JP4587024B2 - 血液適合性に優れたポリスルホン系選択透過性中空糸膜 - Google Patents
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Landscapes
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Description
中山ら、0−439第43回日本透析医学会予稿集、p.620、1998
透析型人工腎臓装置承認基準(昭和58年6月20日、薬発494号)
(イ)ポリスルホン系中空糸膜におけるポリビニルピロリドンの存在量が、血液接触側表面より深さが10nmまでの最表層部分で20〜40質量%、血液接触側と反対表面の最表層部分で25〜50質量%、ポリスルホン系樹脂に対するポリビニルピロリドンの存在量が、血液接触表面より深さが1000〜1500nmまでの表面近傍層部分で5〜20質量%とする。
(ロ)中空糸膜外表面最表層のポリビニルピロリドンの存在量が、内表面最表層のポリビニルピロリドンの存在量に対して1.1倍以上とする。
という、各層に対してもポリビニルピロリドンの存在量の割合に較差を設けたポリスルホン系選択透過性中空糸膜であり、かつ
(ハ)膜面積1.5m2の血液浄化用モジュールの血液接触側に40vol%エタノール水溶液300mlを40℃に保温しながら流速150ml/minで1時間循環させた後、該循環液を回収し抽出液を得て、これより得られる抽出物が15mg/モジュール未満であって、該モジュール5本から得られた抽出残渣を注射用生理食塩液に溶解し、実験動物に静脈内投与したとき、投与後2時間までの血中ヒスタミン値の上昇が10ng/mL以下である。
ポリスルホン系選択透過性中空糸膜とすることにより、上記課題を解決することができたものである。詳細な実施態様としては、該血液接触側表面最表層のポリスルホン系中空糸膜におけるポリビニルピロリドンの存在量は、通常5〜60質量%、適性には10〜50質量%、より好ましくは20〜40質量%である。それと隣接する血液接触表面より深さが1000〜1500nmまでの表面近傍層のポリスルホン系樹脂に対するポリビニルピロリドンの存在割合の範囲は、通常約2〜37質量%程度であり、最適には5〜20質量%程度である。さらに、血液接触側と反対表面最表層のポリビニルピロリドンの存在量は、血液接触側表面最表層のポリビニルピロリドンの存在量に対して、1.1倍以上であるから、ポリビニルピロリドンの中空糸膜の外表面における存在割合が25〜50質量%程度あれば足りる。これら各層の適正な存在量の配分は、ポリビニルピロリドンの中空糸膜よりの溶出が10ppm以下にするという点も考慮して決めることができる。
本発明に用いる中空糸膜は、親水性高分子を含有するポリスルホン系樹脂で構成されているところに特徴を有する。本発明におけるポリスルホン系樹脂とは、スルホン結合を有する樹脂の総称であり特に限定されないが、例を挙げると化1、化2で示される繰り返し単位をもつポリスルホン樹脂やポリエーテルスルホン樹脂がポリスルホン系樹脂として広く市販されており、入手も容易なため好ましい。
(1)上記親水性高分子の中空糸膜よりの溶出が10ppm以下である。
(2)上記ポリスルホン系中空糸膜における血液接触側表面の最表層の親水性高分子の存在割合が20〜40質量%である。
(3)上記ポリスルホン系中空糸膜における血液接触側表面の表面近傍層の親水性高分子の存在割合が5〜20質量%である。
(4)上記ポリスルホン系中空糸膜における血液接触側と反対表面の最表層の親水性高分子の存在割合が25〜50質量%であり、かつ内表面の最表層の親水性高分子の存在割合の1.1倍以上である。
(5)膜面積1.5m2の血液浄化用モジュールの血液接触側に40vol%エタノール水溶液を灌流したときに得られる抽出物が15mg/モジュール未満である。
(6)モジュール5本分の40vol%エタノール水溶液による抽出物を実験動物に投与した時、投与後2時間までの血中ヒスタミン値は10ng/mL以下である。
