The crystal nucleating agent to be blended in the raw material in the present invention is an organic heat-resistant substance having a melting point of 150 ° C. or higher, preferably 200 to 250 ° C., and a gelation point of the crystallization start temperature of the polypropylene used or higher. is there.

このような結晶核形成剤を配合する理由は、ポリプロ
ピレン粒子の縮小化を図り、これによって固相間の間
隙、すなわち形成される細孔の孔径をコントロールする
ことにある。一例を挙げると、例えば1.3,2.4−ジ−ベ
ンジリデンソルビトール、1.3,2.4−ジ−(メチルベン
ジリデン)ソルビトール、1.3,2.4−ジ(エチルベンジ
リデン)ソルビトールおよび1.3,2.4−ジ−(プロピル
ベンジリデン)等の1.3,2.4−ジ−(アルキルベンジリ
デン)ソルビトール、ビス(4−t−ブチルフェニル)
リン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム等が結晶核形成
剤としてあげられる。これらのうち、1.3,2.4−ジベン
ジリデンソルビトール,1.3,2.4−ジ−(p−エチルベン
ジリデン)ソルビトール,1.3,2.4−ジ−(p−メチルベ
ンジリデン)ソルビトールが血液中への溶出が少なく好
ましい。
The reason for incorporating such a crystal nucleating agent is to reduce the size of polypropylene particles and thereby control the gap between solid phases, that is, the pore size of the pores formed. As an example, for example, 1.3,2.4-di-benzylidene sorbitol, 1.3,2.4-di- (methylbenzylidene) sorbitol, 1.3,2.4-di (ethylbenzylidene) sorbitol and 1.3,2.4-di- (propylbenzylidene) 1.3,2.4-di- (alkylbenzylidene) sorbitol, bis (4-t-butylphenyl)
Examples of crystal nucleating agents include sodium phosphate and sodium benzoate. Of these, 1.3,2.4-dibenzylidene sorbitol, 1.3,2.4-di- (p-ethylbenzylidene) sorbitol and 1.3,2.4-di- (p-methylbenzylidene) sorbitol are preferable because they are less likely to be eluted into blood.

ポリプロピレンと前記結晶核形成剤との配合割合は、
ポリプロピレン100重量部に対して、結晶核形成剤が0.1
〜5重量部、好ましくは0.2〜1.0重量部である。
The mixing ratio of polypropylene and the crystal nucleating agent,
Crystal nucleating agent is 0.1 with respect to 100 parts by weight of polypropylene.
-5 parts by weight, preferably 0.2-1.0 parts by weight.

このようにして得られる親水性ポリプロピレン多孔質
膜は、120℃で20分間の熱処理による収縮率が5.0%以
下、好ましくは2%以下である。また、湿潤時の膨張率
は、1.0%以下、好ましくは0.5%以下である。また親水
性重合体の膜厚は細孔を閉塞しない程度であることが血
漿の分離能の点から必要であり、例えば200nm以下、好
ましく100nm以下である。
The hydrophilic polypropylene porous membrane thus obtained has a shrinkage ratio of 5.0% or less, preferably 2% or less, when heat-treated at 120 ° C. for 20 minutes. The expansion coefficient when wet is 1.0% or less, preferably 0.5% or less. In addition, the film thickness of the hydrophilic polymer is required to be such that pores are not blocked, from the viewpoint of plasma separability, and is, for example, 200 nm or less, preferably 100 nm or less.

本発明の親水性ポリプロピレン多孔質膜は、上記のよ
うにして得られるが、その用途としては血液を血球成分
と血漿成分とに分離するための血漿分離用膜、血液中の
細菌を除去するためのミクロフィルターなどが挙げら
れ、特にドナーフェレーシス等におけるように分離した
血漿を使用する場合や免疫疾患の治療用としての血漿分
離用膜として好適に用いられる。
The hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention can be obtained as described above, and its applications include a plasma separation membrane for separating blood into blood cell components and plasma components, for removing bacteria in blood. And the like, and is particularly preferably used as a plasma separation membrane when using separated plasma such as in donor pheresis or for treating immune diseases.

このようにして得られる膜は、上記したように、透過
膜本体1の膜性状に応じて各種の用途に用いられるが、
特に以下に示すように血漿分離膜等としてモジュールに
組入れられた場合に優れた性能を発揮する。
The membrane thus obtained is used for various applications depending on the membrane properties of the permeable membrane main body 1 as described above.
In particular, it exhibits excellent performance when incorporated in a module as a plasma separation membrane as shown below.

