JP4587025B2 - Polysulfone-based selectively permeable hollow fiber membrane with excellent blood compatibility - Google Patents
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Description
本発明は、安全性や性能の安定性が高く、かつモジュール組み立て性に優れ、特に血液浄化器用に適したポリスルホン系選択透過性中空糸膜、それの血液浄化器としての用法およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a polysulfone-based permselective hollow fiber membrane that is highly safe and stable in performance and excellent in module assemblability, and particularly suitable for blood purifiers, its use as a blood purifier, and a method for producing the same. .
腎不全治療などにおける血液浄化療法では、血液中の尿毒素、老廃物を除去する目的で、天然素材であるセルロース、またその誘導体であるセルロースジアセテート、セルローストリアセテート、合成高分子としてはポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどの高分子を用いた透析膜や限外濾過膜を分離材として用いた血液透析器、血液濾過器あるいは血液透析濾過器などのモジュールが広く使用されている。特に中空糸型の膜を分離材として用いたモジュールは体外循環血液量の低減、血中の物質除去効率の高さ、さらにモジュール生産時の生産性などの利点から透析器分野での重要度が高い。 In blood purification therapy for the treatment of renal failure, natural materials such as cellulose, cellulose diacetate, cellulose triacetate, synthetic polymers such as polysulfone, Modules such as hemodialyzers, hemofilters or hemodialyzers using dialysis membranes using polymers such as methyl methacrylate and polyacrylonitrile and ultrafiltration membranes as separation materials are widely used. In particular, modules using hollow fiber membranes as separation materials are important in the dialyzer field due to advantages such as reduction of the amount of blood circulating outside the body, high efficiency of removing substances in the blood, and productivity during module production. high.
上記した膜素材の中で透析技術の進歩に最も合致したものとして透水性能が高いポリスルホン系樹脂が注目されている。しかし、ポリスルホン単体で半透膜を作った場合は、ポリスルホン系樹脂が疎水性であるために血液との親和性に乏しく、エアロック現象を起こしてしまうため、そのまま血液処理用などに用いることはできない。 Among the above-mentioned membrane materials, polysulfone-based resins having high water permeability are attracting attention as the best match with the progress of dialysis technology. However, when a semi-permeable membrane is made of polysulfone alone, the polysulfone resin is hydrophobic, so it has poor affinity with blood and causes an airlock phenomenon. Can not.
上記した課題の解決方法として、ポリスルホン系樹脂に親水性高分子を配合し製膜し、膜に親水性を付与する方法が提案されている。例えば、ポリエチレングリコール等の多価アルコールを配合する方法が開示されている(例えば、特許文献1,2参照)。
また、ポリビニルピロリドンを配合する方法が開示されている(例えば、特許文献3,4参照)。
上記した方法により上記した課題は解決される。しかしながら、親水性高分子を配合することによる親水性化技術に於いては、血液と接触する膜内面および反対面の膜外面に存在する親水性高分子の濃度により中空糸膜の膜性能が大きく影響し、その最適化が重要となる。例えば、膜内面の親水性高分子濃度を高めることにより血液適合性を確保できるが、該表面濃度が高くなりすぎると該親水性高分子の血液への溶出量が増加し、この溶出する親水性高分子の蓄積により長期透析時の副作用や合併症が起こるので好ましくない。 The above-described problem is solved by the above-described method. However, in the hydrophilization technology by blending a hydrophilic polymer, the membrane performance of the hollow fiber membrane is large due to the concentration of the hydrophilic polymer existing on the inner surface of the membrane in contact with blood and the outer surface of the opposite membrane. Influence and its optimization is important. For example, blood compatibility can be ensured by increasing the hydrophilic polymer concentration on the inner surface of the membrane. However, if the surface concentration becomes too high, the amount of the hydrophilic polymer eluted into the blood increases, and the hydrophilicity to be eluted is increased. Since accumulation of macromolecules causes side effects and complications during long-term dialysis, it is not preferable.
一方、反対面の膜外面に存在する親水性高分子の濃度が高すぎると、透析液に含まれる親水性の高いエンドトキシン(内毒素)が血液側へ浸入する可能性が高まり、発熱等の副作用を引き起こすことにつながるとか、膜を乾燥させた時に膜外表面に存在する親水性高分子が介在し中空糸膜同士がくっつき(固着し)、モジュール組み立て性が悪化する等の新たな課題が引き起こされる。逆に、膜の外表面に存在する親水性高分子量を低くすることは、エンドトキシンの血液側への浸入を抑える点では好ましいことであるが、外表面の親水性が低くなるため、モジュール組み立て後に組み立てのために乾燥した中空糸膜束を湿潤状態に戻す際に、湿潤のために用いる生理食塩水との馴染みが低くなるので、該湿潤操作の折の空気の追い出し性であるプライミング性が低下すると言う課題の発生につながるので好ましくない。 On the other hand, if the concentration of the hydrophilic polymer present on the outer surface of the opposite surface is too high, the possibility of high hydrophilic endotoxin (endotoxin) contained in the dialysate to enter the blood increases, causing side effects such as fever. Cause new problems such as deterioration of module assemblability, etc. due to the presence of hydrophilic polymers existing on the outer surface of the membrane when the membrane is dried, and the hollow fiber membranes stick together (adhere). It is. Conversely, lowering the hydrophilic high molecular weight present on the outer surface of the membrane is preferable in terms of suppressing the invasion of endotoxin into the blood side, but since the hydrophilicity of the outer surface decreases, When returning a wet bundle of hollow fiber membranes for assembly to a wet state, the priming property, which is the ability to expel air when the wet operation is performed, is reduced because the familiarity with the physiological saline used for wetting is reduced. This is not preferable because it leads to the problem.
上記した課題解決の方策として、中空糸膜の内表面の緻密層に存在する親水性高分子の濃度を特定範囲とし、かつ内表面の上記緻密層に存在する親水性高分子の質量比率が外表面層に存在する親水性高分子の質量比率の少なくとも1.1倍以上にする方法が開示されている(特許文献5参照)。すなわち、上記技術は内表面の緻密層表面に存在する親水性高分子の質量比率を高め血液適合性を改善し、逆に外表面に存在する親水性高分子の質量比率を低くし、膜を乾燥させた時に発生する中空糸膜同士の固着の発生を抑える思想の技術である。該技術により該課題に加え、上記した課題の一つである透析液に含まれるエンドトキシン(内毒素)が血液側へ浸入する課題も改善されるが、外表面に存在する親水性高分子の質量比率が低く過ぎるために前記したもう一つの課題であるプライミング性が低下すると言う課題の発生につながるという問題が残されておりその改善が必要である。
また、均一膜構造の中空糸膜であるが、赤外線吸収法で定量された表面近傍の親水性高分子の中空糸膜の内表面、外表面および膜中間部における親水性高分子の存在割合が特定化することにより、前記した課題の一つである透析液に含まれるエンドトキシン(内毒素)が血液側へ浸入する課題を改善する方法が開示されている(例えば、特許文献6参照)。該技術により上記課題の一つは改善されるが、例えば、前記技術と同様に、プライミング性が低下すると言う課題が解決されないし、また、中空糸膜外表面の開孔径が大きいため、耐圧性が不足するなど、特に血液透析ろ過等の従来よりも流体圧力を高める治療に用いた場合、中空糸膜が破損する心配がある。
さらに、中空糸膜の内表面の親水性高分子の表面存在割合を特定化することにより、血液適合性と親水性高分子の血液への溶出量を改善する方法が開示されている(例えば、特許文献7〜9参照)。
上記技術は、いずれもが中空糸膜の反対面の外表面の親水性高分子の存在比率に関しては全く言及されておらず、前記した外表面の親水性高分子の存在比率による課題の全てを改善できてはいない。 None of the above-mentioned techniques has been mentioned at all regarding the abundance ratio of the hydrophilic polymer on the outer surface of the opposite surface of the hollow fiber membrane, and all of the above-mentioned problems due to the abundance ratio of the hydrophilic polymer on the outer surface are described. It has not improved.
上記した課題の内、エンドトキシン(内毒素)が血液側へ浸入する課題に関しては、エンドトキシンが、その分子中に疎水性部分を有しており、疎水性材料へ吸着しやすいという特性を利用した方法が開示されている(例えば、特許文献10参照)。すなわち、中空糸膜の外表面における疎水性高分子に対する親水性高分子の比率を5〜25%にすることにより達成できる。確かに、該方法はエンドトキシンの血液側への浸入を抑える方法としては好ましい方法ではあるが、この特性を付与するには、膜の外表面に存在する親水性高分子を洗浄で除去する必要があり、この洗浄に多大の処理時間を要し、経済的に不利である。例えば、上記した特許の実施例では、60℃の温水によるシャワー洗浄および110℃の熱水での洗浄をそれぞれ1時間づつ掛けて行われている。
また、膜の外表面に存在する親水性高分子量を低くすることは、エンドトキシンの血液側への浸入を抑える点では好ましいことであるが、外表面の親水性が低くなるため、モジュール組み立て後に組み立てのために乾燥した中空糸膜束を湿潤状態に戻す際に、湿潤のために用いる生理食塩水との馴染みが低くなるので、該湿潤操作の折の空気の追い出し性であるプライミング性が低下すると言う課題の発生に繋がるので好ましくない。この点を改良する方法として、例えばグリセリン等の親水性化合物を配合する方法が開示されている(例えば、特許文献11、12参照)。しかし、該方法は親水性化合物が透析時の異物として働き、かつ該親水性化合物は光劣化等の劣化を受けやすいため、モジュールの保存安定性等に悪影響をおよぼす等の課題に繋がる。また、モジュール組み立てにおいて中空糸膜束をモジュールに固定する時の接着剤の接着阻害を引き起こすという課題もある。
上記したもう一つの課題である中空糸膜同士の固着を回避する方法としては、膜の外表面の開孔率を25%以上にする方法が開示されている(例えば、前掲特許文献6および特許文献13参照)。確かに、該方法は固着を回避する方法としては好ましい方法であるが、開孔率が高いために膜強度が低くなり血液リーク等の課題に繋がるという問題を有している。
一方、膜の外表面の開孔率や孔面積を特定値化した方法が開示されている(例えば、特許文献14参照)。
また、近年、急性腎不全や敗血症などの重篤な病態の患者に対して、急性血液浄化療法として、持続血液濾過、持続血液濾過透析、持続血液透析などの療法の実施例が増大しつつある。これらの療法に使用される血液浄化膜の素材としては、セルロース、セルロース誘導体などの天然由来の素材と、ポリスルホン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、エチレンビニルアルコール共重合体などの合成高分子素材が利用されている。中でも、ポリスルホン系樹脂からなる膜は、良好な機械的特性、耐熱性、生体適合性などの長所を持つことから、近年特に注目されている。 Also, in recent years, there have been an increasing number of examples of continuous hemofiltration, continuous hemofiltration dialysis, continuous hemodialysis, etc. as acute blood purification therapy for patients with serious pathological conditions such as acute renal failure and sepsis. . Blood purification membrane materials used in these therapies include naturally occurring materials such as cellulose and cellulose derivatives, and synthetic polymer materials such as polysulfone resins, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, and ethylene vinyl alcohol copolymers. Is being used. Among these, a membrane made of a polysulfone resin has attracted particular attention in recent years because it has advantages such as good mechanical properties, heat resistance, and biocompatibility.
ポリスルホン系樹脂は比較的疎水性が強いため、血液と接触した際に、血漿タンパク質を吸着しやすい傾向がある。このためポリスルホン系樹脂で血液浄化膜を製造する場合には、親水性を付与して血液適合性を向上させるため、親水性高分子を添加するのが一般的である。 Since polysulfone-based resins are relatively hydrophobic, they tend to adsorb plasma proteins when they come into contact with blood. For this reason, when a blood purification membrane is produced from a polysulfone resin, it is common to add a hydrophilic polymer in order to impart hydrophilicity and improve blood compatibility.
しかし、このような材料は本質的に生体にとって異物であり、親水性高分子の添加などの方法をとっても、血液と接触した際には血小板の付着や白血球の活性化を招き、結果として生体適合性が悪い場合がある。 However, such materials are essentially foreign to the living body, and even when a method such as adding a hydrophilic polymer is used, when it comes into contact with blood, it causes platelet adhesion and leukocyte activation, resulting in biocompatibility. It may be bad.
特許文献15や特許文献16では血液接触表面の凹凸を制御することによって血液適合性を向上させる技術が開示されている。これらの技術においては表面の凹凸はいずれも白色干渉顕微鏡によって測定された値から規定されている。特許文献15では血小板の粘着として、10−6個/cm2−膜面積以下であるのが好ましいとされている。この特性は極端に血小板を粘着しないことを意味している。しかしながら、極端に血小板保持率が高い膜では、膜との接触によって活性化された血小板が血液中に放出され、これが引き金となって体内の循環血液全体の活性化を招き、結果として生体適合性悪化の原因となることが考えられ、むしろ好ましくない。 Patent Documents 15 and 16 disclose techniques for improving blood compatibility by controlling the unevenness of the blood contact surface. In these techniques, the unevenness of the surface is defined from values measured by a white interference microscope. In Patent Document 15, it is said that the adhesion of platelets is preferably 10 −6 cells / cm 2 or less. This characteristic means that platelets do not adhere extremely. However, in membranes with extremely high platelet retention, platelets activated by contact with the membrane are released into the blood, which triggers activation of the entire circulating blood in the body, resulting in biocompatibility. It may cause deterioration, which is not preferable.
また、特許文献15、16に共通して言えることだが、平滑な血液接触面は、血球との接触面積が大きくなることも考えられ、血球の活性化を招く原因となる可能性も考えられる。表面の物理的な性状の制御は血液適合性向上のひとつの手法として有効であるとは考えられるが、生体にとって本質的に異物である材料を使用している以上、このアプローチだけではおのずと限界が有ると言わざるを得ない。
本発明は、安全性や性能の安定性が高く、かつモジュール組み立て性に優れ、さらに血液適合性に優れ、特に血液浄化器用に適したポリスルホン系選択透過性中空糸膜を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polysulfone-based permselective hollow fiber membrane that has high safety and stability of performance, is excellent in module assemblability, is excellent in blood compatibility, and is particularly suitable for a blood purifier.
本発明は、上記技術課題を解決するために鋭意検討した結果、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ポリスルホン系中空糸膜において、
(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%、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側表面より深さが1000〜1500nmまでの表面近傍層部分で5〜20質量%である。
(ロ)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最表層のポリビニルピロリドンの存在量を、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倍以上とする。
(ハ)ポリスルホン系中空糸膜の内腔にクエン酸加牛血液を封入し、カルシウムを含有する等張液に10分間浸漬した後の該封入血に凝固および凝固に起因する中空糸膜のつまりを生じないという特性を同時に満たす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。それと隣接する表面近傍層の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を、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。
As a result of intensive studies to solve the above technical problems, the present invention provides a polysulfone-based hollow fiber membrane mainly composed of a polysulfone-based resin and polyvinylpyrrolidone .
(A) The abundance of polyvinylpyrrolidone in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 20 to 40% by mass in the outermost layer portion with a depth of 10 nm from the blood contact side surface, and 25 to 50 in the outermost layer portion on the surface opposite to the blood contact side. The amount of polyvinyl pyrrolidone relative to the polysulfone resin is 5 to 20% by mass in the vicinity of the surface layer having a depth of 1000 to 1500 nm from the blood contact side surface.
(B) The abundance of polyvinylpyrrolidone in the outermost surface layer opposite to the blood contact side in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 1.1 times or more than the abundance of polyvinylpyrrolidone in the outermost surface layer on the blood contact side.
(C) Clotted cow blood is encapsulated in the lumen of a polysulfone-based hollow fiber membrane, and the hollow blood membrane resulting from coagulation and coagulation in the encapsulated blood after being immersed in an isotonic solution containing calcium for 10 minutes By using a polysulfone-based permselective hollow fiber membrane that simultaneously satisfies the property of not producing the above-mentioned problems, the above-mentioned problems have been solved. As a detailed embodiment, the amount of polyvinylpyrrolidone present on the blood contact side surface outermost layer is usually 5 to 60% by mass, suitably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass. The range of the presence ratio of polyvinyl pyrrolidone in the surface vicinity layer adjacent to it is usually about 2 to 37% by mass, and optimally about 5 to 20% by mass. Further, since the amount of polyvinyl pyrrolidone on the outermost surface layer opposite to the blood contact side is 1.1 times or more than the amount of polyvinyl pyrrolidone on the outermost surface layer on the blood contact side, the hollow fiber membrane of polyvinyl pyrrolidone A ratio of about 25 to 50% by mass on the outer surface is sufficient. Appropriate distribution of these layers can be determined in consideration of the elution of polyvinyl pyrrolidone from the hollow fiber membrane to 10 ppm or less.
本発明のポリスルホン系中空糸膜は、安全性や性能の安定性が高く、かつモジュール組み立て性に優れており、慢性腎不全の治療に用いる高透水性能を有する血液透析法中空糸型血液浄化器用として好適であるいう利点がある。さらに、本発明のポリスルホン系中空糸膜は、血液封入時の血液凝固反応が穏やかであるため、血液適合性が高く、血液透析、血液濾過、血液透析濾過などの血液浄化分野への利用に好適である。 The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has a high safety and performance stability, is excellent in module assembly, and has a high water permeability used for the treatment of chronic renal failure. There is an advantage that it is suitable. Furthermore, since the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has a gentle blood coagulation reaction at the time of blood encapsulation, it has high blood compatibility and is suitable for use in the field of blood purification such as hemodialysis, blood filtration, and hemodiafiltration. It is.
以下、本発明を詳細に説明する。
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。
The hollow fiber membrane used in the present invention is characterized in that it is composed of a polysulfone resin containing a hydrophilic polymer. The polysulfone resin in the present invention is a general term for resins having a sulfone bond and is not particularly limited. For example, a polysulfone resin or a polyethersulfone resin having a repeating unit represented by Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2 is a polysulfone resin. It is preferred because it is widely available on the market and is easily available.
本発明における親水性高分子とはポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレングリコール、グリセリン、デンプンおよびその誘導体などの素材であるが、請求項4に記載のごとく安全性や経済性よりポリビニルピロリドンを用いるのが好ましい実施態様である。ポリビニルピロリドンの分子量としては重量平均分子量10,000〜1,500,000のものを用いることができる。具体的には、BASF社より市販されている分子量9,000のもの(K17)、以下同様に45,000(K30)、450,000(K60)、900,000(K80)、1,200,000(K90)を用いるのが好ましく、目的とする用途、特性、構造を得るために、それぞれ単独で用いてもよく、分子量の異なる同一の2種類の樹脂を、または異なる種類の樹脂を適宜2種以上を組み合わせて用いても良い。 The hydrophilic polymer in the present invention is a material such as polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, polypropylene glycol, glycerin, starch, and derivatives thereof. Polyvinyl pyrrolidone is the preferred embodiment. As the molecular weight of polyvinylpyrrolidone, those having a weight average molecular weight of 10,000 to 1,500,000 can be used. Specifically, those having a molecular weight of 9,000 (K17) commercially available from BASF Co., Ltd., and similarly, 45,000 (K30), 450,000 (K60), 900,000 (K80), 1,200, 000 (K90) is preferable, and in order to obtain the intended use, characteristics, and structure, each may be used alone, and the same two types of resins having different molecular weights or different types of resins may be used appropriately. You may use combining a seed | species or more.
