JP3130331B2 - 再生セルロース製中空糸膜および人工透析器 - Google Patents
再生セルロース製中空糸膜および人工透析器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、血液浄化法施行時に、
有用なタンパク質であるアルブミンの漏出を抑制し、か
つ分子量２０，０００以上の血中不用物質を効率よく除
去する再生セルロース製中空糸膜およびそれを用いた人
工透析器に関する。
有用なタンパク質であるアルブミンの漏出を抑制し、か
つ分子量２０，０００以上の血中不用物質を効率よく除
去する再生セルロース製中空糸膜およびそれを用いた人
工透析器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、慢性腎不全等の疾患を有する患者
に対して、各種の血液浄化療法が施行されている。これ
らの血液浄化療法を維持療法として受けている患者に、
各種の合併症が発現している。特に、慢性透析患者にお
いては、３大合併症として、（１）腎性貧血、（２）手
根管症候群をはじめとする透析アミロイドーシス、
（３）骨・関節障害による重度および中軽度な骨・関節
痛が指摘されている。このうち腎性貧血については、ヒ
ト−エリスロポエチンの合成の成功により、かなり改善
されてきている。また、透析アミロイドーシスについて
は、その発症原因がβ2−ミクログロブリン（β2−Ｍ
Ｇ）をはじめとするアミロイドタンパクの体内蓄積が関
与していることが、最近知られるようになってきた。こ
のため、β2−ＭＧを効率よく除去できる浄化膜が要求
されるようになり、主に合成高分子材料をもちいた大孔
径中空糸膜やβ2−ＭＧを吸着によって除去する中空糸
膜が開発されている。
に対して、各種の血液浄化療法が施行されている。これ
らの血液浄化療法を維持療法として受けている患者に、
各種の合併症が発現している。特に、慢性透析患者にお
いては、３大合併症として、（１）腎性貧血、（２）手
根管症候群をはじめとする透析アミロイドーシス、
（３）骨・関節障害による重度および中軽度な骨・関節
痛が指摘されている。このうち腎性貧血については、ヒ
ト−エリスロポエチンの合成の成功により、かなり改善
されてきている。また、透析アミロイドーシスについて
は、その発症原因がβ2−ミクログロブリン（β2−Ｍ
Ｇ）をはじめとするアミロイドタンパクの体内蓄積が関
与していることが、最近知られるようになってきた。こ
のため、β2−ＭＧを効率よく除去できる浄化膜が要求
されるようになり、主に合成高分子材料をもちいた大孔
径中空糸膜やβ2−ＭＧを吸着によって除去する中空糸
膜が開発されている。
【０００３】しかし、物質の除去を吸着現象を利用して
おこなうものでは、当然のことながら飽和吸着量以上の
ものは除去することができず、除去に限界がある。ま
た、合成高分子材料の大孔径膜は、膜強度上の問題があ
るため、低分子量物質の除去を十分行えるだけの孔数を
有するものとすることができず、かつ、膜厚も薄くでき
ないため、人工透析器が、大型化するという問題点を有
している。さらに、合成高分子材料の多くは、血中の有
用物質さらに投与薬剤を吸着するという問題点を有して
いる。具体的には、ポリメチルメタクリレートやポリア
クリルロニトリル等を材料とする膜は、増血ホルモンの
ヒト−エリスロポエチンや抗凝固剤のフサン、血糖上昇
剤のグルカゴン等を吸着することが知られている。ま
た、最近では、透析アミロイドーシスの改善が単純なβ
2−ＭＧの除去量の増加による血中のβ2−ＭＧの濃度を
低下させても改善しないという報告もなされるようにな
ってきた。
おこなうものでは、当然のことながら飽和吸着量以上の
ものは除去することができず、除去に限界がある。ま
た、合成高分子材料の大孔径膜は、膜強度上の問題があ
るため、低分子量物質の除去を十分行えるだけの孔数を
有するものとすることができず、かつ、膜厚も薄くでき
ないため、人工透析器が、大型化するという問題点を有
している。さらに、合成高分子材料の多くは、血中の有
用物質さらに投与薬剤を吸着するという問題点を有して
いる。具体的には、ポリメチルメタクリレートやポリア
クリルロニトリル等を材料とする膜は、増血ホルモンの
ヒト−エリスロポエチンや抗凝固剤のフサン、血糖上昇
剤のグルカゴン等を吸着することが知られている。ま
た、最近では、透析アミロイドーシスの改善が単純なβ
2−ＭＧの除去量の増加による血中のβ2−ＭＧの濃度を
低下させても改善しないという報告もなされるようにな
ってきた。
【０００４】また、骨・関節痛に関しては、その原因が
多様でかつ複雑であることからいまだに有効な治療方法
が確立していないが、最近では、ひとつの仮説として分
子量２０，０００〜５０，０００程度の体内蓄積物質が
骨痛因子のひとつとして考えられ始めている。しかし、
従来より使用されている血液浄化膜特に血液透析用の中
空糸膜は、上記のような分子量２０，０００〜５０，０
００程度の体内蓄積物質をアルブミンの漏出を抑制した
形で除去をできるものではなかった。
多様でかつ複雑であることからいまだに有効な治療方法
が確立していないが、最近では、ひとつの仮説として分
子量２０，０００〜５０，０００程度の体内蓄積物質が
骨痛因子のひとつとして考えられ始めている。しかし、
従来より使用されている血液浄化膜特に血液透析用の中
空糸膜は、上記のような分子量２０，０００〜５０，０
００程度の体内蓄積物質をアルブミンの漏出を抑制した
形で除去をできるものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来より知られている
高性能と称する中空糸膜は、β2−ＭＧ（分子量１１．
８００）の除去特性を指標にして作られた膜がほとんど
であるため、血液濾過におけるβ2−ＭＧのふるい係数