第4図は、本発明の血漿分離装置の一実施態様を示す
ものである。この実施態様においては、上板中央部に血
液流入口21、上板外周部に血漿流出口22および側壁に血
液流出口23を備えた円筒状ケース本体24と円縁にOリン
グ25を取付けた底蓋体26とよりなるケース内に、中心に
開口部28および周辺付近に血漿通過孔29を備えたスクリ
ーンメッシュあるいは不織布よりなる円形状の血漿流路
形成体27を外側に血漿分離膜10a,10bで狭装し、その外
周縁および中央開口部の周縁をシールしてなる膜ユニッ
ト31が、該ユニット31に対応した中央開口部28および血
漿通過孔29を備え、血漿通過孔29の外周にシール材30を
貼着させた複数の微小突起34を有する流路規制体32を挟
んで複数枚積層されている。なお、シール材30で膜ユニ
ット31と流路規制体32とが一体に接合されている。
FIG. 4 shows an embodiment of the plasma separation device of the present invention. In this embodiment, a cylindrical case body 24 having a blood inlet 21 at the center of the upper plate, a plasma outlet 22 at the outer peripheral portion of the upper plate, and a blood outlet 23 at the side wall, and an O-ring 25 at the circular edge are attached. In the case consisting of the bottom lid 26, a circular plasma flow path forming body 27 made of a screen mesh or a non-woven fabric having an opening 28 in the center and a plasma passage hole 29 in the vicinity of the plasma separation membrane 10a on the outside, A membrane unit 31 narrowed by 10b and sealing the outer peripheral edge and the peripheral edge of the central opening is provided with a central opening 28 and a plasma passage hole 29 corresponding to the unit 31, and is provided on the outer periphery of the plasma passage hole 29. A plurality of sheets are laminated with a flow path restricting body 32 having a plurality of minute projections 34 to which a sealing material 30 is attached sandwiched. In addition, the membrane unit 31 and the flow path restricting body 32 are integrally joined by the sealing material 30.

なお、流路規制体32において、微小突起34は、高さが
20〜200ミクロン、基部直径が100〜1,000ミクロン、頂
点の間隙が300〜2,000ミクロンで、微小突起の膜表面全
体に対する占有面積が3〜20%であることが好ましい。
さらに好ましくは高さが50〜100ミクロン、基部直径が2
00〜500ミクロン、頂点の間隙が500〜1,000ミクロン
で、微小突起の膜表面全体に対する占有面積が5〜15%
であることが望ましい。
In the flow path restrictor 32, the fine protrusions 34 have a height
It is preferable that the diameter is 20 to 200 μm, the base diameter is 100 to 1,000 μm, the gap between the apexes is 300 to 2,000 μm, and the area occupied by the microprojections with respect to the entire film surface is 3 to 20%.
More preferably, the height is 50-100 microns and the base diameter is 2
00-500 microns, gap between vertices is 500-1,000 microns, occupying 5-15% of the surface area of microprotrusions
It is desirable that

すなわち、透過膜表面上の個々の微小突起の高さは体
液流路の厚みを規定する重要な因子である。濾過工業的
な見地からみて、微小突起の高さが20ミクロン未満で
は、体液流路厚が薄くなりすぎて、高い圧力損失を生じ
てしまい、また200ミクロンを超えるとせん断速度を大
きくすることができず、十分な体液濾過が得られない。
That is, the height of each microprojection on the permeable membrane surface is an important factor that determines the thickness of the body fluid channel. From the viewpoint of the filtration industry, if the height of the microprotrusions is less than 20 microns, the body fluid flow path thickness becomes too thin, resulting in high pressure loss, and if it exceeds 200 microns, the shear rate can be increased. It is not possible to obtain sufficient bodily fluid filtration.

以上のことから、微小突起の高さは20〜200ミクロン
であることが好ましい。この高さは一定であることが望
ましいが必ずしも限定されるものではなく、体液の流れ
方向に沿って高さが段階的に変化してもよい。
From the above, it is preferable that the height of the minute projection is 20 to 200 microns. The height is preferably constant, but is not necessarily limited, and the height may change stepwise along the flow direction of the body fluid.

