JP6956169B2 - Manufacturing method of artificial lung - Google Patents

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Description

本発明は、人工肺の製造方法に関する。詳しくは、体外血液循環において、血液中の二酸化炭素を除去し、血液中に酸素を添加するための中空糸膜型人工肺、特に中空糸膜外部血液灌流型人工肺の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an artificial lung. More specifically, the present invention relates to a method for producing a hollow fiber membrane type artificial lung for removing carbon dioxide in blood and adding oxygen to blood in extracorporeal blood circulation, particularly a method for producing a hollow fiber membrane external blood perfusion type artificial lung.

多孔質膜を使用した中空糸膜型人工肺は、心臓疾患の開心術時における体外循環装置や循環補助用人工心肺装置として、一般に広く使用されている。膜型人工肺は主に中空糸膜を用い、その中空糸膜を介して血液のガス交換を行うものである。人工肺への血液の灌流方式として、中空糸膜の内側に血液を流し、中空糸膜の外側にガスを流す内部灌流方式と、逆に血液を中空糸膜の外側へ流し、ガスを中空糸膜の内側へ流す外部灌流方式とがある。 Hollow fiber membrane oxygenation using a porous membrane is generally widely used as an extracorporeal circulatory device and a circulatory assisting artificial heart-lung machine at the time of open heart surgery for heart disease. Membrane-type artificial lungs mainly use a hollow fiber membrane, and exchange blood gas through the hollow fiber membrane. Blood perfusion methods for artificial lungs include an internal perfusion method in which blood is flowed inside the hollow fiber membrane and gas is flowed outside the hollow fiber membrane, and conversely, blood is flowed outside the hollow fiber membrane and gas is flowed through the hollow fiber. There is an external perfusion method that flows inside the membrane.

中空糸膜型人工肺は、中空糸膜の内表面または外表面が血液と触れるため、血液と接触する中空糸膜の内表面または外表面が血小板系の粘着(付着)や活性化に影響を与える虞がある。特に、中空糸膜の外表面が血液と触れる外部灌流型人工肺は、血液の流れに乱れを発生させるため、血小板系の粘着(付着)や活性化に影響を与えやすい。 In the hollow fiber membrane oxygenation, the inner or outer surface of the hollow fiber membrane comes into contact with blood, so the inner or outer surface of the hollow fiber membrane that comes into contact with blood affects the adhesion (adhesion) and activation of platelets. There is a risk of giving. In particular, the extracorporeal perfusion type artificial lung in which the outer surface of the hollow fiber membrane comes into contact with blood causes turbulence in the blood flow, and thus tends to affect the adhesion (adhesion) and activation of the platelet system.

このような課題を考慮して、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートの血小板系の粘着や活性化の抑制・防止効果を利用して、従来、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートを抗血栓性材料として外部灌流型人工肺用中空糸膜のコーティングに使用していた。例えば、特開平11−114056号公報(米国特許第6495101号明細書に対応)では、中空糸膜の外面または外面層を、水、メタノール及びエタノールの混合溶媒にアルコキシアルキル(メタ)アクリレートを主成分としてなる高分子を溶解してなるコート液でコーティングした後、乾燥させることが記載されている。 In consideration of such problems, the effect of suppressing / preventing the adhesion and activation of the platelet system of alkoxyalkyl (meth) acrylate is utilized, and conventionally, alkoxyalkyl (meth) acrylate is used as an antithrombotic material and is an extracorporeal membrane oxygenation type. It was used to coat hollow fiber membranes for artificial lungs. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-114056 (corresponding to US Pat. No. 6,495,101), the outer surface or outer surface layer of the hollow fiber membrane is mainly composed of alkoxyalkyl (meth) acrylate in a mixed solvent of water, methanol and ethanol. It is described that the polymer is coated with a coating solution prepared by dissolving the polymer, and then dried.

そして、血液循環後の血漿成分の漏出(血漿リーク)を抑制できる技術として、国際公開第2016/143752号には、抗血栓性を有する高分子材料のコロイド溶液によって中空糸膜を被覆する技術が提案されている。当該技術によれば、コロイドの平均粒子径を、中空糸膜の開口部の直径に対して特定の比率以上となるように調節することにより、その灌流方式に関わらず、血漿成分の漏出を効果的に抑制できる人工肺が得られる。 As a technique capable of suppressing leakage of plasma components (plasma leak) after blood circulation, International Publication No. 2016/143752 includes a technique of coating a hollow fiber membrane with a colloidal solution of a polymer material having antithrombotic properties. Proposed. According to the technique, by adjusting the average particle size of the colloid so as to be equal to or more than a specific ratio with respect to the diameter of the opening of the hollow fiber membrane, the leakage of plasma components is effective regardless of the perfusion method. An artificial lung that can be suppressed is obtained.

一方で、患者への負担をさらに軽減する目的から、抗血栓性を向上させるべく、中空糸膜に対する抗血栓性高分子材料(抗血栓性高分子化合物)のコート量を増加させることができる技術が求められている。 On the other hand, for the purpose of further reducing the burden on the patient, a technique capable of increasing the amount of the antithrombotic polymer material (antithrombotic polymer compound) coated on the hollow fiber membrane in order to improve the antithrombotic property. Is required.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、中空糸膜に対する抗血栓性高分子化合物のコート量を増加させることができる手段を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a means capable of increasing the coating amount of the antithrombotic polymer compound on the hollow fiber membrane.

本発明者は、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、抗血栓性高分子化合物のコロイド溶液中に、さらに水溶性のカチオン性高分子を添加することで、上記課題を解決できることを知得し、本発明を完成させた。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor solves the above problems by further adding a water-soluble cationic polymer to a colloidal solution of an antithrombotic polymer compound. Knowing what he could do, he completed the present invention.

すなわち、上記目的は、外表面と、内腔を形成する内表面と、前記外表面と前記内表面とを連通する開口部と、を備えた複数のガス交換用多孔質中空糸膜を有する人工肺の製造方法であって、抗血栓性高分子化合物のコロイドと、水溶性のカチオン性高分子と、を含む溶液を、前記外表面および前記内表面のいずれか一方に塗布することを含む、人工肺の製造方法によって達成できる。 That is, the above object is to have a plurality of gas exchange porous hollow fiber membranes having an outer surface, an inner surface forming an inner cavity, and an opening for communicating the outer surface and the inner surface. A method for producing a lung, which comprises applying a solution containing a colloid of an antithrombotic polymer compound and a water-soluble cationic polymer to either the outer surface or the inner surface. This can be achieved by the method of manufacturing an artificial lung.

図1は、本発明の製造方法により得られる中空糸膜外部血液灌流型人工肺の一実施形態を示す断面図である。図1において、符号1は、中空糸膜外部血液灌流型人工肺を;符号2は、ハウジングを;符号3は、中空糸膜を;符号4,5は、隔壁を;符号6は、血液流入口を;符号7は、血液流出口を;符号8は、ガス流入口を;符号9は、ガス流出口を;符号10は、ガス流入側ヘッダーを;符号11は、ガス流出側ヘッダーを;符号12は、血液室を;符号13は、ガス流入室を;符号14は、ガス流出室を、それぞれ表す。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an extracorporeal blood perfusion type artificial lung obtained by the production method of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a hollow thread membrane external blood perfusion type artificial lung; reference numeral 2 is a housing; reference numeral 3 is a hollow thread membrane; reference numerals 4 and 5 are partition walls; and reference numeral 6 is blood flow. Inlet; reference numeral 7 is a blood outlet; reference numeral 8 is a gas inlet; reference numeral 9 is a gas outlet; reference numeral 10 is a gas inflow side header; reference numeral 11 is a gas outflow side header; Reference numeral 12 represents a blood chamber; reference numeral 13 represents a gas inflow chamber; and reference numeral 14 represents a gas outflow chamber. 図2は、本発明の製造方法により得られる中空糸膜外部血液灌流型人工肺に使用される中空糸膜の拡大断面図である。図2において、符号3は、中空糸膜を;符号3aは、外面層を;符号3a’は、外表面を;符号3bは、内部層を;符号3cは、内面層を;符号3c’は、内表面を;符号3dは、通路を;符号3eは、開口部を;符号18は、抗血栓性材料を、それぞれ表す。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a hollow fiber membrane used in an extracorporeal blood perfusion type artificial lung obtained by the manufacturing method of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 3 is a hollow fiber membrane; reference numeral 3a is an outer surface layer; reference numeral 3a'is an outer surface; reference numeral 3b is an inner layer; reference numeral 3c is an inner surface layer; reference numeral 3c'is an inner surface layer. , Inner surface; reference numeral 3d represents passage; reference numeral 3e represents opening; reference numeral 18 represents antithrombotic material. 図3は、本発明の製造方法により得られる中空糸膜外部血液灌流型人工肺の他の実施形態を示す断面図である。図3において、符号3は、中空糸膜を;符号17は、血液室を;符号17aは、血液流入部を;符号17bは、血液室を;符号17cは、第2の血液室を;符号20は、中空糸膜外部血液灌流型人工肺を;符号22は、筒状中空糸膜束を;符号23は、ハウジングを;符号24は、ガス流入口を;符号25,26は、隔壁を;符号27は、ガス流出口を;符号28は、血液流入口を;符号29a,29bは、血液流出口を;符号31は、内側筒状部材を;符号32は、血液流通用開口を;符号33は、外側筒状部材を;符号35は、内筒体を;符号35aは、内筒体35の上端を;符号41は、ガス流入用部材を、それぞれ表す。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the hollow fiber extracorporeal blood perfusion type artificial lung obtained by the production method of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 3 is a hollow thread membrane; reference numeral 17 is a blood chamber; reference numeral 17a is a blood inflow portion; reference numeral 17b is a blood chamber; reference numeral 17c is a second blood chamber; reference numeral 17c. Reference numeral 20 is a hollow thread membrane external blood perfusion type artificial lung; reference numeral 22 is a tubular hollow thread membrane bundle; reference numeral 23 is a housing; reference numeral 24 is a gas inlet; reference numerals 25 and 26 are partition walls. Reference numeral 27 is a gas outlet; reference numeral 28 is a blood inlet; reference numerals 29a and 29b are blood outlets; reference numeral 31 is an inner tubular member; reference numeral 32 is a blood flow opening; Reference numeral 33 represents an outer tubular member; reference numeral 35 represents an inner tubular body; reference numeral 35a represents an upper end of the inner tubular body 35; reference numeral 41 represents a gas inflow member. 図4は、図3のA−A線断面図である。図4において、符号3は、中空糸膜を;符号17aは、血液流入部を;符号17cは、第2の血液室を;符号22は、筒状中空糸膜束を;符号29a,29bは、血液流出口を;符号31は、内側筒状部材を;符号32は、血液流通用開口を;符号33は、外側筒状部材を;符号35は、内筒体を、それぞれ表す。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 4, reference numeral 3 is a hollow fiber membrane; reference numeral 17a is a blood inflow portion; reference numeral 17c is a second blood chamber; reference numeral 22 is a tubular hollow fiber membrane bundle; reference numerals 29a and 29b are , Blood outlet; reference numeral 31 represents an inner tubular member; reference numeral 32 represents a blood flow opening; reference numeral 33 represents an outer tubular member; reference numeral 35 represents an inner tubular body. 図5は、本発明の製造方法により得られる中空糸膜外部血液灌流型人工肺に使用される内側筒状部材の一例を示す正面図である。図5において、符号31は、内側筒状部材を;符号32は、血液流通用開口を、それぞれ表す。FIG. 5 is a front view showing an example of an inner tubular member used in the hollow fiber extracorporeal blood perfusion type artificial lung obtained by the production method of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 31 represents an inner cylindrical member; reference numeral 32 represents a blood circulation opening. 図6は、図5に示した内側筒状部材の中央縦断面図である。図6において、符号31は、内側筒状部材を;符号32は、血液流通用開口を、それぞれ表す。FIG. 6 is a central vertical cross-sectional view of the inner cylindrical member shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 31 represents an inner cylindrical member; reference numeral 32 represents a blood circulation opening. 図7は、図5のB−B線断面図である。図7において、符号31は、内側筒状部材を;符号32は、血液流通用開口を、それぞれ表す。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In FIG. 7, reference numeral 31 represents an inner cylindrical member; reference numeral 32 represents a blood circulation opening.

本発明は、外表面と、内腔を形成する内表面と、前記外表面と前記内表面とを連通する開口部と、を備えた複数のガス交換用多孔質中空糸膜を有する人工肺の製造方法であって、抗血栓性高分子化合物のコロイドと、水溶性のカチオン性高分子と、を含む溶液を、前記外表面および前記内表面のいずれか一方に塗布することを含む、人工肺の製造方法に関する。本発明の人工肺の製造方法によれば、中空糸膜に対する抗血栓性高分子化合物のコート量を増加させることができる手段が提供される。 The present invention relates to an artificial lung having a plurality of gas exchange porous hollow fiber membranes having an outer surface, an inner surface forming an inner cavity, and an opening communicating the outer surface and the inner surface. An artificial lung, which comprises applying a solution containing a colloid of an antithrombotic polymer compound and a water-soluble cationic polymer to either the outer surface or the inner surface. Regarding the manufacturing method of. According to the method for producing an artificial lung of the present invention, there is provided a means capable of increasing the amount of the antithrombotic polymer compound coated on the hollow fiber membrane.