（Ｓ．Ｃ．）は、０．７〜０．８と高い数値を示す膜も
あるが、有用タンパク質（血漿アルブミン以上の分子量
のタンパク）の漏出を恐れるあまり、分子量２０，００
０〜５０，０００程度の血中物質の除去には注意を殆ど
払っていないのが実情であった。また、高性能の中空糸
膜は、血液浄化療法時の血中の水分除去性能が、純水濾
過率と比較して大きく低下することが知られている。さ
らに、血液浄化療法開始時の血中の水分除去性能および
溶質のふるい係数（Ｓ．Ｃ．）が経時的に大きく低下す
ることが認められ、安定でかつばらつきの小さい血液浄
化を行うことができなかった。
高性能と称する中空糸膜は、β2−ＭＧ（分子量１１．
８００）の除去特性を指標にして作られた膜がほとんど
であるため、血液濾過におけるβ2−ＭＧのふるい係数
（Ｓ．Ｃ．）は、０．７〜０．８と高い数値を示す膜も
あるが、有用タンパク質（血漿アルブミン以上の分子量
のタンパク）の漏出を恐れるあまり、分子量２０，００
０〜５０，０００程度の血中物質の除去には注意を殆ど
払っていないのが実情であった。また、高性能の中空糸
膜は、血液浄化療法時の血中の水分除去性能が、純水濾
過率と比較して大きく低下することが知られている。さ
らに、血液浄化療法開始時の血中の水分除去性能および
溶質のふるい係数（Ｓ．Ｃ．）が経時的に大きく低下す
ることが認められ、安定でかつばらつきの小さい血液浄
化を行うことができなかった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、有用タンパク質
のアルブミンの漏出を実使用上問題とならない程度に押
え、かつそれ以下の特に分子量２０，０００〜５０，０
００程度の物質が、濾過および拡散の原理で除去可能で
あり、長期透析患者に有効なセルロース製中空糸膜およ
びそれを用いた人工透析器を提供するものである。
のアルブミンの漏出を実使用上問題とならない程度に押
え、かつそれ以下の特に分子量２０，０００〜５０，０
００程度の物質が、濾過および拡散の原理で除去可能で
あり、長期透析患者に有効なセルロース製中空糸膜およ
びそれを用いた人工透析器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するもの
は、再生セルロース製中空糸膜であって、肉厚が５〜３
５μｍ、外径が、５０〜５００μｍ、全長にわたり貫通
した中空部を有し、血液濾過におけるアルブミンのふる
い係数が、０．０３〜０．１０、プレアルブミンのふる
い係数が、０．１０〜０．２０、α１−アシドグルコプ
ロテインのふるい係数が、０．２２〜０．３２、ミオグ
ロビンのふるい係数が、０．５０〜０．７５、β２−ミ
クログロブリンのふるい係数が、０．５５〜０．９０で
ある再生セルロース製中空糸膜である。また、上記目的
を達成するものは、再生セルロース製中空糸膜であっ
て、肉厚が５〜３５μｍ、外径が、５０〜５００μｍ、
全長にわたり貫通した中空部を有し、かつ、内外面とも
に緻密層のない均一構造を有し、血液濾過におけるアル
ブミンのふるい係数が、０．０３〜０．１０、プレアル
ブミンのふるい係数が、０．１０〜０．２０、α １ −ア
シドグルコプロテインのふるい係数が、０．２２〜０．
３２、ミオグロビンのふるい係数が、０．５０〜０．７
５、β ２ −ミクログロブリンのふるい係数が、０．５５
〜０．９０である再生セルロース製中空糸膜である。
は、再生セルロース製中空糸膜であって、肉厚が５〜３
５μｍ、外径が、５０〜５００μｍ、全長にわたり貫通
した中空部を有し、血液濾過におけるアルブミンのふる
い係数が、０．０３〜０．１０、プレアルブミンのふる
い係数が、０．１０〜０．２０、α１−アシドグルコプ
ロテインのふるい係数が、０．２２〜０．３２、ミオグ
ロビンのふるい係数が、０．５０〜０．７５、β２−ミ
クログロブリンのふるい係数が、０．５５〜０．９０で
ある再生セルロース製中空糸膜である。また、上記目的
を達成するものは、再生セルロース製中空糸膜であっ
て、肉厚が５〜３５μｍ、外径が、５０〜５００μｍ、
全長にわたり貫通した中空部を有し、かつ、内外面とも
に緻密層のない均一構造を有し、血液濾過におけるアル
ブミンのふるい係数が、０．０３〜０．１０、プレアル
ブミンのふるい係数が、０．１０〜０．２０、α １ −ア
シドグルコプロテインのふるい係数が、０．２２〜０．
３２、ミオグロビンのふるい係数が、０．５０〜０．７
５、β ２ −ミクログロブリンのふるい係数が、０．５５
〜０．９０である再生セルロース製中空糸膜である。
【０００８】そして、銅アンモニアセルロース溶液に、
揮発性を有する有機化合物を、０．５〜５重量％添加し
た紡糸原液から得ることが好ましい。そして、血液の限
外濾過率が、純水濾過率の６０％以上であることが好ま
しい。さらに、血液浄化処理開始から３０分後の血液の
限外濾過率（ＬＢＳ）に対し、血液浄化処理開始から４
時間後の血液の限外濾過率（ＬＢＬ）が、ＬＢＬ／Ｌ
ＢＳ＝０．８以上であることが好ましい。また、上記目
的を達成するものは、上記の再生セルロース製中空糸膜
を用いた人工透析器である。
揮発性を有する有機化合物を、０．５〜５重量％添加し
た紡糸原液から得ることが好ましい。そして、血液の限
外濾過率が、純水濾過率の６０％以上であることが好ま
しい。さらに、血液浄化処理開始から３０分後の血液の
限外濾過率（ＬＢＳ）に対し、血液浄化処理開始から４
時間後の血液の限外濾過率（ＬＢＬ）が、ＬＢＬ／Ｌ
ＢＳ＝０．８以上であることが好ましい。また、上記目
的を達成するものは、上記の再生セルロース製中空糸膜
を用いた人工透析器である。
【０００９】
【実施例】そこで、本発明の再生セルロース中空糸膜
を、実施例を用いて説明する。本発明の再生セルロース
中空糸膜は、再生セルロース製中空糸膜であって、血液