前記理由により、外表面最表層の親水性高分子の存在割合は高い方が好ましいが、2.0倍を超えるとポリスルホン系高分子高分子に対する親水性高分子の含量が高くなりすぎ、強度不足や中空糸膜同士の固着、血液透析使用時のエンドトキシンの逆流入、親水性高分子溶出などの問題を引き起こす可能性がある。より好ましくは1.9倍以下、さらに好ましくは1.8倍以下、よりさらに好ましくは1.7倍以下である。
中空糸膜の製造中にエンドトキシンが膜に付着することを抑制するために、製造工程中で使用する水はろ過膜を通過させることによって精製したものを使用するのが好ましい。具体的な態様としては、製膜工程で使用する水は原水を予めワインドカートリッジフィルターにより不純物をカットし(例えばADVANTEC社製ワインドカートリッジフィルター<TCW25NPPS×2本+TCW10NPPS×2本+TCW5NPPS×2本を直列配置>)、その水を逆浸透(RO)膜(例えば東洋紡績社製HOLLOSEP(R)<HA8130EM>)を透過させた水を用いるのが好ましいRO膜を使用して水を精製するには10kgf/cm2以上の圧力をかける必要があるため、製膜の効率、簡便性からは、調製した逆浸透膜処理水(RO水)を貯め置いて使用するのが好ましいが、保存中のコンタミによって水が汚染される可能性があるので、使用直前にさらにろ過膜で処理するのが好ましい。この際に使用するろ過膜としては通常限外ろ過膜と呼ばれるものが好ましく、具体的な細孔径は好ましくは1〜30nm、より好ましくは2〜20nm、よりさらに好ましくは2〜15nmである。これよりも孔径が大きいと精製が不十分となり、これよりも孔径が小さいと濾過時の圧損が大きく濾過水調製の効率が低下してしまう。
内孔形成剤、凝固槽、洗浄槽に使用する水に含まれるアルカリ土類金属の量が所定範囲にあると、好ましい。詳細な機構は不明であるが、2価陽イオンとして存在するアルカリ土類金属が、微弱に陰性荷電した親水性高分子のカルボニル基や水酸基、エーテル結合などの酸素原子を緩やかに架橋するように機能し、膜内における親水性高分子の静的および/または動的存在状態を最適化しているものと推定される。これによって親水性付与剤としての親水性高分子の機能が最適化されると同時に、溶出が抑制され、安全性の向上に寄与するものと考えられる。含まれるアルカリ土類金属の総量は、好ましくは0.02〜1ppm、さらに好ましくは0.03〜0.5ppmである。このような水を得るための手法は特に限定されない。製膜に使用する水は不純物除去のために逆浸透膜などで精製するのが好ましいが、例えば、精製後の水に金属塩を添加する方法が例示される。また、精製のプロセスで不純物混入回避を徹底するため、逆浸透膜に供給する原水としてイオン交換水を使用する方法もあるが、例えば、あえてこの原水に通常の上水を使用し、得られる水に微量のアルカリ土類金属を残存させる方法も例示される。
中空糸膜の製造は、空気中に浮遊する菌体を除去する目的でクラス10万以下のクリーン度を有するクリーンルーム内で実施することが好ましい。これよりもクリーン度が低いと浮遊菌体の除去が不十分となってしまう。
例えば、本発明の乾燥条件を実施する一応の目安として、中空糸膜1本当たり50gの水分を有する中空糸膜束を20本乾燥した場合、総水分含量は50g×20本=1,000gとなり、この時のマイクロ波の出力は1.5kW、減圧度は5kPaが適当である。
(1)熱水洗浄の場合は、中空糸膜束を過剰のRO水に浸漬し70〜90℃で15〜60分処理した後、中空糸膜束を取り出し遠心脱水を行う。この操作をRO水を更新しながら3、4回繰り返して洗浄処理を行う。
(2)加圧容器内の過剰のRO水に浸漬した中空糸膜束を121℃で2時間程度処理する方法をとることもできる。
(3)エタノールまたはイソプロパノール水溶液を使用する場合も、(1)と同様の操作を繰り返すのが好ましい。
(4)遠心洗浄器に中空糸膜束を放射状に配列し、回転中心から40℃〜90℃の洗浄水をシャワー状に吹きつけながら30分〜5時間遠心洗浄することも好ましい洗浄方法である。