本発明に係る人工肺の製造方法では、抗血栓性高分子化合物のコロイド粒子を含む溶液が、さらに水溶性のカチオン性高分子(本明細書中、単に「カチオン性高分子」とも称することがある)を含む。そして、当該溶液を中空糸膜外表面または内表面に被覆(塗布)することによって人工肺を製造する。当該方法により得られる人工肺は、抗血栓性高分子化合物のコート量が飛躍的に向上する。ここで、本発明の構成による上記作用効果の発揮のメカニズムは以下のように推測される。なお、本発明は下記メカニズムに限定されるものではない。 In the method for producing an artificial lung according to the present invention, the solution containing colloidal particles of an antithrombotic polymer compound may be further referred to as a water-soluble cationic polymer (also simply referred to as "cationic polymer" in the present specification). Yes) is included. Then, the artificial lung is manufactured by coating (applying) the solution on the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane. In the artificial lung obtained by this method, the coating amount of the antithrombotic polymer compound is dramatically improved. Here, the mechanism of exerting the above-mentioned action and effect according to the configuration of the present invention is presumed as follows. The present invention is not limited to the following mechanism.

国際公開第2016/143752号の技術によれば、抗血栓性高分子化合物のコロイド溶液によって、中空糸膜が被覆される。このとき、コロイド溶液に含まれる抗血栓性高分子化合物のコロイド粒子(粒子表面)は負に帯電していると推測される。ここで、本発明に係る溶液(コロイド溶液)は、さらにカチオン性高分子を含むため、抗血栓性高分子化合物の負電荷と、カチオン性高分子の正電荷とが互いに引きつけ合っていると考えられる。すなわち、コロイド粒子表面に対し、カチオン性高分子が吸着した状態にあると推測される。そして、カチオン性高分子の正電荷は、負電荷に帯電した中空糸膜表面に対し、コロイド粒子を吸着させる役割を果たす。 According to the technique of WO 2016/143752, the hollow fiber membrane is coated with a colloidal solution of an antithrombotic polymer compound. At this time, it is presumed that the colloidal particles (particle surface) of the antithrombotic polymer compound contained in the colloidal solution are negatively charged. Here, since the solution (colloidal solution) according to the present invention further contains a cationic polymer, it is considered that the negative charge of the antithrombotic polymer compound and the positive charge of the cationic polymer are attracted to each other. Be done. That is, it is presumed that the cationic polymer is adsorbed on the surface of the colloidal particles. The positive charge of the cationic polymer plays a role of adsorbing the colloidal particles to the surface of the hollow fiber membrane charged with a negative charge.

一方で、抗血栓性高分子化合物のコロイド粒子に対して吸着したカチオン性高分子は、他の抗血栓性高分子化合物のコロイド粒子にもまた吸着できる。よって、抗血栓性高分子化合物のコロイド粒子が複数架橋されるような形態となる結果、コロイド粒子が凝集しやすくなると考えられる。 On the other hand, the cationic polymer adsorbed on the colloidal particles of the antithrombotic polymer compound can also be adsorbed on the colloidal particles of other antithrombotic polymer compounds. Therefore, it is considered that the colloidal particles are likely to aggregate as a result of the form in which a plurality of colloidal particles of the antithrombotic polymer compound are crosslinked.

以上より、本発明に係る溶液を用いると、中空糸膜の表面にコロイド粒子が吸着しやすく、さらに、中空糸膜の表面に吸着したコロイド粒子に対し、他のコロイド粒子が凝集しやすくなるため、抗血栓性高分子化合物のコート量が増大すると推測される。加えて、コロイド溶液中で凝集した状態にあるコロイド粒子が、中空糸膜の表面に吸着することによっても、コート量が増大すると考えられる。よって、本発明に係る方法により製造された人工肺は、抗血栓性に優れる。 From the above, when the solution according to the present invention is used, colloidal particles are likely to be adsorbed on the surface of the hollow fiber membrane, and further, other colloidal particles are likely to be aggregated with respect to the colloidal particles adsorbed on the surface of the hollow fiber membrane. , It is presumed that the coating amount of the antithrombotic polymer compound increases. In addition, it is considered that the coating amount is increased by adsorbing the colloidal particles in the colloidal solution in a state of being aggregated on the surface of the hollow fiber membrane. Therefore, the artificial lung produced by the method according to the present invention has excellent antithrombotic properties.

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。以下では、好ましい実施形態として、中空糸膜外部血液灌流型人工肺について具体的に説明するが、本発明の方法により製造される人工肺は中空糸膜内部血液灌流型人工肺であってもよく、この場合でも下記実施の形態を適宜変更することによって適用できる。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments. Hereinafter, the hollow fiber extracorporeal blood perfusion type artificial lung will be specifically described as a preferred embodiment, but the artificial lung produced by the method of the present invention may be a hollow fiber membrane internal blood perfusion type artificial lung. Even in this case, it can be applied by appropriately changing the following embodiment. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は、XおよびYを含み、「X以上Y以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%RHの条件で測定する。 In the present specification, "X to Y" indicating a range includes X and Y and means "X or more and Y or less". Unless otherwise specified, the operation and physical properties are measured under the conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / relative humidity of 40 to 50% RH.

[人工肺の製造方法]
本発明に係る人工肺の製造方法では、中空糸膜の外表面または内表面に、抗血栓性高分子化合物のコロイドと、水溶性のカチオン性高分子と、を含む溶液(コロイド溶液)を塗布する。以下では、本発明に係る人工肺の製造方法の好ましい形態について説明する。なお、本発明は、上記溶液で中空糸膜の外表面または内表面を被覆する以外は、下記好ましい形態に限定されない。
[Manufacturing method of artificial lung]
In the method for producing an artificial lung according to the present invention, a solution (colloidal solution) containing a colloid of an antithrombotic polymer compound and a water-soluble cationic polymer is applied to the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane. do. Hereinafter, a preferred embodiment of the method for producing an artificial lung according to the present invention will be described. The present invention is not limited to the following preferred forms except that the outer surface or inner surface of the hollow fiber membrane is coated with the above solution.

本発明の方法では、まず、抗血栓性高分子化合物のコロイドと、水溶性のカチオン性高分子と、を含む溶液(コロイド溶液)を調製し、当該コロイド溶液を中空糸膜の外表面または内表面に塗布する(被覆させる)。その後、必要に応じて、水溶性のカチオン性高分子の除去を目的とし、中空糸膜の外表面または内表面に形成された被膜を洗浄してもよい。以下では、(1)コロイド溶液の調製工程、(2)コロイド溶液の塗布(被覆)工程、(3)洗浄工程として、それぞれ説明する。 In the method of the present invention, first, a solution (colloidal solution) containing a colloid of an antithrombotic polymer compound and a water-soluble cationic polymer is prepared, and the colloidal solution is applied to the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane. Apply (coat) to the surface. Then, if necessary, the coating film formed on the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane may be washed for the purpose of removing the water-soluble cationic polymer. Hereinafter, the steps will be described as (1) a step of preparing the colloidal solution, (2) a step of applying (coating) the colloidal solution, and (3) a washing step.

(1)コロイド溶液の調製工程
本工程では、中空糸膜の外表面または内表面に塗布するための、コロイド溶液を調製する。
(1) Preparation step of colloidal solution In this step, a colloidal solution for application to the outer surface or inner surface of the hollow fiber membrane is prepared.

(コロイド溶液の調製)
上述のように、本発明に係る方法において用いられるコロイド溶液は、抗血栓性高分子化合物と、水溶性のカチオン性高分子と、を含む。当該カチオン性高分子を含むことにより、抗血栓性高分子化合物のコロイド粒子が凝集しやすくなる結果、抗血栓性高分子化合物のコート量を増やすことができる。
(Preparation of colloidal solution)
As described above, the colloidal solution used in the method according to the present invention contains an antithrombotic polymer compound and a water-soluble cationic polymer. By including the cationic polymer, the colloidal particles of the antithrombotic polymer compound are likely to aggregate, and as a result, the coating amount of the antithrombotic polymer compound can be increased.

本発明に係るコロイド溶液に含まれる「水溶性のカチオン性高分子」とは、水溶性であり、かつ、分子内にカチオン性基を有する高分子化合物を意味する。ここで、「水溶性」とは、水(25℃)に対する溶解度が0.1g/100mL以上であることを意味し、「高分子」とは、重量平均分子量が1,000以上のものを指す。 The "water-soluble cationic polymer" contained in the colloidal solution according to the present invention means a polymer compound that is water-soluble and has a cationic group in the molecule. Here, "water-soluble" means that the solubility in water (25 ° C.) is 0.1 g / 100 mL or more, and "polymer" means that the weight average molecular weight is 1,000 or more. ..

水溶性のカチオン性高分子は、抗血栓性高分子化合物によって中空糸膜を被覆した後、水洗することにより除去できる。よって、人工肺の製造時に十分な水洗を行うことにより、血液中へこれらのカチオン性高分子が溶出することを抑制することができる。 The water-soluble cationic polymer can be removed by coating the hollow fiber membrane with an antithrombotic polymer compound and then washing with water. Therefore, it is possible to suppress the elution of these cationic polymers into the blood by performing sufficient washing with water during the production of the artificial lung.

本発明に係る水溶性のカチオン性高分子は、上記定義を満たすものであれば特に制限されない。 The water-soluble cationic polymer according to the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above definition.

カチオン性高分子に含まれるカチオン性基とは、水中においてカチオンを生じうる基を表し、具体的には、カチオンに解離可能な基、もしくはカチオンに解離している基を表す。カチオン性基としては、特に制限されないが、例えば、アミノ基(第一級、第二級、第三級アミノ基)、第四級アンモニウム基、イミノ基、グアニジノ基、アミジノ基、ピリジル基、またはこれらの塩等が挙げられる。なかでも、カチオン性基は、アミノ基、第四級アンモニウム基、イミノ基、グアニジノ基またはこれらの塩であると好ましく、アミノ基、グアニジノ基またはこれらの塩であると特に好ましい。これらのカチオン性基を有するカチオン性高分子であれば、抗血栓性高分子化合物に吸着しやすく、コロイド粒子の凝集を促しやすい。その結果、抗血栓性高分子化合物の、コート量をさらに増加させることができる。なお、カチオン性高分子中のカチオン性基は、1種単独であってもよいし、2種以上の組み合わせであってもよい。 The cationic group contained in the cationic polymer represents a group capable of producing a cation in water, and specifically represents a group dissociable to a cation or a group dissociated to a cation. The cationic group is not particularly limited, and is, for example, an amino group (primary, secondary, tertiary amino group), a quaternary ammonium group, an imino group, a guanidino group, an amidino group, a pyridyl group, or Examples thereof include these salts. Among them, the cationic group is preferably an amino group, a quaternary ammonium group, an imino group, a guanidino group or a salt thereof, and particularly preferably an amino group, a guanidino group or a salt thereof. A cationic polymer having these cationic groups easily adsorbs to the antithrombotic polymer compound and easily promotes aggregation of colloidal particles. As a result, the amount of the antithrombotic polymer compound coated can be further increased. The cationic group in the cationic polymer may be one type alone or a combination of two or more types.

本発明において用いるカチオン性高分子は、天然高分子系ポリマー、合成高分子系ポリマーのいずれであってもよく、これらを混合して用いてもよい。合成高分子系ポリマーは、カチオン性基を有するモノマーに由来する構成単位を構成単位の全部または一部として含む。カチオン性高分子は、重合体または共重合体のいずれであってもよい。天然高分子系ポリマーは、天然高分子または修飾天然高分子にカチオン性基を導入したものであってもよい。 The cationic polymer used in the present invention may be either a natural polymer polymer or a synthetic polymer polymer, and these may be mixed and used. Synthetic polymer-based polymers include structural units derived from monomers having cationic groups as all or part of the structural units. The cationic polymer may be either a polymer or a copolymer. The natural polymer-based polymer may be a natural polymer or a modified natural polymer in which a cationic group is introduced.