濾過におけるアルブミンのふるい係数が、０．０３〜
０．１０、プレアルブミンのふるい係数が、０．１０〜
０．２０、α1−アシドグルコプロテインのふるい係数
が、０．２２〜０．３２、ミオグロビンのふるい係数
が、０．５０〜０．７５、β2−ミクログロブリンのふ
るい係数が、０．５５〜０．９０である。
を、実施例を用いて説明する。本発明の再生セルロース
中空糸膜は、再生セルロース製中空糸膜であって、血液
濾過におけるアルブミンのふるい係数が、０．０３〜
０．１０、プレアルブミンのふるい係数が、０．１０〜
０．２０、α1−アシドグルコプロテインのふるい係数
が、０．２２〜０．３２、ミオグロビンのふるい係数
が、０．５０〜０．７５、β2−ミクログロブリンのふ
るい係数が、０．５５〜０．９０である。
【００１０】そして、血液濾過におけるふるい係数
（Ｓ．Ｃ．）は、下記に示した条件で、かつ式１で表し
たものである。 Ｓ．Ｃ．＝ＣF／［（ＣBi＋ＣBo）／２］：式１ ＣF＝濾液側溶質濃度 ＣBi＝血液入口側溶質濃度 ＣBo＝血液出口側溶質濃度 ＣBi，ＣBoの測定は、血液浄化開始から約３０分後に、
血液浄化器の血液入口側、出口側よりサンプリングした
血液より測定し、ＣFは、濾液をサンプリングして測定
した。また、血液浄化の条件は、血液側流量：２００±
４ｍｌ／ｍｉｎ、血液濾過流量：１０±２ｍｌ／ｍｉｎ
・ｍ2、血液側温度：３３〜３８℃にて行った。
（Ｓ．Ｃ．）は、下記に示した条件で、かつ式１で表し
たものである。 Ｓ．Ｃ．＝ＣF／［（ＣBi＋ＣBo）／２］：式１ ＣF＝濾液側溶質濃度 ＣBi＝血液入口側溶質濃度 ＣBo＝血液出口側溶質濃度 ＣBi，ＣBoの測定は、血液浄化開始から約３０分後に、
血液浄化器の血液入口側、出口側よりサンプリングした
血液より測定し、ＣFは、濾液をサンプリングして測定
した。また、血液浄化の条件は、血液側流量：２００±
４ｍｌ／ｍｉｎ、血液濾過流量：１０±２ｍｌ／ｍｉｎ
・ｍ2、血液側温度：３３〜３８℃にて行った。
【００１１】本発明による中空糸膜は、各種の有用タン
パク質や投与薬剤等の有用血中成分をほとんど吸着しな
いことが知られている再生セルロースを材料としてお
り、また、再生セルロース膜であるので、通常の血液透
析で除去しなければならない尿素（分子量６０）、クレ
アチニン（分子量１１３）等の低分子量の尿毒症蓄積物
質を拡散によって高い効率で除去でき、さらに、分子量
２０，０００〜５０，０００程度の溶質であるプレアル
ブミン、α1−アシドグルコプロテイン、ミオグロビン
およびβ2−ミクログロブリンのふるい係数が、従来の
高性能膜よりも大きいことによって、透析患者の合併症
のひとつである骨・関節痛の骨痛因子を効率よく除去す
ることができる。
パク質や投与薬剤等の有用血中成分をほとんど吸着しな
いことが知られている再生セルロースを材料としてお
り、また、再生セルロース膜であるので、通常の血液透
析で除去しなければならない尿素（分子量６０）、クレ
アチニン（分子量１１３）等の低分子量の尿毒症蓄積物
質を拡散によって高い効率で除去でき、さらに、分子量
２０，０００〜５０，０００程度の溶質であるプレアル
ブミン、α1−アシドグルコプロテイン、ミオグロビン
およびβ2−ミクログロブリンのふるい係数が、従来の
高性能膜よりも大きいことによって、透析患者の合併症
のひとつである骨・関節痛の骨痛因子を効率よく除去す
ることができる。
【００１２】本発明の目的に適した再生セルロースの湿
潤時の平均孔半径は、４０〜６０Åが好ましく、４５〜
５５Åがより好ましい。ここでいう平均孔半径は、膜の
溶質透過係数及び純水濾過係数等を実測して求め、細孔
理論（例えば、人工臓器１３巻６号１９８４年、膜（Ｍ
ＥＭＢＲＡＮＥ）Ｖｏｌ．１４ Ｎｏ．１ １９８９年
等）によって算出できる。
潤時の平均孔半径は、４０〜６０Åが好ましく、４５〜
５５Åがより好ましい。ここでいう平均孔半径は、膜の
溶質透過係数及び純水濾過係数等を実測して求め、細孔
理論（例えば、人工臓器１３巻６号１９８４年、膜（Ｍ
ＥＭＢＲＡＮＥ）Ｖｏｌ．１４ Ｎｏ．１ １９８９年
等）によって算出できる。
【００１３】膜の溶質透過係数Ｐm及び純水濾過係数ＬP
は次式で表せる。 Ｐm＝Ｄ・ｆ（ｑ）・ＳD・｛ＡK／（τ・△ｘ）｝：式
２ Ｌp＝（ｒP 2／８η）・｛ＡK／（τ・△ｘ）｝：式３ この両式により Ｐm／ＬP＝ｆ（ｑ）・ＳD・｛８ηＤ／（ｒP 2）｝：式
４ ここで、ｆ（ｑ）＝（１−2.105ｑ＋2.0865ｑ3−1.707
ｑ5＋0.726ｑ6）／（１−0.759ｑ5）：式５ ＳD＝（１−ｑ）2：式６ ｑ＝ｒs／ｒp：式７ η：純水の粘度、△ｘ：膜厚み、ｒs：溶質半径、Ｄ：
拡散係数、ｒp：膜孔半径、Ａk：膜面開孔率、τ：細孔
理論の曲路モデルによる曲路率
は次式で表せる。 Ｐm＝Ｄ・ｆ（ｑ）・ＳD・｛ＡK／（τ・△ｘ）｝：式
２ Ｌp＝（ｒP 2／８η）・｛ＡK／（τ・△ｘ）｝：式３ この両式により Ｐm／ＬP＝ｆ（ｑ）・ＳD・｛８ηＤ／（ｒP 2）｝：式
４ ここで、ｆ（ｑ）＝（１−2.105ｑ＋2.0865ｑ3−1.707
ｑ5＋0.726ｑ6）／（１−0.759ｑ5）：式５ ＳD＝（１−ｑ）2：式６ ｑ＝ｒs／ｒp：式７ η：純水の粘度、△ｘ：膜厚み、ｒs：溶質半径、Ｄ：
拡散係数、ｒp：膜孔半径、Ａk：膜面開孔率、τ：細孔
理論の曲路モデルによる曲路率
【００１４】すなわち、ＰmとＬpを測定することによ
り、膜の平均孔半径ｒp、膜構造因子（Ａk／τ）を算出
することができる。水の透過する流路と溶質の透過する
流路が同じでないと正しい値が得られないため、通常分
子量の小さい尿素の溶質透過係数を用いる。よって、Ｐ
mは、膜の尿素拡散移動係数（３７℃にて実測）を用
い、Ｌpは、膜の水濾過係数（３７℃、２００ｍｍＨｇ
