JP2812890B2 - Blood purifier - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は選択透過性中空糸に関す
るものである。更に詳細には、特定の空隙率を有した中
空率であって特定のデキストラン篩係数を有し且つ透析
器における優れた分離性能を呈する選択透過性を有する
ものであり、血液透析、血液濾過透析等の血液処理に適
し、特に低分子量領域の有害物質と共に中高分子量領域
の有害物質を除去するのに適した選択透過性中空糸を提
供するものである。
【0002】
【従来の技術】選択透過性中空糸は、逆浸透や血液透析
等において従来より実用的に使用されて来ている。特に
腎不全患者の血液を浄化するために、現在では中空糸型
血液透析器がよく使用されている。これは筐体の中に透
析膜、例えば、中空糸の膜を多数本、収納し、その中空
内部に患者の血液を流し、外部、即ち、中空糸間隙部に
透析液を流して、中空糸膜壁を介して透析によって、血
液中の老廃物を除去し電解質濃度を是正するとともに、
中空糸内外に圧力差を与えて限外濾過によって血液中の
余剰水分を除去するものである。更に、血液中から血漿
のみを分離し、或いは、その血漿の中から特定成分を除
去して自己免疫疾患などを治療するために、中空糸が使
用されることもある。また最近になってタンパク透過性
血液透析やタンパク透過性血液濾過透析に中空糸を用い
ることによって治療効果が得られることが確認されるよ
うになってきている。
【0003】このように血液処理用の中空糸は目的に応
じて特定の物質を選択的に透過せしめなければならな
い。その性能は、中空糸の素材、ポロシテイ(孔の大き
さ、数など)、膜厚などによって決定される。しかし、
それだけではなく、例えば多数本の中空糸を如何に集束
して膜面全体を有効に機能させるかということも、その
性能を決定する重要なポイントとなる。例えば透析に際
して、中空糸どうしの長さ方向に沿って、密着すると、
透析液がその部分の近傍で、それぞれの中空糸の周りを
均等に流れにくくなりある特定の流域を形成する結果と
なり、この流れにあずからない中空糸を通しての透析が
殆ど行われなくなって全体としての透過効果は低下す
る。通常の透析操作において中空糸膜の両側の濃度差が
物質移動のドライビングフォースとなるから、透析液を
中空糸の外側空間にできるだけ均等に流し、外側境膜抵
抗が周囲より大きくなる部分をできるだけ減少させ、血
液側(中空糸の内側)と透析液側(中空糸の外側)との
濃度差を増大させ得るように、中空糸自体の形状を工夫
すること等が必要である。
【0004】例えば本発明者等の一部が先に提案したよ
うに、中空糸外表面に突起をもたせることによって中空
糸間の密着を防止する効果を発揮させる方法が利用でき
る(特開昭48―75481号)。
【0005】しかしながら、例えばタンパク透過性血液
透析やタンパク透過性血液濾過透析に使用される目的で
開発されたポリメチルメタアクリレート(PMA)膜や
エチレン―ビニルアルコール共重合体(EVAL)膜や
セルロースアセテート(CA)膜等では、アミロイド―
シスの原因物質と考えられるβ2 ―MG(ミクログロブ
リン)(分子量11,800)、痒感、高脂血症に関係
すると考えられる副甲状腺ホルモン(分子量約9,50
0)、貧血に関与する赤芽球抑制因子(分子量数1,0
00)、更に骨痛貧血に係わるAlなどの分子量領域の
有害物質の除去と共に尿素等の低分子量領域の有害物質
の除去を高いレベルで効率的に行なうことができなかっ
た。尚、比較的良好な除去性能を発揮するものとして、
フィン付きのセルロースアセテート中空糸が提案されて
いる(「腎と透析」別冊16〜19頁(1986年))
ものの、更に高い除去性能の膜の開発が望まれていた。
【0006】
【発明の目的】本発明は、この様な従来技術の問題点を
解決することを目的とするものであって、特に血液透析
や血液濾過透析においてβ2 ―MG等の中分子量領域の
有害物質の除去性能と尿素等の低分子量領域の有害物質
の除去性能の両方を十分高めることが可能な選択透過性
中空糸を提供することを目的としている。
【0007】
【発明の構成】本発明者は、係る目的を達成するために
鋭意研究した結果、特定の空隙率と水透過性及びデキス
トラン篩係数を有する中空糸を用いた血液浄化器が飛躍
的に高められた分離性能を発揮することを見い出し、本
発明に到達した。
【0008】即ち本発明は、選択透過性を有する中空糸
を用いて組立てられた血液浄化器において、使用した中
空糸が、湿潤状態での該中空糸膜壁における平均空隙率
が50%以上であり37℃における水透過性能(UF
R)が6〜20ml/hr・mmHg・m 2 、分子量1
0,000のデキストランを0.1重量%含む水溶液を
用いた該デキストランの篩係数(SC)が0.4〜0.