前記洗浄方法を2つ以上組み合わせて行ってもよい。いずれの方法においても、処理温度が低すぎる場合には、洗浄回数を増やす等が必要になりコストアップにつながることがある。また、処理温度が高すぎると親水性高分子の分解が加速し、逆に洗浄効率が低下することがある。上記洗浄を行うことにより、外表面親水性高分子の存在率の適正化を行い、固着抑制や溶出物の量を減ずることが可能となる。
透析器の血液出口部回路(圧力測定点よりも出口側)を鉗子により流れを止め全ろ過とする。37℃に保温した純水を加圧タンクに入れ、レギュレーターにより圧力を制御しながら、37℃恒温槽で保温した透析器へ純水を送り、透析液側から流出したろ液量をメスシリンダーで測定する。膜間圧力差(TMP)は
TMP=(Pi+Po)/2
とする。ここで、Piは透析器入り口側圧力、Poは透析器出口側圧力である。TMPを4点変化させ濾過流量を測定し、それらの関係の傾きから透水性(mL/hr/mmHg)を算出する。このときTMPと濾過流量の相関係数は0.999以上でなくてはならない。また回路による圧力損失誤差を少なくするために、TMPは100mmHg以下の範囲で測定する。中空糸膜の透水性は膜面積と透析器の透水性から算出する。
UFR(H)=UFR(D)/A
ここでUFR(H)は中空糸膜の透水性(mL/m2/hr/mmHg)、UFR(D)は透析器の透水性(mL/hr/mmHg)、Aは透析器の膜面積(m2)である。
透析器の膜面積は中空糸の内径基準として求める。
A=n×π×d×L
ここで、nは透析器内の中空糸本数、πは円周率、dは中空糸の内径(m)、Lは透析器内の中空糸の有効長(m)である。
約10,000本の中空糸膜よりなるモジュールの透析液側を水で満たし栓をする。血液側から室温で乾燥空気または窒素を送り込み1分間に0.5MPaの割合で加圧していく。圧力を上昇させ、中空糸膜が加圧空気によって破裂(バースト)し、透析液側に満たした液に気泡が発生した時の空気圧をバースト圧とする。
中空糸100本の断面を200倍の投影機で観察する。一視野中、最も膜厚差がある一本の糸断面について、最も厚い部分と最も薄い部分の厚さを測定する。
偏肉度=最薄部/最厚部
偏肉度=1で膜厚が完ぺきに均一となる。
親水性高分子としてポリビニルピロリドンを用いた場合の測定法を例示する。
<乾燥中空糸膜モジュール>
モジュールの透析液側流路に生理食塩水を500mL/minで5分間通液し、ついで血液側流路に200mL/minで通液した。その後血液側から透析液側に200mL/minでろ過をかけながら3分間通液した。
<湿潤中空糸膜モジュール>
モジュール充填液を抜き出した後、乾燥中空糸膜モジュールと同じ処理操作を行った。
上記プライミング処理を行った中空糸膜モジュールを用いて、透析型人工腎臓装置製造承認基準に定められた方法で抽出し、該抽出液中のポリビニルピロリドンを比色法で定量した。
すなわち、中空糸膜1gに純粋100mlを加え、70℃で1時間抽出する。得られた抽出液2.5ml、0.2モルクエン酸水溶液1.25ml、0.006規定のヨウ素水溶液0.5mlをよく混合し、室温で10分間放置した、後に470nmでの吸光度を測定した。定量は標品のポリビニルピロリドンを用いて上記方法に従い測定することにより求めた検量線にて行った。
親水性高分子の存在割合は、X線光電子分光法(ESCA法)で求めた。親水性高分子としてポリビニルピロリドン(PVP)を用いた場合の測定法を例示する。
中空糸膜1本を内表面の一部が露出するようにカミソリの刃を用いて斜めに切断したものを試料台にはりつけてESCAで測定を行った。測定条件は次に示す通りである。
測定装置:アルバック・ファイ ESCA5800
励起X線:MgKα線
X線出力:14kV,25mA
光電子脱出角度:45°
分析径:400μmφ
パスエネルギー:29.35eV
分解能:0.125eV/step
真空度:約10−7Pa以下
窒素の測定値(N)と硫黄の測定値(S)から、次の式により表面でのPVP含有比率を算出した。
<PVP添加PES(ポリエーテルスルホン)膜の場合>
PVP含有比率(Hpvp)[%]
=100×(N×111)/(N×111+S×232)