以下、本発明を実施例に基づきより具体例に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

実施例1および比較例1 メルトインデックスが30および0.3のポリプロピレン
混合物(混合重合比100:40)100重量部当り、400重量部
の流動パラフィン(数平均分子量324)および0.3重量部
の結晶核形成剤としての1.3,2.4−ビス(p−エチルベ
ンジリデン)ソルビトールを二軸型押出機(池貝鉄工株
式会社製、PCM−30−25)により溶融混練しペレット化
した。このペレットを上記押出機を用いて150〜200℃で
溶融しスリット0.6mmのTダイより空気中に押し出し、
Tダイ直下に置かれた冷却液槽のガイドローラに落下
後、このローラーの回転によって冷却固化液中に導いて
冷却固化した後巻き取った。なお冷却固化液および温度
は第1表に示す通りである。巻き取ったフィルム状物を
一定長(約200×200mm)に切断し、縦横両方向を固定
し、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン
(液温25℃)中に10分間計4回浸漬して流動パラフィン
の抽出を行い、次いで135℃の空気中で2分間熱処理を
行なった。
Example 1 and Comparative Example 1 400 parts by weight of liquid paraffin (number average molecular weight 324) and 0.3 parts by weight of crystal nucleating agent per 100 parts by weight of polypropylene mixture having a melt index of 30 and 0.3 (mixing polymerization ratio 100: 40). , 1.3-2.4-bis (p-ethylbenzylidene) sorbitol was melt-kneaded and pelletized by a twin-screw extruder (PCM-30-25, manufactured by Ikegai Tekko KK). The pellets are melted at 150 to 200 ° C. using the above extruder and extruded into the air through a T die having a slit of 0.6 mm,
After dropping onto a guide roller of a cooling liquid tank placed just below the T-die, the roller was rotated to guide it into the cooling and solidifying liquid for cooling and solidifying and then winding. The cooling solidification liquid and the temperature are as shown in Table 1. Cut the wound film into a fixed length (about 200 x 200 mm), fix it in both length and width directions, and put it in 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (liquid temperature 25 ℃). Liquid paraffin was extracted by immersing it 4 times in total for 10 minutes, and then heat-treated in air at 135 ° C. for 2 minutes.

このようにして得られた疎水性ポリプロピレン多孔質
膜へ、低温プラズマ(Ar.0.1torr)を10秒間照射した
後、0.001torrまで減圧し、ついでN,N−ジメチルアクリ
ルアミドを供給して、25℃、5分間反応させた。該膜
は、メタノールで2日間洗浄した後、乾燥させ膜表面お
よび細孔表面に親水性重合体であるポリ(N,N−ジメチ
ルアクリルアミド)が結合した親水性ポリプロピレン多
孔質膜を得た。
The hydrophobic polypropylene porous film thus obtained was irradiated with low-temperature plasma (Ar.0.1 torr) for 10 seconds, the pressure was reduced to 0.001 torr, and then N, N-dimethylacrylamide was supplied at 25 ° C. The reaction was carried out for 5 minutes. The membrane was washed with methanol for 2 days and then dried to obtain a hydrophilic polypropylene porous membrane in which the hydrophilic polymer poly (N, N-dimethylacrylamide) was bonded to the membrane surface and the pore surface.

第1図および第2図は、実施例1で得られた親水性ポ
リプロピレン多孔質膜の電子顕微鏡写真を示し、第1図
は膜表面、第2図は膜断面を示す。
1 and 2 show electron micrographs of the hydrophilic polypropylene porous membrane obtained in Example 1, where FIG. 1 shows the membrane surface and FIG. 2 shows the membrane cross section.

実施例1と比較例1の親水性多孔質を第5図に示すよ
うに血漿分離用モジュール40に組込んでスターラー42を
備えたフラスコ41に収納して37℃に保った牛血の血漿分
離を行った後の膜表面の電子顕微鏡写真を第6図および
第7図に示す。なお、同図においてPはポンプであり、
G1〜G3は圧力計である。比較例1と比べ、実施例1で
は、膜表面への血球のもぐり込みがほとんど観察されな
かった。なお、その結果を、第1表に示す。
As shown in FIG. 5, the hydrophilic porous materials of Example 1 and Comparative Example 1 were incorporated into a plasma separation module 40, housed in a flask 41 equipped with a stirrer 42 and kept at 37 ° C. for blood plasma separation. Electron micrographs of the surface of the film after the above are shown in FIGS. 6 and 7. In the figure, P is a pump,
G 1 to G 3 are pressure gauges. In comparison with Comparative Example 1, in Example 1, almost no blood cell entrapment on the membrane surface was observed. The results are shown in Table 1.