8であり、かつ該血液透析器の透析開始直後と5時間透
析終了直前でのUFRの低下率が40%以下、透析前後
でのβ2 ―MGの除去率が7%以上、血流側流量200
ml/分、透析液流量500ml/分で測定した0.0
1重量%の尿素水溶液の37℃における尿素の総括物質
移動係数(K0 )が60×10-5 〜90×10 -5 cm/
secであることを特徴とする血液浄化器を提供するも
のである。
【0009】かかる本発明には、該UFRの低下率が3
0%以下である血液浄化器が含まれる。
【0010】さらにかかる本発明には、該デキストラン
の篩係数(SC)が0.5〜0.7である血液浄化器が
含まれる。
【0011】さらにかかる本発明には、該β2 ―MGの
除去率が30%以上である血液浄化器が含まれる。
【0012】さらにかかる本発明には、該選択透過性中
空糸が、実質的にセルロース高分子からなるものである
血液浄化器が含まれる。
【0013】さらにかかる本発明には、該選択透過性中
空糸が、該中空糸の外周に少なくとも1条の突起部を有
するものである血液浄化器が含まれる。
【0014】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。即ち本発明における中空糸は選択透過性を有するも
のであり、その素材の具体例としてはセルロース高分
子、ポリメチルメタアクリレート、ポリスルホン、アク
リロニトリル重合体、ナイロン、エチレン―ビニルアル
コール共重合体等があげられるが中でもセルロース高分
子が好ましい。かかるセルロース高分子の具体例として
は再生セルロースがあげられ、セルロースエステルの加
水分解により得られたものや、銅アンモニウム法、ビス
コース法で得られた実質的にセルロースからなる高分子
があげられる。尚、実質上とは、このセルロース高分子
の特性を損わない範囲で他の高分子も含有してよいこと
を意味している。
【0015】また本発明の中空糸の膜壁の構造に関して
は、湿潤時の平均空隙率が50%以上であり、更には6
0%以上が好ましい。尚ここで湿潤時の空隙率とは、水
を含浸した状態における膜壁全体の体積に対するその膜
壁中の水及び空隙の占める割合を百分率で表示したもの
である。また湿潤時の膜厚(t)としては50μ以下、
更には30μ以下が好ましく、その範囲内でも20μ以
上が実用的である。尚かかる膜厚とは、後述の如くフィ
ン状等の突起部が存在する場合には、フィン状部分の膜
壁部を除いた通常の膜壁部の平均厚さを意味する。膜壁
内部の構造に関しては、約80Å以下であって、好まし
くは約30Å以上の程度の細孔を有していることが望ま
しく、その細孔の分布が膜壁全体に均一化されているも
のが分離特性を高めるうえで特に好ましい態様であると
言える。言い換えるとかかる微細な細孔が出来るだけ均
一な状態で膜壁に存在していて、その細孔部の平均占有
率が50%以上である中空糸が、本発明の中空糸の好ま
しい態様である。尚中空糸の外径としては約100〜約
400μ程度が好ましく、更には約200〜約300μ
が好ましい。
【0016】更に本発明の中空糸の形態として、その外
周上に少なくとも1条の突起部を有していることが好ま
しい。かかる突起部としては、中空糸膜の有効な膜面積
を過大に低下させることがなく、血液浄化器に充填した
場合の中空糸通しの密着防止効果が得られるものであれ
ばいかなるものであってもよい。製造の容易さから言っ
て、中空糸の長毛方向に連続して延長されたフィン状の
突起部が最も実質的であるが、それ以外に外周にラセン
状にめぐらされていてもよく、或いは連続していなくて
もよい。かかる突起部の形状としては、突起部の高さ
(h)と平均膜厚(t)の比h/tが0.5〜3が好ま
しく、更には1〜2の範囲にあるものが実用上好まし
い。また突起部の根元の巾としては、15〜50μ程度
のものが適当である。更に突起部の数としては、少なく
とも1条あればよいが、分離効率を高めるうえで、3条
以上が好ましく、また上限としては10条以下が好まし
く、更には8条以下が実用的である。
【0017】また本発明の中空糸の37℃における水透
過性能(UFR)は6ml/hr・mmHg・m2 以上
であって、より好ましくは10ml/hr・mmHg・
m2以上である。さらに本発明の中空糸は、その膜に分
子量10,000のデキストランを0.1重量%含む水
溶液の一部を透過せしめた際のそのデキストランの篩係
数(SC)が0.4以上であることを特徴としている。
尚このSCの測定条件は、測定しようとする中空糸束を
充填率46%で充填して組立てた有効膜表面積1.5m
2 の中空部側に200ml/分の流量でデキストラン水
溶液を供給し、中空糸間隙部側から10ml/分の流量
で透過液を取り出し、透過液が流出し始めて10分後の
透過液をサンプリング液として採取するものである。こ
の様にして得られたサンプリング液中のデキストラン濃
度を例えばアンスロン―硫酸法により測定して、次式か
らCが得られる。
【0018】
【数1】
【0019】またUFR及びSCを算出する際に用いる
有効膜面積は、突起部が存在する部分の膜壁部も含めた
通常の膜壁部の中空糸内壁面を基準とするものである。
【0020】この様に本発明の中空糸は、UFRが6m
l/hr・mmHg・m2 以上であり且つSCが0.4
以上であることを特徴とするものであるが、UFRが6
ml/hr・mmHg・m2 未満の場合には、必要な除
水をする為にある程度以上のTMP(中空糸膜の両側に
かかる差圧)をかける必要があり、その場合、中空糸膜
内の細孔への血中蛋白質などの浸入による物質の透過量
の経時変化が大となるという点で好ましくない。またS
Cが0.4未満の場合には中分子量領域の有害物質の除
去性能が低下することから好ましくない。尚、SCの下
限としては0.5が更に好ましく、他方望ましい上限と
しては0.8、更に好ましくは0.7が挙げられる。
【0021】また本発明の中空糸の特徴の1つとして、
その中空糸束を用いて組み立てた透析器において尿素の
総括物質移動係数K0 が60×10-5cm/sec以上
であることが挙げられる。尚かかるK0 の測定方法とし
ては、円筒状容器に46%充填率で中空糸束を装填して
両端を接着剤でシール固化した後切断して中空部を開口
することにより1.5m2 の有効膜表面積の透析器を組
み立てたものを用いて、37℃において血液側即ち中空
部側に0.01重量%の尿素水溶液を200ml/分で
流し、透析液側即ち中空糸間隙部側に水を500ml/
分で流した場合の血液側及び透析液側の流出液中の尿素
濃度を測定することによって、下記式よりK0 が得られ
る。
【0022】
【数2】
【0023】QB :血液側の流量[cm3 /sec]
QD :透析側の流量[cm3 /sec]
DA :尿素のダイアリザンスでその測定法は、昭和57
年9月の日本人工臓器学会によるダイアライザー性能評
価基準によって測定した。
A :中空糸有効膜面積[cm2 ];中空糸の湿潤状態
での内径基準の膜面積であり、フィン付中空糸の場合に
は物質移動に有効に機能しないフィン根元の部分を除
く。
【0024】本発明の中空糸のK0 として、更には70
×10-5cm/sec以上、特に75×10-5cm/s
ec以上が好ましく、またその上限としては100×1
0-5cm/sec、更には90×10-5cm/secが
実用上好ましい。
【0025】この様に本発明の中空糸は、血液透析器や
血液濾過透析器に充填した場合に中分子量の領域の有害