<PVP添加PSf(ポリスルホン)膜の場合>
PVP含有比率(Hpvp)[%]
=100×(N×111)/(N×111+S×442)
親水性高分子としてPVPを用いた場合の測定法を例示する。サンプルを、真空乾燥器を用いて、80℃で48時間乾燥させ、その10mgをCHNコーダー(ヤナコ分析工業社製、MT−6型)で分析し、窒素含有量からPVPの質量割合を下記式で計算し求めた。
PVPの質量割合(質量%)=窒素含有量(質量%)×111/14
親水性高分子としてPVPを用いた場合の測定法を例示する。測定は赤外線吸収法分析で行った。上記した親水性高分子の内外表面の最表層における存在量の測定に用いたのと同じ方法で作成したサンプルを用いて測定を行った。表面近傍の測定はATR法、膜全体の測定は透過法で行った。ATR法は、内部反射エレメントとしてダイヤモンド45°を使用した方法により赤外吸収スペクトルを測定した。測定にはSPECTRA TECH社製IRμs/SIRMを使用した。赤外吸収スペクトルにおける1675cm−1付近のPVPのC=Oに由来するピークの吸収強度Apと1580cm−1付近のポリスルホン系高分子に由来するピークの吸収強度Asの比Ap/Asを求めた。ATR法においては吸収強度が測定波数に依存しているため、補正値としてポリスルホン系高分子のピーク位置υsおよびPVPのピーク位置υp(波数)の比υp/υsを実測値にかけた。次の式で、血液接触表面近傍層のPVPの存在割合を算出した。
表面近傍層での親水性高分子の存在割合(質量%)=Cav×Ap/As×υp/υs
ただし、Cavは前記中空糸膜全体での親水性高分子含有率の測定方法で求めたPVP質量割合である。
中空糸膜外表面を10,000倍の電子顕微鏡で観察し写真(SEM写真)を撮影する。その画像を画像解析処理ソフトで処理して中空糸膜外表面の開孔率を求めた。画像解析処理ソフトは、例えばImag PRO Plus(Media Crbernetics,Inc.)を使用して測定する。とり込んだ画像を孔部と閉塞部が識別されるように強調・フィルタ操作を実施する。その後、孔部をカウントし、孔内部に下層のポリマー鎖が見て取れる場合には孔を結合して一孔とみなしてカウントする。測定範囲の面積(A)、および測定範囲内の孔の面積の累計(B)を求めて開孔率(%)=B/A×100で求めた。これを10視野実施してその平均を求めた。初期操作としてスケール設定を実施するものとし、また、カウント時には測定範囲境界上の孔は除外しないものとする。
前項と同様にカウントし、各孔の面積を求めた。また、カウント時には測定範囲境界上の孔は除外した。これを10視野実施してすべての孔面積の平均を求めた。
クエン酸を添加し、凝固を抑制した37℃の牛血液を、血液浄化器に200mL/minで送液し、20mL/minの割合で血液をろ過する。このとき、ろ液は血液に戻し、循環系とする。60分間後に血液浄化器のろ液を採取し、赤血球のリークに起因する赤色を目視で観察する。この血液リーク試験を各実施例、比較例ともに30本の血液浄化器を用い、血液リークしたモジュール数を調べる。
中空糸約10,000本を束ね、30mmφ〜35mmφのモジュールケースに装てんし、2液系ポリウレタン樹脂にて封止してモジュールを作成した。各水準5本リークテストを実施し、ウレタン樹脂封止不良に起因してリーク発生となったモジュールの本数をカウントした。
膜面積1.5m2のモジュールの透析液側を生理食塩水で満たし、健康人から採取したヘパリン加血200mlを血液バッグに詰め、血液バッグとモジュールをチューブで連結し、37℃で血液流速100ml/min、1時間循環する。循環開始前と循環60分との血液をサンプリングし、白血球数、血小板数を測定する。測定した値はヘマトクリットの値で補正する。
補正値=測定値(60分)×ヘマトクリット(0分)/ヘマトクリット(60分)
補正値から白血球と血小板の変化率を算出する。
変化率=補正値(60分)/循環開始前値×100
60分循環終了後、生理食塩水で返血し、残血している糸の本数を数えた。残血している糸の本数が10本以下を○、11本以上30本以下を△、31本以上を×として評価を実施した。