カチオン性高分子の具体例としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ポリアミンスルホン、ポリアリルアミン、ポリピリジン、ポリアミノ酸、ポリアクリルアミド、ポリアミドポリアミン、ポリアミノアルキルアクリルアミド、ポリエポキシアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムハライド、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムハライド、ポリジアクリルジメチルアンモニウムハライド、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート塩酸、ポリカチオン性のペプチドおよびタンパク質(例えば、ヒストンポリペプチド、ならびにポリ−L−リジン、ポリ−D−リジン、ポリ−L,D−リジン、ポリ−L−アルギニン、ポリ−D−アルギニン、ポリ−D,L−アルギニン、ポリ−L−オルニチン、ポリ−D−オルニチン、ポリ−L,D−オルニチンを含む、リジン、アルギニン、オルニチン、およびこれらの組合せを含有するホモポリマーおよびコポリマー等)、ゼラチン、アルブミン、プロタミンおよび硫酸プロタミン、およびカチオン性のデンプンおよびキトサン等のポリカチオン性の多糖類、これらの多糖類の塩ならびに誘導体が挙げられる。 Specific examples of cationic polymers include polyethyleneimine, polyvinylamine, polyvinylpyridine, polyaminesulfone, polyallylamine, polypyridine, polyamino acid, polyacrylamide, polyamidepolyamine, polyaminoalkylacrylamide, polyepoxyamine, and polydialyldimethylammonium. Halides, polyvinylbenzyltrimethylammonium halides, polydiacrylicdimethylammonium halides, polydimethylaminoethylmethacrylate hydrochlorides, polycationic peptides and proteins (eg, histone polypeptides, and poly-L-lysine, poly-D-lysine, poly- L, D-lysine, poly-L-arginine, poly-D-arginine, poly-D, L-arginine, poly-L-ornithin, poly-D-ornithin, poly-L, including poly-L, D-ornithine, lysine, (Homopolymers and copolymers containing arginine, ornithine, and combinations thereof, etc.), gelatin, albumin, protamine and protamine sulfate, and polycationic polysaccharides such as cationic starch and chitosan, salts of these polysaccharides, and Derivatives can be mentioned.

なかでも、カチオン性高分子は、硫酸プロタミン、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリ−L−リジン、アルブミンおよびゼラチンからなる群から選択されると好ましい。これらのカチオン性高分子は、抗血栓性高分子化合物のコロイドの凝集を促進しやすく、コート量を増加させやすい。さらに、カチオン性高分子は、硫酸プロタミンまたはプロタミンであると好ましい。これらのカチオン性高分子は、生体適合性も良好であるため、抗血栓性高分子化合物を中空糸膜に被覆した後、水洗工程を省略できるか、または、水洗工程を簡素化することができる。したがって、生産性の観点からも好ましい。なお、上記カチオン性高分子は、1種単独で使用されてもあるいは2種以上を混合して使用してもよい。 Among them, the cationic polymer is preferably selected from the group consisting of protamine sulfate, protamine, polyethyleneimine, polyallylamine, poly-L-lysine, albumin and gelatin. These cationic polymers tend to promote colloidal aggregation of the antithrombotic polymer compound and tend to increase the coating amount. Further, the cationic polymer is preferably protamine sulfate or protamine. Since these cationic polymers have good biocompatibility, the washing step can be omitted or the washing step can be simplified after coating the hollow fiber membrane with the antithrombotic polymer compound. .. Therefore, it is also preferable from the viewpoint of productivity. The above-mentioned cationic polymer may be used alone or in combination of two or more.

カチオン性高分子の重量平均分子量(カチオン性高分子がタンパク質である場合は、分子量)としては、使用するカチオン性高分子によっても異なるが、1,000〜1,000,000であることが好ましく、2,000〜100,000であることがより好ましく、3,000〜10,000であることが特に好ましい。カチオン性高分子の重量平均分子量(カチオン性高分子がタンパク質である場合は、分子量)が1,000以上であると、コロイド粒子の凝集を促し、コート量が増加しやすいため、好ましい。また、カチオン性高分子の重量平均分子量(カチオン性高分子がタンパク質である場合は、分子量)が1,000,000以下であると、コロイド溶液の粘度が高くなり過ぎず、中空糸膜に対する塗布が容易になり、操作性が向上する。 The weight average molecular weight of the cationic polymer (molecular weight when the cationic polymer is a protein) varies depending on the cationic polymer used, but is preferably 1,000 to 1,000,000. , 2,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 10,000. When the weight average molecular weight of the cationic polymer (molecular weight when the cationic polymer is a protein) is 1,000 or more, aggregation of colloidal particles is promoted and the coating amount is likely to increase, which is preferable. Further, when the weight average molecular weight of the cationic polymer (molecular weight when the cationic polymer is a protein) is 1,000,000 or less, the viscosity of the colloidal solution does not become too high, and the coating is applied to the hollow fiber membrane. Is easy and operability is improved.

本明細書において、「重量平均分子量」(タンパク質については、「分子量」)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography、GPC)により測定した値を採用するものとする。具体的には、分析対象となるポリマーをTHF等の適当な溶媒に溶解し10mg/mlの溶液を調製する。このように調製されたポリマー溶液について、移動相としてTHF等の適当な溶媒を流し、標準物質としてポリスチレンを用いて、分析対象となるポリマーのGPCを測定する。標準ポリスチレンで較正曲線を作製した後、この曲線に基づいて分析対象となるポリマーの重量平均分子量(分子量)を算出する。 In the present specification, the “weight average molecular weight” (“molecular weight” for proteins) shall be a value measured by gel permeation chromatography (GPC). Specifically, the polymer to be analyzed is dissolved in an appropriate solvent such as THF to prepare a 10 mg / ml solution. For the polymer solution prepared in this way, a suitable solvent such as THF is flowed as a mobile phase, and polystyrene is used as a standard substance to measure the GPC of the polymer to be analyzed. After preparing a calibration curve with standard polystyrene, the weight average molecular weight (molecular weight) of the polymer to be analyzed is calculated based on this curve.

抗血栓性高分子化合物およびカチオン性高分子を含む溶液(コロイド溶液)の調製に使用される溶媒は、カチオン性高分子を溶解し、また、抗血栓性高分子化合物を適度に分散させてコロイド溶液を調製することができるものを用いると好ましい。中空糸膜の細孔の外表面または内表面(酸素含有ガスが流れる側の表面)までのコロイド溶液の浸透をより有効に防止する観点から、溶媒が水を含むことが好ましい。ここで、水は、純水、イオン交換水または蒸留水であると好ましく、なかでも、蒸留水であると好ましい。 The solvent used to prepare the solution (colloidal solution) containing the antithrombotic polymer compound and the cationic polymer dissolves the cationic polymer, and the antithrombotic polymer compound is appropriately dispersed to be colloidal. It is preferable to use one that can prepare a solution. The solvent preferably contains water from the viewpoint of more effectively preventing the permeation of the colloidal solution to the outer surface or inner surface (the surface on the side through which the oxygen-containing gas flows) of the pores of the hollow fiber membrane. Here, the water is preferably pure water, ion-exchanged water or distilled water, and more preferably distilled water.

また、コロイド溶液の調製に使用される水以外の溶媒は、特に制限されないが、抗血栓性高分子化合物の分散性等の制御のしやすさを考慮すると、メタノール、アセトンであることが好ましい。上記水以外の溶媒は、1種単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。これらのうち、抗血栓性高分子化合物の分散性等のさらなる制御のしやすさを考慮すると、メタノールであることが好ましい。すなわち、溶媒は、水およびメタノールから構成されることが好ましい。ここで、水およびメタノールの混合比は、特に制限されないが、抗血栓性高分子化合物の分散性およびコロイドの平均粒子径のさらなる制御のしやすさを考慮すると、水:メタノールの混合比(質量比)が、6〜32:1であることが好ましく、10〜25:1であることがより好ましい。すなわち、溶媒は、6〜32:1の混合比(質量比)で水およびメタノールから構成されることが好ましく、10〜25:1の混合比(質量比)で水およびメタノールから構成されることがより好ましい。 The solvent other than water used for preparing the colloidal solution is not particularly limited, but methanol and acetone are preferable in consideration of ease of control such as dispersibility of the antithrombotic polymer compound. The solvent other than water may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Of these, methanol is preferable in consideration of further controllability such as dispersibility of the antithrombotic polymer compound. That is, the solvent is preferably composed of water and methanol. Here, the mixing ratio of water and methanol is not particularly limited, but considering the dispersibility of the antithrombotic polymer compound and the ease of further control of the average particle size of the colloid, the mixing ratio of water: methanol (mass ratio). The ratio) is preferably 6 to 32: 1, more preferably 10 to 25: 1. That is, the solvent is preferably composed of water and methanol in a mixing ratio (mass ratio) of 6 to 32: 1, and is composed of water and methanol in a mixing ratio (mass ratio) of 10 to 25: 1. Is more preferable.

なお、上記のように、水と水以外の溶媒との混合溶媒を用いてコロイド溶液を調製する際、溶媒、抗血栓性高分子化合物およびカチオン性高分子を添加する順序は特に制限されないが、以下の手順でコロイド溶液を調製すると好ましい。すなわち、抗血栓性高分子化合物を水以外の溶媒(好ましくは、メタノール)に添加して抗血栓性高分子化合物含有溶液を調製し、続いて、別途準備した水を撹拌しながら、この水に対して上記抗血栓性高分子化合物含有溶液を添加し、さらに、カチオン性高分子を添加する方法でコロイド溶液を調製すると好ましい。このような方法によれば、抗血栓性高分子化合物を分散させやすい。また、上記方法によれば、粒子径が均一なコロイドを形成することができ、均一な被膜が形成しやすくなるという利点もある。 As described above, when preparing a colloidal solution using a mixed solvent of water and a solvent other than water, the order in which the solvent, the antithrombotic polymer compound and the cationic polymer are added is not particularly limited. It is preferable to prepare a colloidal solution by the following procedure. That is, an antithrombotic polymer compound is added to a solvent other than water (preferably methanol) to prepare an antithrombotic polymer compound-containing solution, and subsequently, separately prepared water is added to the water while stirring. On the other hand, it is preferable to add the antithrombotic polymer compound-containing solution and further prepare a colloidal solution by a method of adding a cationic polymer. According to such a method, the antithrombotic polymer compound can be easily dispersed. Further, according to the above method, it is possible to form a colloid having a uniform particle size, and there is an advantage that a uniform film can be easily formed.

上記方法において、抗血栓性高分子化合物含有溶液に対する水の添加速度は、特に制限されないが、水に対し、上記抗血栓性高分子化合物含有溶液を5〜100g/minの速度で添加すると好ましい。 In the above method, the rate of addition of water to the antithrombotic polymer compound-containing solution is not particularly limited, but it is preferable to add the antithrombotic polymer compound-containing solution to water at a rate of 5 to 100 g / min.

コロイド溶液を調製する際の撹拌時間や撹拌温度は特に制限されないが、粒子径が均一なコロイドを形成しやすく、コロイドを均一に分散できるという観点から、抗血栓性高分子化合物含有溶液を水に添加した後、1〜30分間撹拌すると好ましく、5〜15分間撹拌するとより好ましい。また、撹拌温度は、10〜40℃であると好ましく、20〜30℃であるとより好ましい。 The stirring time and stirring temperature when preparing the colloidal solution are not particularly limited, but from the viewpoint that colloids having a uniform particle size can be easily formed and the colloids can be uniformly dispersed, the antithrombotic polymer compound-containing solution is added to water. After the addition, stirring for 1 to 30 minutes is preferable, and stirring for 5 to 15 minutes is more preferable. The stirring temperature is preferably 10 to 40 ° C, more preferably 20 to 30 ° C.

また、上記方法において、カチオン性高分子は、抗血栓性高分子含有溶液または抗血栓性高分子含有溶液を水に添加した後の溶液とそのまま混合されてもよいが、予め他の溶媒に溶解した溶液の形態で混合されてもよい。後者の場合、他の溶媒としては、カチオン性高分子を溶解できるものであれば特に制限されないが、上記コロイド溶液に用いられる溶媒と同様の溶媒が例示できる。また、他の溶媒は、上記コロイド溶液の溶媒と同じであってもまたは異なってもよいが、均一な溶液を調製しやすいという観点から、上記コロイド溶液の溶媒と同じ溶媒であることが好ましい。また、この場合の他の溶媒におけるカチオン性高分子の濃度は、特に制限されないが、混合のしやすさなどを考慮すると、カチオン性高分子の添加量が、他の溶媒100質量部に対して、好ましくは0.01〜20質量部、より好ましくは0.1〜10質量部、さらにより好ましくは0.5〜5質量部である。 Further, in the above method, the cationic polymer may be mixed as it is with the solution after adding the antithrombotic polymer-containing solution or the antithrombotic polymer-containing solution to water, but it is previously dissolved in another solvent. It may be mixed in the form of the prepared solution. In the latter case, the other solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the cationic polymer, and examples thereof include the same solvent as the solvent used in the above colloidal solution. The other solvent may be the same as or different from the solvent of the colloidal solution, but is preferably the same solvent as the solvent of the colloidal solution from the viewpoint that a uniform solution can be easily prepared. Further, the concentration of the cationic polymer in the other solvent in this case is not particularly limited, but in consideration of ease of mixing and the like, the amount of the cationic polymer added is based on 100 parts by mass of the other solvent. It is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass.