物質の除去性能が高く、且つ低分子量領域の有害物質の
除去性能も高いという優れた分離性能が得られる。尚、
本発明にいう中分子量の領域の有害物質とは、血液等の
体液中に存在し除去するのが望ましい分子量が約500
〜約20,000程度の範囲のβ2 ―MG等物質を意味
し、低分子量領域の有害物質とは、血液等の体液中にあ
って除去する必要のある分子量が約50〜約500程度
の範囲の尿素、窒素、クレアチニン、尿酸等をいう。ま
た本発明の中空糸を血液浄化器に用いる場合の充填率と
しては約40%以上、約60%以下が好ましく、更には
約55%以下が充填が容易であるので好ましい。
【0026】かかる本発明の中空糸の製造方法は特に限
定されるものではなく、例えば実質上セルロース高分子
からなる中空糸の場合には、セルロースエステルを可塑
剤と共に溶融紡糸して得られた中空糸又はセルロースエ
ステル溶液を湿式紡糸して得られた中空糸をケン化して
得る方法やセルロースの銅アンモニア溶液、又はビスコ
ース原液を湿式紡糸にて凝固、固化して得る方法等が挙
げられる。中でもセルロースエステルの可塑剤と共に溶
融紡糸して得られた中空糸のケン化による方法が好まし
く、その場合にはセルロース高分子の平均重合度が15
0以上のものが特にフィン状突起部の成形性が良好であ
って実用上有利である。
【0027】以下本発明について実施例をあげて更に具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何
ら限定されるものではない。
【0028】
【実施例1〜10、比較例1〜4】セルロースジアセテ
ート100部に対し、ポリエチレングリコール(分子量
400)を60部加えたものを混合し、その混合物を2
10℃で溶融し、フィン付きの中空糸紡糸用口金及び通
常のフィンのない円環状口金から紡糸し冷却した後、5
0℃の2重量%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬すること
によって鹸化反応を行なわしめ、つづいて水洗して約5
0重量%グリセリン水溶液に浸漬した後、熱風乾燥する
ことによって第1表及び第2表に示すフィンを有する形
状の内周が円形の中空糸及びフィンを有しない形状の円
形中空糸を製造した。これらの湿潤時における中空糸は
いづれも中空糸の内径は約20μ、フィンのない部分の
膜厚さは約30μであり、フィンを有する場合にはフィ
ンの高さが約30μ、その根元の部分の巾が約20μで
あった。
【0029】以上の如くにして得られた中空糸を円管状
の容器内に挿入充填して、有効膜面積が約1.5m2 の
血液透析器を作製しin vitroでの限外濾過性能
(UFR)、尿素の総括物質移動係数(K0 )及びデキ
ストラン分子量10,000の篩係数(SC)を測定し
た。又、製品化したものについて5時間の血液透析を行
ない、透析前後でのβ2 ―MGの除去率即ち
【0030】
【数3】
【0031】を算出した後除水によるβ2 ―MGの濃縮
効果の補正を行なった。更に透析直後と5時間透析終了
直前でのUFRの低下率、即ち
【0032】
【数4】
【0033】を算出した。
【0034】
【表1】【0035】
【表2】
【0036】以上の如く、特許請求の範囲の条件におい
て、尿素K0 及びβ2 ―MG除去率が共に大であり、又
UFRの経時変化も小さいことがわかる。
【0037】
【比較例5、6、7】実施例1と同様にして、セルロー
スジアセテート100重量部に対しポリエチレングリコ
ール(分子量400)を100部とジエチレングリコー
ル40重量部を添加した紡糸原液を用いて6条のフィン
付異型中空糸を紡糸した後熱水処理によって添加剤を抽
出除去し、さらに水洗後グリセリン水溶液に浸漬し、つ
づいて熱風乾燥して透析用中空糸を得た。その中空糸の
内径は200μでフィン部以外の膜厚は20μであっ
た。かかる中空糸を用いて第3表に示すような有効表面
積約1.5m2 の透析器を作成し、それについて得られ
た測定結果を示した。
【0038】
【表3】
【0039】この様に、セルロースアセテートの場合に
は、フィン付中空糸といえど低分子の透析性能がセルロ
ース程高値でなく十分とはいえない。
【0040】
【発明の効果】本発明の中空糸は、その集束体を用いて
血液浄化器を組み立てた場合に、β2―MG等の中分子
量領域の有害物質のみならず尿素等の低分子量領域の有
害物質も高い効率で除去し得るという優れた効果を奏す
るものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a selectively permeable hollow fiber. More specifically, it is a hollow fraction having a specific porosity, has a specific dextran sieving coefficient, and has selective permeability exhibiting excellent separation performance in a dialyzer. The present invention provides a selectively permeable hollow fiber which is suitable for blood treatment such as the above, and is particularly suitable for removing harmful substances in the medium and high molecular weight regions together with harmful substances in the low molecular weight region. 2. Description of the Related Art Permselective hollow fibers have been practically used in reverse osmosis and hemodialysis. In particular, hollow fiber hemodialyzers are often used at present for purifying blood of patients with renal failure. In this method, a dialysis membrane, for example, a large number of hollow fiber membranes, is housed in a housing, a patient's blood flows in the hollow, and a dialysate flows in the outside, that is, in the hollow fiber gap, and the hollow fiber Dialysis through the membrane wall removes waste in blood and corrects electrolyte concentration,