下、膜面積約１００ｃｍ2の中空糸膜モジュールを用い
て実測）した値を用いる。
り、膜の平均孔半径ｒp、膜構造因子（Ａk／τ）を算出
することができる。水の透過する流路と溶質の透過する
流路が同じでないと正しい値が得られないため、通常分
子量の小さい尿素の溶質透過係数を用いる。よって、Ｐ
mは、膜の尿素拡散移動係数（３７℃にて実測）を用
い、Ｌpは、膜の水濾過係数（３７℃、２００ｍｍＨｇ
下、膜面積約１００ｃｍ2の中空糸膜モジュールを用い
て実測）した値を用いる。
【００１５】そして、膜の平均孔半径は、式４を用いて
試行錯誤法によって決定する。さらに、膜の含水空孔率
（Ｈ）を、式８より算出する。 Ｈ＝１−［ＶS・ρS・Ｃ／ρC］／［π（ｒO 2−ｒi 2）・ω・Ｓｈｒ］・・・・式８ ＶS：紡糸液吐出量、ρS：紡糸液密度、Ｃ：紡糸液中の
セルロース重量分率、ρC：セルロースの真の密度］、
ｒO：中空糸湿潤時の外半径、ｒi：中空糸湿潤時の内半
径、ω：巻取速度、Ｓｈｒ：乾燥状態から湿潤状態に移
行したときの中空糸の長手方向の伸縮率
試行錯誤法によって決定する。さらに、膜の含水空孔率
（Ｈ）を、式８より算出する。 Ｈ＝１−［ＶS・ρS・Ｃ／ρC］／［π（ｒO 2−ｒi 2）・ω・Ｓｈｒ］・・・・式８ ＶS：紡糸液吐出量、ρS：紡糸液密度、Ｃ：紡糸液中の
セルロース重量分率、ρC：セルロースの真の密度］、
ｒO：中空糸湿潤時の外半径、ｒi：中空糸湿潤時の内半
径、ω：巻取速度、Ｓｈｒ：乾燥状態から湿潤状態に移
行したときの中空糸の長手方向の伸縮率
【００１６】また、次の式９および式１０より細孔理論
（曲路モデル）による曲路率（τ）、および膜面内開口
率（Ａk）を算出する。 τ＝√Ｈ／（Ａk／τ）・・・・・・式９ Ａk＝（Ａk／τ）／τ・・・・・・式１０ しかしながら、単純に膜孔半径を当該範囲に入れても本
発明の中空糸膜とはならない。膜孔の構造を平均孔半径
の１／１．４以下の各種のタンパク質が容易に通過でき
る形状にする必要がある。細孔理論の孔半径／溶質半径
の項に適当な半径と溶質半径（例えば、β2−ミクログ
ロブリン［ＭＮ１１，８００、ストロークス半径１５．
６Å］、アルブミン［ＭＮ６６，０００、ストロークス
半径３５．１Å］を入れ、細孔理論でいうところの立体
障害因子項×摩擦因子項を縦軸にとり、横軸に孔半径／
溶質半径の比をとったとき、溶質半径の１．４倍の孔半
径となったときに、急激に溶質の抜けがよくなるため、
上記のようにすることが好ましい。
（曲路モデル）による曲路率（τ）、および膜面内開口
率（Ａk）を算出する。 τ＝√Ｈ／（Ａk／τ）・・・・・・式９ Ａk＝（Ａk／τ）／τ・・・・・・式１０ しかしながら、単純に膜孔半径を当該範囲に入れても本
発明の中空糸膜とはならない。膜孔の構造を平均孔半径
の１／１．４以下の各種のタンパク質が容易に通過でき
る形状にする必要がある。細孔理論の孔半径／溶質半径
の項に適当な半径と溶質半径（例えば、β2−ミクログ
ロブリン［ＭＮ１１，８００、ストロークス半径１５．
６Å］、アルブミン［ＭＮ６６，０００、ストロークス
半径３５．１Å］を入れ、細孔理論でいうところの立体
障害因子項×摩擦因子項を縦軸にとり、横軸に孔半径／
溶質半径の比をとったとき、溶質半径の１．４倍の孔半
径となったときに、急激に溶質の抜けがよくなるため、
上記のようにすることが好ましい。
【００１７】一般的な製法で製造した高性能な再生セル
ロース膜の平均孔半径を細孔理論により求めると５０〜
１２０Å程度あるが、血液濾過時のアルブミンＳ．Ｃ．
は極めて低くなり、（例えば０．００１〜０．０１）本
発明の中空糸膜とは基本的に異なった特性を示す。これ
は、従来の高性能膜が、血中の各種のタンパク質を接触
層表層および膜細孔内にとりこみ、膜細孔の狭窄が起こ
るためと考えられている。血中タンパク質による膜細孔
の狭窄の発生を抑制可能な膜の構造は、いわゆる内外面
ともに緻密層のない均一構造によって達成可能である。
本発明の中空糸膜は、かかる血中タンパク質による膜細
孔の狭窄の発生を防止した膜構造となっており、その結
果として、分子量２０，０００〜５０，０００程度の溶
質の血液濾過時のＳ．Ｃ．が高い値を保持する。さら
に、本発明の中空糸膜としては、純水濾過率に対する血
液濾過率の比（ＬB／ＬP）が６０％以上であることが好
ましい。
ロース膜の平均孔半径を細孔理論により求めると５０〜
１２０Å程度あるが、血液濾過時のアルブミンＳ．Ｃ．
は極めて低くなり、（例えば０．００１〜０．０１）本
発明の中空糸膜とは基本的に異なった特性を示す。これ
は、従来の高性能膜が、血中の各種のタンパク質を接触
層表層および膜細孔内にとりこみ、膜細孔の狭窄が起こ
るためと考えられている。血中タンパク質による膜細孔
の狭窄の発生を抑制可能な膜の構造は、いわゆる内外面
ともに緻密層のない均一構造によって達成可能である。
本発明の中空糸膜は、かかる血中タンパク質による膜細
孔の狭窄の発生を防止した膜構造となっており、その結
果として、分子量２０，０００〜５０，０００程度の溶
質の血液濾過時のＳ．Ｃ．が高い値を保持する。さら
に、本発明の中空糸膜としては、純水濾過率に対する血
液濾過率の比（ＬB／ＬP）が６０％以上であることが好
ましい。
【００１８】以上のような特徴を有する本発明の血液浄
化用再生セルロース製中空糸膜は、次のように製造する
ことができる。例えば、公知の方法で調整したセルロー
ス濃度３〜８％の銅アンモニアセルロース溶液に、揮発
性を有する有機化合物、例えば、メチルアルコール、エ
チルアルコールなどの低級アルコール類、もしくは、メ
チルエチルケトンなどのケトン類、さらには、ジメチル
エーテルなどのエーテル類を、０．５〜５重量％添加
し、十分攪拌して作成した紡糸液を、環状紡糸孔の外側
の環から吐出させるとともに、公知の非凝固性中空部形