本発明において、上記(イ)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量を同血液接触側表面の表面近傍層の親水性高分子の存在量の1.1倍以上とするということは、最表面の親水性高分子の存在量を表面近傍層より多くすることと最表層の親水性高分子の存在量を最適な20〜40質量%とすることは、それと隣接する表面近傍層の親水性高分子の存在割合の範囲は、約2〜37質量%程度の範囲に存在させることが必要である。実際には表面近傍層の親水性高分子の適正な存在割合を5〜20質量%程度としていることはこの理由に基づく。ということは、最高10倍程度まで許容できるが、較差の倍率がそれ以上にあまり大きくなると、親水性高分子の拡散移動が最表層から表面近傍へと逆に移るようなことも有り得るし、又そのような構造の中空糸膜の製造が難しくなるという事情もある。血液接触側表面の最表層その表面近傍層の親水性高分子の適正な存在割合は、表面近傍層の親水性高分子の適正な存在割合である5〜20質量%をもとに、その数値(5〜20質量%)に対する単純な1.1〜10倍程度の乗数とする計算により算定することによって、血液接触側表面の最表層の親水性高分子の存在量を最適な20〜40質量%とすることが可能であるということを意味する。その比は、普通1.1〜5倍程度、場合によっては、最適には1.2〜3倍程度の較差で親水性高分子を存在させることが好ましい。実際には、その倍率は中空糸膜の性能を考慮して任意に決めることができる。例えば、表面近傍層の親水性高分子の存在割合(含有量)を最下値の5質量%とすると、その最表層の親水性高分子の存在割合(含有量)は4〜8倍に相当する適量の20〜40質量%の範囲内で取り得るということにもなる。 In the present invention, the abundance of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact side surface in the polysulfone-based hollow fiber membrane (i) is defined as 1. More than 1 time means that the abundance of the hydrophilic polymer on the outermost surface is larger than the layer near the surface and that the abundance of the hydrophilic polymer on the outermost layer is 20 to 40% by mass optimal. The range of the ratio of the hydrophilic polymer in the layer near the surface adjacent to it must be in the range of about 2 to 37% by mass. Actually, the appropriate ratio of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer is set to about 5 to 20% by mass based on this reason. This means that it is acceptable up to about 10 times, but if the magnification of the difference becomes too large, the diffusion movement of the hydrophilic polymer may reversely move from the outermost layer to the vicinity of the surface. There is also a situation that it is difficult to manufacture a hollow fiber membrane having such a structure. Appropriate abundance of hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact side surface and in the surface vicinity layer is a numerical value based on 5 to 20% by mass, which is an appropriate abundance of hydrophilic polymer in the surface vicinity layer. By calculating by a simple multiplier of 1.1 to 10 times (5 to 20% by mass), the optimal amount of hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact side surface is 20 to 40 mass. % Means that it can be The ratio is usually about 1.1 to 5 times, and in some cases, the hydrophilic polymer is preferably present with a difference of about 1.2 to 3 times. Actually, the magnification can be arbitrarily determined in consideration of the performance of the hollow fiber membrane. For example, when the ratio (content) of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer is 5% by mass, which is the lowest value, the ratio (content) of the hydrophilic polymer in the outermost layer corresponds to 4 to 8 times. It can also be taken within an appropriate amount of 20 to 40% by mass.
本発明において上記(ロ)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量を、血液接触側表面の最表層の親水性高分子の存在量に対して、1.1倍以上とすることは、上記した親水性高分子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、かつ内表面の最表層の親水性高分子の存在割合の1.1倍以上であるのが好ましい。外表面の親水性高分子の存在割合が少なすぎると、中空糸膜の支持層部分への血中タンパクの吸着量が増えるため血液適合性や透過性能の低下が起こる可能性がある。逆に、外表面の親水性高分子の存在割合が多すぎると、透析液に含まれるエンドトキシン(内毒素)が血液側へ浸入する可能性が高まり、発熱等の副作用を引き起こすことに繋がるとか、膜を乾燥させた時に膜外表面に存在する親水性高分子が介在し中空糸膜同士が固着しモジュール組み立て性が悪化する等の課題を引き起こす可能性がある。 In the present invention, the abundance of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the surface opposite to the blood contact side in the (b) polysulfone-based hollow fiber membrane is compared with the abundance of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact side surface. , 1.1 times or more is sufficient if the ratio of the hydrophilic polymer described above on the outer surface of the hollow fiber membrane is about 25 to 50% by mass, and the hydrophilic polymer on the outermost surface of the inner surface It is preferable that it is 1.1 times or more of the existence ratio. If the proportion of the hydrophilic polymer on the outer surface is too small, the amount of protein adsorbed in the blood to the support layer portion of the hollow fiber membrane will increase, and blood compatibility and permeation performance may decrease. Conversely, if there is too much proportion of hydrophilic polymer on the outer surface, the endotoxin (endotoxin) contained in the dialysate increases the possibility of entering the blood, leading to side effects such as fever, When the membrane is dried, a hydrophilic polymer present on the outer surface of the membrane is interposed, and the hollow fiber membranes are fixed to each other, which may cause problems such as deterioration in module assembly.
従来、血液適合性を示す指標として、血液と接触した際の血小板の粘着を評価する方法がある。血液適合性向上のために、血小板粘着量を減少させることを目標に検討がなされてきているが、生体にとって異物である材料との接触による血液成分の活性化は、その程度の差はあってもある意味で不可避であると考えられる。血小板粘着量が非常に少ない膜では、見かけの血液適合性は良好であると判断されてしまうが、実際は、異物である材料との接触で活性化された血小板までもが血液中に放出されてしまっている可能性がある。このようなことから、血小板粘着量の評価のみでは血液適合性を評価するには十分でないと考え、血液適合性評価について、鋭意検討を行った結果、実際に血液を封入し、材料に接触した血液全体を観察する方法、すなわち、血液の凝固状態を観察する方法が適切であるということがわかり、本発明に到った。血液を中空糸型膜内に封入する試験において、血液封入10分後に、封入した血液が中空糸型膜を詰まらせていないこと、また中空糸型膜から押し出した血液が生理食塩水に均一に分散し塊がない状態であることが好ましい。この評価方法では、従来の血小板粘着を評価する方法で見落とされていた、材料に吸着しなかった血液の状態を調べることが可能となる。 Conventionally, as an index indicating blood compatibility, there is a method for evaluating adhesion of platelets when in contact with blood. In order to improve blood compatibility, studies have been made with the goal of reducing the amount of platelet adhesion, but the activation of blood components by contact with materials that are foreign to the living body varies to some extent. It is considered inevitable in a sense. In the case of a membrane with a very small amount of platelet adhesion, the apparent blood compatibility is judged to be good, but in fact, even platelets activated by contact with a foreign material are released into the blood. It may be closed. For this reason, it is considered that the evaluation of platelet adhesion alone is not sufficient to evaluate blood compatibility, and as a result of intensive studies on blood compatibility evaluation, blood was actually sealed and contacted with the material. It has been found that a method of observing the whole blood, that is, a method of observing the coagulation state of blood is appropriate, and the present invention has been achieved. In a test in which blood is enclosed in a hollow fiber membrane, 10 minutes after the blood encapsulation, the enclosed blood does not clog the hollow fiber membrane, and the blood extruded from the hollow fiber membrane is uniformly in physiological saline. It is preferably in a state of being dispersed and free from lumps. In this evaluation method, it is possible to examine the state of blood that has not been adsorbed to the material, which has been overlooked in the conventional method for evaluating platelet adhesion.
本発明において上記(ハ)ポリスルホン系中空糸膜の内腔にクエン酸加牛血液を封入し、カルシウムを含有する等張液に10分間浸漬した後の該封入血に凝固および凝固に起因する中空糸膜のつまりを生じないこと、を評価する中空糸型膜の血液との適合性は次の方法によって行う。
(1)20cmに切りそろえた中空糸型膜を10本束ね、両末端をシリコンチューブに差しこみ、接着剤で固定したマイクロモジュールを作成する。
(2)マイクロモジュールの中空糸型膜部分をキンダリー液に浸漬する。
(3)クエン酸を添加した(ACD)牛血液をシリンジを用いマイクロモジュール内腔に充填する。
(4)充填後、マイクロモジュール両末端は鉗子で閉じる。
(5)血液封入10分後、鉗子をはずし、マイクロモジュール片端からシリンジで内封した血液を生理食塩水を満たしたシャーレ内に押し出す。
(6)(5)の血液押し出し時に、内封血液が出てこない場合を「つまり」とする。
(7)シャーレ中に押し出した血液が生理食塩水中で均一にならずに、塊状になっているものを「凝固」とする。
(8)シャーレ中に押し出した血液が生理食塩水中で均一になった場合は「凝固反応無し」とする。
In the present invention, (c) citrated bovine blood is enclosed in the lumen of the polysulfone-based hollow fiber membrane, and the resultant blood is immersed in an isotonic solution containing calcium for 10 minutes. The compatibility with the blood of the hollow fiber type membrane which evaluates that the yarn membrane is not clogged is performed by the following method.
(1) A bundle of 10 hollow fiber membranes cut to 20 cm, both ends are inserted into a silicon tube, and a micromodule fixed with an adhesive is prepared.
(2) The hollow fiber membrane part of the micromodule is immersed in a kinderly solution.
(3) Fill the micromodule lumen with (ACD) bovine blood to which citric acid has been added using a syringe.
(4) After filling, close both ends of the micromodule with forceps.
(5) After 10 minutes of blood filling, the forceps are removed, and the blood sealed with a syringe is pushed out from one end of the micromodule into a petri dish filled with physiological saline.
(6) The case where the encapsulated blood does not come out at the time of extruding the blood in (5) is defined as “that is”.
(7) The blood extruded into the petri dish is not uniform in physiological saline but is agglomerated, and is referred to as “coagulation”.
(8) If the blood pushed out in the petri dish becomes uniform in physiological saline, “no coagulation reaction” is set.
本発明におけるポリスルホン系樹脂に対する親水性高分子の膜中の構成割合は、中空糸膜に十分な親水性や、高い含水率を付与できる範囲であれば特に限定されず任意に設定することができるが、ポリスルホン系樹脂80〜99質量%に対する親水性高分子の質量割合で1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましい。1質量%未満では、膜の親水性付与効果が不足する可能性がある。一方、20質量%を超えると、親水性付与効果が飽和し、かつ親水性高分子の膜からの溶出量が増大し、後述の親水性高分子の膜からの溶出量が10ppmを超える可能性がある。 The composition ratio in the membrane of the hydrophilic polymer with respect to the polysulfone resin in the present invention is not particularly limited as long as the hydrophilic polymer has a sufficient hydrophilicity and a high water content, and can be arbitrarily set. However, 1-20 mass% is preferable with the mass ratio of the hydrophilic polymer with respect to 80-99 mass% of polysulfone resin, and 3-15 mass% is more preferable. If it is less than 1% by mass, the hydrophilicity-imparting effect of the film may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, the effect of imparting hydrophilicity is saturated and the amount of elution from the membrane of the hydrophilic polymer increases, and the amount of elution from the membrane of the hydrophilic polymer described later may exceed 10 ppm. There is.
前記の本発明に関する好ましい態様について技術的要件に基づいて詳細に説明すると、親水性高分子を含有するポリスルホン系中空糸膜において、下記特性を同時に満足することを特徴とするポリスルホン系選択透過性中空糸膜というものになる。
(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)血液適合性に優れていること。
The preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on technical requirements. In the polysulfone-based hollow fiber membrane containing a hydrophilic polymer, the polysulfone-based selectively permeable hollow characterized by satisfying the following characteristics at the same time: It becomes a thread membrane.
(1) Elution of the hydrophilic polymer from the hollow fiber membrane is 10 ppm or less.
(2) The ratio of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact side surface in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 20 to 40% by mass.
(3) The ratio of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer on the blood contact side surface in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 5 to 20% by mass.
(4) The proportion of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the surface opposite to the blood contact side in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 25 to 50% by mass, and the proportion of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the inner surface 1.1 times or more.
(5) Excellent blood compatibility.
本発明においては、前記のとおり(1)親水性高分子の中空糸膜よりの溶出量が10ppm以下であるのが好ましい(要件1)。該溶出量が10ppmを超えた場合は、この溶出する親水性高分子による長期透析による副作用や合併症が起こる可能性がある。該特性を満足させる方法は、例えば、疎水性高分子に対する親水性高分子の構成割合を上記の範囲にしたり、中空糸膜の製膜条件を最適化する等により達成できる。 In the present invention, as described above, it is preferable that (1) the elution amount of the hydrophilic polymer from the hollow fiber membrane is 10 ppm or less (Requirement 1). When the elution amount exceeds 10 ppm, side effects and complications due to long-term dialysis due to the eluted hydrophilic polymer may occur. A method of satisfying the characteristics can be achieved, for example, by setting the ratio of the hydrophilic polymer to the hydrophobic polymer within the above range or optimizing the film forming conditions of the hollow fiber membrane.
本発明においては、前記のとおり(2)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%であることが好ましい(要件2)。一応、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5〜60質量%というような、例えば10〜50質量%のように広範囲に任意に設定できるが、本発明の効果を適性に達成するための最適な存在割合は、ポリスルホン系樹脂60〜80質量%および親水性高分子20〜40質量%を主成分とするものが好ましい。20質量%未満では、血液と接触する中空糸膜表面の親水性が低く血液適合性が悪化し中空糸膜表面で血液の凝固が発生しやすくなり、該凝固した血栓による中空糸膜の閉塞が発生し中空糸膜の分離性能が低下したり、血液透析に使用した後の残血が増えたりすることがある。中空糸膜内表面の最表層の親水性高分子の存在割合は21重量%以上がより好ましく、22質量%以上がさらに好ましく、23質量%以上がよりさらに好ましい。一方、40質量%を越えた場合は、血液に溶出する親水性高分子が増大し、該溶出した親水性高分子による長期透析による副作用や合併症が起こる可能性がある。中空糸膜内表面の最表層の親水性高分子の存在割合は39質量%以下がより好ましく、38質量%以下がさらに好ましく、37質量%以下がよりさらに好ましい。 In the present invention, as described above, it is preferable that the ratio of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact surface in the (2) polysulfone-based hollow fiber membrane is 20 to 40% by mass (Requirement 2). First, the proportion of hydrophilic polymer in the outermost surface layer on the blood contact side surface in the polysulfone-based hollow fiber membrane can be arbitrarily set in a wide range such as 5 to 60% by mass, for example, 10 to 50% by mass, The optimum ratio for achieving the effects of the present invention appropriately is preferably composed mainly of polysulfone-based resin 60 to 80% by mass and hydrophilic polymer 20 to 40% by mass. If it is less than 20% by mass, the hydrophilicity of the surface of the hollow fiber membrane that comes into contact with blood is low, blood compatibility is deteriorated, blood coagulation tends to occur on the surface of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane is blocked by the coagulated thrombus. It may occur and the separation performance of the hollow fiber membrane may decrease, or the residual blood after use for hemodialysis may increase. The ratio of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the inner surface of the hollow fiber membrane is more preferably 21% by weight or more, further preferably 22% by weight or more, and further preferably 23% by weight or more. On the other hand, when the amount exceeds 40% by mass, the hydrophilic polymer eluted in blood increases, and side effects and complications due to long-term dialysis due to the eluted hydrophilic polymer may occur. The proportion of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the inner surface of the hollow fiber membrane is more preferably 39% by mass or less, further preferably 38% by mass or less, and further more preferably 37% by mass or less.
本発明においては、前記のとおり(3)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%であることが好ましい(要件3)。本発明の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量はポリスルホン系樹脂60〜99質量%および親水性高分子1〜40質量%の範囲を主成分とするものが任意に設定できるが、適正な親水性高分子の存在量は5〜20質量%であることが好ましい。普通には7〜18質量%がより好ましい。上記のとおり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は、血液適合性の点より高い方が好ましいが、該存在割合が増加すると血液への親水性高分子の溶出量が増大するという二律背反の現象となるために、その適正な範囲を考慮して20〜40質量%程度に決めることになる。 In the present invention, as described above, it is preferable that the ratio of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer on the blood contact side surface in (3) the polysulfone-based hollow fiber membrane is 5 to 20% by mass (Requirement 3). In the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention, the abundance of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer on the blood contact side surface is mainly composed of a polysulfone-based resin of 60 to 99% by mass and a hydrophilic polymer of 1 to 40% by mass. However, it is preferable that the appropriate amount of the hydrophilic polymer is 5 to 20% by mass. Usually, 7 to 18% by mass is more preferable. As described above, the ratio of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the blood contact side surface in the polysulfone-based hollow fiber membrane is preferably higher than the blood compatibility point, but when the ratio increases, the hydrophilicity to blood increases. Since this is a contradictory phenomenon in which the amount of molecular elution increases, it is determined to be about 20 to 40% by mass in consideration of the appropriate range.
一方、中空糸膜内表面近傍層の親水性高分子の存在割合は、最表層の親水性高分子の存在量である、1〜40質量%と比較的広範囲に取り得るが、最表層より多い、例えば最表層30質量%、表面近傍層35質量%とすると、親水性高分子の最表層への拡散移動が活発になり、最表層の親水性高分子の存在量が、所定の設計値より多く蓄積することになり、好ましくない。要するに、最表層における親水性高分子の消耗分だけ拡散移動などにより供給するという機構を考えれば、表面近傍層における親水性高分子の存在量は最表面層より比較的低い値である、一応19質量%以下がより好ましく、18質量%以下がさらに好ましい。また、中空糸膜内表面近傍の親水性高分子の存在割合が少なすぎると最表層への親水性高分子の供給が行われないため、溶質除去性能や血液適合性の経時安定性が低下する可能性がある。したがって、中空糸膜内表面近傍の親水性高分子の存在割合は、最適量として6質量%以上がより好ましく、7質量%以上がさらに好ましい。この表面近傍の親水性高分子の存在割合は、本発明の中空糸膜を構成するポリスルホン系高分子80〜99質量%と親水性高分子1〜20質量%からなる平均存在割合より、やや高いということが一般的である。 On the other hand, the abundance of the hydrophilic polymer in the layer near the inner surface of the hollow fiber membrane can be in a relatively wide range of 1 to 40% by mass, which is the abundance of the hydrophilic polymer in the outermost layer, but more than the outermost layer. For example, if the outermost layer is 30% by mass and the surface vicinity layer is 35% by mass, the diffusion movement of the hydrophilic polymer to the outermost layer becomes active, and the abundance of the hydrophilic polymer in the outermost layer is more than the predetermined design value. A large amount is accumulated, which is not preferable. In short, considering the mechanism of supplying the amount of hydrophilic polymer consumed in the outermost layer by diffusion movement, the amount of hydrophilic polymer present in the surface vicinity layer is relatively lower than that of the outermost layer. It is more preferably no greater than mass%, and even more preferably no greater than 18 mass%. In addition, if the ratio of the hydrophilic polymer in the vicinity of the inner surface of the hollow fiber membrane is too small, the hydrophilic polymer is not supplied to the outermost layer, so that the solute removal performance and the blood compatibility stability with time decrease. there is a possibility. Therefore, the ratio of the hydrophilic polymer in the vicinity of the inner surface of the hollow fiber membrane is more preferably 6% by mass or more, and further preferably 7% by mass or more as the optimum amount. The ratio of the hydrophilic polymer in the vicinity of the surface is slightly higher than the average ratio of 80 to 99% by mass of the polysulfone polymer constituting the hollow fiber membrane of the present invention and 1 to 20% by mass of the hydrophilic polymer. This is common.
