JP3498543B2 - Separation membrane and method for producing the same - Google Patents

Separation membrane and method for producing the same

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JP3498543B2
JP3498543B2 JP21051897A JP21051897A JP3498543B2 JP 3498543 B2 JP3498543 B2 JP 3498543B2 JP 21051897 A JP21051897 A JP 21051897A JP 21051897 A JP21051897 A JP 21051897A JP 3498543 B2 JP3498543 B2 JP 3498543B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高い物質透過性能
と 抗血小板付着性を両立する分離膜及びそれを含む血
液浄化器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separation membrane having both high substance permeability and antiplatelet adhesion, and a blood purifier including the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、様々な高分子材料が医療分野で使
用されているが、人工血管、カテーテル、血液バッグ、
人工腎臓等の直接血液に接触する用具においては、血漿
蛋白や血小板等の血液成分の付着、及びこれに起因する
血栓の形成は避け難い問題である。特に血液浄化器に使
用される膜では、血液成分の付着が直接膜の性能低下に
つながるため重要な問題である。
2. Description of the Related Art Currently, various polymer materials are used in the medical field, but artificial blood vessels, catheters, blood bags,
In a device such as an artificial kidney that is in direct contact with blood, the adhesion of blood components such as plasma proteins and platelets, and the formation of thrombus resulting therefrom are unavoidable problems. Particularly in the case of a membrane used in a blood purifier, the adhesion of blood components directly leads to deterioration of the membrane performance, which is an important problem.

【0003】従来、血液浄化器用の膜の素材としては、
セルロースアセテート、ポリオレフィン、ポリイミド、
ポリカーボネイト、ポリアリレート、ポリエステル、ポ
リアクリロニトリル・ポリメタクリル酸メチル・ポリア
ミド・ポリスルホン系樹脂等の高分子化合物が用いられ
てきた。これらの中でも、特にポリスルホン系樹脂は、
耐熱安定性、耐酸・耐アルカリ性に優れていることか
ら、近年広く使用されてきている。しかしその一方で、
その素材自身の疎水性のために、血液成分、特に血漿蛋
白や血小板の付着による性能の経時的な劣化は、避けら
れないものであった。かかる疎水性膜の欠点を解決する
ために該膜を親水化する手段として、製膜原液中に親水
性高分子を添加する方法(例えば特公平2−18695
号公報、特開昭61−93801号公報、特開昭61−
238306号公報、特開昭63−97205号号公報
など)があるが、一般にこの製膜原液中の親水性高分子
は膜の造孔剤としての役割も果たしており、製膜後洗浄
により取り除く必要があり、洗浄後の膜中には少量の親
水性高分子のみが残る。このような方法により製造され
た膜であっても、通常の使用に際しては血液成分の付着
をある程度抑制 することができるが、使用する患者の
血中成分の活性が高い場合などには必ずしも充分に血液
成分の付着を抑制 できるとは言えない。また、製膜後
材料表面に親水性高分子を固定化する方法(例えば特開
平6−238139号公報)があるが、この方法ではあ
る程度高い密度で親水性高分子を固定化しなければなら
ず、膜本来の透過性を低下させる危険がある。さらに、
血液成分と膜表面との相互作用の発現機序は非常に複雑
であり、膜の組成が微妙に変化するだけで、血液成分の
付着を抑制 するための最適な親水性高分子や処理条件
は異なる。現実に親水性高分子を導入することによりか
えって抗血小板付着性が低下する場合すらある。つま
り、現在までは高物質透過性、及び高い抗血小板付着性
の二つの性能を兼ね備えたポリスルホン系膜は実現され
ていない。
Conventionally, as a material of a membrane for a blood purifier,
Cellulose acetate, polyolefin, polyimide,
Polymer compounds such as polycarbonate, polyarylate, polyester, polyacrylonitrile / polymethylmethacrylate / polyamide / polysulfone resin have been used. Among these, especially polysulfone-based resin,
It has been widely used in recent years due to its excellent heat resistance stability and acid / alkali resistance. But on the other hand,
Due to the hydrophobic nature of the material itself, deterioration of performance over time due to adhesion of blood components, especially plasma proteins and platelets, was unavoidable. As a means for making the membrane hydrophilic in order to solve the drawbacks of the hydrophobic membrane, a method of adding a hydrophilic polymer to a membrane-forming stock solution (for example, Japanese Patent Publication No. 2-18695).
JP-A-61-193801, JP-A-61-1980
No. 238306, JP-A No. 63-97205, etc.), but generally, the hydrophilic polymer in the stock solution for film formation also serves as a pore-forming agent for the film, and it is necessary to remove it by washing after film formation. However, only a small amount of hydrophilic polymer remains in the film after washing. Even with a membrane produced by such a method, the adhesion of blood components can be suppressed to some extent during normal use, but it is not always sufficient when the blood components of the patient to be used have high activity. It cannot be said that the adhesion of blood components can be suppressed. Further, there is a method of immobilizing a hydrophilic polymer on the surface of the material after film formation (for example, JP-A-6-238139), but this method requires immobilizing the hydrophilic polymer at a high density to some extent. There is a risk of reducing the original permeability of the membrane. further,
The mechanism of the interaction between blood components and the surface of the membrane is very complicated, and even if the composition of the membrane changes subtly, the optimal hydrophilic polymer and treatment conditions for suppressing the adhesion of blood components are different. Even when the hydrophilic polymer is actually introduced, the antiplatelet adhesion may be reduced. That is, up to now, a polysulfone-based membrane having both the high substance permeability and the high antiplatelet adhesion has not been realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は従来の技術
の改良を目指し、高い物質透過性をもち、なお且つ血漿
蛋白や血小板等の血液成分の付着も少ない分離膜、およ
びかかる分離膜を内蔵した抗血小板付着性を有する血液
浄化器を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have aimed to improve the conventional techniques, and provide a separation membrane having high substance permeability and less adhesion of blood components such as plasma proteins and platelets, and such a separation membrane. An object of the present invention is to provide a blood purifier having built-in antiplatelet adhesion.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次の構成を有する。すなわち、(1) ポリビニルピロリドンを含むポリスルホン系樹脂よ
りなる膜の表面の少なくとも一部にポリアルキレングリ
コールが存在することを特徴とする血液浄化用分離膜、 (2) 該ポリアルキレングリコールが不溶化処理されてい
ることを特徴とする (1) 記載の血液浄化用分離膜、 (3) 該ポリアルキレングリコールが 0.01ng/cm 2 以上、 50
0ng/cm 2 以下の割合で存在することを特徴とする (1) また
(2) 記載の血液浄化用分離膜、 (4) 該ポリアルキレングリコールが 0.05ng/cm 2 以上、 30
0ng/cm 2 以下の割合で存在することを特徴とする (1) また
(2) 記載の血液浄化用分離膜、に関する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is, (1) a polysulfone-based resin containing polyvinylpyrrolidone
At least part of the surface of the film
Separation membrane for blood purification characterized by the presence of call, (2) The polyalkylene glycol is insolubilized
(1) Separation membrane for blood purification according to (1) , (3) the polyalkylene glycol is 0.01 ng / cm 2 or more, 50
Characterized in that present in a proportion of 0 ng / cm 2 or less (1) The
Is a separation membrane for blood purification according to (2) , (4) the polyalkylene glycol is 0.05 ng / cm 2 or more, 30
Characterized in that present in a proportion of 0 ng / cm 2 or less (1) The
Is (2) for blood purification separation membrane according relates.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の分離膜においては、ポリ
ビニルピロリドンを含有するポリスルホン系樹脂を主成
分として基体として使用する。ポリスルホン系樹脂は、
骨格にスルホン基をもつポリマーであればよく、さらに
式(1)の繰り返し単位からなるものが好ましいが、官
能基を含んでいたりアルキル系のものであってもよく、
また共重合していてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a separation membrane of the present invention, a polysulfone-based resin containing polyvinylpyrrolidone is used as a main component as a substrate. Polysulfone resin is
Any polymer having a sulfone group in the skeleton may be used, and a polymer having a repeating unit of the formula (1) is preferable, but a polymer containing a functional group or an alkyl group may be used.
It may be copolymerized.