成剤を環状紡糸孔の中央部から同時に吐出させる。ま
た、上記の有機化合物は、単独で使用してもよく、複数
のもを混合したものでもよい。
化用再生セルロース製中空糸膜は、次のように製造する
ことができる。例えば、公知の方法で調整したセルロー
ス濃度３〜８％の銅アンモニアセルロース溶液に、揮発
性を有する有機化合物、例えば、メチルアルコール、エ
チルアルコールなどの低級アルコール類、もしくは、メ
チルエチルケトンなどのケトン類、さらには、ジメチル
エーテルなどのエーテル類を、０．５〜５重量％添加
し、十分攪拌して作成した紡糸液を、環状紡糸孔の外側
の環から吐出させるとともに、公知の非凝固性中空部形
成剤を環状紡糸孔の中央部から同時に吐出させる。ま
た、上記の有機化合物は、単独で使用してもよく、複数
のもを混合したものでもよい。
【００１９】そして、吐出された銅アンモニアセルロー
ス溶液が溶液中のアンモニアの蒸散のない状態で、例え
ば特公昭６１−３２０４１の方法で吐出され、そのまま
公知の凝固性液中を通過させて凝固させる。このとき、
凝固させる速度を凝固性液の濃度、温度、および成分配
合によって調整し、目的の膜孔径にする。凝固速度のコ
ントロールは、凝固反応速度因子のいずれかを調整して
もよいし、また適当な組み合わせで行っても良い。得ら
れた中空糸を水洗処理、ついで酸洗浄（脱銅処理）を行
い、続いて水洗浄を行う。更に、１〜３０％のグリセリ
ン水溶液、好ましくは５〜２０％のグリセリン水溶液中
を通過、もしくはコートローラー等で中空糸に一定量の
グリセリンを含浸させる。その後、乾燥機に導入して乾
燥させる。こうしてできる中空糸膜は、銅アンモニアセ
ルロース溶液を紡糸孔から吐出後、凝固性液体中に導く
までにアンモニアの蒸散を防止していることによって膜
断面方向に均一な構造を有する膜が得られる。
ス溶液が溶液中のアンモニアの蒸散のない状態で、例え
ば特公昭６１−３２０４１の方法で吐出され、そのまま
公知の凝固性液中を通過させて凝固させる。このとき、
凝固させる速度を凝固性液の濃度、温度、および成分配
合によって調整し、目的の膜孔径にする。凝固速度のコ
ントロールは、凝固反応速度因子のいずれかを調整して
もよいし、また適当な組み合わせで行っても良い。得ら
れた中空糸を水洗処理、ついで酸洗浄（脱銅処理）を行
い、続いて水洗浄を行う。更に、１〜３０％のグリセリ
ン水溶液、好ましくは５〜２０％のグリセリン水溶液中
を通過、もしくはコートローラー等で中空糸に一定量の
グリセリンを含浸させる。その後、乾燥機に導入して乾
燥させる。こうしてできる中空糸膜は、銅アンモニアセ
ルロース溶液を紡糸孔から吐出後、凝固性液体中に導く
までにアンモニアの蒸散を防止していることによって膜
断面方向に均一な構造を有する膜が得られる。
【００２０】次に、本発明の人工透析器を図面を用いて
説明する。本発明の中空糸膜型人工透析器１は、図１に
示すように、ハウジング２と、ハウジング２の内部に挿
入された多数の血液処理用中空糸膜からなる中空糸膜束
３と、ハウジング２の両端付近にそれぞれ設けられた血
液処理用流体の流入口11および流出口１２と、中空糸膜
の両端部をハウジング２の両端部に固定する隔壁５,６
と、一方の隔壁５の端部に取り付けられた血液流入口７
を有する血液流入側血液ポート９と、他方の隔壁６の一
端部に取り付けられた血液流出口８を有する血液流出側
血液ポート１０とを有している。
説明する。本発明の中空糸膜型人工透析器１は、図１に
示すように、ハウジング２と、ハウジング２の内部に挿
入された多数の血液処理用中空糸膜からなる中空糸膜束
３と、ハウジング２の両端付近にそれぞれ設けられた血
液処理用流体の流入口11および流出口１２と、中空糸膜
の両端部をハウジング２の両端部に固定する隔壁５,６
と、一方の隔壁５の端部に取り付けられた血液流入口７
を有する血液流入側血液ポート９と、他方の隔壁６の一
端部に取り付けられた血液流出口８を有する血液流出側
血液ポート１０とを有している。
【００２１】具体的に説明すると、中空糸膜型血液処理
器１は、筒状体のハウジング２と、このハウジング２内
全体に広がって透析用中空糸膜３が６，０００〜５０，
０００本収納されている。そして、この透析用中空糸膜
３の両端部の開口が閉塞されない状態で隔壁５,６によ
りハウジング２の端部に液密に固着されている。隔壁
５,６により、ハウジング２内部は、透析用中空糸膜３
の外壁とハウジング２の内壁と隔壁５，６により形成さ
れる透析液室と、中空糸膜３の内部に形成される血液室
とに区画される。
器１は、筒状体のハウジング２と、このハウジング２内
全体に広がって透析用中空糸膜３が６，０００〜５０，
０００本収納されている。そして、この透析用中空糸膜
３の両端部の開口が閉塞されない状態で隔壁５,６によ
りハウジング２の端部に液密に固着されている。隔壁
５,６により、ハウジング２内部は、透析用中空糸膜３
の外壁とハウジング２の内壁と隔壁５，６により形成さ
れる透析液室と、中空糸膜３の内部に形成される血液室
とに区画される。
【００２２】筒状ハウジング２は、ポリカーボネート、
アクリロニトリル−スチレン共重合体、スチレン、ブタ
ジエン−スチレン共重合体などにより形成されており、
筒状、好ましくは円筒状のものである。そして、筒状ハ
ウジング２には、その一方の端部付近の側壁に、透析液
流入口11が、他端部付近の側壁に、透析液流出口12が設
けられている。
アクリロニトリル−スチレン共重合体、スチレン、ブタ
ジエン−スチレン共重合体などにより形成されており、
筒状、好ましくは円筒状のものである。そして、筒状ハ
ウジング２には、その一方の端部付近の側壁に、透析液
流入口11が、他端部付近の側壁に、透析液流出口12が設
けられている。
【００２３】透析用中空糸膜３は、酢酸セルロース、銅