コロイド溶液中の抗血栓性高分子化合物の濃度は、特に制限されないが、コート量を増加させやすいという観点から、0.01質量%以上であると好ましい。さらに上記観点から、コロイド溶液は、抗血栓性高分子化合物を、0.05質量%以上の濃度で含むとより好ましく、0.1質量%以上の濃度で含むと特に好ましい。一方、コロイド溶液中の抗血栓性高分子化合物の濃度の上限は、特に制限されないが、被膜の形成しやすさ、コートむらの低減効果などを考慮すると、0.5質量%以下であると好ましく、0.4質量%以下であるとより好ましく、0.35質量%以下であると特に好ましい。また、このような範囲であれば、抗血栓性高分子化合物の被膜が厚くなりすぎることによる、ガス交換能の低下も抑制される。 The concentration of the antithrombotic polymer compound in the colloidal solution is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more from the viewpoint of easily increasing the coating amount. Further, from the above viewpoint, the colloidal solution preferably contains the antithrombotic polymer compound at a concentration of 0.05% by mass or more, and particularly preferably at a concentration of 0.1% by mass or more. On the other hand, the upper limit of the concentration of the antithrombotic polymer compound in the colloidal solution is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or less in consideration of the ease of forming a film, the effect of reducing coating unevenness, and the like. , 0.4% by mass or less is more preferable, and 0.35% by mass or less is particularly preferable. Further, within such a range, a decrease in gas exchange ability due to an excessively thick coating of the antithrombotic polymer compound can be suppressed.

したがって、コロイド溶液中の抗血栓性高分子化合物の濃度は、0.01〜0.5質量%であると好ましく、0.05〜0.4質量%であるとより好ましく、0.1〜0.35質量%であると特に好ましい。 Therefore, the concentration of the antithrombotic polymer compound in the colloidal solution is preferably 0.01 to 0.5% by mass, more preferably 0.05 to 0.4% by mass, and 0.1 to 0% by mass. It is particularly preferable that it is .35% by mass.

また、コロイド溶液中のカチオン性高分子の濃度は、特に制限されないが、コロイドの凝集を促し、コート量を増加させやすいという観点から、0.001質量%以上であると好ましい。カチオン性高分子の濃度が大きいほど、コート量を増加させることができる。さらに上記観点から、コロイド溶液は、カチオン性高分子を、0.01質量%以上の濃度で含むとより好ましく、0.02質量%以上の濃度で含むと特に好ましい。一方、コロイド溶液中のカチオン性高分子の濃度の上限は、特に制限されないが、カチオン性高分子の除去の容易性などを考慮すると、0.05質量%以下であると好ましく、0.04質量%以下であるとより好ましく、0.03質量%以下であると特に好ましい。また、このような範囲であれば、抗血栓性高分子化合物の被膜が厚くなりすぎることによる、ガス交換能の低下も抑制される。 The concentration of the cationic polymer in the colloidal solution is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass or more from the viewpoint of promoting the aggregation of colloids and easily increasing the coating amount. The higher the concentration of the cationic polymer, the more the coating amount can be increased. Further, from the above viewpoint, the colloidal solution preferably contains the cationic polymer at a concentration of 0.01% by mass or more, and particularly preferably at a concentration of 0.02% by mass or more. On the other hand, the upper limit of the concentration of the cationic polymer in the colloidal solution is not particularly limited, but is preferably 0.05% by mass or less, preferably 0.04% by mass, in consideration of the ease of removal of the cationic polymer. % Or less is more preferable, and 0.03% by mass or less is particularly preferable. Further, within such a range, a decrease in gas exchange ability due to an excessively thick coating of the antithrombotic polymer compound can be suppressed.

したがって、コロイド溶液中のカチオン性高分子の濃度は、0.001〜0.05質量%であると好ましく、0.01〜0.04質量%であるとより好ましく、0.02〜0.03質量%であると特に好ましい。 Therefore, the concentration of the cationic polymer in the colloidal solution is preferably 0.001 to 0.05% by mass, more preferably 0.01 to 0.04% by mass, and 0.02 to 0.03. It is particularly preferable to be% by mass.

さらに、コロイド溶液中に含まれる抗血栓性高分子化合物と、カチオン性高分子との混合比は特に制限されないが、抗血栓性高分子化合物のコロイドをより凝集させやすく、コート量を効果的に増加させやすいという観点から、抗血栓性高分子化合物:カチオン性高分子の混合比(質量比)が、1:0.01〜0.10であることが好ましく、1:0.015〜0.09であることがより好ましい。また、このような範囲であれば、抗血栓性高分子化合物の被膜が厚くなりすぎることによる、ガス交換能の低下も抑制される。 Further, the mixing ratio of the antithrombotic polymer compound contained in the colloidal solution and the cationic polymer is not particularly limited, but the colloid of the antithrombotic polymer compound is more easily aggregated and the coating amount is effectively applied. From the viewpoint of easy increase, the mixing ratio (mass ratio) of the antithrombotic polymer compound: cationic polymer is preferably 1: 0.01 to 0.10. It is more preferably 09. Further, within such a range, a decrease in gas exchange ability due to an excessively thick coating of the antithrombotic polymer compound can be suppressed.

また、コロイド溶液中に含まれる抗血栓性高分子化合物と、カチオン性高分子との混合比は、以下の範囲であってもよい。すなわち、抗血栓性高分子化合物のコロイドをより凝集させやすく、コート量を効果的に増加させやすいという観点から、抗血栓性高分子化合物:カチオン性高分子の混合比(モル比)が、1:1〜10であることが好ましく、1:1.3〜8であることがより好ましい。また、このような範囲であれば、抗血栓性高分子化合物の被膜が厚くなりすぎることによる、ガス交換能の低下も抑制される。 Further, the mixing ratio of the antithrombotic polymer compound contained in the colloidal solution and the cationic polymer may be in the following range. That is, from the viewpoint that the colloid of the antithrombotic polymer compound is more easily aggregated and the coating amount is easily increased, the mixing ratio (molar ratio) of the antithrombotic polymer compound: cationic polymer is 1. It is preferably 1 to 10 and more preferably 1: 1.3 to 8. Further, within such a range, a decrease in gas exchange ability due to an excessively thick coating of the antithrombotic polymer compound can be suppressed.

次に、本発明に係るコロイド溶液の調製において用いられる抗血栓性高分子化合物について説明する。 Next, the antithrombotic polymer compound used in the preparation of the colloidal solution according to the present invention will be described.

(抗血栓性高分子化合物およびその製造方法)
本発明において用いられる抗血栓性高分子化合物は、中空糸膜に塗布されることにより、人工肺に抗血栓性を付与する化合物である。なお、上記で説明したカチオン性高分子に対し、抗血栓性高分子化合物は、カチオン性基を有していない点で区別される。
(Antithrombotic polymer compound and its manufacturing method)
The antithrombotic polymer compound used in the present invention is a compound that imparts antithrombotic properties to an artificial lung by being applied to a hollow fiber membrane. The antithrombotic polymer compound is distinguished from the cationic polymer described above in that it does not have a cationic group.

ここで、抗血栓性高分子化合物の重量平均分子量は特に制限されないが、好ましくは80,000以上である。本発明に係る人工肺の製造方法において、抗血栓性高分子化合物は、コロイド溶液の形態で中空糸膜の外表面または内表面に塗布される。したがって、所望のコロイド溶液を調製しやすいという観点から、抗血栓性高分子化合物の重量平均分子量は、800,000未満であると好ましい。上記範囲とすることにより、抗血栓性高分子化合物を含む溶液中で、当該化合物が凝集または沈殿することを抑制し、安定したコロイド溶液を調製することができる。さらに、抗血栓性高分子化合物の重量平均分子量は、200,000を超えて800,000未満であると好ましく、210,000〜600,000であるとより好ましく、220,000〜500,000であるとさらにより好ましく、230,000〜450,000であると特に好ましい。 Here, the weight average molecular weight of the antithrombotic polymer compound is not particularly limited, but is preferably 80,000 or more. In the method for producing an artificial lung according to the present invention, the antithrombotic polymer compound is applied to the outer surface or inner surface of the hollow fiber membrane in the form of a colloidal solution. Therefore, the weight average molecular weight of the antithrombotic polymer compound is preferably less than 800,000 from the viewpoint of facilitating the preparation of a desired colloidal solution. Within the above range, a stable colloidal solution can be prepared by suppressing aggregation or precipitation of the compound in a solution containing an antithrombotic polymer compound. Further, the weight average molecular weight of the antithrombotic polymer compound is preferably more than 200,000 and less than 800,000, more preferably 210,000 to 600,000, and 220,000 to 500,000. It is even more preferable to have it, and it is particularly preferable to have it in the range of 230,000 to 450,000.

抗血栓性高分子化合物の分子量を大きくすることによって、被覆(被膜)中に含まれる、分子量が比較的小さい高分子の含有量を低減でき、その結果、比較的分子量が小さい高分子が、血液中へ溶出することを抑制・防止するという効果も得られると推測される。したがって、抗血栓性高分子化合物の重量平均分子量が上記範囲に含まれる場合には、被覆(特に低分子量の高分子)の血液中への溶出を更に有効に抑制・防止できる。また、抗血栓性および生体適合性の点からも好ましい。また、本明細書において、「低分子量の高分子」とは、重量平均分子量が60,000未満の高分子を意味する。なお、重量平均分子量の測定方法は、上記の通りである。 By increasing the molecular weight of the antithrombotic polymer compound, the content of the polymer having a relatively small molecular weight contained in the coating (coating) can be reduced, and as a result, the polymer having a relatively small molecular weight becomes blood. It is presumed that the effect of suppressing / preventing elution into the inside can also be obtained. Therefore, when the weight average molecular weight of the antithrombotic polymer compound is included in the above range, the elution of the coating (particularly the low molecular weight polymer) into the blood can be more effectively suppressed / prevented. It is also preferable from the viewpoint of antithrombotic property and biocompatibility. Further, in the present specification, the “low molecular weight polymer” means a polymer having a weight average molecular weight of less than 60,000. The method for measuring the weight average molecular weight is as described above.

抗血栓性高分子化合物は、抗血栓性や生体適合性を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。なかでも、上記特性に優れるという観点から、抗血栓性高分子化合物は、下記式(I): The antithrombotic polymer compound can be used without particular limitation as long as it has antithrombotic properties and biocompatibility. Among them, the antithrombotic polymer compound has the following formula (I): from the viewpoint of being excellent in the above characteristics.

Figure 0006956169
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ただし、Rは、水素原子またはメチル基を表わし、Rは、炭素数1〜4のアルキレン基を表わし、Rは、炭素数1〜4のアルキル基を表わす、で示されるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を有すると好ましい。上記の式(I)で示される構成単位を有する化合物は、抗血栓性生体適合性(血小板の粘着/付着の抑制・防止効果、および血小板の活性化の抑制・防止効果)、特に血小板の粘着/付着の抑制・防止効果に優れる。ゆえに、上記構成単位を有する化合物を用いることにより、抗血栓性生体適合性(血小板の粘着/付着の抑制・防止効果、および血小板の活性化の抑制・防止効果)、特に血小板の粘着/付着の抑制・防止効果に優れた人工肺を製造することが可能となる。However, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is preferable to have a structural unit derived from meta) acrylate. The compound having the structural unit represented by the above formula (I) has antithrombotic biocompatibility (effect of suppressing / preventing adhesion / adhesion of platelets and effect of suppressing / preventing activation of platelets), particularly adhesion of platelets. / Excellent effect of suppressing / preventing adhesion. Therefore, by using the compound having the above-mentioned structural unit, antithrombotic biocompatibility (effect of suppressing / preventing adhesion / adhesion of platelets and effect of suppressing / preventing activation of platelets), particularly adhesion / adhesion of platelets It is possible to manufacture an artificial lung having an excellent inhibitory / preventive effect.

なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は「アクリレートおよび/またはメタクリレート」を意味する。すなわち、「アルコキシアルキル(メタ)アクリレート」は、アルコキシアルキルアクリレートのみ、アルコキシアルキルメタクリレートのみ、ならびにアルコキシアルキルアクリレートおよびアルコキシアルキルメタクリレートすべての場合を包含する。 In addition, in this specification, "(meth) acrylate" means "acrylate and / or methacrylate". That is, "alkoxyalkyl (meth) acrylate" includes all cases of alkoxyalkyl acrylate only, alkoxyalkyl methacrylate only, and alkoxyalkyl acrylate and alkoxyalkyl methacrylate.

上記式(I)において、Rは、炭素数1〜4のアルキレン基を表わす。ここで、炭素数1〜4のアルキレン基としては、特に制限されず、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基の直鎖または分岐鎖のアルキレン基がある。これらのうち、エチレン基、プロピレン基が好ましく、抗血栓性および生体適合性のさらなる向上効果を考慮すると、エチレン基が特に好ましい。Rは、炭素数1〜4のアルキル基を表わす。ここで、炭素数1〜4のアルキル基としては、特に制限されず、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基の直鎖または分岐鎖のアルキル基がある。これらのうち、メチル基、エチル基が好ましく、抗血栓性および生体適合性のさらなる向上効果を考慮すると、メチル基が特に好ましい。Rは、水素原子またはメチル基を表わす。なお、本発明に係る抗血栓性高分子化合物が2種以上のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を有する場合には、各構成単位は、同一であってもあるいは異なるものであってもよい。In the above formula (I), R 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Here, the alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is not particularly limited, and includes a linear or branched alkylene group of methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group and propylene group. Of these, an ethylene group and a propylene group are preferable, and an ethylene group is particularly preferable in consideration of further improving the antithrombotic property and biocompatibility. R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Here, the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is not particularly limited, and may be a linear group of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. There is an alkyl group of the branched chain. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable, and a methyl group is particularly preferable in consideration of further improving the antithrombotic property and biocompatibility. R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group. When the antithrombotic polymer compound according to the present invention has two or more kinds of alkoxyalkyl (meth) acrylate-derived structural units, each structural unit may be the same or different. good.

アルコキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、具体的には、メトキシメチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、メトキシプロピルアクリレート、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、エトキシプロピルアクリレート、エトキシブチルアクリレート、プロポキシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシブチルアクリレート、メトキシメチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、プロポキシメチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート等が挙げられる。これらのうち、抗血栓性および生体適合性のさらなる向上効果の観点から、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチルアクリレートが好ましく、メトキシエチルアクリレート(MEA)が特に好ましい。すなわち、本発明に係る抗血栓性高分子化合物がポリメトキシエチルアクリレート(PMEA)であることが好ましい。上記アルコキシアルキル(メタ)アクリレートは、単独で使用されてもあるいは2種以上を混合して使用してもよい。 Specific examples of the alkoxyalkyl (meth) acrylate include methoxymethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, methoxypropyl acrylate, ethoxymethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, ethoxypropyl acrylate, ethoxybutyl acrylate, propoxymethyl acrylate, and butoxyethyl acrylate. Examples thereof include methoxybutyl acrylate, methoxymethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxymethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, propoxymethyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate and the like. Of these, methoxyethyl (meth) acrylate and methoxybutyl acrylate are preferable, and methoxyethyl acrylate (MEA) is particularly preferable, from the viewpoint of further improving the antithrombotic property and biocompatibility. That is, it is preferable that the antithrombotic polymer compound according to the present invention is polymethoxyethyl acrylate (PMEA). The above-mentioned alkoxyalkyl (meth) acrylate may be used alone or in combination of two or more.

特に、抗血栓性高分子化合物がポリメトキシエチルアクリレート(PMEA)である場合、その重量平均分子量は特に制限されないが、好ましくは80,000以上である。一方、所望のコロイド溶液を調製しやすいという観点から、PMEAの重量平均分子量は、800,000未満であると好ましい。上記範囲とすることにより、PMEAを含む溶液中で、当該化合物が凝集または沈殿することを抑制し、安定したコロイド溶液を調製することができる。さらに、PMEAの重量平均分子量は、200,000を超えて800,000未満であると好ましく、210,000〜600,000であるとより好ましく、220,000〜500,000であるとさらにより好ましく、230,000〜450,000であると特に好ましい。 In particular, when the antithrombotic polymer compound is polymethoxyethyl acrylate (PMEA), its weight average molecular weight is not particularly limited, but is preferably 80,000 or more. On the other hand, the weight average molecular weight of PMEA is preferably less than 800,000 from the viewpoint that a desired colloidal solution can be easily prepared. Within the above range, it is possible to prevent the compound from agglutinating or precipitating in a solution containing PMEA, and to prepare a stable colloidal solution. Further, the weight average molecular weight of PMEA is preferably more than 200,000 and less than 800,000, more preferably 210,000 to 600,000, and even more preferably 220,000 to 500,000. , 230,000 to 450,000 is particularly preferable.

本発明に係る抗血栓性高分子化合物は、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を有していると好ましく、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位の1種もしくは2種以上から構成される重合体(単独重合体)であってもまたは1種もしくは2種以上のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位および当該アルコキシアルキル(メタ)アクリレートと共重合し得る1種もしくは2種以上の単量体由来の構成単位(他の構成単位)から構成される重合体(共重合体)であってもよい。なお、本発明に係る抗血栓性高分子化合物が2種以上の構成単位から構成される場合には、高分子(共重合体)の構造は特に制限されず、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよい。また、重合体の末端は特に制限されず、使用される原料の種類によって適宜規定されるが、通常、水素原子である。 The antithrombotic polymer compound according to the present invention preferably has a structural unit derived from alkoxyalkyl (meth) acrylate, and is composed of one or more structural units derived from alkoxyalkyl (meth) acrylate. One or more kinds of structural units derived from one or more kinds of alkoxyalkyl (meth) acrylates and one or more kinds which can be copolymerized with the alkoxyalkyl (meth) acrylate even if it is a polymer (monopolymer). It may be a polymer (copolymer) composed of a monomer-derived structural unit (another structural unit). When the antithrombotic polymer compound according to the present invention is composed of two or more kinds of structural units, the structure of the polymer (copolymer) is not particularly limited, and a random copolymer or an alternating copolymer is used. It may be a coalescence, a periodic copolymer, or a block copolymer. The end of the polymer is not particularly limited and is appropriately defined depending on the type of raw material used, but is usually a hydrogen atom.

ここで、本発明に係る抗血栓性高分子化合物がアルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位に加えて他の構成単位を有する場合の、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートと共重合し得る単量体(共重合性単量体)としては、特に制限されない。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、エチレン、プロピレン、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、アミノメチルアクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノイソプロピルアクリレート、ジアミノメチルアクリレート、ジアミノエチルアクリレート、ジアミノブチルアクリレート、メタアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルメタクリレート、ジアミノメチルメタクリレート、ジアミノエチルメタクリレート等が挙げられる。これらのうち、共重合性単量体としては、分子内にヒドロキシル基やカチオン性基を有しないものが好ましい。共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれでもよく、ラジカル重合やイオン重合、マクロモノマーを利用した重合等の公知の方法により合成することができる。ここで、共重合体の全構成単位中、共重合性単量体に由来する構成単位の割合は、特に制限されないが、抗血栓性および生体適合性などを考慮すると、共重合性単量体に由来する構成単位(他の構成単位)が、共重合体の全構成単位中、0モル%を超えて50モル%以下であることが好ましい。50モル%を超えると、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートによる効果が低下してしまう可能性がある。 Here, a monomer copolymerizable with the alkoxyalkyl (meth) acrylate when the antithrombotic polymer compound according to the present invention has another structural unit in addition to the structural unit derived from the alkoxyalkyl (meth) acrylate. The (copolymerizable monomer) is not particularly limited. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, ethylene, propylene, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, aminomethyl acrylate, aminoethyl acrylate, aminoisopropyl acrylate, diaminomethyl acrylate, diaminoethyl acrylate, diaminobutyl acrylate, metaacrylamide, N, N-dimethylmethacrylate, N, N − Diethylmethacrylate, aminomethylmethacrylate, aminoethylmethacrylate, diaminomethylmethacrylate, diaminoethylmethacrylate and the like. Of these, the copolymerizable monomer preferably has no hydroxyl group or cationic group in the molecule. The copolymer may be a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer, and can be synthesized by a known method such as radical polymerization, ionic polymerization, or polymerization using a macromonomer. Here, the ratio of the constituent units derived from the copolymerizable monomer to all the constituent units of the copolymer is not particularly limited, but the copolymerizable monomer is considered in consideration of antithrombotic property, biocompatibility and the like. It is preferable that the structural unit (other structural unit) derived from the above is more than 0 mol% and 50 mol% or less of all the structural units of the copolymer. If it exceeds 50 mol%, the effect of the alkoxyalkyl (meth) acrylate may be reduced.

また、上記式(I)で示されるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を含む抗血栓性高分子化合物は、公知の方法によって製造できる。具体的には、下記式(II): Further, the antithrombotic polymer compound containing a structural unit derived from the alkoxyalkyl (meth) acrylate represented by the above formula (I) can be produced by a known method. Specifically, the following formula (II):

Figure 0006956169
Figure 0006956169

で示されるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート、および必要に応じて添加される上記アルコキシアルキル(メタ)アクリレートと共重合し得る単量体(共重合性単量体)の1種または2種以上とを重合溶媒中で重合開始剤と共に撹拌して、単量体溶液を調製し、上記単量体溶液を加熱することにより、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、またはアルコキシアルキル(メタ)アクリレートおよび必要に応じて添加される共重合性単量体を(共)重合させる方法が好ましく使用される。なお、上記式(II)において、置換基R、RおよびRは、上記式(I)の定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。One or more of the alkoxyalkyl (meth) acrylate represented by (1) and a monomer (copolymerizable monomer) capable of copolymerizing with the above alkoxyalkyl (meth) acrylate added as needed. A monomer solution is prepared by stirring with a polymerization initiator in a polymerization solvent, and the monomer solution is heated to obtain an alkoxyalkyl (meth) acrylate or an alkoxyalkyl (meth) acrylate and, if necessary, an alkoxyalkyl (meth) acrylate. A method of (co) polymerizing the added copolymerizable monomer is preferably used. In the above formula (II), the substituents R 1 , R 2 and R 3 are the same as the definition of the above formula (I), and thus the description thereof will be omitted here.

上記単量体溶液の調製で使用できる重合溶媒は、用いられる上記式(II)のアルコキシアルキル(メタ)アクリレートおよび必要に応じて添加される共重合性単量体を溶解できるものであれば特に制限されない。例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール、ポリエチレングリコール類などの水性溶媒;トルエン、キシレン、テトラリン等の芳香族系溶媒;及びクロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒などが挙げられる。これらのうち、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートの溶解しやすさ、上記したような重量平均分子量を有する高分子の得やすさなどを考慮すると、メタノールが好ましい。 The polymerization solvent that can be used in the preparation of the monomer solution is particularly one that can dissolve the alkoxyalkyl (meth) acrylate of the above formula (II) used and the copolymerizable monomer added as needed. Not limited. For example, water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol, aqueous solvents such as polyethylene glycol; aromatic solvents such as toluene, xylene and tetraline; and halogens such as chloroform, dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene. Examples include system solvents. Of these, methanol is preferable in consideration of the ease of dissolving the alkoxyalkyl (meth) acrylate and the ease of obtaining a polymer having a weight average molecular weight as described above.

単量体溶液中の単量体濃度は、特に制限されないが、濃度を比較的高く設定することによって、得られる抗血栓性高分子化合物の重量平均分子量を大きくすることができる。このため、上記したような重量平均分子量を有する高分子の得やすさなどを考慮すると、単量体溶液中の単量体濃度は、好ましくは50質量%未満であり、より好ましくは15質量%以上50質量%未満である。さらに、単量体溶液中の単量体濃度は、より好ましくは20質量%以上48質量%以下であり、特に好ましくは25質量%以上45質量%以下である。なお、上記単量体濃度は、単量体を2種以上使用する場合には、これらの単量体の合計濃度を意味する。 The monomer concentration in the monomer solution is not particularly limited, but the weight average molecular weight of the obtained antithrombotic polymer compound can be increased by setting the concentration to be relatively high. Therefore, considering the ease of obtaining a polymer having a weight average molecular weight as described above, the monomer concentration in the monomer solution is preferably less than 50% by mass, more preferably 15% by mass. It is more than 50% by mass. Further, the monomer concentration in the monomer solution is more preferably 20% by mass or more and 48% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or more and 45% by mass or less. The monomer concentration means the total concentration of these monomers when two or more kinds of monomers are used.

重合開始剤は特に制限されず、公知のものを使用すればよい。好ましくは、重合安定性に優れる点で、ラジカル重合開始剤であり、具体的には、過硫酸カリウム(KPS)、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジスルフェートジハイドレート、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン)]ハイドレート、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−アミルパーオキシネオデカノエート、t−アミルパーオキシピバレート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(セカンダリーブチル)パーオキシジカーボネート、アゾビスシアノ吉草酸等のアゾ化合物が挙げられる。また、例えば、上記ラジカル重合開始剤に、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸等の還元剤を組み合わせてレドックス系開始剤として用いてもよい。重合開始剤の配合量は、単量体(アルコキシアルキル(メタ)アクリレートおよび必要に応じて添加される共重合性単量体;以下、同様)の合計量に対して、0.0001〜1モル%が好ましく、0.001〜0.8モル%であるとより好ましく、0.01〜0.5モル%であると特に好ましい。または、重合開始剤の配合量は、100質量部の単量体(複数種の単量体を用いる場合は、その全体)に対して、好ましくは0.005〜2質量部であり、より好ましくは0.05〜0.5質量部である。このような重合開始剤の配合量であれば、所望の重量平均分子量を有する高分子がより効率よく製造できる。 The polymerization initiator is not particularly limited, and known ones may be used. It is preferably a radical polymerization initiator in that it is excellent in polymerization stability, and specifically, persulfate such as potassium persulfate (KPS), sodium persulfate, ammonium persulfate; hydrogen peroxide, t-butylper. Azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2,) 4-Dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] Disulfate dihydrate, 2,2'-azobis (2-methylpropion amidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropion amidine)] hydrate, 3 -Hydroxy-1,1-dimethylbutylperoxyneodecanoate, α-cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetrabutylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodeca Noate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-butylperoxypivalate, t-amylperoxyneodecanoate, t-amylperoxypivalate, di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, Examples thereof include azo compounds such as di (secondary butyl) peroxydicarbonate and azobisisobutyric acid. Further, for example, a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, or ascorbic acid may be combined with the radical polymerization initiator to be used as a redox-based initiator. The amount of the polymerization initiator to be blended is 0.0001 to 1 mol with respect to the total amount of the monomers (alkoxyalkyl (meth) acrylate and copolymerizable monomer added as needed; the same applies hereinafter). % Is preferable, 0.001 to 0.8 mol% is more preferable, and 0.01 to 0.5 mol% is particularly preferable. Alternatively, the blending amount of the polymerization initiator is preferably 0.005 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer (when a plurality of types of monomers are used, the whole thereof), which is more preferable. Is 0.05 to 0.5 parts by mass. With such a compounding amount of the polymerization initiator, a polymer having a desired weight average molecular weight can be produced more efficiently.