【化1】 [Chemical 1]

【0007】分離膜に含有されるポリビニルピロリドン
の分子量は特に限定されるものではないが、市販の1
万、4万、16万、36万のもの、もしくはこれらの混合物
を用いることができる。
Although the molecular weight of polyvinylpyrrolidone contained in the separation membrane is not particularly limited, commercially available 1
It is possible to use 40,000, 160,000, 360,000, or a mixture thereof.

【0008】また、本発明の分離膜におけるポリスルホ
ン樹脂とポリビニルピロリドンの構成比は、特に限定さ
れるものではないが、分離膜の機械的強度を保つ意味か
ら、ポリスルホン99〜70%、ポリビニルピロリドン
1〜30%の範囲であることが好ましい。
The composition ratio of the polysulfone resin and the polyvinylpyrrolidone in the separation membrane of the present invention is not particularly limited, but in order to maintain the mechanical strength of the separation membrane, polysulfone 99 to 70%, polyvinylpyrrolidone 1 It is preferably in the range of ˜30%.

【0009】本発明におけるポリビニルピロリドンを含
むポリスルホン系膜を製造するにあっては、例えば特公
平2-18695号公報、特開昭61-93801号公報、特開昭61-23
8306号公報等に開示されている製造方法を用いればよ
く、何等制限を加えるものではない。
In producing the polysulfone-based membrane containing polyvinylpyrrolidone according to the present invention, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 2-18695, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-93801, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-23
The manufacturing method disclosed in Japanese Patent No. 8306 may be used without any limitation.

【0010】本発明におけるポリアルキレングリコール
は例えばポリエチレングリコールやポリプロピレングリ
コールに代表される主鎖中に酸素原子を含む鎖状高分子
であるが、ポリアルキレングリコールがグラフトしたポ
リマーであっていてもよい。ポリアルキレングリコール
は、表面において0.01〜500ng/cm2、0.05〜300ng/cm2の
範囲の量であることが好ましい。
The polyalkylene glycol in the present invention is a chain polymer having an oxygen atom in the main chain represented by polyethylene glycol and polypropylene glycol, for example, but may be a polymer grafted with polyalkylene glycol. The amount of polyalkylene glycol on the surface is preferably in the range of 0.01 to 500 ng / cm2, 0.05 to 300 ng / cm2.