A pressure difference is applied between the inside and the outside of the hollow fiber to remove excess water in blood by ultrafiltration. Furthermore, hollow fibers may be used to separate only plasma from blood or to remove specific components from the plasma to treat autoimmune diseases and the like. Recently, it has been confirmed that a therapeutic effect can be obtained by using hollow fibers in protein-permeable hemodialysis or protein-permeable hemofiltration dialysis. As described above, a hollow fiber for blood treatment must selectively allow a specific substance to permeate according to the purpose. The performance is determined by the material of the hollow fiber, the porosity (the size and number of holes), the film thickness, and the like. But,
Not only that, for example, how to bundle a large number of hollow fibers so that the entire membrane surface functions effectively is also an important point in determining the performance. For example, at the time of dialysis, if the hollow fibers adhere along the length direction,
In the vicinity of the portion, the dialysate is difficult to flow evenly around each hollow fiber, resulting in the formation of a certain basin, and the dialysis through the hollow fiber which does not participate in this flow is hardly performed, and as a whole, Is reduced. In a normal dialysis operation, the difference in concentration on both sides of the hollow fiber membrane becomes the driving force for mass transfer, so that the dialysate is flowed as evenly as possible into the outer space of the hollow fiber, and the part where the outer membrane resistance is greater than the surroundings is reduced as much as possible. It is necessary to devise the shape of the hollow fiber itself so that the concentration difference between the blood side (the inside of the hollow fiber) and the dialysate side (the outside of the hollow fiber) can be increased. For example, as previously proposed by some of the present inventors, a method can be used in which a projection is provided on the outer surface of a hollow fiber to exert an effect of preventing adhesion between the hollow fibers (Japanese Patent Laid-Open No. 48-1983). -75481). However, for example, a polymethyl methacrylate (PMA) membrane, an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVAL) membrane, or a cellulose acetate developed for use in protein permeable hemodialysis or protein permeable hemofiltration dialysis. (CA) In membranes and the like, amyloid-
Β 2 -MG (microglobulin) (molecular weight 11,800), which is thought to be the causative agent of cis, parathyroid hormone (molecular weight of about 9,50) which is considered to be related to pruritus and hyperlipidemia
0), an erythroblast inhibitory factor (molecular weight: 1,0
00) Further, it was not possible to efficiently remove harmful substances in a low molecular weight region such as urea at a high level together with removing harmful substances in a molecular weight region such as Al related to bone pain anemia. In addition, as a thing that demonstrates relatively good removal performance,
Finned cellulose acetate hollow fibers have been proposed ("Kidney and Dialysis", separate volume, pages 16 to 19 (1986)).