この要件3は、上記した二律背反の現象を打破し上記現象の最適化を従来技術で到達できなかった高度なレベルで達成するための要因であり、本発明の新規な特徴の一つである。すなわち、血液適合性を支配する中空糸膜の最表層の親水性高分子の存在割合を血液適合性が発現できる最低のレベルに設定した。ただし、該最表層の存在割合では、初期の血液適合性は満足できるが長期透析をすると該最表層に存在する親水性高分子が少しずつであるが血液に溶出していき、透析の経過とともに段々と血液適合性が低下していくという課題が発生する。この血液適合性の持続性を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を特定化することで改善したものである。表面近傍層の親水性高分子の存在割合を特定化することにより、透析の進行による血液への最表層の親水性高分子の溶出による最表層の親水性高分子の存在割合の低下による血液適合性が経時的に悪化するという血液適合性の持続性低下を表面近傍層に存在する親水性高分子の最表層への移動により確保するという技術思想により完成したものである。従って、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質量%未満では血液適合性の持続性の低下を抑えることが不十分となる可能性がある。一方、20質量%を超えた場合は、血液に溶出する親水性高分子の量が増大し長期透析による副作用や合併症が起こる可能性がある。従来、この中空糸膜の表面近傍層および表面近傍層における親水性高分子の適正な存在割合およびその構造に基づく材料挙動を解明した例がなく、本件発明者等のまさに新規な知見に基づくものである。 This requirement 3 is a factor for overcoming the above-mentioned contradictory phenomenon and achieving the optimization of the above phenomenon at a high level that could not be achieved by the prior art, and is one of the novel features of the present invention. That is, the ratio of the hydrophilic polymer in the outermost layer of the hollow fiber membrane that governs blood compatibility was set to the lowest level at which blood compatibility could be expressed. However, in the proportion of the outermost layer, the initial blood compatibility is satisfactory, but when the long-term dialysis is carried out, the hydrophilic polymer present in the outermost layer gradually elutes in the blood, and with the progress of dialysis The problem that blood compatibility gradually decreases occurs. This persistence of blood compatibility is improved by specifying the proportion of hydrophilic polymer in the surface vicinity layer on the blood contact side surface in the polysulfone-based hollow fiber membrane. By specifying the ratio of the hydrophilic polymer in the near-surface layer, blood compatibility by decreasing the ratio of the hydrophilic polymer in the outermost layer by elution of the outermost hydrophilic polymer in the blood due to the progress of dialysis It has been completed by the technical idea of ensuring a sustained decrease in blood compatibility in which the property deteriorates with time by transferring the hydrophilic polymer present in the surface vicinity layer to the outermost layer. Therefore, if the ratio of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer on the blood contact side surface is less than 5% by mass, it may be insufficient to suppress the decrease in blood compatibility. On the other hand, when the amount exceeds 20% by mass, the amount of the hydrophilic polymer eluted in the blood increases, which may cause side effects and complications due to long-term dialysis. There has been no example of elucidating the material behavior based on the appropriate ratio of hydrophilic polymer and the structure of the hydrophilic polymer in the near-surface layer and near-surface layer of this hollow fiber membrane, and based on the very novel knowledge of the inventors. It is.
本発明においては、前記のとおり(4)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倍以上であるのが好ましい(要件4)。外表面の親水性高分子の存在割合が少なすぎると、中空糸膜の支持層部分への血中タンパクの吸着量が増えるため血液適合性や透過性能の低下が起こる可能性がある。一応ポリスルホン系樹脂90〜40質量%および親水性高分子10〜60質量%を主成分とするものからなることがありうるが、実際には外表面の親水性高分子の存在割合は27質量%以上がより好ましく、29質量%以上がさらに好ましい。また乾燥膜の場合、プライミング性が悪化することがある。逆に、外表面の親水性高分子の存在割合が多すぎると、透析液に含まれるエンドトキシン(内毒素)が血液側へ浸入する可能性が高まり、発熱等の副作用を引き起こすことに繋がるとか、膜を乾燥させた時に膜外表面に存在する親水性高分子が介在し中空糸膜同士が固着しモジュール組み立て性が悪化する等の課題を引き起こす可能性がある。中空糸膜外表面における親水性高分子の存在割合は43質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。 In the present invention, as described above, the proportion of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the surface opposite to the blood contact side in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 25 to 50% by mass, and the outermost layer on the inner surface is It is preferable that the ratio is 1.1 times or more of the existence ratio of the hydrophilic polymer (Requirement 4). If the proportion of the hydrophilic polymer on the outer surface is too small, the amount of protein adsorbed in the blood to the support layer portion of the hollow fiber membrane will increase, and blood compatibility and permeation performance may decrease. Although it may consist of 90 to 40% by mass of a polysulfone-based resin and 10 to 60% by mass of a hydrophilic polymer as a main component, the actual proportion of the hydrophilic polymer on the outer surface is 27% by mass. The above is more preferable, and 29% by mass or more is more preferable. In the case of a dry film, the priming property may be deteriorated. Conversely, if there is too much proportion of hydrophilic polymer on the outer surface, the endotoxin (endotoxin) contained in the dialysate increases the possibility of entering the blood, leading to side effects such as fever, When the membrane is dried, a hydrophilic polymer present on the outer surface of the membrane is interposed, and the hollow fiber membranes are fixed to each other, which may cause problems such as deterioration in module assembly. The proportion of the hydrophilic polymer present on the outer surface of the hollow fiber membrane is more preferably 43% by mass or less, and further preferably 40% by mass or less.
また、要件4の1つとして、外表面最表層の親水性高分子の存在割合は、内表面最表層の親水性高分子の存在割合の1.1倍以上であることが好ましい。親水性高分子の存在割合は、製膜後の中空糸膜の収縮率に影響を与える。すなわち、親水性高分子の存在割合が高くなるに従い、中空糸膜の収縮率は大きくなる。例えば、内表面最表層の親水性高分子の存在割合が外表面最表層の親水性高分子の存在割合よりも高い場合、内表面側と外表面側の収縮率の違いにより、内表面側にミクロなしわが寄ったり、中空糸膜が破断することがある。内表面側にしわが入ると、例えば、血液透析に使用した場合、血液を流したときに血中タンパク質等が膜面に堆積しやすくなるため、経時的に透過性能が低下するなどの問題につながる可能性がある。このような理由から、外表面側の親水性高分子の存在割合を高くするのが好ましい。さらに、本発明の中空糸膜は、内表面にち密層を有し、外表面に向かって次第に孔径が拡大する構造を有している。すなわち、内表面側に比較して外表面側の方が空隙率が高いため、より外表面側の収縮率が大きくなる特性を有している。そのあたりの影響も加味すると、外表面最表層の親水性高分子の存在割合は、内表面最表層の親水性高分子の存在割合の1.1倍以上であることが好ましい。より好ましくは、1.2倍以上、さらに好ましくは1.3倍以上である。
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。
In addition, as one of the requirements 4, it is preferable that the ratio of the hydrophilic polymer in the outermost outermost layer is 1.1 times or more the ratio of the hydrophilic polymer in the outermost outermost layer. The proportion of the hydrophilic polymer present affects the shrinkage rate of the hollow fiber membrane after film formation. That is, the shrinkage rate of the hollow fiber membrane increases as the proportion of the hydrophilic polymer increases. For example, when the ratio of the hydrophilic polymer on the outermost surface layer is higher than the ratio of the hydrophilic polymer on the outermost surface layer, the inner surface side may be affected by the difference in shrinkage between the inner surface side and the outer surface side. Micro wrinkles may occur and the hollow fiber membrane may break. If wrinkles occur on the inner surface side, for example, when used for hemodialysis, blood proteins and the like are likely to deposit on the membrane surface when blood is flowed, leading to problems such as deterioration in permeation performance over time. there is a possibility. For these reasons, it is preferable to increase the ratio of the hydrophilic polymer on the outer surface side. Furthermore, the hollow fiber membrane of the present invention has a structure in which the inner surface has a dense layer and the pore diameter gradually increases toward the outer surface. That is, since the porosity on the outer surface side is higher than that on the inner surface side, the shrinkage rate on the outer surface side is larger. In consideration of the influence, it is preferable that the hydrophilic polymer existing ratio on the outermost surface outermost layer is 1.1 times or more of the hydrophilic polymer existing ratio on the innermost outermost layer. More preferably, it is 1.2 times or more, and further preferably 1.3 times or more.
For the above reasons, it is preferable that the ratio of the hydrophilic polymer on the outermost surface layer is high, but if it exceeds 2.0 times, the content of the hydrophilic polymer with respect to the polysulfone polymer polymer becomes too high and the strength is insufficient. May cause problems such as sticking between hollow fiber membranes, reverse influx of endotoxin when using hemodialysis, and elution of hydrophilic polymer. More preferably, it is 1.9 times or less, More preferably, it is 1.8 times or less, More preferably, it is 1.7 times or less.
本発明においては、前記のとおり(5)血液適合性に優れていること(要件5)がある。この要件を満たす手段としては、血液接触側の表面上の親水性高分子と疎水性高分子とのバランスや製造工程中の適度な荷電コントロールが重要である。単純に血液接触面における親水性高分子の濃度を高めることは、血液適合性向上の一つの手段ではあるが、表面濃度が高くなりすぎると、血液への溶出量が増加し血液の活性化を促進し、血小板の凝集、凝血を招く危険性がある。従って、より良好な血液適合性を実現するには、中空糸膜中に封入したクエン酸加血の凝固および詰まりが血液封入後少なくとも10分間は抑制されていることが必要であり、このような特性によって血液適合性、血液接触使用時の性能保持性、安全性が高レベルで実現される。 In the present invention, as described above, (5) blood compatibility is excellent (requirement 5). As means for satisfying this requirement, the balance between the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer on the surface on the blood contact side and appropriate charge control during the production process are important. Simply increasing the concentration of the hydrophilic polymer on the blood contact surface is one way to improve blood compatibility, but if the surface concentration becomes too high, the amount of elution into the blood will increase and activate the blood. There is a risk of promoting platelet aggregation and clotting. Therefore, in order to achieve better blood compatibility, it is necessary that the coagulation and clogging of the citrated blood encapsulated in the hollow fiber membrane be suppressed for at least 10 minutes after the blood encapsulation. Depending on the characteristics, blood compatibility, performance retention when using blood contact, and safety are realized at a high level.
上記したように、中空糸膜中の親水性高分子の存在分布を限定することは、安全性や性能の安定性を高くすることや、モジュール組み立て性を向上させることに効果がある。一方、中空糸膜の血液適合性を高めるためには親水性高分子と疎水性高分子とのバランスや製造工程中の適度な荷電コントロールが重要である。どちらも親水性高分子のコントロールが重要であることには変わりないのであるが、一方の性能を満足したとしても、必ずしももう一方の性能を満足するわけではないのが現状である。本発明はその双方を満足することのできるポリスルホン系選択透過性中空糸膜を特徴する。 As described above, limiting the existence distribution of the hydrophilic polymer in the hollow fiber membrane is effective in increasing the stability of safety and performance and improving the module assembly property. On the other hand, in order to improve the blood compatibility of the hollow fiber membrane, it is important to balance the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer and to appropriately control the charge during the production process. In either case, the control of the hydrophilic polymer remains important, but even if one performance is satisfied, the other performance is not necessarily satisfied. The present invention features a polysulfone-based permselective hollow fiber membrane that can satisfy both.
さらに、親水性高分子を架橋することにより不溶化することが好ましい実施態様である。架橋方法や架橋度合い等の限定無く任意である。例えば、架橋方法としては、γ線、電子線、熱、化学的架橋などが挙げられるが、中でも、開始剤などの残留物が残らず、材料浸透性が高い点で、γ線や電子線による架橋が好ましい。 Furthermore, it is a preferred embodiment that the hydrophilic polymer is insolubilized by crosslinking. There is no limitation on the crosslinking method, the degree of crosslinking, etc. For example, the crosslinking method includes γ-rays, electron beams, heat, chemical crosslinking, etc. Among them, residues such as initiators do not remain, and in terms of high material permeability, γ-rays and electron beams are used. Crosslinking is preferred.
本発明における不溶化とは、架橋後の膜におけるジメチルホルムアミドに対する溶解性をいう。すなわち、架橋後の膜1.0gを取り、100mlのジメチルホルムアミドに溶解し不溶分の有無を目視観察し判定される。モジュールに液が充填されたモジュールの場合は、まず充填液を抜き、つぎに透析液側流路に純水を500mL/minで5分間流した後、血液側流路に同じように純水を200mL/minで5分間流す。最後に血液側から透析液側に膜を透過するように200mL/minの純水を通液し洗浄処理を終了する。得られたモジュールより中空糸膜を取り出し、フリーズドライしたものを不要成分測定用サンプルとする。乾燥中空糸膜モジュールの場合も、同様の洗浄処理を行い測定用サンプルとする。 Insolubilization in the present invention refers to solubility in dimethylformamide in a crosslinked film. That is, 1.0 g of the crosslinked film is taken, dissolved in 100 ml of dimethylformamide, and the presence or absence of insoluble matter is visually observed and determined. In the case of a module in which a liquid is filled in the module, the filling liquid is first withdrawn, and then pure water is allowed to flow at 500 mL / min for 5 minutes in the dialysate side flow path, and then pure water is similarly applied to the blood side flow path. Flow for 5 minutes at 200 mL / min. Finally, 200 mL / min of pure water is passed through the membrane from the blood side to the dialysate side to finish the washing process. The hollow fiber membrane is taken out from the obtained module and freeze-dried to make a sample for measuring unnecessary components. In the case of a dry hollow fiber membrane module, the same washing treatment is performed to obtain a measurement sample.
次に、内表面最表層と中空糸膜内表面近傍層に関する詳細には、その二層の違いをみると、親水性高分子の濃度差による二層構造であり、中空糸膜は一般に、内表面の緻密層から外表面に向かうに従い孔径が拡大する傾向にあるから、最表層部分と表面近傍部分で密度差のある二層構造となることもある。この各層の厚みおよびその境界線は、中空糸膜の製造条件により任意に変わるものであり、又、その層の構造は性能にも多少なりとも影響する。そうすると、中空糸膜の凝固による製造工程から推測しても、最表層と表面近傍層がほとんど同時に、しかも両層が隣接して製造されている事情からすれば、一応二層が形成されることは認識できても、境界は鮮明に線引きできるようなものではなく、二層にまたがる親水性高分子の存在量の分布曲線をみるなら、連続線でつながるような場合が多く、親水性高分子の存在量の違いに起因する二層に濃度差がありうる。一般には、二層の境界において親水性高分子の存在量の分布曲線に断層ができるために、材料挙動の違う不連続な2つの層ができると仮定することは技術的に無理があろう、親水性高分子の存在量を最表層で20〜40質量%、表面近傍層のそれを5〜20質量%ということが最適範囲として一応規定しているが、親水性高分子が、表面近傍層から、最表層へと拡散移動するという機構からすれば、例えば最表層が40質量%で表面近傍層が5質量%というような設計では機能上十分に作用しないこともあると思われる。要するに二層に存在する単純な親水性高分子の存在量の較差に着目して設計することも重要である。その適正な較差値としては、両者の親水性高分子の存在量に表わす質量%で示す数値を算定の根拠にして、例えば、最表面と表面近傍層からなる二層間に、1.1倍以上ということを、二層間の親水性高分子の存在量の質量%の差で換算して算定すれば、二層の親水性高分子の存在割合(含有量)の単純な差を、1〜35質量%程度に、最適には5〜25質量%程度の差の違いがあれば、親水性高分子が表面近傍層から最表層へと拡散移動が円滑にできるものといえる。例えば、最表層を32質量%とすると、表面近傍層は、7〜27質量%程度の範囲にあることになり、これは1.1〜10倍という程度の要件を満たすことになる。 Next, in detail regarding the innermost surface layer and the inner layer near the inner surface of the hollow fiber membrane, the difference between the two layers shows a two-layer structure due to the difference in the concentration of the hydrophilic polymer. Since the pore diameter tends to increase from the dense layer on the surface toward the outer surface, a two-layer structure with a density difference between the outermost layer portion and the portion in the vicinity of the surface may be formed. The thickness of each layer and its boundary line are arbitrarily changed depending on the manufacturing conditions of the hollow fiber membrane, and the structure of the layer also has some influence on the performance. Then, even if we infer from the manufacturing process by coagulation of the hollow fiber membrane, if the outermost layer and the near-surface layer are manufactured almost simultaneously and both layers are manufactured adjacent to each other, two layers are formed. Can be recognized, but the boundary is not something that can be drawn clearly.If you look at the distribution curve of the amount of hydrophilic polymer that spans two layers, it is often connected by a continuous line. There may be a difference in concentration between the two layers due to the difference in the amount of the benzene. In general, it is technically impossible to assume that there are two discontinuous layers with different material behavior, because the distribution curve of the abundance of hydrophilic polymer can be broken at the boundary between the two layers. The optimal range of the hydrophilic polymer is 20-40% by mass for the outermost layer and 5-20% by mass for the surface vicinity layer, but the hydrophilic polymer is the surface vicinity layer. From the mechanism of diffusion and movement to the outermost layer, for example, a design in which the outermost layer is 40% by mass and the near-surface layer is 5% by mass may not function sufficiently. In short, it is also important to design by paying attention to the difference in the amount of simple hydrophilic polymer present in the two layers. As an appropriate difference value, for example, 1.1 times or more between two layers consisting of the outermost surface and the surface vicinity layer, based on the numerical value shown by mass% expressed in the abundance of the hydrophilic polymer of both. That is, if calculated by converting the difference in mass% of the hydrophilic polymer existing between the two layers, a simple difference in the existing ratio (content) of the hydrophilic polymer in the two layers is 1 to 35. If there is a difference of about 5% to 25% by mass, optimally about 5% by mass, it can be said that the hydrophilic polymer can smoothly diffuse and move from the surface vicinity layer to the outermost layer. For example, when the outermost layer is 32% by mass, the surface vicinity layer is in the range of about 7 to 27% by mass, which satisfies the requirement of about 1.1 to 10 times.