実施例2および比較例2〜3 実施例1と同様の方法で、バブルポイント1.2kg/c
m2、膜厚140μmの親水性ポリプロピレン多孔質膜を得
た。
Example 2 and Comparative Examples 2-3 In the same manner as in Example 1, bubble point 1.2 kg / c
A hydrophilic polypropylene porous membrane with m 2 and a film thickness of 140 μm was obtained.

実施例1と同様の膜構造を有しているが水溶性高分子
が膜表面および細孔表面に結合されていない疎水性ポリ
プロピレン膜を比較例2また、親水性多孔質膜で実施例
と同程度の孔径を有している酢酸セルロース膜(東洋濾
紙株式会社製)を比較例3とした。
A hydrophobic polypropylene membrane having the same membrane structure as in Example 1 but having no water-soluble polymer bonded to the membrane surface and the pore surface was used in Comparative Example 2 and a hydrophilic porous membrane was used in the same manner as in Example. Comparative Example 3 was a cellulose acetate membrane (manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) having a pore size of about 3 mm.

これらの血漿分離用多孔質膜について、人血液を用い
てin vitroで血漿分離実験を行い、濾過血漿中の凝固因
子の回収率の指標としてフィブリノーゲン、F.VIII:Cの
回収率を測定した。また補体系の活性化の指標として濾
過血漿中のC3a濃度を測定した。
With respect to these porous membranes for plasma separation, an in vitro plasma separation experiment was performed using human blood, and the recovery rates of fibrinogen and F.VIII: C were measured as an index of the recovery rate of coagulation factors in filtered plasma. In addition, the concentration of C 3a in the filtered plasma was measured as an index of activation of the complement system.

実験は、膜面積130cm2でディスク状のモジュールを用
い、濾過圧25mmHg、37℃の条件で、第3図に示した回路
を使って行った。膜表面および細孔表面の構造が血漿タ
ンパク質等の吸着、活性化に強く影響を及ぼす濾過初期
(分離開始後10分)での値を第2表に示した。本発明の
親水性ポリプロピレン多孔質膜は、フィブリノーゲン、
F.VIII:Cの回収率が高く、かつ補体系の活性化の少ない
血液結合性の優れた膜であった。
The experiment was carried out using a disk-shaped module having a membrane area of 130 cm 2 and a filtration pressure of 25 mmHg and 37 ° C., using the circuit shown in FIG. Table 2 shows the values at the initial stage of filtration (10 minutes after the start of separation) in which the structures of the membrane surface and the pore surface strongly influence the adsorption and activation of plasma proteins and the like. The hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention comprises fibrinogen,
The membrane had a high recovery rate of F.VIII: C and excellent blood binding with less activation of the complement system.

その結果を、第2表に示す。 Table 2 shows the results.

産業上の可能性 以上述べたように、本発明の親水性ポリプロピン多孔
質膜は、微細な網目構造を有する親水性多孔質膜で、該
多孔質膜の少なくとも一方の膜表面には内部と同程度の
網目構造の表面層が形成されており、膜表面および細孔
表面に水溶性高分子が化学的に結合されているので、血
漿分離用膜として使用した際に血球の膜内部へのもぐり
込みや溶血の虞れが少ない。また細孔表面に結合された
水溶性重合体が血漿中に部分的に溶解しているような分
子運動性の高い状態で存在しているため、血漿タンパク
質の吸着変性が抑制され、分離した血漿の損傷が小さく
なる。その結果、血漿中の凝固因子の回収率が高く、補
体系の活性化が小さい血液適合性の優れた膜となり免疫
異常による疾患の治療用および成分輸血のための血漿採
取用の血漿分離膜として多大な効果を発揮するものであ
る。また、本発明の親水性ポリプロピレン多孔質膜はそ
のの優れた血液適合性により、血液処理用膜、多孔質担
体としても有用であるばかりか、限外濾過、除菌フィル
ターとして医療品工業、食品工業の分野における分離膜
としても目詰まりがしにくい膜として多大な効果を発揮
するものである。
Industrial Possibility As described above, the hydrophilic polypropyne porous membrane of the present invention is a hydrophilic porous membrane having a fine network structure, and at least one of the porous membranes has the same surface as the inside. Since a surface layer with a mesh structure of a certain degree is formed and a water-soluble polymer is chemically bonded to the membrane surface and the pore surface, when used as a plasma separation membrane, the blood cells go around inside the membrane. There is little risk of congestion or hemolysis. In addition, since the water-soluble polymer bound to the surface of the pores exists in a state of high molecular mobility such that it is partially dissolved in plasma, adsorption denaturation of plasma proteins is suppressed, and separated plasma is separated. Less damage. As a result, the recovery rate of coagulation factors in plasma is high, the activation of the complement system is small, and it becomes an excellent blood-compatible membrane. It has a great effect. Further, the hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention, due to its excellent blood compatibility, is not only useful as a membrane for blood treatment, a porous carrier, but also as an ultrafiltration and sterilization filter as a medical product industry, food. As a separation membrane in the industrial field, it is very effective as a membrane that is less likely to be clogged.