アンモニアセルロースなどの再生セルロースにより形成
された中空糸膜であり、上述の特性を有するものが用い
られる。さらに、中空糸膜としては、肉厚が５〜３５μ
ｍ、好ましくは１０〜２０μｍ、外径が、５０〜５００
μｍ、好ましくは、１００〜３００μｍであり、全長に
わたり貫通した中空部を有している。隔壁５，６は、ポ
リウレタン、シリコーンゴムなどのポッティング剤によ
り形成されている。ハウジング１の両端部には血液ポー
トが取り付けられている。図１に示される実施例では、
血液ポート９，１０は、ハウジング２との取付部３２を
有しており、ハウジング２に高周波、超音波などによ
り、この取付部３２が融着され、固定されている。
アンモニアセルロースなどの再生セルロースにより形成
された中空糸膜であり、上述の特性を有するものが用い
られる。さらに、中空糸膜としては、肉厚が５〜３５μ
ｍ、好ましくは１０〜２０μｍ、外径が、５０〜５００
μｍ、好ましくは、１００〜３００μｍであり、全長に
わたり貫通した中空部を有している。隔壁５，６は、ポ
リウレタン、シリコーンゴムなどのポッティング剤によ
り形成されている。ハウジング１の両端部には血液ポー
トが取り付けられている。図１に示される実施例では、
血液ポート９，１０は、ハウジング２との取付部３２を
有しており、ハウジング２に高周波、超音波などによ
り、この取付部３２が融着され、固定されている。
【００２４】以下、本発明の実施例を具体的に説明す
る。 （実施例１）紡糸液としてセルロース濃度７．０％の銅
アンモニアセルロース溶液に、エチルアルコールとメチ
ルエチルケトンとの混合液（混合比５０：５０）を４重
量％添加し十分攪拌したものを用い、中空部形成剤とし
てイソプロピルミリステートを用い、紡糸装置の二重吐
出孔より各々３．５ｍｌ／ｍｉｎ、２．０ｍｌ／ｍｉｎ
の吐出スピードで上向きに吐出し、直ちに１．１．１−
トリクロルエタン中に上昇させ、更に、上層の水酸化ナ
トリウム水溶液（２０±０．５℃）中を上昇させた後、
変向棒により水平方向に走行させた。ついでこの水酸化
ナトリウム水溶液槽からローラによって引き上げた後、
１２％水酸化ナトリウム水溶液をシャワー状に振り掛け
十分凝固させ、水洗処理し、５％硫酸により再生処理
（脱銅処理）をし、更に、水洗処理した後、１８％グリ
セリン水溶液を塗布し乾燥機に導き乾燥させた。
る。 （実施例１）紡糸液としてセルロース濃度７．０％の銅
アンモニアセルロース溶液に、エチルアルコールとメチ
ルエチルケトンとの混合液（混合比５０：５０）を４重
量％添加し十分攪拌したものを用い、中空部形成剤とし
てイソプロピルミリステートを用い、紡糸装置の二重吐
出孔より各々３．５ｍｌ／ｍｉｎ、２．０ｍｌ／ｍｉｎ
の吐出スピードで上向きに吐出し、直ちに１．１．１−
トリクロルエタン中に上昇させ、更に、上層の水酸化ナ
トリウム水溶液（２０±０．５℃）中を上昇させた後、
変向棒により水平方向に走行させた。ついでこの水酸化
ナトリウム水溶液槽からローラによって引き上げた後、
１２％水酸化ナトリウム水溶液をシャワー状に振り掛け
十分凝固させ、水洗処理し、５％硫酸により再生処理
（脱銅処理）をし、更に、水洗処理した後、１８％グリ
セリン水溶液を塗布し乾燥機に導き乾燥させた。
【００２５】このようにして得られた中空糸膜について
血液濾過時の各溶質のＳ．Ｃ．及び純水濾過係数、血液
濾過係数を測定した結果は表１に示すごとくであった。
また、同時に血液浄化療法実施中の限外濾過率について
も測定した結果は表１に示す通りであった。臨床上のデ
ータは、患者の個体差や療法実施条件等によって大幅に
異なる場合があるが、いずれにせよ実用上きわめて有用
であることが示された。また、尿素拡散透過係数および
含水空孔率についても測定し、細孔理論を用い、その平
均孔半径及び膜構造決定因子についても算出した結果は
表１に示す通りであった。
血液濾過時の各溶質のＳ．Ｃ．及び純水濾過係数、血液
濾過係数を測定した結果は表１に示すごとくであった。
また、同時に血液浄化療法実施中の限外濾過率について
も測定した結果は表１に示す通りであった。臨床上のデ
ータは、患者の個体差や療法実施条件等によって大幅に
異なる場合があるが、いずれにせよ実用上きわめて有用
であることが示された。また、尿素拡散透過係数および
含水空孔率についても測定し、細孔理論を用い、その平
均孔半径及び膜構造決定因子についても算出した結果は
表１に示す通りであった。
【００２６】（実施例２）紡糸液としてセルロース濃度
５．８％の銅アンモニアセルロース溶液に、ジメチルエ
ーテルを３．５重量％添加し十分攪拌したものを用い、
中空部形成剤としてイソプロピルミリステートを用い、
紡糸装置の二重紡糸孔より各々４．３ｍｌ／ｍｉｎ，
２．４ｍｌ／ｍｉｎの吐出スピードで上向きに吐出し、
直ちに１，１，１−トリクロルエタン中に上昇させ、更
に上層の水酸化ナトリウム水溶液（１５±０．５℃）中
を上層させたのち、変向棒により水平方向に走行させ
た。以下、実施例１と同様に処理し、１２％グリセリン
水溶液を塗布し、乾燥機に導き乾燥させた。このように
して得られた中空糸膜について、実施例１と同様に各種
パラメーターを求めた結果は表１に示す通りであった。
５．８％の銅アンモニアセルロース溶液に、ジメチルエ
ーテルを３．５重量％添加し十分攪拌したものを用い、
中空部形成剤としてイソプロピルミリステートを用い、
紡糸装置の二重紡糸孔より各々４．３ｍｌ／ｍｉｎ，
２．４ｍｌ／ｍｉｎの吐出スピードで上向きに吐出し、
直ちに１，１，１−トリクロルエタン中に上昇させ、更
に上層の水酸化ナトリウム水溶液（１５±０．５℃）中
を上層させたのち、変向棒により水平方向に走行させ
た。以下、実施例１と同様に処理し、１２％グリセリン
水溶液を塗布し、乾燥機に導き乾燥させた。このように