モジュールの透析液側ポートに蓋をした状態で、血液側入口ポートから200mL/minで注射用蒸留水を流し、出口ポートに注射用蒸留水が到達した時点から10秒経過するまでの間にモジュールケースを鉗子で5回軽くたたいて脱泡した後、1分間の気泡の通過個数を目視にて確認した。判定は以下の基準で行った。
10個/分以下:○
11個/分以上30個/分未満:△
30個/分以上:×
モジュールが内部に保存液の充填されたウェットタイプである場合、まず内部保存液を血液流路側および透析液側のいずれの側からも排出させる。その後、以下のような手順で抽出操作を実施する。
モジュールの透析液側を閉じ、血液流路側出入口にチューブをつないで500mLの蒸留水を流して洗浄を行った後、モジュール内の蒸留水を40vol%エタノール水溶液で置換する。透析液側からも40vol%エタノール水溶液を注入しながらモジュール内部を満たして封止する。次に40vol%エタノール水溶液300mLを40℃に保温しながらペリスタポンプ(流速150mL/min)で1時間、中空糸内側に循環させた後、該循環液を回収し抽出液を得る。モジュール1本分だけでなく2本分以上の抽出を行う際には、上記抽出操作を繰り返し行うことにより相当分の抽出液を得ることができる。得られた抽出液はロータリーエバポレーターを用いて濃縮し、さらに凍結乾燥を行って抽出残渣(溶出物)を得る。なお、ガラス器具類は乾熱滅菌し、チューブ類はシリコーン製のものをオートクレーブ滅菌し、抽出溶媒調製に用いるエタノールは蒸留したものを、蒸留水は注射用蒸留水を用いる。抽出残渣量の測定は、濃縮、凍結乾燥前後の容器重量の増加分として算出する。
40vol%エタノール水溶液によるモジュール5本分の抽出残渣を注射用生理食塩液10mLに溶解し、体重10kg前後のイヌの前肢静脈(橈側皮静脈)内に投与する。投与前と投与後5、15、30、および120分にイヌから採血して、各サンプル血液のヘマトクリット値を測定するとともに、各サンプル血漿のヒスタミン値をHistamine−ELISAキット(ICN Pharmaceuticals Inc.)を用いて測定する。さらに投与後120分までのイヌの症状観察を行い、アナフィラキシー様症状発現の有無を調べる。
ポリエーテルスルホン(住化ケムテックス社製、スミカエクセル(R)4800P)17.6質量%、ポリビニルピロリドン(BASF社製コリドン(R)K−90)4.8質量%、ジメチルアセトアミド(DMAc)74.6質量%、水3質量%を50℃で均一に溶解し、ついで真空ポンプを用いて系内を−500mmHgまで減圧した後、溶媒等が蒸発して製膜溶液組成が変化しないように直ぐに系内を密閉し15分間放置した。この操作を3回繰り返して製膜溶液の脱泡を行った。製膜溶液を30μm、15μmの2段の焼結フィルターに順に通した後、65℃に加温したチューブインオリフィスノズルの外側スリットより吐出すると同時に、内部凝固液として予め−700mmHgで60分間脱気処理した15℃の45質量%DMAc水溶液を内液吐出孔より吐出し、紡糸管により外気と遮断された450mmの乾式部を通過後、60℃のDMAc20質量%水溶液中で凝固させ、湿潤状態のまま綛に捲き上げた。使用したチューブインオリフィスノズルのノズルスリット幅は、平均60μmであり、最大61μm最小59μm、スリット幅の最大値、最小値の比は1.03、製膜溶液のドラフト比は1.06であった。
紡糸原液をポリビニルピロリドン(BASF社製コリドン(R)K−90)2.4質量%、DMAc77質量%に変更し、乾式部長さを700mmに変更した以外は実施例1と同様にして湿潤中空糸膜を得た。得られた中空糸膜は実施例1と同様にして洗浄処理を行い、60℃の温風乾燥器中で乾燥処理を行った。得られた中空糸膜の含水率は3.4質量%、内径は199.5μm、膜厚は29.8μmであった。得られた中空糸膜束および血液浄化器の特性を表1に示す。比較例1の中空糸膜は残血性が悪かったが、これは内表面の表面近傍のPVPの存在割合が低いためと推測する。比較例1においては、中空糸膜製造にクリーンルームを使用しなかった。また、製膜、洗浄、γ線照射架橋の工程においては、RO水を使用し、カルシウム含量の調整、マグネシウム含量の調整、限外ろ過膜での処理は行わなかった。使用した水のカルシウム含量、マグネシウム含量はいずれも0.005ppm未満であった。