本発明の親水性ポリプロピレン多孔質膜は熱処理、湿
潤時の寸法安定性が優れているので滅菌操作を必要とす
る医療品工業、食品工業の分野へも使用可能となる。ま
た、モジュール化して使用する際にしばしば問題となる
膜の膨潤変形によるチャンネリング現象を防止すること
が可能と成る。
Since the hydrophilic polypropylene porous membrane of the present invention has excellent dimensional stability during heat treatment and wetness, it can be used in the fields of medical products industry and food industry that require sterilization. Further, it becomes possible to prevent the channeling phenomenon due to the swelling deformation of the film, which is often a problem when the module is used.

本発明の製造方法は上記のごとき優れた性能を有する
多孔質膜を容易に製造することが出来る。
The production method of the present invention can easily produce the porous membrane having the above-mentioned excellent performance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清田 由紀夫 静岡県富士市大淵2656番地―1 テルモ 株式会社内 審査官 中野 孝一 (56)参考文献 特開 昭62−97603(JP,A) 特開 昭62−179540(JP,A) 特開 昭62−201604(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Kiyota 2656, Ohuchi, Fuji City, Shizuoka Prefecture-1 Terumo Co., Ltd. Examiner Koichi Nakano (56) References JP 62-97603 (JP, A) JP A 62-179540 (JP, A) JP-A-62-201604 (JP, A)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】微細な網目構造を有する親水性多孔質膜で
あって、該多孔質膜の少なくとも一方の膜表面には内部
と同程度の網目構造の表面層が形成され、かつ膜表面お
よび細孔表面には親水性重合体が化学的に結合されてな
り、平均孔径0.1〜2.0μm、バブルポイントが2.0kg/cm
2以下、空孔率が60〜85%、透水量が2ml/min・mmHg・m2
以上であるポリプロピレンからなることを特徴とする親
水性ポリプロピレン多孔質膜。
1. A hydrophilic porous membrane having a fine network structure, wherein at least one membrane surface of the porous membrane is formed with a surface layer having a network structure of the same degree as the inside, and A hydrophilic polymer is chemically bonded to the surface of the pores, the average pore diameter is 0.1-2.0 μm, and the bubble point is 2.0 kg / cm.
2 or less, porosity 60 to 85%, water permeability 2 ml / min ・ mmHg ・ m 2
A hydrophilic polypropylene porous membrane comprising the above polypropylene.
【請求項2】120℃で20分間の熱処理による収縮率が5.0
%以下である請求の範囲第1項に記載の親水性ポリプロ
ピレン多孔質膜。
2. The shrinkage ratio by heat treatment at 120 ° C. for 20 minutes is 5.0.
The hydrophilic polypropylene porous membrane according to claim 1, wherein the hydrophilic polypropylene porous membrane is less than or equal to%.
【請求項3】湿潤時の膨潤率が1.0%以内である請求の
範囲第1項に記載の親水性ポリプロピレン多孔質膜。
3. The hydrophilic polypropylene porous membrane according to claim 1, wherein the swelling ratio when wet is within 1.0%.
【請求項4】親水性重合体は、つぎの式I (ただし、R1はHまたはCH3であり、またR2CONH2,CONHR3(ただし、R3およびR4は炭素数1〜4のアルキルであ
る)、 COOM(ただし、Mは金属)、COOR5NHR6(ただし、R5
炭素数1〜4のアルキレンであり、またR6は炭素数1〜
4のアルキルである)、 (ただし、R5およびR6は前記のとおりであり、またR7
素数1〜4のアルキルである)、または であり、かつR2の場合はR1はHであり、またnは10〜104である)で表
わされる少なくとも1種のものであり請求の範囲第1項
に記載の親水性ポリプロピレン多孔質膜。
4. A hydrophilic polymer has the formula I (However, R 1 is H or CH 3 , and R 2 is CONH 2 , CONHR 3 , (However, R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 4 carbons), COOM (where M is a metal), COOR 5 NHR 6 (where R 5 is alkylene having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 is 1 to 1 carbon atoms)