【0011】そしてポリアルキレングリコールは不溶化
されていることが好ましい。
The polyalkylene glycol is preferably insolubilized.

【0012】ポリアルキレングリコールの不溶化を行う
にはポリビニルピロリドンを含むポリスルホン系の基体
膜をポリアルキレングリコール溶液(好ましくは水溶
液)に、浸漬などにより接触した状態で放射線を照射す
る方法が挙げられる。
In order to insolubilize the polyalkylene glycol, there may be mentioned a method of irradiating the polysulfone base film containing polyvinylpyrrolidone with a polyalkylene glycol solution (preferably an aqueous solution) in a state of being in contact with the polyalkylene glycol solution by immersion.

【0013】本発明においては、かかる分離膜をプラス
ティックケースなどに内蔵することにより、血液浄化器
として好ましく用いることができる。本発明における血
液浄化器とは、血液透析器、血液濾過器、血液濾過透析
器、血漿分離器等の血液処理用の膜を含有するモジュー
ルである。また、ポリビニルピロリドンを含むポリスル
ホン系膜を含有する血液透析器、血液濾過器、血液濾過
透析器、血漿分離器等の血液浄化器を抗血小板付着性化
する場合であれば、該血液浄化器内の膜および少なくと
も血液が接触する部分全てにポリアルキレングリコール
水溶液が接触した状態で放射線処理すれば、膜表面ばか
りでなく、血液浄化器端部やヘッダーの内側などの血液
が接触する部位の全てを抗血小板付着性化することが可
能であり、例えば血液浄化器端部での血液凝固を軽減す
ることも可能である。
In the present invention, by incorporating such a separation membrane in a plastic case or the like, it can be preferably used as a blood purifier. The blood purifier in the present invention is a module containing a membrane for blood treatment such as a hemodialyzer, a hemofilter, a hemofilter dialyzer, and a plasma separator. Further, in the case of making blood purifiers such as hemodialyzers, hemofilters, hemofiltration dialysers, and plasma separators containing a polysulfone-based membrane containing polyvinylpyrrolidone antiplatelet-adhesive, in the blood purifiers If the polyalkylene glycol aqueous solution is in contact with the membrane and at least all the blood-contacting portions of the membrane, not only the membrane surface but also all the blood-contacting portions such as the end of the blood purifier and the inside of the header will be treated. It can be made anti-platelet-adhesive, and for example, blood coagulation at the end of the blood purifier can be reduced.

【0014】ポリアルキレングリコール水溶液のポリア
ルキレングリコールの分子量および水溶液の濃度は、特
に限定するものではないが、一般には低分子量、低濃度
の組み合わせであれば比較的抗血小板付着性化の程度は
低く、分子量が高くなるほど、また濃度が高くなるほど
抗血小板付着性化の程度は高くなる。しかし本発明の製
造方法ではポリアルキレングリコールの分子量を選択す
ることにより水溶液の濃度が1〜20000ppmと比較的低濃
度であっても十分な抗血小板付着性を得ることができる
ので抗血小板付着性化に対するコストを低く抑えること
ができ、このことは本発明の効果の一つである。他方、
高分子量、高濃度の組み合わせになると、膜表面にポリ
アルキレングリコール鎖が結合するだけでなくポリアル
キレングリコール鎖同士が互いに架橋してしまうため、
ポリアルキレングリコール鎖の運動性が損なわれ、思っ
たほど抗血小板付着性を付与できないばかりか、膜表面
でポリアルキレングリコールがゲル層を形成してしまう
ため、物質透過性能が低下する傾向もある。
The molecular weight of the polyalkylene glycol in the aqueous solution of polyalkylene glycol and the concentration of the aqueous solution are not particularly limited, but generally a combination of low molecular weight and low concentration has a relatively low degree of antiplatelet adhesion. The higher the molecular weight and the higher the concentration, the higher the degree of antiplatelet adhesion. However, in the production method of the present invention, by selecting the molecular weight of the polyalkylene glycol, sufficient antiplatelet adhesion can be obtained even when the concentration of the aqueous solution is relatively low at 1 to 20000 ppm, so that antiplatelet adhesion can be obtained. The cost can be kept low, which is one of the effects of the present invention. On the other hand,
In the case of a combination of high molecular weight and high concentration, not only the polyalkylene glycol chains are bonded to the film surface but also the polyalkylene glycol chains are cross-linked with each other,
The mobility of the polyalkylene glycol chain is impaired, the anti-platelet adhesion cannot be imparted as expected, and the gel permeability of the polyalkylene glycol forms a gel layer on the membrane surface, so that the substance permeation performance tends to decrease.

【0015】但しポリアルキレングリコール水溶液の条
件は、ポリスルホン系膜中のポリビニルピロリドンの含
有比率や、膜の形状や細孔径、ポリアルキレングリコー
ル水溶液に対する膜の量など、また希望する抗血小板付
着性の程度により、個々の場合について最適な条件は異
なる。
However, the conditions of the polyalkylene glycol aqueous solution are the content ratio of polyvinylpyrrolidone in the polysulfone type membrane, the shape and pore size of the membrane, the amount of the membrane to the polyalkylene glycol aqueous solution, the desired degree of antiplatelet adhesion. Therefore, the optimum conditions differ in each case.