However, development of a film having higher removal performance has been desired. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. In particular, in hemodialysis and hemofiltration dialysis, a medium molecular weight region such as β 2 -MG is used. It is an object of the present invention to provide a selectively permeable hollow fiber capable of sufficiently improving both the performance of removing harmful substances such as urea and the performance of removing harmful substances in a low molecular weight region such as urea. The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a blood purifier using hollow fibers having a specific porosity, water permeability and dextran sieving coefficient has been dramatically improved. The present inventors have found that they exhibit enhanced separation performance, and have reached the present invention. That is, the present invention relates to a blood purifier assembled using hollow fibers having selective permeability, wherein the used hollow fibers have an average porosity of 50% or more in the hollow fiber membrane wall in a wet state. Water permeation performance at 37 ° C (UF
R) 6-20 ml / hr · mmHg · m 2 , molecular weight 1
The dextran using an aqueous solution containing 0.1% by weight of dextran of 000 has a sieving coefficient (SC) of 0.4 to 0.4 .
8 , the reduction rate of UFR immediately after the start of dialysis and immediately before the end of 5 hours of dialysis of the hemodialyzer is 40% or less, the removal rate of β 2 -MG before and after dialysis is 7% or more, and the blood flow side flow rate 200
ml / min, measured at a dialysate flow rate of 500 ml / min.
The overall mass transfer coefficient (K 0 ) of urea at 37 ° C. in a 1% by weight aqueous urea solution is 60 × 10 −5 to 90 × 10 −5 cm /
there is provided a blood purifier, which is a se c. In the present invention, the reduction rate of the UFR is 3
Blood purifiers that are 0% or less are included. Further, the present invention includes a blood purifier wherein the dextran has a sieve coefficient (SC) of 0.5 to 0.7 . The present invention further includes a blood purifier having a removal rate of the β 2 -MG of 30% or more. The present invention further includes a blood purifier wherein the permselective hollow fiber is substantially composed of a cellulose polymer. Further, the present invention includes a blood purifier wherein the permselective hollow fiber has at least one protrusion on the outer periphery of the hollow fiber. Hereinafter, the present invention will be described in more detail. That is, the hollow fiber in the present invention has selective permeability, and specific examples of the material include a cellulose polymer, polymethyl methacrylate, polysulfone, acrylonitrile polymer, nylon, and ethylene-vinyl alcohol copolymer. Among them, cellulose polymers are preferred. Specific examples of such a cellulose polymer include regenerated cellulose, and examples include a polymer obtained by hydrolysis of a cellulose ester and a polymer substantially composed of cellulose obtained by a copper ammonium method or a viscose method. Note that “substantially” means that other polymers may be contained as long as the properties of the cellulose polymer are not impaired. In the structure of the membrane wall of the hollow fiber of the present invention, the average porosity when wet is 50% or more, and more preferably 6%.