上記重合開始剤は、単量体および重合溶媒とそのまま混合されてもよいが、予め他の溶媒に溶解した溶液の形態で単量体および重合溶媒とそのまま混合されてもよい。後者の場合、他の溶媒としては、重合開始剤を溶解できるものであれば特に制限されないが、上記重合溶媒と同様の溶媒が例示できる。また、他の溶媒は、上記重合溶媒と同じであってもまたは異なってもよいが、重合の制御のしやすさなどを考慮すると、上記重合溶媒と同じ溶媒であることが好ましい。また、この場合の他の溶媒における重合開始剤の濃度は、特に制限されないが、混合のしやすさなどを考慮すると、重合開始剤の添加量が、他の溶媒100質量部に対して、好ましくは0.1〜10質量部、より好ましくは0.15〜5質量部、さらにより好ましくは0.2〜1.8質量部である。 The above-mentioned polymerization initiator may be mixed with the monomer and the polymerization solvent as it is, or may be mixed with the monomer and the polymerization solvent as it is in the form of a solution previously dissolved in another solvent. In the latter case, the other solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerization initiator, but the same solvent as the above-mentioned polymerization solvent can be exemplified. The other solvent may be the same as or different from the above-mentioned polymerization solvent, but is preferably the same solvent as the above-mentioned polymerization solvent in consideration of ease of control of polymerization and the like. The concentration of the polymerization initiator in the other solvent in this case is not particularly limited, but the amount of the polymerization initiator added is preferably more than 100 parts by mass of the other solvent in consideration of ease of mixing and the like. Is 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.15 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.2 to 1.8 parts by mass.

次に、上記単量体溶液を加熱することにより、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートまたはアルコキシアルキル(メタ)アクリレート及び他の単量体を(共)重合する。ここで、重合方法は、例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの公知の重合方法が採用でき、好ましくは製造が容易なラジカル重合を使用する。 Next, the monomer solution is heated to (co) polymerize the alkoxyalkyl (meth) acrylate or the alkoxyalkyl (meth) acrylate and other monomers. Here, as the polymerization method, for example, a known polymerization method such as radical polymerization, anionic polymerization, or cationic polymerization can be adopted, and radical polymerization which is easy to produce is preferably used.

重合条件は、上記単量体(アルコキシアルキル(メタ)アクリレートまたはアルコキシアルキル(メタ)アクリレート及び共重合性単量体)が重合できる条件であれば特に制限されない。具体的には、重合温度は、好ましくは30〜60℃であり、より好ましくは40〜55℃である。また、重合時間は、好ましくは1〜24時間であり、好ましくは3〜12時間である。かような条件であれば、上記したような高分子量の重合体がより効率的に製造できる。また、重合工程におけるゲル化を有効に抑制・防止すると共に、高い製造効率を達成できる。 The polymerization conditions are not particularly limited as long as the above-mentioned monomers (alkoxyalkyl (meth) acrylate or alkoxyalkyl (meth) acrylate and copolymerizable monomer) can be polymerized. Specifically, the polymerization temperature is preferably 30 to 60 ° C, more preferably 40 to 55 ° C. The polymerization time is preferably 1 to 24 hours, preferably 3 to 12 hours. Under such conditions, a polymer having a high molecular weight as described above can be produced more efficiently. In addition, gelation in the polymerization step can be effectively suppressed / prevented, and high production efficiency can be achieved.

また、必要に応じて、連鎖移動剤、重合速度調整剤、界面活性剤、およびその他の添加剤を、重合の際に適宜使用してもよい。 Further, if necessary, a chain transfer agent, a polymerization rate adjusting agent, a surfactant, and other additives may be appropriately used at the time of polymerization.

重合反応を行う雰囲気は特に制限されるものではなく、大気雰囲気下、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気等で行うこともできる。また、重合反応中は、反応液を攪拌してもよい。 The atmosphere in which the polymerization reaction is carried out is not particularly limited, and the polymerization reaction can be carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. Further, the reaction solution may be stirred during the polymerization reaction.

重合後の重合体は、再沈澱法、透析法、限外濾過法、抽出法など一般的な精製法により精製することができる。コロイド溶液の調製に適した(共)重合体が得られるという理由から、上記の中でも、再沈殿法による精製を行うと好ましい。このとき、再沈殿を行うために用いる貧溶媒としては、エタノールを用いると好ましい。 The polymer after polymerization can be purified by a general purification method such as a reprecipitation method, a dialysis method, an ultrafiltration method, or an extraction method. Among the above, purification by the reprecipitation method is preferable because a (co) polymer suitable for preparing a colloidal solution can be obtained. At this time, it is preferable to use ethanol as the poor solvent used for reprecipitation.

精製後の重合体は、凍結乾燥、減圧乾燥、噴霧乾燥、または加熱乾燥等、任意の方法によって乾燥することもできるが、重合体の物性に与える影響が小さいという観点から、凍結乾燥または減圧乾燥が好ましい。 The purified polymer can be dried by any method such as freeze-drying, vacuum-drying, spray-drying, or heat-drying, but from the viewpoint of having a small effect on the physical properties of the polymer, it is freeze-dried or vacuum-dried. Is preferable.

(2)コロイド溶液の塗布(被覆)工程
次に、上記の通り調製したコロイド溶液を、中空糸膜の外表面または内表面に塗布(被覆)する。具体的には、人工肺(例えば、後述する図1または図3のような構造のもの)を組み立てた後、上記工程(1)において調製したコロイド溶液を接触させる(または流通させる)ことによって、中空糸膜の外表面または内表面(すなわち、血液接触部)を、抗血栓性高分子化合物で被覆する。また、中空糸膜に対するコロイド溶液の塗布は、人工肺の組立前に行ってもよい。
(2) Coating (coating) step of the colloidal solution Next, the colloidal solution prepared as described above is coated (coated) on the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane. Specifically, after assembling an artificial lung (for example, one having a structure as shown in FIG. 1 or FIG. 3 described later), the colloidal solution prepared in the above step (1) is brought into contact with (or circulated). The outer or inner surface of the hollow fiber membrane (ie, the blood contact area) is coated with an antithrombotic polymer compound. Further, the application of the colloidal solution to the hollow fiber membrane may be performed before assembling the artificial lung.

本発明では、中空糸膜の外表面または内表面をコロイド溶液と接触させて(コロイド溶液を人工肺の血液流通側へ流通させて)、中空糸膜の外表面または内表面に抗血栓性高分子化合物の塗膜を形成する。ここで、コロイド溶液の中空糸膜の外表面または内表面への塗布量は特に制限されない。 In the present invention, the outer surface or inner surface of the hollow fiber membrane is brought into contact with the colloidal solution (the colloidal solution is circulated to the blood flow side of the artificial lung), and the outer surface or inner surface of the hollow fiber membrane is highly antithrombotic. A coating film of a molecular compound is formed. Here, the amount of the colloidal solution applied to the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane is not particularly limited.

本発明に係る方法により製造される人工肺の好ましい一実施形態は、外部灌流型人工肺であって、中空糸膜の外表面に抗血栓性高分子化合物が被覆されてなる形態である。よって、本工程において、上記の構成を備えた人工肺を製造するため、コロイド溶液を中空糸膜の外表面に塗布すると好ましい。すなわち、本発明に係る製造方法は、前記中空糸膜が、酸素含有ガスが流れる前記内腔を形成する前記内表面と、血液と接触する前記外表面と、を有し、前記外表面に、前記コロイド溶液を塗布する方法であると好ましい。 A preferred embodiment of the artificial lung produced by the method according to the present invention is an extracorporeal membrane oxygenation in which the outer surface of the hollow fiber membrane is coated with an antithrombotic polymer compound. Therefore, in this step, in order to produce an artificial lung having the above configuration, it is preferable to apply a colloidal solution to the outer surface of the hollow fiber membrane. That is, in the production method according to the present invention, the hollow fiber membrane has the inner surface forming the lumen through which the oxygen-containing gas flows and the outer surface in contact with blood, and the outer surface has the outer surface. The method of applying the colloidal solution is preferable.

また、抗血栓性高分子化合物の被覆方法は、特に制限されないが、充填、ディップコート(浸漬法)、噴霧、スピンコート、滴下、ブレードコート、刷毛塗り、ロールコート、エアーナイフコート、カーテンコート、ワイヤーバーコート、グラビアコート、混合溶液含浸スポンジコート等、従来公知の方法を適用することができる。なかでも、抗血栓性高分子化合物のコート量を多くするため、充填、ディップコート(浸漬法)が好ましい。 The coating method of the antithrombotic polymer compound is not particularly limited, but filling, dip coating (immersion method), spraying, spin coating, dripping, blade coating, brush coating, roll coating, air knife coating, curtain coating, etc. Conventionally known methods such as wire bar coating, gravure coating, and mixed solution impregnated sponge coating can be applied. Of these, filling and dip coating (immersion method) are preferable in order to increase the coating amount of the antithrombotic polymer compound.

また、抗血栓性高分子化合物の塗膜の形成条件は、特に制限されない。例えば、コロイド溶液と中空糸膜との接触時間(コロイド溶液の人工肺の血液流通側への流通時間)は、コート量、塗膜の形成しやすさ、コートむらの低減効果などを考慮すると、1〜5分が好ましく、1〜3分がより好ましい。また、コロイド溶液と中空糸膜との接触温度(コロイド溶液の人工肺の血液流通側への流通温度)は、コート量、塗膜の形成しやすさ、コートむらの低減効果などを考慮すると、5〜40℃が好ましく、15〜30℃がより好ましい。なお、コロイド溶液と中空糸膜との接触時において、コロイド溶液は静置することが好ましい。コロイド溶液を静置することにより、十分な量の抗血栓性高分子化合物を被覆できる。 Further, the conditions for forming the coating film of the antithrombotic polymer compound are not particularly limited. For example, the contact time between the colloidal solution and the hollow fiber membrane (the circulation time of the colloidal solution to the blood circulation side of the artificial lung) is determined by considering the coating amount, the ease of forming a coating film, the effect of reducing coating unevenness, and the like. 1 to 5 minutes is preferable, and 1 to 3 minutes is more preferable. In addition, the contact temperature between the colloidal solution and the hollow fiber membrane (the temperature at which the colloidal solution flows to the blood flow side of the artificial lung) is determined by considering the amount of coating, the ease of forming a coating film, the effect of reducing coating unevenness, and the like. 5 to 40 ° C. is preferable, and 15 to 30 ° C. is more preferable. It is preferable that the colloidal solution is allowed to stand at the time of contact between the colloidal solution and the hollow fiber membrane. By allowing the colloidal solution to stand, a sufficient amount of antithrombotic polymer compound can be coated.

上記コロイド溶液との接触後に、塗膜を乾燥させることによって、本発明に係る抗血栓性高分子化合物による被覆(被膜)を中空糸膜の外表面または内表面に形成する。ここで、乾燥条件は、本発明に係る抗血栓性高分子化合物による被覆(被膜)が中空糸膜の外表面(さらには外面層)、または内表面(さらには内面層)に形成できる条件であれば特に制限されない。具体的には、乾燥温度は、5〜50℃が好ましく、15〜40℃がより好ましい。また、乾燥時間は、60〜300分が好ましく、120〜240分がより好ましい。または、好ましくは5〜40℃、より好ましくは15〜30℃のガスを中空糸膜に連続してまたは段階的に流通させることによって、塗膜を乾燥させてもよい。ここで、ガスの種類は、塗膜に何ら影響を及ぼさず、塗膜を乾燥できるものであれば特に制限されない。具体的には、空気、および窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスなどが挙げられる。また、ガスの流通量は、塗膜を十分乾燥できる量であれば特に制限されないが、好ましく5〜150Lであり、より好ましく30〜100Lである。 After contact with the colloidal solution, the coating film is dried to form a coating film with the antithrombotic polymer compound according to the present invention on the outer surface or inner surface of the hollow fiber membrane. Here, the drying condition is a condition that the coating (coating) with the antithrombotic polymer compound according to the present invention can be formed on the outer surface (further, the outer surface layer) or the inner surface (further, the inner surface layer) of the hollow fiber membrane. If there is, there is no particular limitation. Specifically, the drying temperature is preferably 5 to 50 ° C, more preferably 15 to 40 ° C. The drying time is preferably 60 to 300 minutes, more preferably 120 to 240 minutes. Alternatively, the coating film may be dried by continuously or stepwise flowing a gas at preferably 5 to 40 ° C., more preferably 15 to 30 ° C. through the hollow fiber membrane. Here, the type of gas is not particularly limited as long as it does not affect the coating film and can dry the coating film. Specific examples thereof include air and an inert gas such as nitrogen gas and argon gas. The amount of gas flowing is not particularly limited as long as the coating film can be sufficiently dried, but is preferably 5 to 150 L, more preferably 30 to 100 L.