【0016】放射線の照射量は特に限定されるものでは
なく、抗血小板付着性化したい膜表面や血液浄化器の血
液が接触する面にポリアルキレングリコール鎖が結合す
るだけの照射量があればよく、15〜35kGy程度の吸収エ
ネルギーでの照射が好適に用いられる。また、抗血小板
付着性を付与すると同時に滅菌を行うこともできる。こ
の場合、放射線の照射量は一般に滅菌線量以上であれば
幾らでも良いが、膜の強度劣化の問題や経済性を考慮し
て、25〜35kGy程度が望ましい。但し、放射線に対する
膜の劣化が無視しうる範囲である場合や経済性を考慮す
る必要のない場合には、放射線の照射量がこの範囲であ
る必要はない。
The dose of radiation is not particularly limited as long as the polyalkylene glycol chain is bonded to the surface of the membrane to be antiplatelet-adhesive or the surface of the blood purifier in contact with blood. Irradiation with absorbed energy of about 15 to 35 kGy is preferably used. In addition, sterilization can be performed simultaneously with imparting antiplatelet adhesion. In this case, the radiation dose may generally be any amount as long as it is equal to or higher than the sterilization dose, but it is preferably about 25 to 35 kGy in consideration of the problem of strength deterioration of the film and economical efficiency. However, when the deterioration of the film due to radiation is in a negligible range or when it is not necessary to consider economic efficiency, the irradiation dose of radiation does not need to be in this range.

【0017】ポリスルホン系膜の表面でポリアルキレン
グリコールを不溶化するために放射線を使用する方法
は、ポリアルキレングリコール鎖を導入するための特別
の反応性基を必要としないため好ましい。一般にはポリ
スルホン系樹脂を含有する素材に反応性基を導入するこ
とは素材の価格が上昇するだけでなく、製造方法にまで
制限が生まれる。例えばポリスルホン系中空糸膜を紡糸
する際、その素材であるポリスルホン系樹脂に反応性基
を導入すると、一般にその化学的性質が変わるので、原
液調製の際の溶解性や製膜性が大きく変わり、製造条件
全てを検討し直す必要がある。つまり、中空糸紡糸原液
の調整方法から、製糸条件、後処理条件、ケース組み込
み工程の条件まで全ての工程において検討の必要があ
り、その労力は膨大なものとなる。更には、反応性基の
導入により一般には素材分子間の結合力が弱まり、中空
糸の強伸度特性が低下するために、製糸安定性が悪くな
り、生産性の低下が懸念される。これに対して、上記に
記載の製造方法によれば、従来の膜の製造方法を何等手
直しする必要はなく、従来の製造プロセスにポリアルキ
レングリコール水溶液充填と放射線照射のプロセスを付
け加えるだけで良く、膜表面のみの反応であるため中空
糸膜の強伸度特性の悪化の心配もほとんどいらない。更
に、既に滅菌方法として放射線照射を採用している場合
は、製品滅菌時にポリアルキレングリコール水溶液をモ
ジュールケース内に充填するだけでよい。
The method of using radiation to insolubilize the polyalkylene glycol on the surface of the polysulfone-based membrane is preferable because it does not require a special reactive group for introducing the polyalkylene glycol chain. In general, introducing a reactive group into a material containing a polysulfone resin not only raises the price of the material but also limits the production method. For example, when spinning a polysulfone-based hollow fiber membrane, when a reactive group is introduced into the polysulfone-based resin, which is the raw material, since its chemical properties generally change, the solubility and film-forming properties during preparation of the stock solution greatly change, It is necessary to reexamine all manufacturing conditions. In other words, it is necessary to study all the processes from the method for adjusting the hollow fiber spinning stock solution to the conditions for the yarn making condition, the post-treatment condition, and the case assembling process, and the labor is enormous. Furthermore, the introduction of the reactive group generally weakens the bonding force between the raw material molecules and lowers the strength / elongation property of the hollow fiber, so that the stability of the yarn production is deteriorated and the productivity may be reduced. On the other hand, according to the manufacturing method described above, it is not necessary to modify the conventional manufacturing method of the film at all, it suffices to add the polyalkylene glycol aqueous solution filling process and the irradiation process to the conventional manufacturing process, Since the reaction is only on the membrane surface, there is almost no need to worry about deterioration of the strength / elongation property of the hollow fiber membrane. Further, when radiation irradiation has already been adopted as a sterilization method, it is only necessary to fill the module case with the polyalkylene glycol aqueous solution when sterilizing the product.

【0018】本発明における血液浄化器とは、血液透析
器、血液濾過器、血液濾過透析器、血漿分離器等の血液
処理用の分離膜を含有するモジュールである。
The blood purifier in the present invention is a module containing a separation membrane for blood treatment, such as a hemodialyzer, a hemofilter, a hemodialyzer and a plasma separator.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.

【0020】以下、用いた測定法は以下の通りである。The measuring methods used are as follows.