なお、上記した親水性高分子の中空糸膜の最表層の存在割合は、後述のごとくESCA法で測定し算出したものであり、中空糸膜の最表層部分(表層からの深さ数Å〜数十Å)の存在割合の絶対値を求めたものである。通常は、ESCA法(最表層)では血液接触表面より深さが10nm(100Å)程度までの親水性高分子(PVP)含量を測定可能である。また、表面近傍層の親水性高分子の存在割合は、表面赤外分光法(表面IR)によって測定したもので、数百nmに相当する深度までの範囲に存在する割合の絶対値を評価したものであり、ATR法(表面近傍層)では血液接触表面より深さ1000〜1500nm(1〜1.5μm)程度までの親水性高分子含有量を測定可能である。 In addition, the abundance ratio of the outermost layer of the hollow fiber membrane of the hydrophilic polymer described above was measured and calculated by the ESCA method as described later, and the outermost layer portion of the hollow fiber membrane (the depth from the surface layer was several to The absolute value of the existence ratio of several tens of liters) is obtained. Usually, the ESCA method (outermost layer) can measure the hydrophilic polymer (PVP) content up to about 10 nm (100 mm) deep from the blood contact surface. The ratio of the hydrophilic polymer in the surface vicinity layer was measured by surface infrared spectroscopy (surface IR), and the absolute value of the ratio existing up to a depth corresponding to several hundred nm was evaluated. In the ATR method (surface vicinity layer), it is possible to measure the hydrophilic polymer content from the blood contact surface to a depth of about 1000 to 1500 nm (1 to 1.5 μm).
内表面およびギア表面の親水性高分子の存在割合は、親水性高分子の分子量にも関係することがある。例えば、分子量120万程度という高い分子量のポリビニルピロリドンを使用した場合より、分子量45万程度の低い分子量のポリビニルピロリドンを使用すると、凝固において、ポリビニルピロリドンの溶解性や溶出量が大きいことや、拡散移動が大きいという理由などにおいて、ポリスルホン系高分子に対する親水性高分子の平均質量割合1〜20質量%という存在割合に比較して、最表層部分20〜40質量%および表面近傍層部分5〜20質量%というように、相対的に比較的高い親水性高分子の濃度のものが製造できるという傾向にある。例えば、ポリスルホン系樹脂80質量%に、分子量90万のポリビニルピロリドン15質量%および分子量4.5万程度のポリビニルピロリドン5質量%という分子量の異なるものを併用して製造する中空糸膜も、その二層のポリビニルピロリドンの存在割合および性能に影響することもあり、この観点から中空糸膜を設計することも本発明の範ちゅうに属する。 The ratio of the hydrophilic polymer present on the inner surface and the gear surface may be related to the molecular weight of the hydrophilic polymer. For example, using polyvinyl pyrrolidone with a molecular weight of about 450,000 lower than when using a high molecular weight polyvinyl pyrrolidone with a molecular weight of about 1,200,000, the solubility and elution amount of polyvinyl pyrrolidone during coagulation is large, and diffusion transfer The reason is that the outermost layer portion is 20 to 40 mass% and the surface vicinity layer portion is 5 to 20 mass compared to the existence ratio of 1 to 20 mass% of the average mass ratio of the hydrophilic polymer to the polysulfone-based polymer. % Having a relatively high hydrophilic polymer concentration tends to be produced. For example, a hollow fiber membrane produced by using 80% by mass of a polysulfone resin and 15% by mass of a polyvinyl pyrrolidone having a molecular weight of 900,000 and 5% by mass of a polyvinyl pyrrolidone having a molecular weight of about 45,000 is also used. It may affect the abundance and performance of the polyvinylpyrrolidone in the layer, and designing a hollow fiber membrane from this point of view also belongs to the category of the present invention.
本発明における上記要件2および3、4、5を達成する方法としては、例えば、疎水性高分子に対する親水性高分子の構成割合を前記した範囲にしたり、中空糸膜の製膜条件を最適化する等により達成できる。具体的には、中空糸膜内表面側に形成されるち密層において最表層部分と表面近傍部分で密度差のある2層構造とするのが好ましい。すなわち、詳細な理由はわからないが、紡糸原液中のポリスルホン系高分子と親水性高分子の質量割合および内部凝固液濃度と温度を後述するような範囲にすることにより、中空糸膜内表面の最表層部分と表面近傍部分の凝固速度および/または相分離速度に差が生じ、かつポリスルホン系高分子と親水性高分子の溶媒/水への溶解性の違いが要件2および3のような特性を発現するのではないかと考える。また、要件4に対しては乾燥条件の適正化が重要なポイントである。すなわち、湿潤状態の中空糸膜を乾燥する際、水に溶解している親水性高分子は水の移動に伴い、中空膜内部より表面側に移動する。ここで、後述するような乾燥条件を用いることにより、水の移動にある程度の速度を持たせ、かつ中空糸膜全体で移動速度を均一にすることができ、中空糸膜内部の親水性高分子は斑なく速やかに両表面側に移動する。膜面からの水の蒸発は中空糸膜内表面側よりも外表面側からの方がより多くなるので、したがって外表面側に移動する親水性高分子の量が多くなり本願発明の中空糸膜の特徴である要件4を達成できるものと推測する。 As a method for achieving the above requirements 2, 3, 4, and 5 in the present invention, for example, the composition ratio of the hydrophilic polymer to the hydrophobic polymer is set to the above range, or the film forming conditions of the hollow fiber membrane are optimized. This can be achieved. Specifically, it is preferable that the dense layer formed on the inner surface side of the hollow fiber membrane has a two-layer structure having a density difference between the outermost layer portion and the portion in the vicinity of the surface. That is, although the detailed reason is not known, by setting the mass ratio of the polysulfone polymer and the hydrophilic polymer in the spinning dope and the concentration and temperature of the internal coagulating solution to the ranges described later, the innermost surface of the hollow fiber membrane can be obtained. Differences in the solidification rate and / or phase separation rate between the surface layer and the vicinity of the surface occur, and the difference in solubility between the polysulfone polymer and the hydrophilic polymer in the solvent / water has the characteristics as in requirements 2 and 3. I think that it may be expressed. For requirement 4, it is important to optimize the drying conditions. That is, when the wet hollow fiber membrane is dried, the hydrophilic polymer dissolved in water moves from the inside of the hollow membrane to the surface side as the water moves. Here, by using drying conditions as described later, it is possible to give a certain speed to the movement of water and to make the movement speed uniform throughout the hollow fiber membrane, and the hydrophilic polymer inside the hollow fiber membrane. Move quickly to both surfaces without spots. Since the evaporation of water from the membrane surface is greater from the outer surface side than from the inner surface side of the hollow fiber membrane, the amount of the hydrophilic polymer that moves to the outer surface side is increased, and thus the hollow fiber membrane of the present invention is increased. It is presumed that requirement 4 which is a characteristic of the above can be achieved.
ドープ中のポリスルホン系高分子に対する親水性高分子の質量比は0.1〜0.6が好ましい。ドープ中PVP含量が少なすぎると、膜中PVP存在比を要件2、3、4の範囲にコントロールすることが困難な場合がある。したがって、ドープ中親水性高分子/ポリスルホン系高分子は、0.15以上がより好ましく、0.2以上がさらに好ましく、0.25以上がよりさらに好ましく、特に0.3以上が好ましい。また、ドープ中PVP含量が多すぎると、膜中PVP量も多くなるため製膜後の洗浄を強化する必要がありコストアップに繋がる可能性がある。したがって、ドープ中PVP比は、0.57以下がより好ましく、0.55以下がさらに好ましい。 The mass ratio of the hydrophilic polymer to the polysulfone polymer in the dope is preferably 0.1 to 0.6. If the PVP content in the dope is too small, it may be difficult to control the abundance ratio of PVP in the film within the range of requirements 2, 3, and 4. Therefore, the hydrophilic polymer / polysulfone polymer in the dope is more preferably 0.15 or more, further preferably 0.2 or more, still more preferably 0.25 or more, and particularly preferably 0.3 or more. Moreover, when there is too much PVP content in dope, since the amount of PVP in a film | membrane will also increase, it is necessary to strengthen the washing | cleaning after film forming, and may lead to a cost increase. Therefore, the PVP ratio in dope is more preferably 0.57 or less, and further preferably 0.55 or less.
内部凝固液としては、15〜70質量%のジメチルアセトアミド(DMAc)水溶液が好ましい。内部凝固液濃度が低すぎると、内表面の凝固速度が速くなるため内表面近傍の親水性高分子の存在量のコントロールがしにくくなることがある。したがって、内部凝固液濃度は20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましく、30質量%以上がよりさらに好ましい。また内部凝固液濃度が高すぎると、内表面の凝固速度が遅くなり、最表面の親水性高分子の存在量をコントロールしにくくなることがある。したがって、内部凝固液濃度は、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下がさらに好ましく、50質量%以下がよりさらに好ましい。さらに、内部凝固液温度を−20〜30℃にコントロールするのが好ましい。内部凝固液温度が低すぎると、ノズル吐出直後に最表面が凝固してしまい内表面近傍の親水性高分子の存在量をコントロールしにくくなることがある。内部凝固液温度は、−10℃以上がより好ましく、0℃以上がさらに好ましく、10℃以上がよりさらに好ましい。また、内部凝固液温度が高すぎると、内表面最表層と表面近傍の膜構造(疎密)の差が大きくなりすぎるため、最表面と表面近傍の親水性高分子の存在量をコントロールしにくくなることがある。内部凝固液温度は25℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい。また、内部凝固液温度を前記範囲に設定することにより、内部凝固液をノズルより吐出した際、溶け込んでいた溶存気体が気泡となって発生するのを抑制できる。すなわち、内部凝固液中の溶存気体の気泡化を抑制することにより、ノズル直下での糸切れや、ノブの発生を抑えるという副次効果も有する。内部凝固液温度を前記範囲にコントロールする手段としては、内部凝固液タンクからノズルまでの配管に熱交換器を設けるのが好ましい。 As the internal coagulation liquid, a 15 to 70% by mass dimethylacetamide (DMAc) aqueous solution is preferable. If the concentration of the internal coagulation liquid is too low, the solidification rate of the inner surface increases, and it may be difficult to control the amount of hydrophilic polymer present in the vicinity of the inner surface. Therefore, the internal coagulation liquid concentration is more preferably 20% by mass or more, further preferably 25% by mass or more, and further preferably 30% by mass or more. On the other hand, if the concentration of the internal coagulation liquid is too high, the solidification rate of the inner surface becomes slow, and it may be difficult to control the abundance of the hydrophilic polymer on the outermost surface. Therefore, the internal coagulation liquid concentration is more preferably 60% by mass or less, further preferably 55% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less. Furthermore, it is preferable to control the internal coagulation liquid temperature to -20 to 30 ° C. If the internal coagulation liquid temperature is too low, the outermost surface is solidified immediately after nozzle discharge, and it may be difficult to control the abundance of the hydrophilic polymer in the vicinity of the inner surface. The internal coagulation liquid temperature is more preferably −10 ° C. or higher, further preferably 0 ° C. or higher, and further preferably 10 ° C. or higher. Also, if the internal coagulation liquid temperature is too high, the difference in film structure (denseness) between the innermost surface layer and the surface becomes too large, making it difficult to control the abundance of hydrophilic polymers near the outermost surface and the surface. Sometimes. The internal coagulation liquid temperature is more preferably 25 ° C. or lower, and further preferably 20 ° C. or lower. In addition, by setting the internal coagulating liquid temperature within the above range, it is possible to suppress the dissolved gas that has dissolved into bubbles when the internal coagulating liquid is discharged from the nozzle. In other words, by suppressing the bubbling of the dissolved gas in the internal coagulation liquid, there is also a secondary effect of suppressing yarn breakage directly below the nozzle and the occurrence of knobs. As a means for controlling the internal coagulating liquid temperature within the above range, it is preferable to provide a heat exchanger in the pipe from the internal coagulating liquid tank to the nozzle.
中空糸型膜を紡糸する際に、ノズルから吐出された直後の内部凝固液吐出線速度とドープ吐出線速度が、内部凝固液吐出線速度>ドープ吐出線速度の関係にあると中空糸内表面と内部凝固液の界面にてずり応力が働き、摩擦が生じ、適度な荷電が付与されるので好ましい。内部凝固液吐出線速度はドープ吐出線速度の3倍〜10倍の大きさであることがより好ましい。3倍未満であると中空糸内表面と内部凝固液との界面での応力が小さく適度に荷電をコントロールできない可能性がある。10倍を超えると紡糸口金の圧損が大きくなり吐出むらが発生し膜の形状が不均一になることがある。また、ドープ吐出速度は15000cm/min以下であることが好ましい。これ以上のドープ吐出速度の場合、紡糸口金の圧損が大きくなり吐出むらが発生し紡糸が不安定になったり、膜構造も不均一となる可能性がある。
吐出線速度と線速度比は次の式で算出できる。
(吐出直後の吐出線速度)(cm/min)=吐出量(ml/min)/(吐出孔面積)(cm2)
When spinning the hollow fiber membrane, the inner surface of the hollow fiber when the internal coagulation liquid discharge linear velocity immediately after being discharged from the nozzle and the dope discharge linear velocity are in the relationship of internal coagulation liquid discharge linear velocity> dope discharge linear velocity Shear stress acts at the interface between the solidified liquid and the internal solidified liquid, friction is generated, and moderate charge is imparted. The internal coagulation liquid discharge linear velocity is more preferably 3 to 10 times the dope discharge linear velocity. If it is less than 3 times, the stress at the interface between the inner surface of the hollow fiber and the internal coagulation liquid is small, and there is a possibility that the charge cannot be controlled appropriately. If it exceeds 10 times, the pressure loss of the spinneret becomes large and uneven discharge may occur, resulting in non-uniform film shape. The dope discharge speed is preferably 15000 cm / min or less. When the dope discharge speed is higher than this, there is a possibility that the pressure loss of the spinneret becomes large and discharge unevenness occurs, spinning becomes unstable, and the film structure becomes non-uniform.
The discharge linear velocity and the linear velocity ratio can be calculated by the following equation.
(Discharge linear velocity immediately after discharge) (cm / min) = Discharge amount (ml / min) / (Discharge hole area) (cm 2 )
湿潤中空糸膜の乾燥方法の具体例としては、湿潤状態の中空糸膜束をマイクロ波乾燥機に入れ、20kPa以下の減圧下で出力0.1〜20kWのマイクロ波を照射して乾燥するのが好ましい実施態様である。乾燥時間短縮を考慮するとマイクロ波の出力は高い方が好ましいが、例えば親水性高分子を含有する中空糸膜では過乾燥や過加熱による親水性高分子の劣化・分解が起ったり、使用時の濡れ性低下が起こるなどの問題があるため、出力はあまり上げ過ぎないのが好ましい。したがって、マイクロ波の出力は18kW以下がより好ましく、16kW以下がさらに好ましく、14kW以下がよりさらに好ましい。また0.1kW未満の出力でも中空糸膜束を乾燥することは可能であるが、乾燥時間が伸びることによる処理量低下の問題が起こる可能性がある。マイクロ波の出力は0.15kW以上がより好ましく、0.2kW以上がさらに好ましい。前記出力に組み合わせる減圧度としては、乾燥前の中空糸膜束の含水率にもよるが、15kPa以下がより好ましく、10kPa以下がさらに好ましい。減圧度は低い方が、乾燥速度が速まるため好ましいが、系の密閉度を上げるためのコストアップを考慮すると0.1kPaを下限とするのが好ましい。より好ましくは0.2kPa以上、さらに好ましくは0.3kPa以上である。マイクロ波出力および減圧度の組合せの最適値は、中空糸膜束の含水率および中空糸膜束の処理本数により異なるので、実験により適宜設定値を求めるのが好ましい。
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。
As a specific example of the method for drying the wet hollow fiber membrane, a wet hollow fiber membrane bundle is put in a microwave dryer and dried by irradiating with a microwave of 0.1 to 20 kW under a reduced pressure of 20 kPa or less. Is a preferred embodiment. In consideration of shortening the drying time, higher microwave output is preferable.For example, in hollow fiber membranes containing hydrophilic polymers, degradation or decomposition of hydrophilic polymers may occur due to overdrying or overheating. Therefore, it is preferable that the output is not increased too much. Therefore, the microwave output is more preferably 18 kW or less, further preferably 16 kW or less, and further preferably 14 kW or less. Further, the hollow fiber membrane bundle can be dried even with an output of less than 0.1 kW, but there is a possibility that a problem of reduction in throughput due to an increase in drying time may occur. The output of the microwave is more preferably 0.15 kW or more, and further preferably 0.2 kW or more. The degree of reduced pressure combined with the output is preferably 15 kPa or less, more preferably 10 kPa or less, although it depends on the moisture content of the hollow fiber membrane bundle before drying. A lower degree of vacuum is preferable because the drying speed increases, but it is preferable to set the lower limit to 0.1 kPa in consideration of cost increase for increasing the degree of sealing of the system. More preferably, it is 0.2 kPa or more, More preferably, it is 0.3 kPa or more. The optimum value of the combination of the microwave output and the degree of reduced pressure varies depending on the moisture content of the hollow fiber membrane bundle and the number of treatments of the hollow fiber membrane bundle.
For example, as a temporary guideline for carrying out the drying conditions of the present invention, when 20 hollow fiber membrane bundles having a moisture content of 50 g per hollow fiber membrane are dried, the total moisture content is 50 g × 20 fibers = 1,000 g. At this time, it is appropriate that the microwave output is 1.5 kW and the decompression degree is 5 kPa.
マイクロ波の照射周波数は、中空糸膜束への照射斑の抑制や、細孔内の水を細孔より押出す効果などを考慮すると1,000〜5,000MHzが好ましい。より好ましくは1,500〜4,500MHz、さらに好ましくは2,000〜4,000MHzである。 The microwave irradiation frequency is preferably 1,000 to 5,000 MHz in consideration of the suppression of irradiation spots on the hollow fiber membrane bundle and the effect of extruding water in the pores from the pores. More preferably, it is 1,500-4,500 MHz, More preferably, it is 2,000-4,000 MHz.