0% or more is preferable. Here, the porosity at the time of wetting is the percentage of the volume of water and voids in the membrane wall relative to the total volume of the membrane wall in a state of impregnation with water. The film thickness (t) when wet is 50 μm or less,
Further, it is preferably 30 μm or less, and within that range, 20 μm or more is practical. Note that such a film thickness means an average thickness of a normal film wall portion excluding a film wall portion of a fin-shaped portion when a fin-shaped protrusion or the like exists as described later. Regarding the structure inside the membrane wall, it is desirable to have pores of about 80 ° or less, preferably about 30 ° or more, and that the distribution of the pores is uniform over the entire membrane wall. Can be said to be a particularly preferred embodiment for enhancing the separation characteristics. In other words, a hollow fiber in which such fine pores are present as uniformly as possible on the membrane wall and the average occupancy of the pores is 50% or more is a preferred embodiment of the hollow fiber of the present invention. . The outer diameter of the hollow fiber is preferably about 100 to about 400 μm, and more preferably about 200 to about 300 μm.
Is preferred. Further, as the form of the hollow fiber of the present invention, it is preferable to have at least one protrusion on the outer periphery thereof. As such a protrusion, any material can be used as long as the effect of preventing adhesion of the hollow fiber when filled in the blood purifier can be obtained without excessively reducing the effective membrane area of the hollow fiber membrane. Is also good. From the standpoint of ease of production, the fin-shaped projections extending continuously in the long hair direction of the hollow fiber are the most substantial, but may be spirally wound around the outer periphery, or may be continuous. You don't have to. As the shape of such a projection, the ratio h / t of the height (h) of the projection to the average film thickness (t) is preferably 0.5 to 3, and more preferably in the range of 1 to 2. preferable. The width of the base of the protrusion is preferably about 15 to 50 μm. Further, the number of protrusions may be at least one, but is preferably three or more, and the upper limit is preferably ten or less, and more preferably eight or less in order to enhance the separation efficiency. The water permeation performance (UFR) at 37 ° C. of the hollow fiber of the present invention is 6 ml / hr · mmHg · m 2 or more, more preferably 10 ml / hr · mmHg · m 2.
m 2 or more. Further, the hollow fiber of the present invention has a dextran having a sieve coefficient (SC) of 0.4 or more when a part of an aqueous solution containing 0.1% by weight of dextran having a molecular weight of 10,000 is permeated through the membrane. It is characterized by.
The SC was measured under the conditions that the hollow fiber bundle to be measured was filled at a filling ratio of 46% and the effective membrane surface area was 1.5 m.
A dextran aqueous solution was supplied at a flow rate of 200 ml / min to the hollow side of 2 , and the permeate was taken out at a flow rate of 10 ml / min from the gap side of the hollow fiber, and the permeate was sampled 10 minutes after the permeate began to flow out. It is collected as. The dextran concentration in the sampling solution thus obtained is measured by, for example, an anthrone-sulfuric acid method, and C is obtained from the following equation. ## EQU1 ## The effective membrane area used for calculating UFR and SC is based on the inner wall surface of the hollow fiber of the ordinary membrane wall, including the membrane wall of the portion where the projections are present. Thus, the hollow fiber of the present invention has a UFR of 6 m.
l / hr · mmHg · m 2 or more and SC is 0.4
It is characterized by the above, but the UFR is 6
In the case of less than ml / hr · mmHg · m 2 , it is necessary to apply a certain degree or more of TMP (differential pressure applied to both sides of the hollow fiber membrane) in order to perform necessary water removal. It is not preferable in that the amount of permeation of a substance due to invasion of blood proteins or the like into the pores of the pores changes with time. Also S
When C is less than 0.4, the performance of removing harmful substances in the medium molecular weight region is undesirably reduced. In addition, 0.5 is more preferable as the lower limit of SC, and 0.8, more preferably 0.7 is more preferable as the upper limit. One of the features of the hollow fiber of the present invention is as follows.