(3)洗浄工程
本工程は、抗血栓性高分子化合物による被膜を洗浄する工程であり、任意で設けられる。本工程において抗血栓性高分子化合物による被膜を洗浄することで、当該被膜中に存在するカチオン性高分子を取り除くことができる。一方で、コロイド溶液に含まれるカチオン性高分子の生体適合性が高い場合には、本工程は設けなくともよい。
(3) Cleaning Step This step is a step of cleaning the coating film made of the antithrombotic polymer compound, and is optionally provided. By cleaning the coating film made of the antithrombotic polymer compound in this step, the cationic polymer present in the coating film can be removed. On the other hand, if the cationic polymer contained in the colloidal solution has high biocompatibility, this step may not be provided.

洗浄方法は特に限定されないが、抗血栓性高分子化合物による被膜を洗浄溶媒に浸漬し抽出する方法、洗浄溶媒をかけ流す方法、またはこれらを組合せてもよい。このとき使用される洗浄溶媒は、抗血栓性高分子化合物による被膜を溶解させず、かつ、カチオン性高分子を含む不純物を除去することができるものであれば特に限定されないが、水または温水が好ましく用いられる。洗浄水の温度は特に制限されないが、好ましくは20℃〜100℃であり、より好ましくは25〜80℃である。また、洗浄時間(洗浄溶媒を被膜に接触させる時間)は特に制限されないが、好ましくは1〜10分、より好ましくは2〜5分である。上記条件によれば、カチオン性高分子を十分に除去することができる。 The cleaning method is not particularly limited, but a method of immersing and extracting a film made of an antithrombotic polymer compound in a cleaning solvent, a method of pouring the cleaning solvent over, or a combination thereof may be used. The cleaning solvent used at this time is not particularly limited as long as it does not dissolve the film made of the antithrombotic polymer compound and can remove impurities containing a cationic polymer, but water or warm water is used. It is preferably used. The temperature of the washing water is not particularly limited, but is preferably 20 ° C to 100 ° C, and more preferably 25 to 80 ° C. The cleaning time (time for bringing the cleaning solvent into contact with the coating film) is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 minutes, more preferably 2 to 5 minutes. According to the above conditions, the cationic polymer can be sufficiently removed.

さらに、上記洗浄工程の後、乾燥工程を行ってもよい。乾燥方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。 Further, a drying step may be performed after the washing step. The drying method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.

[人工肺]
本発明に係る人工肺の製造方法によれば、中空糸膜の外表面側または内表面側に、十分な量の抗血栓性高分子化合物を被覆することができる。具体的には、本発明の方法により製造される人工肺は、中空糸膜(膜面積)に対する抗血栓性高分子化合物のコート量が、20mg/m以上であると好ましく、30mg/m以上であるとより好ましい。かようなコート量であれば、抗血栓性に優れた人工肺が得られる。一方、コート量の上限は特に制限されないが、60mg/m以下であると好ましい。かようなコート量であれば、抗血栓性高分子化合物の被膜が厚すぎることによるガス交換能の低下が抑制され、ガス交換能にも優れた人工肺が得られる。なお、上記コート量は、下記実施例に記載の方法によって測定される値を採用する。また、本明細書中、中空糸膜の「膜面積」とは、中空糸膜の外表面の面積または内表面の面積をいう。中空糸膜の外表面を抗血栓性高分子化合物で被覆する場合(すなわち、人工肺が血液外部灌流型中空糸膜人工肺である場合)には、「膜面積」は、中空糸膜の外表面の面積をいい、中空糸膜の外径、円周率、本数および有効長の積から算出される。一方、中空糸膜の内表面を抗血栓性高分子化合物で被覆する場合(すなわち、人工肺が血液内部灌流型中空糸膜人工肺である場合)には、「膜面積」とは、中空糸膜の内表面の面積をいい、中空糸膜の内径、円周率、本数および有効長の積から算出される。
[Artificial lung]
According to the method for producing an artificial lung according to the present invention, a sufficient amount of antithrombotic polymer compound can be coated on the outer surface side or the inner surface side of the hollow fiber membrane. Specifically, in the artificial lung produced by the method of the present invention, the coating amount of the antithrombotic polymer compound on the hollow fiber membrane (membrane area) is preferably 20 mg / m 2 or more, preferably 30 mg / m 2. The above is more preferable. With such a coating amount, an artificial lung having excellent antithrombotic properties can be obtained. On the other hand, the upper limit of the coating amount is not particularly limited, but is preferably 60 mg / m 2 or less. With such a coating amount, a decrease in gas exchange ability due to an excessively thick coating of the antithrombotic polymer compound is suppressed, and an artificial lung having excellent gas exchange ability can be obtained. As the coating amount, a value measured by the method described in the following Examples is adopted. Further, in the present specification, the "membrane area" of the hollow fiber membrane means the area of the outer surface or the area of the inner surface of the hollow fiber membrane. When the outer surface of the hollow fiber membrane is coated with an antithrombotic polymer compound (that is, when the artificial lung is an extracorporeal blood perfusion type hollow fiber membrane artificial lung), the "membrane area" is the outside of the hollow fiber membrane. The area of the surface, which is calculated from the product of the outer diameter, circumference, number, and effective length of the hollow fiber membrane. On the other hand, when the inner surface of the hollow fiber membrane is coated with an antithrombotic polymer compound (that is, when the artificial lung is an internal perfusion type hollow fiber membrane artificial lung), the "membrane area" means the hollow fiber. The area of the inner surface of the membrane, which is calculated from the product of the inner diameter, circumference, number, and effective length of the hollow fiber membrane.

また、本発明の方法により製造される人工肺は、上記の通り、抗血栓性高分子材料が十分な量で被覆されるため、中空糸膜の該表面側または内表面側の抗血栓性が向上する。したがって、当該人工肺を体外循環回路中に組み込み、血液を循環させた際、当該循環血液の血小板数維持率が向上する。具体的には、30分間血液を循環させた後の血小板数維持率が、70%を超えると好ましく、80%以上であるとより好ましく、90%以上であると特に好ましい(上限:100%)。なお、上記血小板数維持率は、下記実施例に記載の方法によって測定される値を採用する。 Further, as described above, the artificial lung produced by the method of the present invention is coated with an antithrombotic polymer material in a sufficient amount, so that the antithrombotic property of the surface side or the inner surface side of the hollow fiber membrane is improved. improves. Therefore, when the artificial lung is incorporated into an extracorporeal circulation circuit and blood is circulated, the platelet count maintenance rate of the circulating blood is improved. Specifically, the platelet count maintenance rate after circulating blood for 30 minutes is preferably more than 70%, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more (upper limit: 100%). .. As the platelet count maintenance rate, a value measured by the method described in the following Examples is adopted.

本発明に係る方法により製造される人工肺は、中空糸膜の外表面または内表面にコロイド溶液を塗布することにより、抗血栓性高分子化合物(高分子)が外表面または内表面を被覆する構成を有する。このとき、抗血栓性高分子化合物による被膜中に、コロイド溶液中に含まれるカチオン性高分子が残存することがある。このような場合、人工肺が、本発明に係る方法により製造されたことが判断される。このような被膜中のカチオン性高分子の存在の有無は、いかなる分析手段によっても確認されうる。例えば、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC:Size Exclusion Chromatography)、SECと多角度光散乱検出器とを組み合わせた方法(SEC−MALS)、元素分析などの方法によって確認することができる。また、抗血栓性高分子化合物による被膜中にカチオン性高分子が残留していない場合であっても、抗血栓性高分子化合物のコート量が、上記コート量の範囲である場合にも、本発明に係る方法により製造されたことが判断される。 In the artificial lung produced by the method according to the present invention, an antithrombotic polymer compound (polymer) coats the outer surface or the inner surface by applying a colloidal solution to the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane. Has a configuration. At this time, the cationic polymer contained in the colloidal solution may remain in the coating film made of the antithrombotic polymer compound. In such a case, it is determined that the artificial lung was manufactured by the method according to the present invention. The presence or absence of such a cationic polymer in the coating can be confirmed by any analytical means. For example, it can be confirmed by a method such as Size Exclusion Chromatography (SEC), a method combining SEC and a multi-angle light scattering detector (SEC-MALS), and elemental analysis. Further, even when the cationic polymer does not remain in the coating film made of the antithrombotic polymer compound, even when the coating amount of the antithrombotic polymer compound is within the above coating amount, the present invention is also performed. It is determined that the product was produced by the method according to the invention.

本発明の方法により製造される人工肺の詳細を、図面を参照しながら以下で説明する。 Details of the artificial lung produced by the method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の製造方法により得られる中空糸膜外部血液灌流型人工肺の一実施形態の断面図である。図2は、本発明の製造方法により得られる中空糸膜外部血液灌流型人工肺に使用されているガス交換用多孔質中空糸膜の拡大断面図である。図3は、本発明の製造方法により得られる人工肺の他の実施形態の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of an extracorporeal blood perfusion type artificial lung obtained by the production method of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a porous hollow fiber membrane for gas exchange used in an extracorporeal blood perfusion type artificial lung obtained by the manufacturing method of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the artificial lung obtained by the production method of the present invention.

図1において、人工肺1は、多数のガス交換用多孔質中空糸膜3をハウジング2内に収納し、中空糸膜3の外面側に血液が流れ、中空糸膜3の内部に酸素含有ガスが流れるタイプの人工肺である。そして、図2において、血液接触部となる中空糸膜3の外面(外表面3a’、または外表面3a’および外面層3a)に抗血栓性高分子化合物18が被覆されている。抗血栓性高分子化合物18の被覆(被膜)は、中空糸膜3の外表面3a’に選択的に形成される。図2では、中空糸膜外部血液灌流型人工肺に使用される中空糸膜の外表面3a’に抗血栓性高分子化合物18の被覆(被膜)が形成された形態を示している。かような形態の中空糸膜は、外表面3a’側に血液が接触し、内表面3c’側に酸素含有ガスが流通される。なお、本発明では、上述したように、中空糸膜内部血液灌流型人工肺としてもよい。よって、中空糸膜は、上記形態とは逆の構成、すなわち、内表面3c’に抗血栓性高分子化合物18の被覆(被膜)が形成された形態としてもよい。 In FIG. 1, in the artificial lung 1, a large number of porous hollow fiber membranes 3 for gas exchange are housed in a housing 2, blood flows to the outer surface side of the hollow fiber membrane 3, and oxygen-containing gas is contained inside the hollow fiber membrane 3. It is a type of artificial lung that flows through. Then, in FIG. 2, the outer surface (outer surface 3a', or outer surface 3a' and outer surface layer 3a) of the hollow fiber membrane 3 serving as the blood contact portion is coated with the antithrombotic polymer compound 18. The coating (coating) of the antithrombotic polymer compound 18 is selectively formed on the outer surface 3a'of the hollow fiber membrane 3. FIG. 2 shows a form in which a coating (coating) of the antithrombotic polymer compound 18 is formed on the outer surface 3a'of the hollow fiber membrane used for the extracorporeal blood perfusion type artificial lung. In such a hollow fiber membrane, blood comes into contact with the outer surface 3a'side, and oxygen-containing gas flows to the inner surface 3c' side. In the present invention, as described above, the hollow fiber membrane internal blood perfusion type artificial lung may be used. Therefore, the hollow fiber membrane may have a structure opposite to the above-mentioned form, that is, a form in which a coating (coating) of the antithrombotic polymer compound 18 is formed on the inner surface 3c'.

なお、「抗血栓性高分子化合物が中空糸膜の外面を被覆する」とは、抗血栓性高分子化合物の被覆(被膜)が中空糸膜の外表面(血液が流れる側の表面)、または外表面および外面層に形成されることを意図する。一方、「抗血栓性高分子化合物が中空糸膜の外表面を被覆する」とは、抗血栓性高分子化合物の被覆(被膜)が中空糸膜の外表面(血液が流れる側の表面)に形成されることを意図する。また、「抗血栓性高分子化合物が中空糸膜の外面層を被覆する」とは、抗血栓性高分子化合物が一部中空糸膜の外面層(細孔の外表面近傍)内に浸透して被覆(被膜)を形成することを意図する。なお、抗血栓性高分子化合物の被覆(被膜)は、中空糸膜の血液接触部(外表面)の少なくとも一部に形成されればよいが、抗血栓性生体適合性(血小板の粘着/付着の抑制・防止効果、および血小板の活性化の抑制・防止効果)などの観点から、中空糸膜の血液接触部(外表面)全体に形成されることが好ましい。すなわち、抗血栓性高分子化合物は、人工肺の血液接触部(外表面)全体を被覆することが好ましい。 In addition, "the antithrombotic polymer compound covers the outer surface of the hollow fiber membrane" means that the coating (coating) of the antithrombotic polymer compound is the outer surface (the surface on the side where blood flows) of the hollow fiber membrane, or It is intended to be formed on the outer surface and outer layer. On the other hand, "the antithrombotic polymer compound coats the outer surface of the hollow fiber membrane" means that the coating (coating) of the antithrombotic polymer compound is on the outer surface (the surface on the side where blood flows) of the hollow fiber membrane. Intended to be formed. Further, "the antithrombotic polymer compound coats the outer surface layer of the hollow fiber membrane" means that the antithrombotic polymer compound partially penetrates into the outer surface layer (near the outer surface of the pores) of the hollow fiber membrane. It is intended to form a coating (coating). The coating (coating) of the antithrombotic polymer compound may be formed on at least a part of the blood contact portion (outer surface) of the hollow fiber membrane, but has antithrombotic biocompatibility (adhesion / adhesion of platelets). It is preferable that the hollow fiber membrane is formed on the entire blood contact portion (outer surface) of the hollow fiber membrane from the viewpoint of the effect of suppressing / preventing the activation of platelets and the effect of suppressing / preventing the activation of platelets. That is, it is preferable that the antithrombotic polymer compound covers the entire blood contact portion (outer surface) of the artificial lung.