4 alkyl), (However, R 5 and R 6 are as described above, and R 7 is alkyl having 1 to 4 carbon atoms), or And R 2 is Wherein R 1 is H and n is 10 to 10 4 ), and the hydrophilic polypropylene porous membrane according to claim 1.
【請求項5】親水性重合体は、つぎの式II (ただし、nは前記のとおりでありR8はHまたはCH3、R
9およびR10はアルキル基であり、R8、R9およびR10の合
計炭素数は8以下である)である請求の範囲第4項に記
載の親水性ポリプロピレン多孔質膜。
5. A hydrophilic polymer has the following formula II: (However, n is as described above and R 8 is H or CH 3 , R
9. The hydrophilic polypropylene porous membrane according to claim 4, wherein 9 and R 10 are alkyl groups, and the total carbon number of R 8 , R 9 and R 10 is 8 or less.
【請求項6】微細な網目構造を有する親水性多孔質膜で
あって、該多孔質膜の少なくとも一方の膜表面には内部
と同程度の網目構造の表面層が形成され、かつ膜表面お
よび細孔表面には親水性重合体が化学的に結合されてな
り、平均孔径0.1〜2.0μm、バブルポイントが2.0kg/cm
2以下、空孔率が60〜85%、透水量が2ml/min・mmHg・m2
以上であるポリプロピレンからなる親水性ポリプロピレ
ン多孔質膜を上下2枚組合せ、内部に血漿流路を形成し
てその周縁部をシールするとともに該分離膜の少なくと
も1カ所に血漿流出口を設けてなる分離膜ユニットを複
数個重ね合わせ、これを血液流入口と血球流出口および
血漿流出口を有するケース内に収納し、各分離膜ユニッ
トの血漿流出口を該ケースの血漿出口に連通させた血漿
分離装置。
6. A hydrophilic porous membrane having a fine network structure, wherein a surface layer having the same network structure as the inside is formed on at least one membrane surface of the porous membrane, and A hydrophilic polymer is chemically bonded to the surface of the pores, the average pore diameter is 0.1-2.0 μm, and the bubble point is 2.0 kg / cm.
2 or less, porosity 60 to 85%, water permeability 2 ml / min ・ mmHg ・ m 2
Separation by combining two hydrophilic polypropylene porous membranes made of polypropylene above and below, forming a plasma channel inside to seal the peripheral portion and providing a plasma outlet at at least one location of the separation membrane. A plasma separation apparatus in which a plurality of membrane units are superposed, housed in a case having a blood inlet, a blood cell outlet, and a plasma outlet, and the plasma outlet of each separation membrane unit communicates with the plasma outlet of the case. .
【請求項7】親水性ポリプロピレン多孔質膜の120℃で2
0分間の熱処理による収縮率が5.0%以下である請求の範
囲第6項に記載の血漿分離装置。
7. A hydrophilic polypropylene porous membrane at 2 ° C. at 2 ° C.
The plasma separation apparatus according to claim 6, which has a contraction rate of 5.0% or less due to heat treatment for 0 minutes.
【請求項8】親水性ポリプロピレン多孔質膜の湿潤時の
膨潤率が1.0%以内である請求の範囲第6項に記載の血
漿分離装置。
8. The plasma separation apparatus according to claim 6, wherein the swelling ratio of the hydrophilic polypropylene porous membrane when wet is within 1.0%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6297603A (en) * 1985-10-23 1987-05-07 Terumo Corp Porous membrane of polypropylene and production thereof
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JPS62201604A (en) * 1986-03-03 1987-09-05 Asahi Chem Ind Co Ltd Method for removing cobalt ion

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