該マイクロ波照射による乾燥は中空糸膜束を均一に加熱し乾燥することが重要である。上記したマイクロ波乾燥においては、マイクロ波の発生時に付随発生する反射波による不均一加熱が発生するので、該反射波による不均一加熱を低減する手段を取る事が重要である。該方策は限定されず任意であるが、例えば、特開2000−340356号公報において開示されているオーブン中に反射板を設けて反射波を反射させ加熱の均一化を行う方法が好ましい実施態様の一つである。 In drying by microwave irradiation, it is important to uniformly heat and dry the hollow fiber membrane bundle. In the above-described microwave drying, nonuniform heating due to the reflected wave that occurs accompanying the generation of the microwave occurs, so it is important to take measures to reduce the nonuniform heating due to the reflected wave. The method is not limited and is arbitrary. For example, a method of providing a reflector in an oven disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-340356 to reflect reflected waves and uniformize heating is a preferred embodiment. One.
上記組合せにより、中空糸膜は5時間以内で乾燥することが好ましい。乾燥時間が長すぎると、中空糸膜中の水の移動速度が遅く親水性高分子が水に乗りにくくなり、かつ移動斑が生じやすくなるため、各部の親水性高分子の存在量をコントロールできなくなる可能性がある。したがって、中空糸膜の乾燥時間は4時間以内がより好ましく、3時間以内がさらに好ましい。また、乾燥時間は短い方が親水性高分子の移動が少なく好ましいが、発熱による親水性高分子の劣化・分解の抑制、乾燥斑の低減の観点よりマイクロ波周波数、出力、減圧度の組合わせを選択すると5分以上の乾燥時間をとることが好ましく、10分以上がより好ましく、15分以上がさらに好ましい。 With the above combination, the hollow fiber membrane is preferably dried within 5 hours. If the drying time is too long, the movement speed of water in the hollow fiber membrane will be slow and it will be difficult for the hydrophilic polymer to get on the water, and it will be easy to cause movement spots, so the amount of hydrophilic polymer in each part can be controlled. There is a possibility of disappearing. Therefore, the drying time of the hollow fiber membrane is more preferably within 4 hours, and further preferably within 3 hours. A shorter drying time is preferable because the movement of the hydrophilic polymer is less, but a combination of microwave frequency, output, and degree of vacuum is preferred from the viewpoint of suppressing degradation and decomposition of the hydrophilic polymer due to heat generation and reducing dry spots. When selected, it is preferable to take a drying time of 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, and even more preferably 15 minutes or more.
また、乾燥時の中空糸膜束の最高到達温度は80℃以下が好ましい。温度が上がりすぎると、親水性高分子の劣化・分解を招くおそれがあるため、乾燥時の中空糸膜の温度は75℃以下がより好ましく、70℃以下がさらに好ましい。しかし、温度が低すぎると乾燥時間が長くなるため、先述したように中空糸膜各部の親水性高分子量をコントロールできなくなる可能性がある。したがって、乾燥時の温度は20℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましく、40℃以上がさらに好ましい。 Further, the maximum temperature reached by the hollow fiber membrane bundle during drying is preferably 80 ° C. or lower. If the temperature is too high, the hydrophilic polymer may be deteriorated or decomposed. Therefore, the temperature of the hollow fiber membrane during drying is more preferably 75 ° C. or less, and further preferably 70 ° C. or less. However, if the temperature is too low, the drying time becomes long, so that there is a possibility that the hydrophilic high molecular weight of each part of the hollow fiber membrane cannot be controlled as described above. Therefore, the temperature during drying is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, and further preferably 40 ° C. or higher.
さらに、中空糸膜は絶乾しないのが好ましい。絶乾してしまうと、使用時の再湿潤化において濡れ性が低下したり、親水性高分子が吸水しにくくなるため中空糸膜から溶出しやすくなる可能性がある。乾燥後の中空糸膜の含水率は1重量%以上が好ましく、1.5重量%以上がより好ましい。中空糸膜の含水率が高すぎると、保存時菌が増殖しやすくなったり、中空糸膜の自重により糸潰れが発生したりする可能性があるため、中空糸膜の含水率は5重量%以下が好ましく、より好ましくは4重量%以下、さらに好ましくは3重量%以下である。 Furthermore, it is preferable that the hollow fiber membrane does not dry out. If it is completely dried, there is a possibility that the wettability decreases during re-wetting at the time of use, and the hydrophilic polymer is less likely to absorb water, so that it can be easily eluted from the hollow fiber membrane. The moisture content of the hollow fiber membrane after drying is preferably 1% by weight or more, and more preferably 1.5% by weight or more. If the water content of the hollow fiber membrane is too high, bacteria may be easily proliferated during storage, and the hollow fiber membrane may be crushed by its own weight. Therefore, the water content of the hollow fiber membrane is 5% by weight. The following is preferable, more preferably 4% by weight or less, and still more preferably 3% by weight or less.
また、本発明においては、中空糸膜外表面の開孔率が8〜25%であることや、中空糸膜外表面における開孔部の平均孔面積が0.3〜1.0μm2であることが前記した特性を付与するために有効であり、好ましい実施態様である。開孔率が8%未満や平均孔面積は0.3μm2未満の場合には、透水率が低下する可能性がある。そのため、開孔率は9%以上がより好ましく、10%以上がさらに好ましい。平均孔面積は0.4μm2以上がより好ましく、0.5μm2以上がさらに好ましく、0.6μm2以上がよりさらに好ましい。また、膜を乾燥させた時に膜外表面に存在する親水性高分子が介在し中空糸膜同士が固着し、モジュール組み立て性が悪化する等の課題を引き起こす。逆に開孔率が25%を超えたり、平均孔面積が1.0μm2を超える場合には、バースト圧が低下することがある。そのため、開孔率は23%以下がより好ましく、20%以下がさらに好ましく、17%以下がよりさらに好ましく、特に好ましくは15%以下である。平均孔面積は0.95μm2以下がより好ましく、0.90μm2以下がさらに好ましい。 In the present invention, the hole area ratio of the outer surface of the hollow fiber membrane is 8 to 25%, and the average hole area of the hole portion on the outer surface of the hollow fiber membrane is 0.3 to 1.0 μm 2 . This is effective for imparting the above-mentioned characteristics and is a preferred embodiment. If the open area ratio is less than 8% or the average pore area is less than 0.3 μm 2 , the water permeability may be lowered. Therefore, the open area ratio is more preferably 9% or more, and further preferably 10% or more. The average pore area is more preferably 0.4 μm 2 or more, further preferably 0.5 μm 2 or more, and further preferably 0.6 μm 2 or more. Further, when the membrane is dried, the hydrophilic polymer existing on the outer surface of the membrane is interposed, and the hollow fiber membranes are fixed to each other, causing problems such as deterioration in module assemblability. On the contrary, when the open area ratio exceeds 25% or the average pore area exceeds 1.0 μm 2 , the burst pressure may decrease. Therefore, the porosity is more preferably 23% or less, further preferably 20% or less, still more preferably 17% or less, and particularly preferably 15% or less. The average pore area is more preferably 0.95 .mu.m 2 or less, more preferably 0.90 .mu.m 2 or less.
中空糸膜の外表面における親水性高分子の存在割合を上記した範囲にする方法および中空糸膜外表面の開口率を上記範囲にする方法として、先述した紡糸原液中のポリスルホン系高分子に対する親水性高分子の質量割合の調整や、中空糸膜の乾燥条件の最適化のほかに、製膜された中空糸膜の洗浄において洗浄条件を適正化することも有効な方法である。製膜条件としては、ノズル出口のエアギャップ部の温湿度調整、延伸条件、外部凝固浴の温度・組成等の最適化が、また、洗浄方法としては、温水洗浄、アルコール洗浄および遠心洗浄等が有効である。該方法の中で、製膜条件としては、エアギャップ部の湿度および外部凝固液中の溶媒と非溶媒との組成比の最適化が、洗浄方法としてはアルコール洗浄が特に有効である。 As a method for setting the abundance ratio of the hydrophilic polymer on the outer surface of the hollow fiber membrane to the above range and a method for setting the opening ratio of the outer surface of the hollow fiber membrane to the above range, hydrophilicity to the polysulfone polymer in the spinning dope described above is used. In addition to adjusting the mass ratio of the conductive polymer and optimizing the drying conditions of the hollow fiber membrane, it is also effective to optimize the cleaning conditions in cleaning the formed hollow fiber membrane. Film forming conditions include temperature and humidity adjustment of the air gap at the nozzle exit, stretching conditions, optimization of the temperature and composition of the external coagulation bath, and cleaning methods include hot water cleaning, alcohol cleaning, and centrifugal cleaning. It is valid. Among these methods, as the film forming conditions, optimization of the humidity of the air gap and the composition ratio of the solvent and the non-solvent in the external coagulating liquid is particularly effective as the cleaning method.
エアギャップ部は外気を遮断するための部材で囲むのが好ましく、エアギャップ内部の湿度は、紡糸原液組成とノズル温度、エアギャップ長、外部凝固浴の温度・組成により調整するのが好ましい。例えば、ポリエーテルスルホン/ポリビニルピロリドン/ジメチルアセトアミド/RO水=10〜25/0.5〜12.5/52.5〜89.5/0〜10.0からなる紡糸原液を30〜60℃のノズルから吐出し、100〜1000mmのエアギャップを通過し、濃度0〜70質量%、温度50〜80℃の外部凝固浴に導く場合、エアギャップ部の絶対湿度は0.01〜0.3kg/kg乾燥空気となる。エアギャップ部の湿度をこのような範囲に調整することで、外表面開孔率および外表面平均孔面積、外表面親水性高分子含有率を適正な範囲にコントロールすることが可能となる。 The air gap portion is preferably surrounded by a member for blocking outside air, and the humidity inside the air gap is preferably adjusted by the spinning solution composition, the nozzle temperature, the air gap length, and the temperature and composition of the external coagulation bath. For example, a spinning stock solution composed of polyethersulfone / polyvinylpyrrolidone / dimethylacetamide / RO water = 10-25 / 0.5 to 12.5 / 52.5 to 89.5 / 0 to 10.0 at 30 to 60 ° C. When discharging from a nozzle, passing through an air gap of 100 to 1000 mm, and leading to an external coagulation bath having a concentration of 0 to 70 mass% and a temperature of 50 to 80 ° C., the absolute humidity of the air gap portion is 0.01 to 0.3 kg / kg dry air. By adjusting the humidity of the air gap part to such a range, it becomes possible to control the outer surface open area ratio, the outer surface average pore area, and the outer surface hydrophilic polymer content to an appropriate range.
外部凝固液は0〜50質量%のDMAc水溶液を使用するのが好ましい。外部凝固液濃度が高すぎる場合は、外表面開孔率および外表面平均孔面積が大きくなりすぎ、透析使用時エンドトキシンの血液側への逆流入の増大を起こす可能性がある。したがって、外部凝固液濃度は、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、よりさらに好ましくは25質量%以下である。また、外部凝固液濃度が低すぎる場合には、紡糸原液から持ち込まれる溶媒を希釈するために大量の水を使用する必要があり、また廃液処理のためのコストが増大する。そのため、外部凝固液濃度の下限はより好ましくは5質量%以上である。 The external coagulation liquid is preferably a 0 to 50% by weight DMAc aqueous solution. If the concentration of the external coagulation solution is too high, the outer surface opening ratio and the outer surface average pore area become too large, which may increase the backflow of endotoxin to the blood side when using dialysis. Therefore, the external coagulation liquid concentration is more preferably 40% by mass or less, further preferably 30% by mass or less, and still more preferably 25% by mass or less. If the concentration of the external coagulation liquid is too low, it is necessary to use a large amount of water to dilute the solvent brought in from the spinning stock solution, and the cost for waste liquid treatment increases. Therefore, the lower limit of the external coagulation liquid concentration is more preferably 5% by mass or more.
本発明の中空糸膜の製造において、完全に中空糸膜構造が固定される以前に実質的に延伸をかけないことが好ましい。実質的に延伸を掛けないとは、ノズルから吐出された紡糸原液に弛みや過度の緊張が生じないように紡糸工程中のローラー速度をコントロールすることを意味する。吐出線速度/凝固浴第一ローラー速度比(ドラフト比)は0.7〜1.8が好ましい範囲である。前記比が0.7未満では、走行する中空糸膜に弛みが生じることがあり生産性の低下に繋がり、1.8を超える場合には中空糸膜の緻密層が裂けるなど膜構造が破壊されることがある。より好ましくは0.85〜1.7、さらに好ましくは0.9〜1.6、特に好ましくは1.0〜1.5である。ドラフト比をこの範囲に調整することにより細孔の変形や破壊を防ぐことができ、膜孔への血中タンパクの目詰まりを防ぎ経時的な性能安定性やシャープな分画特性を発現することが可能となる。 In the production of the hollow fiber membrane of the present invention, it is preferable that stretching is not substantially applied before the hollow fiber membrane structure is completely fixed. “Substantially no stretching” means that the roller speed during the spinning process is controlled so that the spinning dope discharged from the nozzle is not loosened or excessively tensioned. The discharge linear speed / coagulation bath first roller speed ratio (draft ratio) is preferably in the range of 0.7 to 1.8. If the ratio is less than 0.7, the traveling hollow fiber membrane may be loosened, leading to a decrease in productivity, and if it exceeds 1.8, the membrane structure is destroyed such as the dense layer of the hollow fiber membrane is torn. Sometimes. More preferably, it is 0.85-1.7, More preferably, it is 0.9-1.6, Most preferably, it is 1.0-1.5. By adjusting the draft ratio to this range, deformation and destruction of the pores can be prevented, clogging of blood protein into the membrane pores can be prevented, and performance stability over time and sharp fractionation characteristics can be expressed. Is possible.
水洗浴を通過した中空糸膜は、湿潤状態のまま綛に巻き取り、3,000〜20,000本の束にする。ついで、得られた中空糸膜束を洗浄し、過剰の溶媒、親水性高分子を除去する。中空糸膜束の洗浄方法として、本発明では、70〜130℃の熱水、または室温〜50℃、10〜40vol%のエタノールまたはイソプロパノール水溶液に中空糸膜束を浸漬して処理するのが好ましい。
(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。
洗浄工程では中空糸型膜の親水性、疎水性バランスを最適化使用する目的もあるので、使用する水は、全て水道水をRO装置により純水化したもので、比抵抗が0.3〜2MΩcmのものが好ましく、0.4〜1.9MΩcmのものがより好ましい。0.5〜1.7MΩcmがさらに好ましく、0.7〜1.5MΩcmがよりさらに好ましい。
RO水には金属イオンなどの不純物がほとんど含まれておらず、洗浄工程中における中空糸膜へのイオン性物質やその他の不純物の吸着を無視できるため、中空糸膜への電荷の付与がコントロールし易くなる。
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。
The hollow fiber membrane that has passed through the water-washing bath is wound into a basket in a wet state to form a bundle of 3,000 to 20,000. Next, the obtained hollow fiber membrane bundle is washed to remove excess solvent and hydrophilic polymer. As a method for washing the hollow fiber membrane bundle, in the present invention, it is preferable to treat the hollow fiber membrane bundle by immersing it in hot water at 70 to 130 ° C. or room temperature to 50 ° C. and 10 to 40 vol% ethanol or isopropanol aqueous solution. .
(1) In the case of hot water washing, the hollow fiber membrane bundle is immersed in excess RO water and treated at 70 to 90 ° C. for 15 to 60 minutes, and then the hollow fiber membrane bundle is taken out and subjected to centrifugal dehydration. This operation is repeated three or four times while updating the RO water to perform the cleaning process.
(2) A method of treating a hollow fiber membrane bundle immersed in excess RO water in a pressurized container at 121 ° C. for about 2 hours may be employed.
(3) When using an ethanol or isopropanol aqueous solution, it is preferable to repeat the same operation as in (1).
(4) It is also a preferable washing method that the hollow fiber membrane bundle is radially arranged in the centrifugal washer, and centrifugal washing is performed for 30 minutes to 5 hours while spraying washing water at 40 ° C. to 90 ° C. from the rotation center in a shower shape. .
Since there is also an objective to optimize the hydrophilicity and hydrophobicity balance of the hollow fiber type membrane in the washing process, all the water used is purified tap water with an RO device and has a specific resistance of 0.3 to The thing of 2Mohmcm is preferable and the thing of 0.4-1.9Mohmcm is more preferable. 0.5 to 1.7 MΩcm is more preferable, and 0.7 to 1.5 MΩcm is even more preferable.
RO water contains almost no impurities such as metal ions, and the adsorption of ionic substances and other impurities to the hollow fiber membrane during the washing process can be ignored, so the application of charge to the hollow fiber membrane is controlled. It becomes easy to do.
Two or more cleaning methods may be combined. In any of the methods, if the processing temperature is too low, it is necessary to increase the number of times of cleaning, which may lead to an increase in cost. On the other hand, when the treatment temperature is too high, the decomposition of the hydrophilic polymer is accelerated, and conversely, the cleaning efficiency may be lowered. By performing the above-described cleaning, it is possible to optimize the abundance of the hydrophilic polymer on the outer surface, thereby suppressing sticking and reducing the amount of eluate.
適度な陰性荷電を持たせるためには、膜表面の静電気をコントロールすることが好ましい。ローラーやガイドの素材としては、テフロン(R)、セラミック、ベークライト(R)、ステンレス、プラスチックなどがあるが、さまざまな組み合わせを検討した結果ローラー、ガイド共にステンレス製をもちいるのが良いことがわかった。また、それらの形状は中空糸との接触部が滑らかな曲線になっていることが好ましい。また、アースをつけることも好ましい。このように静電気や摩擦が過度にコントロールできるような工程管理をすることにより、疎水性高分子が本来もっている陰性荷電を最適な状態にすることができる。 In order to have an appropriate negative charge, it is preferable to control static electricity on the film surface. There are Teflon (R), ceramic, bakelite (R), stainless steel, plastic, etc. as materials for rollers and guides, but as a result of examining various combinations, it is clear that it is good to use stainless steel for both rollers and guides. It was. Moreover, it is preferable that those shapes have a smooth curve at the contact portion with the hollow fiber. It is also preferable to attach a ground. Thus, by controlling the process so that static electricity and friction can be controlled excessively, the negative charge inherent to the hydrophobic polymer can be brought into an optimum state.
本発明においては、上記した要件1〜5を同時に満たすことが重要である。該要件の同時達成により前記した特性の全てを満足することができるようになる。 In the present invention, it is important to satisfy the above requirements 1 to 5 at the same time. By simultaneously achieving the requirements, all the above-mentioned characteristics can be satisfied.
本発明の中空糸膜束は、前記したごとく特性を有しているので血液浄化器用に用いるのが好ましい実施態様である。 Since the hollow fiber membrane bundle of the present invention has characteristics as described above, it is a preferred embodiment to be used for a blood purifier.