実施例1において、PVP(BASF社製コリドン(R)K−90)の仕込み量を12.0質量%、DMAcを67.4質量%とした以外は実施例1と同様にして紡糸原液を得た。また、中空形成剤の温度コントロールを行わなかったことと、洗浄処理を行わなかったこと、中空糸膜束の乾燥処理を比較例1と同様にした以外は、実施例1と同様にして中空糸膜束および血液浄化器を得た。得られた中空糸膜束および血液浄化器の特性を表1に示す。本比較例で得られた中空糸膜は、内表面の最表層のPVP存在割合が高くPVPの溶出量が高かった。また、中空糸膜外表面の親水性高分子含量が多いためエンドトキシンの血液側への透過がみられた。比較例2においては、中空糸膜製造にクリーンルームを使用しなかった。また、製膜、洗浄、γ線照射架橋の工程においては、RO水を使用し、カルシウム含量の調整、マグネシウム含量の調整、限外ろ過膜での処理は行わなかった。使用した水のカルシウム含量、マグネシウム含量はいずれも0.005ppm未満であった。
比較例2において、熱水洗浄回数を6hrに変更する以外は、比較例2と同様にして中空糸膜束および血液浄化器を得た。得られた中空糸膜束および血液浄化器の特性を表1に示す。本比較例で得られた中空糸膜束は、外表面の最表層のPVPの存在割合が低く、外表面の親水性が低いためプライミング性が劣っていた。比較例3においては、中空糸膜製造にクリーンルームを使用しなかった。また、製膜、洗浄、γ線照射架橋の工程においては、RO水を使用し、カルシウム含量の調整、マグネシウム含量の調整、限外ろ過膜での処理は行わなかった。使用した水のカルシウム含量、マグネシウム含量はいずれも0.005ppm未満であった。
ポリエーテルスルホン(住化ケムテックス社製、スミカエクセル(R)4800P)18.8質量%、ポリビニルピロリドン(BASF社製コリドン(R)K−90)5.2質量%、DMAc71.0質量%、水5質量%を50℃で溶解し、ついで真空ポンプを用いて系内を−700mmHgまで減圧した後、溶媒等が揮発して製膜溶液組成が変化しないように直ぐに系内を密閉し10分間放置した。この操作を3回繰り返して製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を15μm、15μmの2段のフィルターに通した後、70℃に加温したチューブインオリフィスノズルの外側スリットより吐出すると同時に、内部凝固液として予め−700mmHgで2時間脱気処理した10℃の55質量%DMAc水溶液を内液吐出孔より吐出し、紡糸管により外気と遮断された330mmのエアギャップ部を通過後、60℃の水中で凝固させた。使用したチューブインオリフィスノズルのノズルスリット幅は、平均45μmであり、最大45.5、最小44.5μm、スリット幅の最大値、最小値の比は1.02、ドラフト比は1.06、乾式部の絶対湿度は0.12kg/kg乾燥空気であった。凝固浴から引き揚げられた中空糸膜は85℃の水洗槽を45秒間通過させ溶媒と過剰の親水性高分子を除去した後巻き上げた。該中空糸膜約10,000本の束の周りに実施例1と同様のポリエチレン製のフィルムを巻きつけた後、30℃の40vol%イソプロパノール水溶液で30分×2回浸漬洗浄し、水に置換した。