【0021】(1)ポリエチレングリコール(以下PEG
と略す)の表面濃度の測定 後の各実施例、比較例で説明するγ線照射後蒸留水にて
洗浄したミニモジュール(もしくは小型モジュール)を
解体し中空糸を取り出した。取り出した中空糸を50
℃、0.5torr にて10時間乾燥した。乾燥した中空糸
10〜100mgを試験管に取り、無水酢酸とパラトルエ
ンスルホン酸の混合溶液2mlを添加し、120℃で約1
時間アセチル化し、冷却後2mlの純水で器壁を洗い落と
した後、20%炭酸ナトリウム溶液で中和し、トリクロ
ロメタン5mlで抽出し、ガスクロマトグラフィー法(以
下GCと言う)で分析した。
(1) Polyethylene glycol (hereinafter PEG
(Hereinafter abbreviated)), the mini module (or small module) washed with distilled water after γ-ray irradiation described in each Example and Comparative Example was disassembled and the hollow fiber was taken out. 50 taken out hollow fiber
It was dried at 0.5 ° C. and 0.5 torr for 10 hours. Take 10 to 100 mg of dried hollow fiber in a test tube, add 2 ml of a mixed solution of acetic anhydride and p-toluenesulfonic acid, and at 120 ° C about 1
After acetylation for a period of time and cooling, the vessel wall was washed off with 2 ml of pure water, neutralized with 20% sodium carbonate solution, extracted with 5 ml of trichloromethane, and analyzed by gas chromatography (hereinafter referred to as GC).

【0022】膜表面上に存在しているPEG量は、予め作
成した検量線から求めた。
The amount of PEG present on the membrane surface was determined from a calibration curve prepared in advance.

【0023】PEGの表面濃度はGCにより求めたPEG量を、
窒素吸着法により求めた膜の細孔内部を含む表面積で割
り、求めた。
The surface concentration of PEG is the PEG amount determined by GC,
It was calculated by dividing by the surface area including the inside of the pores of the film obtained by the nitrogen adsorption method.

【0024】(2)in vitro 血小板付着実験 洗浄後のミニモジュールの血液入口から中空糸中空部分
に、3.8%クエン酸ナトリウム水溶液を10容量%添
加した家兎新鮮血10ccを0.57ml/minで流し、その
後生理食塩水にて洗浄した後、グルタルアルデヒド固定
し、中空糸分離膜をミニモジュールから切り出して凍結
乾燥した。この中空糸の内表面を(フィールドエミッシ
ョン型走査電子顕微鏡)FE-SEMにて観察し、0.01cm2
の面積中の付着血小板数を数えた。
(2) In vitro Platelet Adhesion Experiment 0.57 ml / 10 ml of fresh rabbit blood containing 10% by volume of 3.8% sodium citrate aqueous solution was added to the hollow portion of the hollow fiber from the blood inlet of the mini module after washing. After flushing with min, then washing with physiological saline, fixed with glutaraldehyde, the hollow fiber separation membrane was cut out from the mini-module and freeze-dried. The inner surface of this hollow fiber was observed by FE-SEM (field emission scanning electron microscope), and 0.01 cm2
The number of attached platelets in each area was counted.

【0025】(3)in vivo 血小板付着実験 体重約3kgの家兎の頚動脈から導き出した血液を、洗浄
後の小型モジュールの血液入口から中空糸中空部に通
し、小型モジュールの血液出口から該家兎の頚静脈へ戻
す体外循環試験を行った。血液の流速は50ml/min、
抗凝固剤としてヘパリンを18IU 初期投与し、更に6
0IU/hr 持続投与しながら3時間循環した。体外循環
終了後、in vitro 血小板付着実験と同様に生理食塩水
にて洗浄後グルタルアルデヒド固定し、モジュールから
切り出した中空糸及びモジュールヘッダーを凍結乾燥し
た。この中空糸の内表面及びモジュールヘッダー内側
(血液接触面)をFE-SEMにて観察し、0.01cm2の面積
中の付着血小板数を数えた。
(3) In Vivo Platelet Adhesion Experiment Blood derived from the carotid artery of a rabbit weighing about 3 kg is passed through the hollow inlet of the small module after washing through the hollow fiber hollow portion, and the rabbit is discharged from the blood outlet of the small module. An extracorporeal circulation test for returning to the jugular vein was performed. Blood flow rate is 50ml / min,
Heparin as an anticoagulant was initially administered at 18 IU and then 6
Circulation was continued for 3 hours with continuous administration of 0 IU / hr. After completion of the extracorporeal circulation, the cells were washed with physiological saline and fixed with glutaraldehyde as in the in vitro platelet adhesion experiment, and the hollow fiber cut out from the module and the module header were freeze-dried. The inner surface of this hollow fiber and the inside of the module header (blood contact surface) were observed by FE-SEM, and the number of attached platelets in the area of 0.01 cm 2 was counted.

【0026】(4)in vitro β2-ミクログロブリン
(以下β2-MG)除去性能の測定 フィルター処理を行った牛血清 30ml に、ヒトβ2-M
Gを5mg/mlの濃度で溶解し、洗浄後のミニモジュールの
血液入口からの中空糸中空部分に1ml/minで灌流し、中
空糸外側には37℃に保ったPBS140mlを20ml/min
の速度で密閉形で灌流した。4時間灌流後中空糸内側・
外側灌流液を採取し、クリアランスを算出した。クリア
ランスは式(2)により算出した。
(4) Measurement of in vitro β2-microglobulin (hereinafter β2-MG) removal performance Human β2-M was added to 30 ml of filter-treated bovine serum.
G was dissolved at a concentration of 5 mg / ml and perfused at 1 ml / min into the hollow fiber hollow part from the blood inlet of the washed mini module, and 140 ml of PBS kept at 37 ° C was 20 ml / min outside the hollow fiber.
Was perfused in closed form at a rate of. Inside the hollow fiber after 4 hours of perfusion
The outer perfusate was collected and the clearance was calculated. The clearance was calculated by the formula (2).