上記した血液浄化器用として用いる場合は、バースト圧が0.5MPa以上の中空糸膜よりなる血液浄化器であり、該血液浄化器の透水率が150ml/m2/hr/mmHg以上であることが好ましい。 When used for the above-described blood purifier, it is a blood purifier comprising a hollow fiber membrane having a burst pressure of 0.5 MPa or more, and the water permeability of the blood purifier is 150 ml / m 2 / hr / mmHg or more. preferable.
本発明におけるバースト圧とは、中空糸をモジュールにしてからの中空糸膜の耐圧性能の指標で、中空糸内側を空気で加圧し、加圧圧力を徐々に上げたときの、中空糸が内部圧に耐えられずに破裂(バースト)する圧力である。バースト圧は高いほど使用時の中空糸膜の切断やピンホールの発生に繋がる潜在欠陥が少ないため、0.5MPa以上が好ましく、0.7MPa以上がさらに好ましく、1.0MPa以上が特に好ましい。バースト圧が0.5MPa未満では後述するような血液リークに繋がる潜在的な欠陥を検知することができなくなる可能性がある。また、バースト圧は高いほど好ましいが、バースト圧を高めることに主眼を置き、膜厚を上げたり、空隙率を下げすぎると所望の膜性能を得ることができなくなることがある。したがって、血液透析膜として仕上げる場合には、バースト圧は2.0MPa未満が好ましい。より好ましくは、1.7MPa未満、さらに好ましくは1.5MPa未満、特に好ましくは1.3MPa未満である。 The burst pressure in the present invention is an index of the pressure resistance of the hollow fiber membrane after the hollow fiber is made into a module, and the hollow fiber is inside when the inside of the hollow fiber is pressurized with air and the pressure is gradually increased. It is a pressure that bursts without bursting. The higher the burst pressure, the fewer latent defects that lead to the cutting of the hollow fiber membrane and the generation of pinholes during use, so 0.5 MPa or more is preferable, 0.7 MPa or more is more preferable, and 1.0 MPa or more is particularly preferable. If the burst pressure is less than 0.5 MPa, there is a possibility that it is impossible to detect a potential defect that leads to a blood leak as described later. The higher the burst pressure, the better. However, if the focus is on increasing the burst pressure and the film thickness is increased or the porosity is decreased too much, the desired film performance may not be obtained. Therefore, when finished as a hemodialysis membrane, the burst pressure is preferably less than 2.0 MPa. More preferably, it is less than 1.7 MPa, more preferably less than 1.5 MPa, and particularly preferably less than 1.3 MPa.
また、透水率が150ml/m2/hr/mmHg未満では溶質透過性が低下することがある。溶質透過性を上げるためには細孔径を大きくしたり、細孔数を増やしたりするが、そうすると膜強度が低下したり欠陥ができるといった問題が生じやすくなる。しかし本発明の中空糸膜では、外表面の孔径を最適化することにより支持層部分の空隙率を最適化し、溶質透過抵抗の低減と膜強度の向上をバランスさせたものである。より好ましい透水率の範囲は200ml/m2/hr/mmHg以上、さらに好ましくは300ml/m2/hr/mmHg以上、よりさらに好ましくは400ml/m2/hr/mmHg以上、特に好ましくは500ml/m2/hr/mmHg以上である。また、透水率が高すぎる場合、血液透析時の除水コントロールがしにくくなるため、2000ml/m2/hr/mmHg以下が好ましい。より好ましくは1800ml/m2/hr/mmHg以下、さらに好ましくは1500ml/m2/hr/mmHg以下、よりさらに好ましくは1300ml/m2/hr/mmHg以下、特に好ましくは1000ml/m2/hr/mmHg以下である。 Further, when the water permeability is less than 150 ml / m 2 / hr / mmHg, the solute permeability may be lowered. In order to increase the solute permeability, the pore diameter is increased or the number of pores is increased. However, this tends to cause problems such as a decrease in membrane strength and formation of defects. However, in the hollow fiber membrane of the present invention, the porosity of the support layer portion is optimized by optimizing the pore diameter of the outer surface, and the reduction in solute permeation resistance and the improvement in membrane strength are balanced. A more preferable water permeability range is 200 ml / m 2 / hr / mmHg or more, more preferably 300 ml / m 2 / hr / mmHg or more, still more preferably 400 ml / m 2 / hr / mmHg or more, particularly preferably 500 ml / m. 2 / hr / mmHg or more. In addition, when the water permeability is too high, it becomes difficult to control water removal during hemodialysis, and therefore, 2000 ml / m 2 / hr / mmHg or less is preferable. More preferably 1800 ml / m 2 / hr / mmHg or less, further preferably 1500 ml / m 2 / hr / mmHg or less, still more preferably 1300 ml / m 2 / hr / mmHg or less, particularly preferably 1000 ml / m 2 / hr / h / g. It is below mmHg.
通常、血液浄化に用いるモジュールは、製品となる最終段階で、中空糸やモジュールの欠陥を確認するため、中空糸内部あるいは外部をエアによって加圧するリークテストを行う。加圧エアによってリークが検出されたときには、モジュールは不良品として、廃棄あるいは、欠陥を修復する作業がなされる。このリークテストのエア圧力は血液透析器の保証耐圧(通常500mmHg)の数倍であることが多い。しかしながら、特に高い透水性を持つ中空糸型血液浄化膜の場合、通常の加圧リークテストで検出できない中空糸の微小な傷、つぶれ、裂け目などが、リークテスト後の製造工程(主に滅菌や梱包)、輸送工程、あるいは臨床現場での取り扱い(開梱や、プライミングなど)時に、中空糸の切断やピンホールの発生につながり、ひいては治療時に血液がリークするトラブルの元になるので改善が必要である。該トラブルはバースト圧を前記特性にすることで回避ができる。 Usually, a module used for blood purification is subjected to a leak test in which the inside or outside of the hollow fiber is pressurized with air in order to confirm defects of the hollow fiber or the module at the final stage of production. When a leak is detected by the pressurized air, the module is discarded as a defective product or an operation for repairing the defect is performed. The air pressure in this leak test is often several times the guaranteed pressure resistance (usually 500 mmHg) of the hemodialyzer. However, in the case of a hollow fiber type blood purification membrane having a particularly high water permeability, microscopic scratches, crushing, and tearing of the hollow fiber that cannot be detected by a normal pressure leak test are caused by manufacturing processes (mainly sterilization and (Packing), transportation process, or handling in clinical settings (unpacking, priming, etc.) will lead to the occurrence of hollow fiber cutting and pinholes. It is. The trouble can be avoided by setting the burst pressure to the above characteristic.
また、中空糸膜の偏肉度が、上記した潜在的な欠陥の発生抑制に対して有効である。中空糸膜モジュール中の100本の中空糸膜断面を観察した際の膜厚の偏りであり、最大値と最小値の比で示す偏肉度が小さいことが好ましい実施態様である。100本あたりの中空糸膜の偏肉度は0.6以上であるのが好ましい。100本の中空糸膜に1本でも偏肉度0.6未満の中空糸膜が含まれると、その中空糸膜が臨床使用時のリーク原因となる潜在欠点が発生し易くなることがあるので、本発明の偏肉度は平均値でなく、100本の最小値を表す。偏肉度は高いほうが、膜の均一性が増し、潜在欠陥の発生が抑えられバースト圧が向上するので、さらに好ましくは0.7以上である。0.6未満では、潜在欠陥が発生しやすく、前記バースト圧が低くなり、血液リークの原因に繋がる可能性がある。 Further, the uneven thickness of the hollow fiber membrane is effective for suppressing the occurrence of the above-described potential defects. It is a preferred embodiment that the thickness deviation when observing the cross section of 100 hollow fiber membranes in the hollow fiber membrane module is small, and the thickness deviation shown by the ratio between the maximum value and the minimum value is small. The uneven thickness of 100 hollow fiber membranes is preferably 0.6 or more. If at least one hollow fiber membrane includes 100 hollow fiber membranes with an uneven thickness of less than 0.6, the hollow fiber membrane may easily cause a potential defect that causes a leak during clinical use. The thickness deviation of the present invention is not an average value but represents a minimum value of 100. A higher unevenness degree increases the film uniformity, suppresses the generation of latent defects, and improves the burst pressure. Therefore, the thickness is more preferably 0.7 or more. If it is less than 0.6, latent defects are likely to occur, and the burst pressure becomes low, which may lead to blood leakage.
該偏肉度を0.6以上にするためには、例えば、製膜溶液の吐出口であるノズルのスリット幅を厳密に均一にすることが好ましい。中空糸膜の紡糸ノズルは、一般的に、紡糸原液を吐出する環状部と、その内側に中空形成剤となる芯液吐出孔を有するチューブインオリフィス型ノズルが用いられるが、スリット幅とは、前記紡糸原液を吐出する環状部の幅をさす。このスリット幅のバラツキを小さくすることで、紡糸された中空糸膜の偏肉を減らすことができる。具体的にはスリット幅の最大値と最小値の比が1.00以上1.11以下とし、最大値と最小値の差を10μm以下とすることが好ましく、5μm以下とすることがより好ましい。また、ノズル温度を最適化する、製膜時の内液の吐出斑を低減する、延伸倍率を最適化する等の方法も有効である。 In order to make the thickness deviation 0.6 or more, for example, it is preferable to make the slit width of the nozzle that is the discharge port of the film forming solution strictly uniform. The spinning nozzle of the hollow fiber membrane is generally a tube-in-orifice type nozzle having an annular portion for discharging the spinning stock solution and a core liquid discharge hole serving as a hollow forming agent inside thereof. This refers to the width of the annular portion that discharges the spinning dope. By reducing the variation in the slit width, uneven thickness of the spun hollow fiber membrane can be reduced. Specifically, the ratio between the maximum value and the minimum value of the slit width is 1.00 to 1.11, and the difference between the maximum value and the minimum value is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. In addition, methods such as optimizing the nozzle temperature, reducing discharge spots of the internal liquid during film formation, and optimizing the draw ratio are also effective.
さらに、バースト圧を高くする方策として、中空糸膜表面の傷や異物および気泡の混入を少なくし潜在的な欠陥を低減するのも有効な方法である。傷発生を低減させる方法としては、中空糸膜の製造工程のローラーやガイドの材質や表面粗度を最適化する、モジュールの組み立て時に中空糸膜束をモジュール容器に挿入する時に容器と中空糸膜との接触あるいは中空糸膜同士のこすれが少なくなるような工夫をする等が有効である。本発明では、使用するローラーは中空糸膜がスリップして中空糸膜表面に傷が付くのを防止するため、表面が鏡面加工されたものを使用するのが好ましい。また、ガイドは中空糸膜との接触抵抗をできるだけ避ける意味で、表面が梨地加工されたものやローレット加工されたものを使用するのが好ましい。中空糸膜束をモジュール容器に挿入する際には、中空糸膜束を直接モジュール容器に挿入するのではなく、中空糸膜との接触面が、例えば、梨地加工されたフィルムを中空糸膜束に巻いたものをモジュール容器に挿入し、挿入した後、フィルムのみモジュール容器から抜き取る方法を用いるのが好ましい。 Further, as a measure for increasing the burst pressure, it is also an effective method to reduce the potential defects by reducing the flaws on the surface of the hollow fiber membrane, the mixing of foreign matter and bubbles. As a method of reducing the occurrence of scratches, the material and surface roughness of rollers and guides in the manufacturing process of the hollow fiber membrane are optimized, the container and the hollow fiber membrane are inserted when the hollow fiber membrane bundle is inserted into the module container at the time of module assembly. It is effective to devise such that contact with the fiber or rubbing between the hollow fiber membranes is reduced. In the present invention, it is preferable to use a roller having a mirror-finished surface in order to prevent the hollow fiber membrane from slipping and scratching the surface of the hollow fiber membrane. Further, it is preferable to use a guide whose surface is textured or knurled in order to avoid contact resistance with the hollow fiber membrane as much as possible. When the hollow fiber membrane bundle is inserted into the module container, the hollow fiber membrane bundle is not directly inserted into the module container. It is preferable to use a method in which a film is inserted into a module container, and after insertion, only the film is extracted from the module container.
中空糸膜への異物の混入を抑える方法としては、異物の少ない原料を用いる、製膜用の紡糸原液をろ過し異物を低減する方法等が有効である。本発明では、中空糸膜の膜厚よりも小さな孔径のフィルターを用いて紡糸原液をろ過するのが好ましく、具体的には均一溶解した紡糸原液を溶解タンクからノズルまで導く間に設けられた孔径10〜50μmの焼結フィルターを通過させる。ろ過処理は少なくとも1回行えば良いが、ろ過処理を何段階かにわけて行う場合は後段になるに従いフィルターの孔径を小さくしていくのがろ過効率およびフィルター寿命を延ばす意味で好ましい。フィルターの孔径は10〜45μmがより好ましく、10〜40μmがさらに好ましい。フィルター孔径が小さすぎると背圧が上昇し、定量性が落ちることがある。 As a method for suppressing the mixing of foreign matter into the hollow fiber membrane, a method using a raw material with less foreign matter, filtering the spinning dope for forming a membrane, and reducing foreign matter is effective. In the present invention, it is preferable to filter the spinning dope using a filter having a pore size smaller than the film thickness of the hollow fiber membrane. Specifically, the pore size provided while the uniformly dissolved spinning dope is led from the dissolution tank to the nozzle. Pass through a 10-50 μm sintered filter. The filtration treatment may be performed at least once. However, when the filtration treatment is performed in several stages, it is preferable to reduce the pore diameter of the filter as it is in the latter stage in order to extend the filtration efficiency and the filter life. The pore size of the filter is more preferably 10 to 45 μm, further preferably 10 to 40 μm. If the filter pore size is too small, the back pressure may increase and the quantitativeness may decrease.
また、気泡混入を抑える方法としては、製膜用のポリマー溶液の脱泡を行うのが有効である。紡糸原液の粘度にもよるが、静置脱泡や減圧脱泡を用いることができる。具体的には、溶解タンク内を−100〜−760mmHgに減圧した後、タンク内を密閉し5分〜30分間静置する。この操作を数回繰り返し脱泡処理を行う。減圧度が低すぎる場合には、脱泡の回数を増やす必要があるため処理に長時間を要することがある。また減圧度が高すぎると、系の密閉度を上げるためのコストが高くなることがある。トータルの処理時間は5分〜5時間とするのが好ましい。処理時間が長すぎると、減圧の効果により親水性高分子が劣化・分解することがある。処理時間が短すぎると脱泡の効果が不十分になることがある。 Further, as a method for suppressing the mixing of bubbles, it is effective to defoam a polymer solution for film formation. Depending on the viscosity of the spinning dope, static defoaming or vacuum defoaming can be used. Specifically, after the pressure in the dissolution tank is reduced to −100 to −760 mmHg, the tank is sealed and allowed to stand for 5 to 30 minutes. This operation is repeated several times to perform defoaming treatment. If the degree of vacuum is too low, the treatment may take a long time because it is necessary to increase the number of defoaming times. On the other hand, when the degree of vacuum is too high, the cost for increasing the degree of sealing of the system may increase. The total treatment time is preferably 5 minutes to 5 hours. If the treatment time is too long, the hydrophilic polymer may deteriorate or decompose due to the effect of reduced pressure. If the treatment time is too short, the defoaming effect may be insufficient.
以下、本発明の有効性を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例における物性の評価方法は以下の通りである。 Hereinafter, the effectiveness of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the evaluation method of the physical property in the following examples is as follows.
1、透水率の測定
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。
1. Measurement of water permeability The flow is stopped by forceps at the blood outlet circuit of the dialyzer (on the outlet side from the pressure measurement point) and total filtration is performed. Purified water kept at 37 ° C is placed in a pressurized tank and the pressure is controlled by a regulator. The pure water is sent to a dialyzer kept at 37 ° C constant temperature bath, and the amount of filtrate flowing out from the dialysate side is measured with a graduated cylinder. taking measurement. The transmembrane pressure difference (TMP) is TMP = (Pi + Po) / 2
And Here, Pi is the dialyzer inlet side pressure, and Po is the dialyzer outlet side pressure. The TMP is changed at four points, the filtration flow rate is measured, and the water permeability (mL / hr / mmHg) is calculated from the slope of the relationship. At this time, the correlation coefficient between TMP and the filtration flow rate must be 0.999 or more. In order to reduce the pressure loss error due to the circuit, TMP is measured in the range of 100 mmHg or less. The water permeability of the hollow fiber membrane is calculated from the membrane area and the water permeability of the dialyzer.
UFR (H) = UFR (D) / A
Here, UFR (H) is the water permeability of the hollow fiber membrane (mL / m 2 / hr / mmHg), UFR (D) is the water permeability of the dialyzer (mL / hr / mmHg), and A is the membrane area of the dialyzer (mL m 2 ).
2、膜面積の計算
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。
2. Calculation of membrane area The membrane area of the dialyzer is determined as a reference for the inner diameter of the hollow fiber.
A = n × π × d × L
Here, n is the number of hollow fibers in the dialyzer, π is the circumference, d is the inner diameter (m) of the hollow fiber, and L is the effective length (m) of the hollow fiber in the dialyzer.
3、バースト圧
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。
3. Burst pressure Fill the dialysate side of the module consisting of about 10,000 hollow fiber membranes with water and plug it. Dry air or nitrogen is fed from the blood side at room temperature and pressurized at a rate of 0.5 MPa per minute. The pressure is increased, and the air pressure when the hollow fiber membrane bursts (bursts) with pressurized air and bubbles are generated in the liquid filled on the dialysate side is defined as the burst pressure.
4、偏肉度
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。
4. Unevenness of thickness The cross section of 100 hollow fibers is observed with a 200 times projector. In one field of view, the thickness of the thickest part and the thinnest part is measured with respect to one yarn cross section having the largest film thickness difference.
Thickness unevenness = thinnest part / thickest part thickening degree = 1 so that the film thickness is perfectly uniform.
5、親水性高分子の溶出量
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に純水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。
5. Elution amount of hydrophilic polymer An example of the measurement method when polyvinylpyrrolidone is used as the hydrophilic polymer is shown below.
<Dry hollow fiber membrane module>
Saline was passed through the dialysate side channel of the module at 500 mL / min for 5 minutes, and then passed through the blood side channel at 200 mL / min. Thereafter, the solution was passed for 3 minutes from the blood side to the dialysate side while filtering at 200 mL / min.
<Wet hollow fiber membrane module>
After extracting the module filling liquid, the same processing operation as that of the dry hollow fiber membrane module was performed.
Using the hollow fiber membrane module subjected to the priming treatment, extraction was performed by a method defined in the dialysis artificial kidney device production approval standard, and polyvinylpyrrolidone in the extract was quantified by a colorimetric method.
That is, 100 ml of pure water is added to 1 g of the hollow fiber membrane and extracted at 70 ° C. for 1 hour. The obtained extract (2.5 ml), 0.2 molar aqueous citric acid solution (1.25 ml) and 0.006 normal iodine aqueous solution (0.5 ml) were mixed well and allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and the absorbance at 470 nm was measured. The quantification was performed with a calibration curve obtained by measuring according to the above method using a standard polyvinylpyrrolidone.