In the dialyzer assembled using the hollow fiber bundle, the overall mass transfer coefficient K 0 of urea is 60 × 10 −5 cm / sec or more. Incidentally, as a method of measuring K 0 , a hollow fiber bundle is loaded in a cylindrical container at a filling rate of 46%, both ends are solidified with an adhesive, cut, and the hollow portion is opened to obtain 1.5 m 2 . Using a dialyzer assembled with an effective membrane surface area, a 0.01% by weight aqueous urea solution is passed at 200 ml / min at 37 ° C. to the blood side, ie, the hollow side, and water is passed to the dialysate side, ie, the hollow fiber gap side. 500 ml /
By measuring the concentration of urea in the effluent on the blood side and dialysate side when flowing in minutes, K 0 is obtained from the following equation. ## EQU2 ## QB: flow rate on the blood side [cm 3 / sec] QD: flow rate on the dialysis side [cm 3 / sec] DA: urea dialysance
It was measured by the dialyzer performance evaluation standard by the Japan Society of Artificial Organs in September, 1998. A: Hollow fiber effective membrane area [cm 2 ]; this is the membrane area based on the inner diameter of the hollow fiber in a wet state. In the case of a finned hollow fiber, the portion at the base of the fin that does not effectively function for mass transfer is excluded. The K 0 of the hollow fiber of the present invention is more preferably 70
× 10 −5 cm / sec or more, especially 75 × 10 −5 cm / s
ec or more is preferable, and the upper limit is 100 × 1
0 -5 cm / sec, more preferably 90 × 10 -5 cm / sec, is practically preferable. As described above, when the hollow fiber of the present invention is filled in a hemodialyzer or a hemofiltration dialyzer, the performance of removing harmful substances in a medium molecular weight region is high, and the performance of removing harmful substances in a low molecular weight region is also high. Excellent separation performance of high is obtained. still,
The harmful substance having a medium molecular weight in the present invention is a harmful substance having a molecular weight of about 500, which is present in a body fluid such as blood and is preferably removed.
Β 2 -MG and the like in the range of about 20,000 to about 20,000, and the harmful substances in the low molecular weight region are those having a molecular weight of about 50 to about 500 which need to be removed in a body fluid such as blood. Refers to the range of urea, nitrogen, creatinine, uric acid and the like. When the hollow fiber of the present invention is used in a blood purifier, the filling rate is preferably about 40% or more and about 60% or less, and more preferably about 55% or less because filling is easy. The method for producing the hollow fiber of the present invention is not particularly limited. For example, in the case of a hollow fiber substantially consisting of a cellulose polymer, the hollow fiber obtained by melt-spinning a cellulose ester together with a plasticizer is used. Examples thereof include a method of saponifying a hollow fiber obtained by wet spinning a yarn or a cellulose ester solution, and a method of coagulating and solidifying a copper ammonia solution of cellulose or a viscose stock solution by wet spinning. Above all, a method by saponification of a hollow fiber obtained by melt-spinning with a plasticizer of a cellulose ester is preferable, in which case the average degree of polymerization of the cellulose polymer is 15%.
A value of 0 or more is particularly practical because the moldability of the fin-like projections is good. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 A mixture obtained by adding 60 parts of polyethylene glycol (molecular weight: 400) to 100 parts of cellulose diacetate was mixed.
After melting at 10 ° C., spinning from a finned hollow fiber spinneret and an ordinary finless toroidal spinneret and cooling,
The saponification reaction was carried out by immersion in a 2% by weight aqueous solution of sodium hydroxide at 0 ° C., followed by washing with water for about 5 hours.