【数1】 ここでCL:クリアランス(ml/min)、CBi:モジュール入
口側濃度(mg/ml)、 CBo:モジュール出口側濃度(mg/m
l)、QB:モジュール供給液量(ml/min)である。
[Equation 1] Where CL: clearance (ml / min), CBi: module inlet side concentration (mg / ml), CBo: module outlet side concentration (mg / m)
l), QB: Module supply liquid amount (ml / min).

【0027】また、実施例、比較例に使用した試料中空
糸は次のようにして準備した。
The sample hollow fibers used in Examples and Comparative Examples were prepared as follows.

【0028】実施例1〜11、比較例1〜3 ポリスルホン(ユ―デルP―3500)18部、ポリビ
ニルピロリドン(K30)2部をN,N-ジメチルアセトア
ミド(以下DMAcと言う)80部に加え、加熱溶解した。
この製膜原液をオリフィス型二重円筒型口金より吐出し
空気中を200mm通過した後、水100%の凝固浴中に
導き中空糸を得た。この際、内部注入液にはDMAc50
部、水50部の注入液を用いた。該中空糸の内径は0.
2mm、膜厚は0.04mmであった。
Examples 1 to 11, Comparative Examples 1 to 3 18 parts of polysulfone (Udel P-3500) and 2 parts of polyvinylpyrrolidone (K30) were added to 80 parts of N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMAc). , Heated and melted.
This stock solution for film formation was discharged from an orifice type double cylinder type die, passed through 200 mm in air, and then introduced into a coagulation bath of 100% water to obtain a hollow fiber. At this time, DMAc50 is used as the internal injection liquid.
And 50 parts of water were used. The inner diameter of the hollow fiber is 0.
The thickness was 2 mm and the film thickness was 0.04 mm.

【0029】このようにして準備したポリスルホン中空
糸分離膜を40本束ね、中空糸中空部を閉塞しないよう
にエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュ
ールケースに固定し、図1に示すミニモジュールを作成
した。該ミニモジュールの直径は約7mm、長さは約10
cmである。
40 polysulfone hollow fiber separation membranes prepared in this way were bundled, and both ends were fixed to a glass tube module case with an epoxy potting agent so as not to block the hollow portions of the hollow fibers, and the mini module shown in FIG. It was created. The mini-module has a diameter of about 7 mm and a length of about 10
cm.

【0030】該ミニモジュールの血液流入口と透析液流
出口をシリコンチューブで繋ぎ、血液流出口から種種の
ポリエチングリコール水溶液またはポリビニルピロリド
ン水溶液100mlを100ml/minの流速で流し、ミニモ
ジュール内に空気が入らないようにキャップをし、30
kGyでγ線を照射した。ミニモジュールに充填したポリ
エチレングリコール水溶液およびポリビニルピロリドン
水溶液の溶質の数平均分子量および水溶液濃度を表1に
示す。γ線照射後のミニモジュールの血液流入口と透析
液流出口をシリコンチューブで繋ぎ、血液流出口から蒸
留水500mlを100ml/minの流速で流し中空糸および
モジュール内部を洗浄し、in vitro 血小板付着実験お
よびin vitro β2-MG除去性能の測定を行った。各ミニ
モジュールの測定結果を蒸留水を充填しγ線照射した比
較例1の結果を100とした相対値で表1に示す。
The blood inlet and the dialysate outlet of the mini-module are connected by a silicone tube, and 100 ml of an aqueous solution of various kinds of polyethylene glycol or polyvinylpyrrolidone is flown from the blood outlet at a flow rate of 100 ml / min, and air is introduced into the mini-module. Cap it to prevent it from entering
Irradiation with γ rays at kGy. Table 1 shows the number average molecular weights and aqueous solution concentrations of the solutes of the polyethylene glycol aqueous solution and the polyvinylpyrrolidone aqueous solution filled in the mini-module. After γ-irradiation, the blood inlet and dialysate outlet of the mini module are connected with a silicon tube, and 500 ml of distilled water is flown from the blood outlet at a flow rate of 100 ml / min to wash the hollow fiber and the inside of the module, and in vitro platelet adhesion Experiments and in vitro β2-MG removal performance were measured. The measurement result of each mini-module is shown in Table 1 as a relative value with the result of Comparative Example 1 filled with distilled water and irradiated with γ-ray as 100.