6、親水性高分子の内外表面の最表層における存在割合
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)
6. Abundance ratio of hydrophilic polymer in outermost surface of inner and outer surfaces The abundance ratio of hydrophilic polymer was determined by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA method). The measurement method when polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as the hydrophilic polymer will be exemplified.
A hollow fiber membrane, which was cut obliquely with a razor blade so that the inner surface was exposed, was attached to a sample stage and measured by ESCA. The measurement conditions are as follows.
Measuring device: ULVAC-Phi ESCA5800
Excitation X-ray: MgKα ray X-ray output: 14 kV, 25 mA
Photoelectron escape angle: 45 °
Analysis diameter: 400μmφ
Pass energy: 29.35 eV
Resolution: 0.125 eV / step
Degree of vacuum: about 10 −7 Pa or less From the measured value (N) of nitrogen and the measured value (S) of sulfur, the PVP content ratio on the surface was calculated by the following formula.
<In case of PVP-added PES (polyethersulfone) membrane>
PVP content ratio (Hpvp) [%]
= 100 × (N × 111) / (N × 111 + S × 232)
<In the case of PVP-added PSf (polysulfone) membrane>
PVP content ratio (Hpvp) [%]
= 100 × (N × 111) / (N × 111 + S × 442)
7、中空糸膜全体での親水性高分子含有率の測定方法
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
7. Measuring method of hydrophilic polymer content rate in the whole hollow fiber membrane The measuring method at the time of using PVP as a hydrophilic polymer is illustrated. The sample was dried at 80 ° C. for 48 hours using a vacuum dryer, 10 mg of which was analyzed with a CHN coder (manufactured by Yanaco Analytical Co., Ltd., MT-6 type), and the mass ratio of PVP from the nitrogen content was expressed by the following formula: Calculated with
Mass ratio (mass%) of PVP = nitrogen content (mass%) × 111/14
8、中空糸膜の血液接触面の表面近傍層での親水性高分子の存在割合
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。
8. Presence ratio of hydrophilic polymer in surface vicinity layer of blood contact surface of hollow fiber membrane An example of a measurement method when PVP is used as the hydrophilic polymer is illustrated. Measurement was performed by infrared absorption analysis. The measurement was performed using a sample prepared by the same method as that used for measuring the abundance of the hydrophilic polymer in the outermost layer on the inner and outer surfaces. The vicinity of the surface was measured by the ATR method, and the entire film was measured by the transmission method. In the ATR method, an infrared absorption spectrum was measured by a method using diamond 45 ° as an internal reflection element. For measurement, IRμs / SIRM manufactured by SPECTRA TECH was used. In the infrared absorption spectrum, the ratio Ap / As of the absorption intensity Ap of the peak derived from C═O of PVP near 1675 cm −1 and the absorption intensity As of the peak derived from the polysulfone polymer near 1580 cm −1 was determined. . In the ATR method, since the absorption intensity depends on the measured wave number, a ratio υp / υs between the peak position υs of the polysulfone polymer and the peak position υp (wave number) of the PVP was applied as a correction value to the actually measured value. The presence ratio of PVP in the blood contact surface vicinity layer was calculated by the following formula.
Presence ratio (mass%) of hydrophilic polymer in the surface vicinity layer = Cav × Ap / As × υp / υs
However, Cav is a PVP mass ratio determined by a method for measuring the hydrophilic polymer content in the entire hollow fiber membrane.
9.血液適合性の評価
(1)20cmに切りそろえた中空糸型膜を10本束ね、両末端をシリコンチューブに差しこみ、接着剤で固定したマイクロモジュールを作成する。
(2)マイクロモジュールの中空糸型膜部分をキンダリー液に浸漬する。
(3)クエン酸を添加した(ACD)牛血液をシリンジを用いマイクロモジュール内腔に充填する。
(4)充填後、マイクロモジュール両末端は鉗子で閉じる。
(5)血液封入10分後、鉗子をはずし、マイクロモジュール片端からシリンジで内封した血液を生理食塩水を満たしたシャーレ内に押し出す。
(6)(5)の血液押し出し時に、内封血液が出てこない場合を「つまり」とする。
(7)シャーレ中に押し出した血液が生理食塩水中で均一にならずに、塊状になっているものを「凝固」とする。
(8)シャーレ中に押し出した血液が生理食塩水中で均一になった場合は「凝固反応無し」とする。
9. Evaluation of blood compatibility (1) A bundle of 10 hollow fiber membranes cut to 20 cm, both ends are inserted into a silicon tube, and a micromodule fixed with an adhesive is prepared.
(2) The hollow fiber membrane part of the micromodule is immersed in a kinderly solution.
(3) Fill the micromodule lumen with (ACD) bovine blood to which citric acid has been added using a syringe.
(4) After filling, close both ends of the micromodule with forceps.
(5) After 10 minutes of blood filling, the forceps are removed, and the blood sealed with a syringe is pushed out from one end of the micromodule into a petri dish filled with physiological saline.
(6) The case where the encapsulated blood does not come out at the time of extruding the blood in (5) is defined as “that is”.
(7) The blood extruded into the petri dish is not uniform in physiological saline but is agglomerated, and is referred to as “coagulation”.
(8) If the blood pushed out in the petri dish becomes uniform in physiological saline, “no coagulation reaction” is set.
10、中空糸膜外表面の開孔率
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Image PRO Plus(Media Cybernetics,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。
10. Opening ratio of outer surface of hollow fiber membrane The outer surface of the hollow fiber membrane is observed with an electron microscope of 10,000 times and a photograph (SEM photograph) is taken. The image was processed with image analysis processing software to obtain the porosity of the outer surface of the hollow fiber membrane. The image analysis processing software is measured using, for example, Image PRO Plus (Media Cybernetics, Inc.). The emphasis / filtering operation is performed on the captured image so that the hole and the blockage are identified. Thereafter, the holes are counted, and when the lower polymer chain can be seen inside the holes, the holes are combined and counted as one hole. The area (A) of the measurement range and the cumulative area (B) of the areas of the pores within the measurement range were determined, and the area ratio (%) = B / A × 100. This was carried out for 10 views and the average was obtained. Scale setting is performed as an initial operation, and holes on the measurement range boundary are not excluded during counting.
11、中空糸膜外表面の開孔部の平均孔面積
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。
11. The average pore area of the apertures on the outer surface of the hollow fiber membrane was counted in the same manner as in the previous section, and the area of each pore was determined. In addition, holes on the measurement range boundary were excluded during counting. This was carried out for 10 fields of view, and the average of all pore areas was determined.
12、血液リークテスト
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。
12. Blood Leak Test A 37 ° C. bovine blood to which citrate was added and coagulation was suppressed was fed to a blood purifier at 200 mL / min, and the blood was filtered at a rate of 20 mL / min. At this time, the filtrate is returned to blood to be a circulatory system. After 60 minutes, the filtrate from the blood purifier is collected, and the red color resulting from red blood cell leakage is visually observed. In this blood leak test, 30 blood purifiers were used in each of the examples and comparative examples, and the number of blood leaked modules was examined.
13、中空糸膜の固着性
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。
13. Fixing property of hollow fiber membrane About 10,000 hollow fibers were bundled and loaded in a module case of 30 mmφ to 35 mmφ, and sealed with a two-component polyurethane resin to prepare a module. A leak test was performed at five levels for each level, and the number of modules that caused leaks due to poor sealing of the urethane resin was counted.
14、中空糸膜の残血性
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。
14. Residual blood of the hollow fiber membrane Fill the dialysate side of the module with a membrane area of 1.5 m 2 with physiological saline, fill the blood bag with 200 ml of heparinized blood collected from a healthy person, and connect the blood bag and the module with a tube And circulate at 37 ° C. for 1 hour at a blood flow rate of 100 ml / min. Blood samples before the start of circulation and 60 minutes of circulation are sampled, and the white blood cell count and platelet count are measured. The measured value is corrected with the value of hematocrit.
Correction value = measured value (60 minutes) x hematocrit (0 minutes) / hematocrit (60 minutes)
The rate of change of white blood cells and platelets is calculated from the correction value.
Change rate = correction value (60 minutes) / value before circulation start × 100
After the circulation for 60 minutes, the blood was returned with physiological saline, and the number of remaining blood was counted. The evaluation was carried out with the number of remaining blood threads being 10 or less, ◯, 11 to 30 threads as Δ, and 31 or more threads as ×.
15、水の比抵抗の測定
水の比抵抗は電気伝導率計(東亜電波工業株式会社製 CM−40V)にて測定した電気伝導率より算出する。
(比抵抗)[MΩcm]=1/(電気伝導率)
15. Measurement of specific resistance of water The specific resistance of water is calculated from the electrical conductivity measured with an electric conductivity meter (CM-40V, manufactured by Toa Radio Industry Co., Ltd.).
(Resistivity) [MΩcm] = 1 / (Electric conductivity)
16、プライミング性
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:×
16, Priming property With the dialysate side port of the module covered, distilled water for injection is allowed to flow from the blood side inlet port at 200 mL / min until 10 seconds elapse after the distilled water for injection reaches the outlet port. The module case was detaped by tapping the module case 5 times with forceps, and the number of bubbles passed for 1 minute was visually confirmed. The determination was made according to the following criteria.
10 / min or less: ○
11 / min or more and less than 30 / min: △
30 pieces / minute or more: ×
(実施例1)
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%、RO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1.2であった。吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が25000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整した。
Example 1
17.6% by mass of polyethersulfone (manufactured by Sumika Chemtex, Sumika Excel (R) 4800P), 4.8% by mass of polyvinylpyrrolidone (Collidon (R) K-90, manufactured by BASF), 74% dimethylacetamide (DMAc). 6% by mass and 3% by mass of RO water are uniformly dissolved at 50 ° C., and then the system is decompressed to −500 mmHg using a vacuum pump. The system was sealed and left for 15 minutes. This operation was repeated three times to degas the film forming solution. The membrane-forming solution was passed through a 30 μm and 15 μm two-stage sintered filter in order, and then discharged from the outer slit of a tube-in orifice nozzle heated to 65 ° C., and at the same time, degassed as an internal coagulating liquid at −700 mmHg for 60 minutes. The treated 45% by weight DMAc aqueous solution at 15 ° C. is discharged from the inner liquid discharge hole, passes through a 450 mm dry part cut off from the outside air by a spinning tube, and then solidifies in a 20% DMAc 20% by weight aqueous solution at 60 ° C. I whispered to the wall. The nozzle slit width of the tube-in-orifice nozzle used was an average of 60 μm, the maximum 61 μm, the minimum 59 μm, the ratio of the maximum and minimum slit widths was 1.03, and the draft ratio of the film forming solution was 1.2. . The discharge rate was adjusted so that the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was 25000 cm / min and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min.
該中空糸膜約10,000本の束の周りに中空糸束側表面が梨地加工されたポリエチレン製のフィルムを巻きつけた後27cmの長さに切断しバンドルとした。このバンドルを80℃熱水中で30分間×4回洗浄した。洗浄に使用した水は、比抵抗1.4MΩcmのRO水である。得られた湿潤バンドルを600rpm×5min間遠心脱液し、乾燥装置内の回転テーブルに12本×2段に中空糸膜束をセットし、オーブン中に反射板を設置し均一加熱ができるような構造を有したマイクロ波発生装置により初期1.5kWのマイクロ波を照射するとともに真空ポンプにより前記乾燥装置内を7kPaに減圧し28分間乾燥処理を行った。続いてマイクロ波出力0.5kW、減圧度7kPaにて12分間乾燥処理を行った。さらにマイクロ波出力を0.2kWに落として同様に8分間乾燥処理を行い終了した。また、同時に遠赤外線照射を併用した。この時の中空糸膜束表面の最高到達温度は65℃で、乾燥後の中空糸膜の水分率は平均2質量%であった。得られた中空糸膜の内径は201μm、膜厚は28μmであった。紡糸工程中、中空糸膜が接触するローラーは表面が鏡面加工されたステンレス製のもの、ガイドはステンレス製のものを使用した。 A polyethylene film whose surface on the hollow fiber bundle side was textured was wound around about 10,000 bundles of the hollow fiber membranes, and then cut into a length of 27 cm to obtain a bundle. This bundle was washed in hot water at 80 ° C. for 30 minutes × 4 times. The water used for washing is RO water having a specific resistance of 1.4 MΩcm. The obtained wet bundle is centrifugally drained for 600 rpm × 5 min, the hollow fiber membrane bundle is set in 12 × 2 stages on the rotary table in the drying apparatus, and the reflector is installed in the oven so that it can be heated uniformly. The microwave generator having the structure was irradiated with an initial 1.5 kW microwave, and the inside of the drying apparatus was reduced to 7 kPa by a vacuum pump, and the drying treatment was performed for 28 minutes. Subsequently, a drying process was performed for 12 minutes at a microwave output of 0.5 kW and a reduced pressure of 7 kPa. Furthermore, the microwave output was reduced to 0.2 kW, and the drying process was similarly completed for 8 minutes. At the same time, far infrared irradiation was used in combination. The maximum temperature reached on the surface of the hollow fiber membrane bundle at this time was 65 ° C., and the moisture content of the hollow fiber membrane after drying was an average of 2% by mass. The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 201 μm and a film thickness of 28 μm. During the spinning process, the roller with which the hollow fiber membrane comes into contact was made of stainless steel whose surface was mirror-finished, and the guide was made of stainless steel.
このようにして得られた中空糸膜を用いて血液浄化器を組み立て、リークテストを行った結果、中空糸同士の固着に起因するような接着不良は認められなかった。 As a result of assembling a blood purifier using the hollow fiber membrane thus obtained and conducting a leak test, no adhesion failure due to the sticking of the hollow fibers was found.
該血液浄化器内にRO水を充填し25kGyの吸収線量でγ線を照射し架橋処理を行った。γ線照射後の血液浄化器より中空糸膜を切り出し、溶出物試験に供したところ、PVP溶出量は4ppmであり問題ないレベルであった。また、血液浄化器より取り出した中空糸膜の外表面を顕微鏡にて観察したところ傷等の欠陥は観察されなかった。 The blood purifier was filled with RO water and irradiated with γ rays at an absorbed dose of 25 kGy for crosslinking treatment. When the hollow fiber membrane was cut out from the blood purifier after γ-irradiation and subjected to the eluate test, the PVP elution amount was 4 ppm, which was a satisfactory level. Further, when the outer surface of the hollow fiber membrane taken out from the blood purifier was observed with a microscope, defects such as scratches were not observed.
また、血液封入試験においても血液の凝固は見られなかった。クエン酸加新鮮牛血を血液流量200mL/min,ろ過速度10mL/minで血液浄化器に流したが、血球リークはみられなかった。中空糸外側から中空糸内側にろ過されたエンドトキシンは検出限界以下であり、問題ないレベルであった。その他の分析結果を表1に示した。 In addition, blood coagulation was not observed in the blood encapsulation test. Citrated fresh bovine blood was passed through the blood purifier at a blood flow rate of 200 mL / min and a filtration rate of 10 mL / min, but no blood cell leak was observed. Endotoxin filtered from the outer side of the hollow fiber to the inner side of the hollow fiber was below the detection limit and was at a level with no problem. The other analysis results are shown in Table 1.
(比較例1)
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に変更したこと、紡糸工程中、中空糸膜が接触するローラーは表面が鏡面加工されていないステンレス製のもの、ガイドはテフロン(R)製のものを用いたこと以外は実施例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洗浄に使用した水を水道水とした以外は、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199μm、膜厚は29μm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の中空糸膜は血液封入試験、残血性ともに悪かったが、これは内表面の表面近傍のPVPの存在割合が低いため、親疎水バランスが適切でなかったと推測する。
(Comparative Example 1)
The spinning dope was changed to 2.4% by mass of polyvinylpyrrolidone (BASF Koridone (R) K-90) and DMAc 77% by mass, the dry part length was changed to 700 mm, and the hollow fiber membrane was in contact during the spinning process. A wet hollow fiber membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that the roller was made of stainless steel whose surface was not mirror-finished, and the guide was made of Teflon (R). The obtained hollow fiber membrane was subjected to a washing treatment in the same manner as in Example 1 except that the water used for washing was tap water, and was dried in a hot air dryer at 60 ° C. The resulting hollow fiber membrane had a moisture content of 3.4% by mass, an inner diameter of 199 μm, and a film thickness of 29 μm. The properties of the obtained hollow fiber membrane bundle and blood purifier are shown in Table 1. The hollow fiber membrane of Comparative Example 1 was poor in both the blood entrapment test and the residual blood property, but this is presumed that the hydrophilic / hydrophobic balance was not appropriate due to the low proportion of PVP in the vicinity of the inner surface.
(比較例2)
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%としたこと、吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が14000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整したこと、紡糸工程中、中空糸膜が接触するローラーはステンレス製のもの、ガイドはテフロン(R)製のものを用いたこと以外は実施例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。血液封入試験の結果が良くなかったのは親疎水バランスが適切でなかったためと推測する。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the charged amount of PVP (Collidon (R) K-90 manufactured by BASF) was set to 12.0% by mass, DMAc was set to 67.4% by mass, and the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was The discharge amount was adjusted to 14000 cm / min and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min. During the spinning process, the roller with which the hollow fiber membrane comes into contact was made of stainless steel, and the guide was made of Teflon (R). A spinning dope was obtained in the same manner as in Example 1 except that. In addition, the hollow fiber was the same as in Example 1 except that the temperature control of the hollow forming agent was not performed, the cleaning process was not performed, and the drying process of the hollow fiber membrane bundle was the same as in Comparative Example 1. A membrane bundle and blood purifier were obtained. The properties of the obtained hollow fiber membrane bundle and blood purifier are shown in Table 1. The hollow fiber membrane obtained in this comparative example had a high PVP existing ratio in the outermost layer on the inner surface and a high PVP elution amount. Further, since the hydrophilic polymer content on the outer surface of the hollow fiber membrane is large, permeation of endotoxin to the blood side was observed. The reason why the blood inclusion test was not good is presumed that the hydrophilicity / hydrophobicity balance was not appropriate.
(比較例3)
比較例2において、熱水洗浄回数を6hrに変更、吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が25000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整したこと以外は、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。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 2, the number of hot water washings was changed to 6 hrs, except that the discharge rate was adjusted so that the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was 25000 cm / min, and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min. In the same manner as in Example 2, a hollow fiber membrane bundle and a blood purifier were obtained. The properties of the obtained hollow fiber membrane bundle and blood purifier are shown in Table 1. The hollow fiber membrane bundle obtained in this comparative example had a low priming property because the outermost surface PVP content on the outer surface was low and the hydrophilicity on the outer surface was low.