して得られた中空糸膜について、実施例１と同様に各種
パラメーターを求めた結果は表１に示す通りであった。
【００２７】（実施例３）紡糸液としてセルロース濃度
４．２％の銅アンモニアセルロース溶液に、アセトンと
エチルアルコールとの混合液（混合比６０：４０）を２
重量％添加し十分攪拌したものを用い、中空部形成剤と
してイソプロピルミリステートを用い、紡糸装置の二重
吐出孔より各々５．２ｍｌ／ｍｉｎ，２．８ｍｌ／ｍｉ
ｎの吐出スピードで上向きに吐出し、直ちに１，１，１
−トリクロルエタン中に上昇させ、更に上層の水酸化ナ
トリウム水溶液（１３±０．５℃）中を上層させたの
ち、変向棒により水平方向に走行させた。以下、実施例
１と同様に処理し、１０％グリセリン水溶液を塗布し、
乾燥機に導き乾燥させた。このようにして得られた中空
糸膜について、実施例１と同様に各種パラメーターを求
めた結果は表１に示す通りであった。
４．２％の銅アンモニアセルロース溶液に、アセトンと
エチルアルコールとの混合液（混合比６０：４０）を２
重量％添加し十分攪拌したものを用い、中空部形成剤と
してイソプロピルミリステートを用い、紡糸装置の二重
吐出孔より各々５．２ｍｌ／ｍｉｎ，２．８ｍｌ／ｍｉ
ｎの吐出スピードで上向きに吐出し、直ちに１，１，１
−トリクロルエタン中に上昇させ、更に上層の水酸化ナ
トリウム水溶液（１３±０．５℃）中を上層させたの
ち、変向棒により水平方向に走行させた。以下、実施例
１と同様に処理し、１０％グリセリン水溶液を塗布し、
乾燥機に導き乾燥させた。このようにして得られた中空
糸膜について、実施例１と同様に各種パラメーターを求
めた結果は表１に示す通りであった。
【００２８】（比較例）紡糸液として、セルロース濃度
５．８％の銅アンモニアセルロース溶液を用い、紡糸孔
から吐出後、空中を約３０ｃｍ自重落下させた後、実施
例１の凝固性溶液に導き、以下実施例２と同様の処理を
行った。このようにして得られた中空糸膜について実施
例１と同様に各種パラメーターを求めた結果は表１に示
す通りであった。
５．８％の銅アンモニアセルロース溶液を用い、紡糸孔
から吐出後、空中を約３０ｃｍ自重落下させた後、実施
例１の凝固性溶液に導き、以下実施例２と同様の処理を
行った。このようにして得られた中空糸膜について実施
例１と同様に各種パラメーターを求めた結果は表１に示
す通りであった。
【００２９】（実施例４）実施例２の中空糸膜、約８，
３００本を用いて、有効膜面積１．２m2の人工透析器を
作成し、骨・関節痛を訴える血液透析患者５名に３カ月
間使用した結果は表２に示す通りであった。
３００本を用いて、有効膜面積１．２m2の人工透析器を
作成し、骨・関節痛を訴える血液透析患者５名に３カ月
間使用した結果は表２に示す通りであった。
【００３０】
【表１】
【００３１】なお、血液濾過係数（ＬBS）は、血液透析
開始後３０分経過時に測定した値であり、血液のヘマト
クリット値は、２８〜３４％であった。また、アルブミ
ンの分子量は、６６，０００であり、プレアルブミンの
分子量は、５４，０００であり、α1−アシドグルコプ
ロテインの分子量は、４４，０００）であり、ミオグロ
ビンの分子量は、１７，８００であり、β2−ミクログ
ロブリンの分子量は、１１，８００である。
開始後３０分経過時に測定した値であり、血液のヘマト
クリット値は、２８〜３４％であった。また、アルブミ
ンの分子量は、６６，０００であり、プレアルブミンの
分子量は、５４，０００であり、α1−アシドグルコプ
ロテインの分子量は、４４，０００）であり、ミオグロ
ビンの分子量は、１７，８００であり、β2−ミクログ
ロブリンの分子量は、１１，８００である。
【００３２】
【表２】
【００３３】なお、主な合併症のＡは、手根管症候群，
全身関節痛、Ｂは、肩関節痛、Ｃは、手根管症候群，肩
関節痛である。
全身関節痛、Ｂは、肩関節痛、Ｃは、手根管症候群，肩
関節痛である。
【００３４】
【発明の効果】本発明の再生セルロース製中空糸膜は、
血液濾過におけるアルブミンのふるい係数が、０．０３
〜０．１０、プレアルブミンのふるい係数が、０．１０
〜０．２０、α1−アシドグルコプロテインのふるい係
数が、０．２２〜０．３２、ミオグロビンのふるい係数
が、０．５０〜０．７５、β2−ミクログロブリンのふ
るい係数が、０．５５〜０．９０であるので、有用タン
パク質のアルブミンの漏出を実使用上問題とならない程
度に押え、かつそれ以下の特に分子量２０，０００〜５
０，０００程度の物質が、濾過および拡散の原理で除去
可能であり、長期透析患者、特に、手根管症候群により
関節痛を有する患者に有効である。
血液濾過におけるアルブミンのふるい係数が、０．０３
〜０．１０、プレアルブミンのふるい係数が、０．１０
〜０．２０、α1−アシドグルコプロテインのふるい係
数が、０．２２〜０．３２、ミオグロビンのふるい係数
が、０．５０〜０．７５、β2−ミクログロブリンのふ
るい係数が、０．５５〜０．９０であるので、有用タン
パク質のアルブミンの漏出を実使用上問題とならない程
度に押え、かつそれ以下の特に分子量２０，０００〜５
０，０００程度の物質が、濾過および拡散の原理で除去
可能であり、長期透析患者、特に、手根管症候群により
関節痛を有する患者に有効である。
【図１】図１は、本発明の人工透析器の一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
１ 人工透析器 ２ ハウジング ３ 中空糸膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−211229（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−135130（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 71/10