ポリエーテルスルホン(住化ケムテックス社製、スミカエクセル(R)7800P)23質量%、PVP(BASF社製コリドン(R)K−30)7質量%、DMAc67質量%、水3質量%を50℃で溶解し、ついで真空ポンプを用いて系内を−500mmHGまで減圧した後、溶媒等が揮発して製膜溶液組成が変化しないように直ぐに系内を密閉し30分間放置した。この操作を2回繰り返して製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を30μm、30μmの2段のフィルターに通した後、50℃に加温したチューブインオリフィスノズルの外側スリットより吐出すると同時に、チューブインオリフィスノズルの内液吐出孔より内部凝固液として予め減圧脱気した50℃の50質量%DMAc水溶液を吐出し、紡糸管により外気と遮断された350mmのエアギャップ部を通過後、50℃水中で凝固させた。使用したチューブインオリフィスノズルのノズルスリット幅は、平均45μmであり、最大45.5μm、最小44.5μm、スリット幅の最大値、最小値の比は1.02、ドラフト比は1.06、乾式部の絶対湿度は0.07kg/kg乾燥空気であった。凝固浴から引き揚げられた中空糸膜は85℃の水洗槽を45秒間通過させ溶媒と過剰の親水性高分子を除去した後巻き上げた。得られた10,000本の中空糸膜束は洗浄を行わず、そのまま60℃で18時間乾燥した。乾燥後の中空糸膜束には固着が観察され、血液浄化器を組立てる際、端部接着樹脂が中空糸膜間にうまく入らず血液浄化器を組み立てることが出来ないものが多発した。分析結果を表1に示した。比較例4においては、中空糸膜製造にクリーンルームを使用しなかった。また、製膜の工程においては、RO水を使用し、カルシウム含量の調整、マグネシウム含量の調整、限外濾過膜での処理は行わなかった。使用した水のカルシウム含量、マグネシウム含量はいずれも0.005ppm未満であった。
ポリエーテルスルホン(住化ケムテックス社製スミカエクセル(R)4800P)20質量%、トリエチレングリコール(三井化学社製)40質量%、及びN−メチル2−ピロリドン(三菱化学社製)40質量%を混合、攪拌して均一透明な製膜溶液を調製した。この製膜溶液を用いて中空形成材としてN−メチル2−ピロリドン/トリエチレングリコール/水=5/5/90を使用した以外は実施例2と同様にして中空糸膜を得た。中空糸膜の内径は195μm、膜厚は51.5μmであった。含水率は0.4質量%、疎水性高分子に対する親水性高分子の質量割合は0質量%であった。比較例5においては、中空糸膜製造にクリーンルームを使用しなかった。また、製膜、洗浄、γ線照射架橋の工程においては、RO水を使用し、カルシウム含量の調整、マグネシウム含量の調整、限外濾過膜での処理は行わなかった。使用した水のカルシウム含量、マグネシウム含量はいずれも0.005ppm未満であった。
ポリスルホン(アモコ社製P−3500)18.5質量%、ポリビニルピロリドン(BASF社製K−60)9質量%、DMAc67.5質量%、水5質量%を50℃で溶解し、ついで真空ポンプを用いて系内を−300mmHgまで減圧した後、溶媒等が揮発して製膜溶液組成が変化しないように直ぐに系内を密閉し15分間放置した。この操作を3回繰り返して製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を15μm、15μmの2段のフィルターに通した後、40℃に加温したチューブインオリフィスノズルの外側スリットより吐出すると同時に、中空形成剤として予め減圧脱気した0℃、35質量%DMAc水溶液をチューブインオリフィスノズルの内側吐出孔より吐出し、紡糸管により外気と遮断された600mmのエアギャップ部を通過後、50℃の水中で凝固させた。使用したチューブインオリフィスノズルのノズルスリット幅は、平均60μmであり、最大61μm、最小59μm、スリット幅の最大値、最小値の比は1.03、ドラフト比は1.01、乾式部の絶対湿度は0.06kg/kg乾燥空気であった。凝固浴から引き揚げられた中空糸膜は85℃の水洗槽を45秒間通過させ溶媒と過剰の親水性高分子を除去した後巻き上げた。該中空糸膜10,500本の束を純水に浸漬し、121℃×1時間オートクレーブにて洗浄処理を行った。洗浄後の中空糸膜束の周りに実施例1と同様のポリエチレン製のフィルムを巻きつけた後、実施例1と同様にして乾燥した。紡糸工程中の糸道変更のためのローラーは表面が鏡面加工されたものを使用し、固定ガイドは表面が梨地処理されたものを使用した。中空糸膜の製造はクラス100000のクリーンルーム内で行った。得られた中空糸膜の内径は201.3μm、膜厚は44.2μmであった。