【0031】実施例12、比較例4 実施例1と同様に紡糸したポリスルホン中空糸分離膜
3,500本を束ね、中空糸中空部を閉塞しないように
ウレタン系ポッティング剤で中空糸分離膜の両末端をポ
リスチレン製モジュールケースに固定し、モジュールケ
ース両端部にポリスチレン製モジュールヘッダーを装着
し、図2に示す小型モジュールを作成した。該小型モジ
ュールの胴体部直径は約3cm、長さは約15cmである。
この小型モジュールの血液流入口と透析液流出口をシリ
コンチューブで繋ぎ、血液流出口から蒸留水もしくは分
子量6000、濃度2000ppmのポリエチングリコー
ル水溶液500mlを100ml/minの流速で流し、小型モ
ジュール内に空気が入らないようにキャップをし、30
kGyのγ線を照射した。γ線照射後の小型モジュールの
血液流入口と透析液流出口をシリコンチューブで繋ぎ、
血液流出口から蒸留水1000mlを100ml/minの流速
で流し中空糸およびモジュール内部を洗浄した後、in v
ivo 血小板付着実験を行った。また同様に処理した小型
モジュールを解体し、取り出した中空糸を用いて実施例
1と同様にミニモジュールを作成し、invitro β2-MG
除去性能の測定を行った。さらに解体して取り出した中
空糸を用いてポリエチレングリコールの膜表面結合密度
を測定した。実施例12の測定結果を蒸留水を充填しγ
線照射した比較例4の結果を100とした相対値で表6
に示す。
Example 12 and Comparative Example 4 3,500 polysulfone hollow fiber separation membranes spun in the same manner as in Example 1 were bundled and both hollow fiber separation membranes were covered with a urethane-based potting agent so as not to block the hollow portions of the hollow fibers. The ends were fixed to a polystyrene module case, and polystyrene module headers were attached to both ends of the module case to prepare a small module shown in FIG. The body diameter of the small module is about 3 cm and the length is about 15 cm.
The blood inlet and dialysate outlet of this small module are connected with a silicon tube, and 500 ml of distilled water or an aqueous solution of polyethylene glycol having a molecular weight of 6000 and a concentration of 2000 ppm is flown at a flow rate of 100 ml / min from the blood outlet, and air is introduced into the small module. Cap it to prevent it from entering
Irradiation with γ rays of kGy. Connect the blood inlet and dialysate outlet of the small module after γ-ray irradiation with a silicone tube,
1000 ml of distilled water was flown from the blood outlet at a flow rate of 100 ml / min to wash the hollow fiber and the inside of the module.
ivo Platelet adhesion experiments were performed. In addition, a small module treated in the same manner was disassembled, and a mini module was prepared in the same manner as in Example 1 using the hollow fiber taken out, and in vitro β2-MG
The removal performance was measured. Further, the membrane surface binding density of polyethylene glycol was measured using the hollow fiber taken out after disassembly. The measurement result of Example 12 was filled with distilled water to obtain γ.
Table 6 is a relative value in which the result of Comparative Example 4 in which the linear irradiation is performed is 100.
Shown in.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】実施例1〜11の結果が示すとおり、ポリエ
チレングリコールを膜表面に結合することにより付着血
小板数は減少し、抗血小板付着性が向上することがわか
る。更に実施例12の結果から判るように、ヘッダー内
面の付着血小板数も減少することから血液浄化器の血液
接触面全体での抗血小板付着性化が可能であることも分
かる。また、β2-MG除去能は膜表面にポリエチレング
リコールを不溶化していない分離膜の性能をほぼ維持し
ており、物質透過性能の低下がほとんどないことが分か
る。
As shown by the results of Examples 1 to 11, it is understood that the number of adhered platelets is decreased and the antiplatelet adhesion is improved by binding polyethylene glycol to the membrane surface. Further, as can be seen from the results of Example 12, since the number of platelets attached to the inner surface of the header is also reduced, it can be seen that antiplatelet adhesion can be achieved on the entire blood contact surface of the blood purifier. Further, the β2-MG removing ability almost maintains the performance of the separation membrane in which polyethylene glycol is not insolubilized on the membrane surface, and it is understood that the substance permeation performance is hardly deteriorated.

【0035】比較例2、3では、親水性高分子として一
般に知られているポリビニルピロリドンを膜表面に不溶
化しても、ポリビニルピロリドンを含むポリスルホン膜
に対しては抗血小板付着性化の効果がないばかりか、か
えって血小板が付着しやすくなっている。このことから
ポリビニルピロリドンを含むポリスルホン膜を抗血小板
付着性化するためには親水性高分子であればどのような
ものでもよいと言うわけではなく、ポリアルキレングリ
コールを膜表面に付着させることが重要であることがわ
かる。
In Comparative Examples 2 and 3, even if polyvinylpyrrolidone, which is generally known as a hydrophilic polymer, is insolubilized on the membrane surface, the polysulfone membrane containing polyvinylpyrrolidone has no antiplatelet adhesion effect. Not only that, but platelets are more likely to adhere. From this, it cannot be said that any hydrophilic polymer may be used in order to make the polysulfone film containing polyvinylpyrrolidone anti-platelet adherence, and it is important to adhere polyalkylene glycol to the film surface. It can be seen that it is.