Claims (6)
- 【請求項１】 再生セルロース製中空糸膜であって、肉
厚が５〜３５μｍ、外径が、５０〜５００μｍ、全長に
わたり貫通した中空部を有し、血液濾過におけるアルブ
ミンのふるい係数が、０．０３〜０．１０、プレアルブ
ミンのふるい係数が、０．１０〜０．２０、α１−アシ
ドグルコプロテインのふるい係数が、０．２２〜０．３
２、ミオグロビンのふるい係数が、０．５０〜０．７
５、β２−ミクログロブリンのふるい係数が、０．５５
〜０．９０であることを特徴とする再生セルロース製中
空糸膜。 - 【請求項２】 再生セルロース製中空糸膜であって、肉
厚が５〜３５μｍ、外径が、５０〜５００μｍ、全長に
わたり貫通した中空部を有し、かつ、内外面ともに緻密
層のない均一構造を有し、さらに、血液濾過におけるア
ルブミンのふるい係数が、０．０３〜０．１０、プレア
ルブミンのふるい係数が、０．１０〜０．２０、α １ −
アシドグルコプロテインのふるい係数が、０．２２〜
０．３２、ミオグロビンのふるい係数が、０．５０〜
０．７５、β ２ −ミクログロブリンのふるい係数が、
０．５５〜０．９０であることを特徴とする再生セルロ
ース製中空糸膜。 - 【請求項３】 銅アンモニアセルロース溶液に、揮発性
を有する有機化合物を、０．５〜５重量％添加した紡糸
原液から得ることができる請求項１または２に記載の再
生セルロース製中空糸膜。 - 【請求項４】 血液の限外濾過率が、純水濾過率の６０
％以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の再生
セルロース製中空糸膜。 - 【請求項５】 血液浄化処理開始から３０分後の血液の
限外濾過率（ＬＢＳ）に対し、血液浄化処理開始から４
時間後の血液の限外濾過率（ＬＢＬ）が、ＬＢＬ／Ｌ
ＢＳ＝０．８以上である請求項１ないし４のいずれかに
記載の再生セルロース製中空糸膜。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の再
生セルロース製中空糸膜を用いたことを特徴とする人工
透析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03145432A JP3130331B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 再生セルロース製中空糸膜および人工透析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03145432A JP3130331B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 再生セルロース製中空糸膜および人工透析器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663369A JPH0663369A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3130331B2 true JP3130331B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=15385112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03145432A Expired - Fee Related JP3130331B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 再生セルロース製中空糸膜および人工透析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130331B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1295367C (zh) * | 2005-01-13 | 2007-01-17 | 四川大学 | 冷轧超薄叠层合金化制备TiNiPd形状记忆合金薄膜 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001038154A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-02-13 | Kuraray Co Ltd | 血漿成分の分離膜 |
| US20090078641A1 (en) * | 2006-03-09 | 2009-03-26 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Hollow fiber membrane with excellent performance stability and blood purifier and method for producing hollow fiber membrane |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP03145432A patent/JP3130331B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1295367C (zh) * | 2005-01-13 | 2007-01-17 | 四川大学 | 冷轧超薄叠层合金化制备TiNiPd形状记忆合金薄膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0663369A (ja) | 1994-03-08 |
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