ポリスルホン(アモコ社製P−1700)17質量%、ポリビニルピロリドン(BASF社製K−60)4.8質量%、DMAc73.2質量%、水5質量%を50℃で溶解し、ついで真空ポンプを用いて系内を−400mmHgまで減圧した後、溶媒等が揮発して製膜溶液組成が変化しないように直ぐに系内を密閉し30分間放置した。この操作を3回繰り返して製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を15μm、15μmの2段のフィルターに通した後、40℃に加温したチューブインオリフィスノズルの外側スリットから吐出すると同時に、内部凝固液として減圧脱気された0℃の35質量%DMAc水溶液をチューブインオリフィスノズルの内側吐出孔より吐出し、紡糸管により外気と遮断された600mmのエアギャップ部を通過後、50℃の水中で凝固させた。使用したチューブインオリフィスノズルのノズルスリット幅は、平均60μmであり、最大61μm、最小59μm、スリット幅の最大値、最小値の比は1.03、ドラフト比は1.01、乾式部の絶対湿度は0.07kg/kg乾燥空気であった。凝固浴から引き揚げられた中空糸膜は85℃の水洗槽を45秒間通過させ溶媒と過剰の親水性高分子を除去した後巻き上げた。該中空糸膜10,700本の束を純水に浸漬し、121℃×1時間オートクレーブにて洗浄処理を行った。洗浄後の中空糸膜束の周りにポリエチレン製のフィルムを巻きつけた後、実施例2と同様にして乾燥した。紡糸工程中の糸道変更のためのローラーは表面が鏡面加工されたものを使用し、固定ガイドは表面が梨地処理されたものを使用した。中空糸膜の製造はクラス100000のクリーンルーム内で行った。得られた中空糸膜の内径は201.2μm、膜厚は43.8μmであった。
Claims (6)
- ポリスルホン系中空糸膜におけるポリビニルピロリドンの存在量が、血液接触側表面より深さが10nmまでの最表層部分で20〜40質量%、血液接触側と反対表面の最表層部分で25〜50質量%、およびポリスルホン系樹脂に対するポリビニルピロリドンの存在量が、血液接触表面より深さが1000〜1500nmまでの表面近傍層部分で5〜20質量%であり、かつ中空糸膜外表面最表層のポリビニルピロリドンの存在量が、内表面最表層のポリビニルピロリドンの存在量に対して1.1倍以上であるポリスルホン系樹脂およびポリビニルピロリドンを主成分としてなる中空糸膜であって、該中空糸膜をハウジングした膜面積1.5m2のモジュールの中空糸内側に40vol%エタノール水溶液300mlを40℃に保温しながら流速150ml/minで1時間循環させた後、該循環液を回収し抽出液を得て、これより得られる抽出物が15mg/モジュール未満であって、該モジュール5本から得られた抽出残渣を注射用生理食塩液に溶解し、実験動物に静脈内投与したとき、投与後2時間までの血中ヒスタミン値の上昇が10ng/mL以下であるポリスルホン系選択透過性中空糸膜。
- ポリスルホン系樹脂99〜80質量%およびポリビニルピロリドン1〜20質量%を主成分とすることを特徴とする請求項1に記載のポリスルホン系選択透過性中空糸膜。
- ポリビニルピロリドンの中空糸膜よりの溶出量が10ppm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリスルホン系選択透過性中空糸膜。
- 中空糸膜外表面の開孔率が8%以上25%未満であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のポリスルホン系選択透過性中空糸膜。
- 前記ポリビニルピロリドンは架橋され水に不溶化していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリスルホン系選択透過性中空糸膜。
- 血液浄化器用に用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリスルホン系選択透過性中空糸膜。
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