【0036】実施例13 実施例12と同様に処理したγ線照射後の小型モジュー
ルを解体して中空糸を取り出し、その中空糸を50℃、
0.5torr にて10時間乾燥した。乾燥した中空糸20g
を200mlのDMAcに投入し、室温にて2時間撹拌した後、D
MAc不溶解分を濾別した。このDMAc不溶解分を新しいDMA
c200mlに再び投入し、室温にて2時間撹拌した。この操
作を3回繰り返し得られたDMAc不溶解分を蒸留水にて洗
浄し、50℃、0.5torr にて10時間乾燥した。乾燥
した不溶解分をKBr法にてIR測定した。また同時に、こ
の不溶解分に10〜100mgを試験管に取り、無水酢酸
とパラトルエンスルホン酸の混合溶液2mlを添加し、1
20℃で約1時間アセチル化し、冷却後2mlの純水で器
壁を洗い落とした後、20%炭酸ナトリウム溶液で中和
し、トリクロロメタン5mlで抽出し、GCで分析した。
Example 13 The small module after γ-ray irradiation which was treated in the same manner as in Example 12 was disassembled and the hollow fiber was taken out.
It was dried at 0.5 torr for 10 hours. 20 g of dried hollow fiber
Was added to 200 ml of DMAc and stirred at room temperature for 2 hours, then D
MAc insoluble matter was filtered off. This DMAc insoluble matter is replaced with new DMA
It was charged again into c200 ml and stirred at room temperature for 2 hours. This operation was repeated 3 times, and the obtained DMAc insoluble matter was washed with distilled water and dried at 50 ° C. and 0.5 torr for 10 hours. The dried insoluble matter was subjected to IR measurement by the KBr method. At the same time, 10 to 100 mg of this insoluble matter was taken into a test tube, and 2 ml of a mixed solution of acetic anhydride and paratoluenesulfonic acid was added to
The mixture was acetylated at 20 ° C. for about 1 hour, and after cooling, the vessel wall was washed off with 2 ml of pure water, neutralized with 20% sodium carbonate solution, extracted with 5 ml of trichloromethane, and analyzed by GC.

【0037】IR測定の結果、測定チャートには、ポリス
ルホンのベンゼン環に由来する1585cm-1、スルホニル基
に由来する1150cm-1の吸収、ポリビニルピロリドンの第
3アミド基に由来する1690cm-1の吸収が認められた。GC
の結果からは、ポリエチレングリコール由来のピークが
認められた。以上の結果から、ポリビニルピロリドンを
含むポリスルホン膜をポリエチレングリコール水溶液中
でガンマ線照射することにより、ポリスルホン、ポリビ
ニルピロリドン、ポリエチレングリコールの3成分が互
いに架橋することがわかった。
As a result of IR measurement, the measurement chart shows that the absorption of 1585 cm −1 derived from the benzene ring of polysulfone, the absorption of 1150 cm −1 derived from the sulfonyl group, and the absorption of 1690 cm −1 derived from the third amide group of polyvinylpyrrolidone. Was recognized. GC
From the result, a peak derived from polyethylene glycol was recognized. From the above results, it was found that three components of polysulfone, polyvinylpyrrolidone and polyethylene glycol were cross-linked with each other by irradiating a polysulfone film containing polyvinylpyrrolidone in a polyethylene glycol aqueous solution with gamma rays.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上述べた如く、本発明による分離膜は
高い抗血小板付着性をもち、尚且つ高い物質透過性能を
もった分離膜であり、血液浄化用に有効である。
As described above, the separation membrane according to the present invention is a separation membrane having high antiplatelet adhesion and high substance permeability, and is effective for blood purification.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例1〜11、比較例1〜3に用いた
ミニモジュールの模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of mini-modules used in Examples 1 to 11 of the present invention and Comparative Examples 1 to 3.

【図2】本発明実施例12、比較例4に用いた小型モジ
ュールの模式図である。
2 is a schematic view of a small module used in Example 12 of the present invention and Comparative Example 4. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1. 血液入口 2. ポッティング部 3. 透析液入口 4. 中空糸分離膜 5. ガラス管モジュールケース 6. 透析液入口 7. 血液出口 8. モジュールヘッダー 9. モジュールケース 1. Blood inlet 2. Potting section 3. Dialysate inlet 4. Hollow fiber separation membrane 5. Glass tube module case 6. Dialysate inlet 7. Blood outlet 8. Module header 9. Module case

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリビニルピロリドンを含むポリスルホン
系樹脂よりなる膜の表面の少なくとも一部にポリアルキ
レングリコールが存在することを特徴とする血液浄化用
分離膜。
1. A separation membrane for blood purification, wherein polyalkylene glycol is present on at least a part of the surface of a membrane made of polysulfone-based resin containing polyvinylpyrrolidone.
【請求項2】該ポリアルキレングリコールが不溶化処理
されていることを特徴とする請求項1記載の血液浄化用
分離膜。
2. The separation membrane for blood purification according to claim 1, wherein the polyalkylene glycol is insolubilized.
【請求項3】該ポリアルキレングリコールが0.01ng/cm 2
以上、500ng/cm 2 以下の割合で存在することを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の血液浄化用分離膜。
3. The polyalkylene glycol is 0.01 ng / cm 2
The separation membrane for blood purification according to claim 1 or 2 , wherein the separation membrane is present at a ratio of 500 ng / cm 2 or less.
【請求項4】該ポリアルキレングリコールが0.05ng/cm 2
以上、300ng/cm 2 以下の割合で存在することを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の血液浄化用分離膜。
4. The polyalkylene glycol is 0.05 ng / cm 2
The separation membrane for blood purification according to claim 1 or 2 , wherein the separation membrane is present at a ratio of 300 ng / cm 2 or less.
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