(実施例2)
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1.15、乾式部の絶対湿度は0.12kg/kg乾燥空気であった。吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が25000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整した。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。洗浄に使用した水は、比抵抗1.2MΩcmのRO水である。
(Example 2)
Polyethersulfone (manufactured by Sumika Chemtex, Sumika Excel (R) 4800P) 18.8% by mass, polyvinyl pyrrolidone (BASF Koridone (R) K-90) 5.2% by mass, DMAc 71.0% by mass, water Dissolve 5% by mass at 50 ° C., and then reduce the pressure in the system to −700 mmHg using a vacuum pump. Immediately seal the system and leave it for 10 minutes so that the composition of the film forming solution does not change due to evaporation of the solvent. did. This operation was repeated three times to degas the film forming solution. The obtained film-forming solution was passed through a two-stage filter of 15 μm and 15 μm, and then discharged from the outer slit of a tube-in orifice nozzle heated to 70 ° C., and at the same time degassed as an internal coagulation liquid at −700 mmHg for 2 hours. The treated 55% by mass DMAc aqueous solution at 10 ° C. was discharged from the inner liquid discharge hole, passed through a 330 mm air gap portion cut off from the outside air by a spinning tube, and then solidified in water at 60 ° C. The nozzle slit width of the tube-in-orifice nozzle used is an average of 45 μm, the maximum is 45.5 μm, the minimum is 44.5 μm, the maximum and minimum slit width ratio is 1.02, the draft ratio is 1.15, and the dry type The absolute humidity of the part was 0.12 kg / kg dry air. The discharge rate was adjusted so that the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was 25000 cm / min and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min. The hollow fiber membrane pulled up from the coagulation bath was passed through a water washing tank at 85 ° C. for 45 seconds to remove the solvent and excess hydrophilic polymer, and then wound up. A polyethylene film similar to that of Example 1 was wrapped around a bundle of about 10,000 hollow fiber membranes, and then immersed in a 40 vol% isopropanol aqueous solution at 30 ° C. for 30 minutes × twice and replaced with water. did. The water used for washing is RO water having a specific resistance of 1.2 MΩcm.
得られた湿潤状態の中空糸膜束を600rpm×5min間遠心脱液を行い、乾燥装置内の回転テーブルに48本×2段にセットし、初期7kWのマイクロ波を照射するとともに乾燥装置内を5kPaに減圧し65分間乾燥処理を行った。続いてマイクロ波出力3.5kW、減圧度5kPaにて50分間乾燥処理を行った。さらにマイクロ波出力を2.5kWに落として同様に10分間乾燥処理を行い終了した。乾燥処理中の中空糸膜束表面の最高到達温度は65℃で含水率は平均2.8質量%であった。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ステンレス製のものを使用し、ガイドはステンレス製のものを使用した。得られた中空糸膜の内径は201μm、膜厚は27μmであった。 The resulting wet hollow fiber membrane bundle is centrifuged and drained for 600 rpm × 5 min, set on a rotary table in the drying device in 48 × 2 stages, irradiated with an initial 7 kW of microwaves, and inside the drying device. The pressure was reduced to 5 kPa and the drying process was performed for 65 minutes. Subsequently, a drying process was performed for 50 minutes at a microwave output of 3.5 kW and a degree of vacuum of 5 kPa. Further, the microwave output was reduced to 2.5 kW, and similarly a drying treatment was performed for 10 minutes to complete the process. The maximum temperature reached on the surface of the hollow fiber membrane bundle during the drying treatment was 65 ° C., and the water content averaged 2.8% by mass. The roller for changing the yarn path during the spinning process was made of stainless steel with a mirror-finished surface, and the guide was made of stainless steel. The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 201 μm and a film thickness of 27 μm.
このようにして得られた中空糸膜を用いて血液浄化器を組み立て、リークテストを行った結果、中空糸同士の固着に起因するような接着不良は認められなかった。 As a result of assembling a blood purifier using the hollow fiber membrane thus obtained and conducting a leak test, no adhesion failure due to the sticking of the hollow fibers was found.
該血液浄化器は親水性高分子の架橋処理を行わずに以降の分析に供した。γ線未照射の血液浄化器より中空糸膜を切り出し、溶出物試験に供したところ、PVP溶出量は7ppmと良好であった。また、外表面を顕微鏡にて観察したところ傷等の欠陥は観察されなかった。 The blood purifier was subjected to the subsequent analysis without performing the crosslinking treatment of the hydrophilic polymer. When the hollow fiber membrane was cut out from the blood purifier not irradiated with γ-rays and subjected to the eluate test, the elution amount of PVP was as good as 7 ppm. Further, when the outer surface was observed with a microscope, no defects such as scratches were observed.
牛血液を用いた血液リークテストでは血球リークはみられなかった。また、エンドトキシン透過試験の結果、中空糸外側から中空糸内側にろ過されたエンドトキシンは検出限界以下であり、問題ないレベルであった。血液封入試験、残血性ともに良好であった。その他の分析結果を表1に示した。 No blood cell leak was found in the blood leak test using bovine blood. In addition, as a result of the endotoxin permeation test, endotoxin filtered from the outside of the hollow fiber to the inside of the hollow fiber was below the detection limit and was at a level with no problem. Both blood inclusion test and residual blood property were good. The other analysis results are shown in Table 1.
(比較例4)
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1.17、乾式部の絶対湿度は0.07kg/kg乾燥空気であった。吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が25000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整した。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。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ステンレス製のものを使用し、ガイドはテフロン(R)製のものを使用した。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。
(Comparative Example 4)
Polyethersulfone (Sumika Chemtex, Sumika Excel (R) 7800P) 23% by mass, PVP (BASF Kollidon (R) K-30) 7% by mass, DMAc 67% by mass, water 3% by mass at 50 ° C. After dissolution, the pressure in the system was reduced to −500 mmHg using a vacuum pump, and the system was immediately sealed and left for 30 minutes so that the solvent and the like were volatilized and the film forming solution composition did not change. This operation was repeated twice to degas the film forming solution. The obtained film-forming solution is passed through a two-stage filter of 30 μm and 30 μm, and then discharged from the outer slit of the tube-in orifice nozzle heated to 50 ° C., and at the same time, the inner solidification from the inner liquid discharge hole of the tube-in orifice nozzle A 50% by mass DMAc aqueous solution at 50 ° C. that had been degassed under reduced pressure in advance was discharged as a liquid, and after passing through a 350 mm air gap portion that was blocked from outside air by a spinning tube, the solution was solidified in 50 ° C. water. The nozzle slit width of the tube-in-orifice nozzle used is an average of 45 μm, the maximum is 45.5 μm, the minimum is 44.5 μm, the ratio of the maximum and minimum slit width is 1.02, the draft ratio is 1.17, and the dry type The absolute humidity of the part was 0.07 kg / kg dry air. The discharge rate was adjusted so that the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was 25000 cm / min and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min. The hollow fiber membrane pulled up from the coagulation bath was passed through a water washing tank at 85 ° C. for 45 seconds to remove the solvent and excess hydrophilic polymer, and then wound up. The roller for changing the yarn path during the spinning process was made of stainless steel with a mirror-finished surface, and the guide was made of Teflon (R). The resulting 10,000 hollow fiber membrane bundles were not washed and dried at 60 ° C. for 18 hours. Adherence was observed in the dried hollow fiber membrane bundle, and when assembling the blood purifier, there were many cases where the end adhesive resin did not enter between the hollow fiber membranes and the blood purifier could not be assembled. The analysis results are shown in Table 1.
(比較例5)
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を使用したこと、洗浄に使用した水は水道水であること、ガイドをテフロン(R)製のものに変更した以外は実施例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51μmであった。含水率は0.4質量%、親水性高分子の質量割合は0質量%であった。
(Comparative Example 5)
20% by mass of polyethersulfone (Suika Chemtex Co., Ltd. Sumika Excel (R) 4800P), 40% by mass of triethylene glycol (Mitsui Chemicals), and 40% by mass of N-methyl 2-pyrrolidone (Mitsubishi Chemical) A uniform transparent film forming solution was prepared by mixing and stirring. Using this membrane-forming solution, N-methyl 2-pyrrolidone / triethylene glycol / water = 5/5/90 was used as a hollow forming material, the water used for washing was tap water, and the guide was made of Teflon ( A hollow fiber membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that it was changed to one made of R). The hollow fiber membrane had an inner diameter of 195 μm and a film thickness of 51 μm. The water content was 0.4% by mass, and the mass ratio of the hydrophilic polymer was 0% by mass.
中空糸膜の固着、エンドトキシン逆流などの問題はなかったが、血液透析膜として使用することはできなかった。中空糸膜中に親水性高分子を含まないため疎水性が強く、血中タンパク等が細孔内に目詰まりおよび膜面に堆積したことが原因と思われる。 Although there were no problems such as sticking of the hollow fiber membrane and backflow of endotoxin, it could not be used as a hemodialysis membrane. This is probably because the hollow fiber membrane does not contain a hydrophilic polymer and thus has strong hydrophobicity, and blood proteins and the like are clogged in the pores and deposited on the membrane surface.
(実施例3)
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1.22、乾式部の絶対湿度は0.06kg/kg乾燥空気であった。吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が25000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整した。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本の束を比抵抗1.2MΩcmのRO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ステンレス製のものを使用し、固定ガイドはステンレス製のものを使用した。得られた中空糸膜の内径は199μm、膜厚は44μmであった。
(Example 3)
Polysulfone (Amoco P-3500) 18.5% by mass, polyvinylpyrrolidone (BASF K-60) 9% by mass, DMAc 67.5% by mass, water 5% by mass dissolved at 50 ° C. After the pressure inside the system was reduced to −300 mmHg, the system was immediately sealed and left for 15 minutes so that the solvent and the like would volatilize and the film forming solution composition would not change. This operation was repeated three times to degas the film forming solution. After passing the obtained film-forming solution through a two-stage filter of 15 μm and 15 μm, it was discharged from the outer slit of a tube-in orifice nozzle heated to 40 ° C., and at the same time, 0 ° C. was degassed in advance as a hollow forming agent, A 35 mass% DMAc aqueous solution was discharged from the inner discharge hole of the tube-in orifice nozzle, and after passing through a 600 mm air gap portion cut off from the outside air by a spinning tube, the solution was solidified in water at 50 ° C. The nozzle slit width of the tube-in-orifice nozzle used is an average of 60 μm, the maximum is 61 μm, the minimum is 59 μm, the maximum and minimum slit width ratio is 1.03, the draft ratio is 1.22, the absolute humidity of the dry section Was 0.06 kg / kg dry air. The discharge rate was adjusted so that the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was 25000 cm / min and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min. The hollow fiber membrane pulled up from the coagulation bath was passed through a water washing tank at 85 ° C. for 45 seconds to remove the solvent and excess hydrophilic polymer, and then wound up. The bundle of 10,500 hollow fiber membranes was immersed in RO water having a specific resistance of 1.2 MΩcm, and washed with an autoclave at 121 ° C. for 1 hour. A polyethylene film similar to that in Example 1 was wound around the hollow fiber membrane bundle after washing, and then dried in the same manner as in Example 1. The roller for changing the yarn path during the spinning process was made of stainless steel with a mirror-finished surface, and the fixing guide was made of stainless steel. The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 199 μm and a film thickness of 44 μm.
このようにして得られた中空糸膜を用いて血液浄化器を組み立て、リークテストを行った結果、中空糸同士の固着に起因するような接着不良は認められなかった。 As a result of assembling a blood purifier using the hollow fiber membrane thus obtained and conducting a leak test, no adhesion failure due to the sticking of the hollow fibers was found.
該血液浄化器内にRO水を充填し25kGyの吸収線量でγ線を照射し架橋処理を行った。γ線照射後の血液浄化器より中空糸膜を切り出し、溶出物試験に供したところ、PVP溶出量は8ppmであり問題ないレベルであった。また、外表面を顕微鏡にて観察したところ傷等の欠陥は観察されなかった。 The blood purifier was filled with RO water and irradiated with γ rays at an absorbed dose of 25 kGy for crosslinking treatment. When the hollow fiber membrane was cut out from the blood purifier after γ-irradiation and subjected to the eluate test, the PVP elution amount was 8 ppm, which was a satisfactory level. Further, when the outer surface was observed with a microscope, no defects such as scratches were observed.
クエン酸加新鮮牛血を血液流量200mL/min、ろ過速度10mL/minで血液浄化器に流したが、血球リークはみられなかった。また、中空糸外側から中空糸内側にろ過されたエンドトキシンは検出限界以下であり、問題ないレベルであった。その他の分析結果を表2に示した。 Citrated fresh bovine blood was passed through the blood purifier at a blood flow rate of 200 mL / min and a filtration rate of 10 mL / min, but no blood cell leak was observed. Further, endotoxin filtered from the outside of the hollow fiber to the inside of the hollow fiber was below the detection limit, and was at a level with no problem. The other analysis results are shown in Table 2.
(実施例4)
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1.20、乾式部の絶対湿度は0.07kg/kg乾燥空気であった。吐出直後の内腔形成剤吐出線速度が25000cm/min、ドープ吐出線速度が5000cm/minとなるよう吐出量を調整した。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本の束を比抵抗1.2MΩcmのRO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ステンレス製のものを使用し、固定ガイドはステンレス製のものを使用した。得られた中空糸膜の内径は201μm、膜厚は42μmであった。
Example 4
Polysulfone (Amoco P-1700) 17% by mass, polyvinylpyrrolidone (BASF K-60) 4.8% by mass, DMAc 73.2% by mass, water 5% by mass were dissolved at 50 ° C., and then a vacuum pump was used. After the pressure inside the system was reduced to −400 mmHg, the inside of the system was immediately sealed and left for 30 minutes so that the solvent and the like were volatilized and the film forming solution composition did not change. This operation was repeated three times to degas the film forming solution. The obtained film-forming solution was passed through a two-stage filter of 15 μm and 15 μm, and then discharged from the outer slit of the tube-in orifice nozzle heated to 40 ° C., and at the same time, the 0 ° C. A 35 mass% DMAc aqueous solution was discharged from the inner discharge hole of the tube-in orifice nozzle, and after passing through a 600 mm air gap portion cut off from the outside air by a spinning tube, the solution was solidified in water at 50 ° C. The nozzle slit width of the tube-in-orifice nozzle used is an average of 60 μm, maximum 61 μm, minimum 59 μm, maximum / minimum slit width ratio is 1.03, draft ratio is 1.20, absolute humidity of the dry section Was 0.07 kg / kg dry air. The discharge rate was adjusted so that the lumen forming agent discharge linear velocity immediately after discharge was 25000 cm / min and the dope discharge linear velocity was 5000 cm / min. The hollow fiber membrane pulled up from the coagulation bath was passed through a water washing tank at 85 ° C. for 45 seconds to remove the solvent and excess hydrophilic polymer, and then wound up. The bundle of 10,700 hollow fiber membranes was immersed in RO water having a specific resistance of 1.2 MΩcm, and washed with an autoclave at 121 ° C. for 1 hour. A polyethylene film was wound around the washed hollow fiber membrane bundle and then dried in the same manner as in Example 2. The roller for changing the yarn path during the spinning process was made of stainless steel with a mirror-finished surface, and the fixing guide was made of stainless steel. The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 201 μm and a film thickness of 42 μm.
このようにして得られた中空糸膜を用いて血液浄化器を組み立て、リークテストを行った結果、中空糸同士の固着に起因するような接着不良は認められなかった。該血液浄化器内にRO水を充填し25kGyの吸収線量でγ線を照射し架橋処理を行った。 As a result of assembling a blood purifier using the hollow fiber membrane thus obtained and conducting a leak test, no adhesion failure due to the sticking of the hollow fibers was found. The blood purifier was filled with RO water and irradiated with γ rays at an absorbed dose of 25 kGy for crosslinking treatment.
γ線照射後の血液浄化器より中空糸膜を切り出し、溶出物試験に供したところ、PVP溶出量4ppmであり問題ないレベルであった。また、外表面を顕微鏡にて観察したところ傷等の欠陥は観察されなかった。 When the hollow fiber membrane was cut out from the blood purifier after γ-irradiation and subjected to the eluate test, the PVP elution amount was 4 ppm, which was a satisfactory level. Further, when the outer surface was observed with a microscope, no defects such as scratches were observed.
クエン酸加新鮮牛血を血液流量200mL/min、ろ過速度10mL/minで血液浄化器に流したが、血球リークはみられなかった。また、中空糸外側から中空糸内側にろ過されたエンドトキシンは検出限界以下であり、問題ないレベルであった。その他の分析結果を表2に示した。 Citrated fresh bovine blood was passed through the blood purifier at a blood flow rate of 200 mL / min and a filtration rate of 10 mL / min, but no blood cell leak was observed. Further, endotoxin filtered from the outside of the hollow fiber to the inside of the hollow fiber was below the detection limit, and was at a level with no problem. The other analysis results are shown in Table 2.
本発明のポリスルホン系中空糸膜は、安全性や性能の安定性が高く、かつモジュール組み立て性に優れており、慢性腎不全の治療に用いる高透水性能を有する中空糸型血液浄化器用として好適であり産業界に寄与することが大である。
The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has high safety and performance stability, is excellent in module assembly, and is suitable for a hollow fiber blood purifier having high water permeability used for the treatment of chronic renal failure. It is important to contribute to the industry.
Claims (6)
(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%、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側表面より深さが1000〜1500nmまでの表面近傍層部分で5〜20質量%、である。
(ロ)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ポリビニルピロリドンの存在量を、血液接触側表面の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。
(ハ)ポリスルホン系中空糸膜の内腔にクエン酸加牛血液を封入し、カルシウムを含有する等張液に10分間浸漬した後の該封入血に凝固および凝固に起因する中空糸膜のつまりを生じない。 A polysulfone-based hollow fiber membrane comprising a polysulfone-based resin and polyvinylpyrrolidone as main components and satisfying the following (a) to (c) simultaneously:
(A) The abundance of polyvinylpyrrolidone in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 20 to 40% by mass in the outermost layer portion with a depth of 10 nm from the blood contact side surface, and 25 to 50 in the outermost layer portion on the surface opposite to the blood contact side. The amount of polyvinyl pyrrolidone relative to the polysulfone resin is 5 to 20% by mass in the vicinity of the surface layer having a depth of 1000 to 1500 nm from the blood contact side surface.
(B) The amount of polyvinyl pyrrolidone in the outermost layer on the surface opposite to the blood contact side in the polysulfone-based hollow fiber membrane is 1.1 times or more than the amount of polyvinyl pyrrolidone in the outermost layer on the blood contact side surface.
(C) Clotted cow blood is encapsulated in the lumen of a polysulfone-based hollow fiber membrane, and the hollow blood membrane resulting from coagulation and coagulation in the encapsulated blood after being immersed in an isotonic solution containing calcium for 10 minutes Does not occur.
The polysulfone-based selectively permeable hollow fiber membrane according to any one of claims 1 to 5 , which is used for a blood purifier.
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