After immersion in a 0% by weight glycerin aqueous solution, the resultant was dried with hot air to produce hollow fibers having a fin having a shape shown in Tables 1 and 2 and circular hollow fibers having no fins. In any of these wet hollow fibers, the inner diameter of the hollow fiber is about 20 μm, the thickness of the portion without fins is about 30 μm, and when the fins are provided, the height of the fins is about 30 μm, and the root portion thereof Was about 20μ. The hollow fiber obtained as described above is inserted and filled in a cylindrical container to prepare a hemodialyzer having an effective membrane area of about 1.5 m 2 , and the ultrafiltration performance in vitro ( UFR), the overall mass transfer coefficient (K 0 ) of urea and the sieving coefficient (SC) for a dextran molecular weight of 10,000. The product was subjected to hemodialysis for 5 hours, and the β 2 -MG removal rate before and after dialysis, that is, After the calculation, the effect of concentrating β 2 -MG by removing water was corrected. Furthermore, the reduction rate of UFR immediately after dialysis and immediately before the end of dialysis for 5 hours, that is, Was calculated. [Table 1] [Table 2] As described above, it can be seen that the urea K 0 and β 2 -MG removal rates are both large and the UFR changes with time are small under the conditions defined in the claims. Comparative Examples 5, 6, 7 In the same manner as in Example 1, a spinning stock solution was used in which 100 parts by weight of polyethylene glycol (molecular weight: 400) and 40 parts by weight of diethylene glycol were added to 100 parts by weight of cellulose diacetate. After spinning the six-row modified hollow fiber with fins, the additive was extracted and removed by hot water treatment, washed with water, immersed in an aqueous glycerin solution, and dried with hot air to obtain a hollow fiber for dialysis. The inner diameter of the hollow fiber was 200 μm and the film thickness other than the fin portion was 20 μm. A dialyzer having an effective surface area of about 1.5 m 2 as shown in Table 3 was prepared using such hollow fibers, and the measurement results obtained therefrom were shown. [Table 3] As described above, in the case of cellulose acetate, the dialysis performance of low molecules is not as high as that of cellulose, and cannot be said to be sufficient, even with hollow fibers having fins. The hollow fiber of the present invention can be used not only for harmful substances in the medium molecular weight region such as β 2 -MG but also for low molecular weight such as urea when a blood purifier is assembled using the bundle. This has an excellent effect that harmful substances in the region can be removed with high efficiency.
Claims (1)
液浄化器において、使用した中空糸が、湿潤状態での該
中空糸膜壁における平均空隙率が50%以上であり37
℃における水透過性能(UFR)が6〜20ml/hr
・mmHg・m 2 、分子量10,000のデキストラン
を0.1重量%含む水溶液を用いた該デキストランの篩
係数(SC)が0.4〜0.8であり、かつ該血液透析
器の透析開始直後と5時間透析終了直前でのUFRの低
下率が40%以下、透析前後でのβ2 ―MGの除去率が
7%以上、血流側流量200ml/分、透析液流量50
0ml/分で測定した0.01重量%の尿素水溶液の3
7℃における尿素の総括物質移動係数(K0 )が60×
10-5 〜90×10 -5 cm/secであることを特徴と
する血液浄化器。 2.該UFRの低下率が30%以下である請求項1の血
液浄化器。 3.該デキストランの篩係数(SC)が0.5〜0.7
である請求項1の血液浄化器。 4.該β2 ―MGの除去率が30%以上である請求項1
の血液浄化器。 5.該選択透過性中空糸が、実質的にセルロース高分子
からなるものである請求項1の血液浄化器。 6.該選択透過性中空糸が、該中空糸の外周に少なくと
も1条の突起部を有するものである請求項1の血液浄化
器。(57) [Claims] In a blood purifier assembled using hollow fibers having selective permeability, the hollow fibers used have an average porosity of 50% or more on the hollow fiber membrane wall in a wet state.
Water permeation performance (UFR) at 6 ° C. is 6 to 20 ml / hr.
· MmHg · m 2, sieving coefficient of said dextran using an aqueous solution containing 0.1 wt% dextran of molecular weight 10,000 (SC) is from 0.4 to 0.8, and the start of the dialysis blood dialyzer Immediately after and immediately after completion of dialysis for 5 hours, the reduction rate of UFR is 40% or less, the removal rate of β 2 -MG before and after dialysis is 7% or more, blood flow side flow rate 200 ml / min, dialysate flow rate 50
3% of a 0.01% by weight aqueous urea solution measured at 0 ml / min.
The overall mass transfer coefficient (K 0 ) of urea at 7 ° C. is 60 ×
10 blood purifier, which is a -5 ~90 × 10 -5 cm / se c. 2. 2. The blood purifier according to claim 1, wherein the UFR reduction rate is 30% or less. 3. The dextran has a sieve coefficient (SC) of 0.5 to 0.7.
The blood purifier according to claim 1, wherein 4. The removal rate of the β 2 -MG is 30% or more.
Blood purifier. 5. 2. The blood purifier according to claim 1, wherein said selectively permeable hollow fiber is substantially composed of a cellulose polymer. 6. The blood purifier according to claim 1, wherein the permselective hollow fiber has at least one protrusion on the outer periphery of the hollow fiber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7060780A JP2812890B2 (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Blood purifier |
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DE3426331A1 (en) * | 1984-07-17 | 1986-01-30 | 6380 Bad Homburg Fresenius AG | ASYMMETRIC MICROPOROUS HOLLOW FIBER FOR HAEMODIALYSIS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP7060780A patent/JP2812890B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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JPH0838598A (en) | 1996-02-13 |
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