図2に係る実施形態において、抗血栓性高分子化合物は、中空糸膜3の内部層3bまたは内面層3cに存在してもよいが、中空糸膜3の内部層3bまたは内面層3cには実質的に存在していないことが好ましい。本明細書において、「抗血栓性高分子化合物が中空糸膜3の内部層3bまたは内面層3cには実質的に存在していない」とは、中空糸膜の内面(酸素含有ガスが流れる側の表面)付近に、抗血栓性高分子化合物の浸透が観察されないことを意味する。本発明に係る人工肺の製造方法では、抗血栓性高分子のコロイド溶液を塗布することで被膜を形成するため、抗血栓性高分子化合物が中空糸膜3の内部層3bまたは内面層3cには実質的に存在していない形態とすることができる。 In the embodiment according to FIG. 2, the antithrombotic polymer compound may be present in the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane 3, but the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane 3 may be present. It is preferably virtually nonexistent. In the present specification, "the antithrombotic polymer compound is substantially not present in the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane 3" means that the inner surface of the hollow fiber membrane (the side through which the oxygen-containing gas flows). This means that no penetration of the antithrombotic polymer compound is observed in the vicinity of the surface). In the method for producing an artificial lung according to the present invention, a film is formed by applying a colloidal solution of an antithrombotic polymer, so that the antithrombotic polymer compound is applied to the inner layer 3b or the inner layer 3c of the hollow fiber membrane 3. Can be in a form that is virtually nonexistent.

本実施形態に係る中空糸膜型人工肺1は、血液流入口6と血液流出口7とを有するハウジング2と、ハウジング2内に収納された多数のガス交換用多孔質中空糸膜3からなる中空糸膜束と、中空糸膜束の両端部をハウジング2に液密に支持する一対の隔壁4,5とを有し、隔壁4,5とハウジング2の内面および中空糸膜3の外面間に形成された血液室12と、中空糸膜3の内部に形成されたガス室と、ガス室と連通するガス流入口8およびガス流出口9とを有するものである。 The hollow fiber membrane type artificial lung 1 according to the present embodiment includes a housing 2 having a blood inlet 6 and a blood outlet 7, and a large number of gas exchange porous hollow fiber membranes 3 housed in the housing 2. It has a hollow fiber membrane bundle and a pair of partition walls 4 and 5 that tightly support both ends of the hollow fiber membrane bundle on the housing 2, and between the partition walls 4 and 5 and the inner surface of the housing 2 and the outer surface of the hollow fiber membrane 3. It has a blood chamber 12 formed in, a gas chamber formed inside the hollow fiber membrane 3, and a gas inlet 8 and a gas outlet 9 communicating with the gas chamber.

具体的には、本実施形態の中空糸膜型人工肺1は、筒状ハウジング2と、筒状ハウジング2内に収納されたガス交換用中空糸膜3の集合体と、中空糸膜3の両端部をハウジング2に液密に保持する隔壁4,5とを有し、筒状ハウジング2内は、第1の流体室である血液室12と第2の流体室であるガス室とに区画され、筒状ハウジング2には血液室12と連通する血液流入口6および血液流出口7が設けられている。 Specifically, the hollow fiber membrane type artificial lung 1 of the present embodiment includes a tubular housing 2, an aggregate of gas exchange hollow fiber membranes 3 housed in the tubular housing 2, and a hollow fiber membrane 3. It has partition walls 4 and 5 that hold both ends in the housing 2 in a liquid-tight manner, and the inside of the tubular housing 2 is divided into a blood chamber 12 which is a first fluid chamber and a gas chamber which is a second fluid chamber. The tubular housing 2 is provided with a blood inlet 6 and a blood outlet 7 that communicate with the blood chamber 12.

そして、筒状ハウジング2の端部である隔壁4の上方には中空糸膜3の内部空間であるガス室に連通する第2の流体流入口であるガス流入口8を有するキャップ状のガス流入側ヘッダー10が取り付けられている。よって、隔壁4の外面とガス流入側ヘッダー10の内面により、ガス流入室13が形成されている。このガス流入室13は、中空糸膜3の内部空間により形成されるガス室と連通している。 A cap-shaped gas inflow having a gas inflow port 8 which is a second fluid inflow port communicating with a gas chamber which is an internal space of the hollow fiber membrane 3 is provided above the partition wall 4 which is an end portion of the tubular housing 2. The side header 10 is attached. Therefore, the gas inflow chamber 13 is formed by the outer surface of the partition wall 4 and the inner surface of the gas inflow side header 10. The gas inflow chamber 13 communicates with a gas chamber formed by the internal space of the hollow fiber membrane 3.

同様に、隔壁5の下方に設けられ中空糸膜3の内部空間に連通する第2の流体流出口であるガス流出口9を有するキャップ状のガス流出側ヘッダー11が取り付けられている。よって、隔壁5の外面とガス流出側ヘッダー11の内面により、ガス流出室14が形成されている。 Similarly, a cap-shaped gas outflow side header 11 provided below the partition wall 5 and having a gas outflow port 9 which is a second fluid outflow port communicating with the internal space of the hollow fiber membrane 3 is attached. Therefore, the gas outflow chamber 14 is formed by the outer surface of the partition wall 5 and the inner surface of the gas outflow side header 11.

中空糸膜3は、疎水性高分子材料からなる多孔質膜であり、公知の人工肺に使用される中空糸膜と同様のものが使用され、特に制限されない。このように中空糸膜(特に中空糸膜の内面)が疎水性高分子材料からなることにより、血漿成分の漏出を抑制することができる。 The hollow fiber membrane 3 is a porous membrane made of a hydrophobic polymer material, and is the same as a known hollow fiber membrane used for artificial lungs, and is not particularly limited. Since the hollow fiber membrane (particularly the inner surface of the hollow fiber membrane) is made of a hydrophobic polymer material in this way, leakage of plasma components can be suppressed.

ここで、中空糸膜の内径は、特に制限されないが、好ましくは50〜300μmである。中空糸膜の外径は、特に制限されないが、好ましくは100〜400μmである。中空糸膜の肉厚(膜厚)は、好ましくは20μm〜100μm、より好ましくは25〜80μm、さらに好ましくは25〜70μm、特に好ましくは25〜60μmである。なお、本明細書において、「中空糸膜の肉厚(膜厚)」とは、中空糸膜の内表面と外表面との間の肉厚を意図し、式:[(中空糸膜の外径)−(中空糸膜の内径)]/2で算出される。ここで、中空糸膜の肉厚の下限を上記のようにすることによって、中空糸膜の強度を十分確保できる。また、製造上の手間やコストの点でも満足でき、大量生産の観点からも好ましい。また、中空糸膜の空孔率は、好ましくは5〜90体積%、より好ましくは10〜80体積%、特に好ましくは30〜60体積%である。中空糸膜の細孔径(すなわち、中空糸の開口部の孔径)は、好ましくは10nm〜5μm、より好ましくは50nm〜1μm、特に好ましくは50nm〜100nmである。 Here, the inner diameter of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but is preferably 50 to 300 μm. The outer diameter of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but is preferably 100 to 400 μm. The wall thickness (thickness) of the hollow fiber membrane is preferably 20 μm to 100 μm, more preferably 25 to 80 μm, still more preferably 25 to 70 μm, and particularly preferably 25 to 60 μm. In the present specification, the "thickness (thickness) of the hollow fiber membrane" means the wall thickness between the inner surface and the outer surface of the hollow fiber membrane, and the formula: [(outside the hollow fiber membrane). Diameter)-(Inner diameter of hollow fiber membrane)] / 2. Here, by setting the lower limit of the wall thickness of the hollow fiber membrane as described above, the strength of the hollow fiber membrane can be sufficiently ensured. In addition, it is satisfactory in terms of manufacturing labor and cost, and is preferable from the viewpoint of mass production. The porosity of the hollow fiber membrane is preferably 5 to 90% by volume, more preferably 10 to 80% by volume, and particularly preferably 30 to 60% by volume. The pore diameter of the hollow fiber membrane (that is, the pore diameter of the opening of the hollow fiber) is preferably 10 nm to 5 μm, more preferably 50 nm to 1 μm, and particularly preferably 50 nm to 100 nm.

なお、本明細書中、「中空糸膜の開口部の直径」とは、抗血栓性高分子化合物によって被覆される側(本実施形態では、外表面側)の開口部(本明細書中、単に「細孔」とも称することがある)の平均直径を指す。また、開口部の平均直径(本明細書中、単に「孔径」または「細孔径」とも称することがある)は、以下に記載の方法によって測定される。 In the present specification, the “diameter of the opening of the hollow fiber membrane” refers to the opening (in the present specification, the outer surface side in the present embodiment) coated with the antithrombotic polymer compound. Refers to the average diameter of (sometimes referred to simply as "pores"). Further, the average diameter of the opening (sometimes referred to simply as "pore diameter" or "pore diameter" in the present specification) is measured by the method described below.

まず、走査型電子顕微鏡(SEM)で中空糸膜について、抗血栓性高分子化合物によって被覆される側(本実施形態では、外表面)を撮影する。次に、得られたSEM像について画像処理を行い、孔部分(開口部)を白く、それ以外を黒く反転させ、白い部分のピクセル数を測定する。なお、二値化の境界レベルは、最も白い部分と最も黒い部分の差の中間の値とする。 First, the side of the hollow fiber membrane coated with the antithrombotic polymer compound (in this embodiment, the outer surface) is photographed with a scanning electron microscope (SEM). Next, image processing is performed on the obtained SEM image, the hole portion (opening) is inverted to white, and the other portion is inverted to black, and the number of pixels in the white portion is measured. The boundary level of binarization is an intermediate value between the difference between the whitest part and the blackest part.

続いて、白く表示された孔(開口部)のピクセル数を測定する。このようにして求めた各孔のピクセル数およびSEM像の解像度(μm/ピクセル)に基づいて孔面積を算出する。得られた孔面積から、孔を円形とみなして各孔の直径を算出し、無作為に、統計学的に有意な数、例えば、500個の孔の直径を抽出し、その算術平均を「中空糸の開口部の直径」とする。 Then, the number of pixels of the hole (opening) displayed in white is measured. The hole area is calculated based on the number of pixels of each hole obtained in this way and the resolution (μm / pixel) of the SEM image. From the obtained hole area, the diameter of each hole is calculated by regarding the holes as circular, and a statistically significant number, for example, the diameter of 500 holes is extracted at random, and the arithmetic mean is calculated as ". The diameter of the opening of the hollow thread ”.

また、多孔質膜に使用される材質としては、公知の人工肺に使用される中空糸膜と同様の材料が使用できる。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート等の疎水性高分子材料などが挙げられる。これらのうち、ポリオレフィン樹脂が好ましく使用され、ポリプロピレンがより好ましい。中空糸膜の製造方法は、特に制限されず、公知の中空糸膜の製造方法が同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。例えば、中空糸膜は、延伸法または固液相分離法により壁に微細孔が形成されてなることが好ましい。 Further, as the material used for the porous membrane, the same material as the hollow fiber membrane used for the known artificial lung can be used. Specific examples thereof include polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, and hydrophobic polymer materials such as polysulfone, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene and cellulose acetate. Of these, polyolefin resins are preferably used, and polypropylene is more preferred. The method for producing the hollow fiber membrane is not particularly limited, and a known method for producing the hollow fiber membrane can be applied in the same manner or appropriately modified. For example, the hollow fiber membrane is preferably formed with micropores formed on the wall by a stretching method or a solid-liquid phase separation method.

筒状ハウジング2を構成する材料もまた、公知の人工肺のハウジングに使用されるのと同様の材料が使用できる。具体的には、ポリカーボネート、アクリル・スチレン共重合体、アクリル・ブチレン・スチレン共重合体などの疎水性合成樹脂が挙げられる。ハウジング2の形状は、特に制限されないが、例えば円筒状であり、透明体であることが好ましい。透明体で形成することにより、内部の確認を容易に行うことができる。 As the material constituting the tubular housing 2, the same material as that used for the housing of a known artificial lung can be used. Specific examples thereof include hydrophobic synthetic resins such as polycarbonate, acrylic / styrene copolymer, and acrylic / butylene / styrene copolymer. The shape of the housing 2 is not particularly limited, but is preferably cylindrical and transparent, for example. By forming it with a transparent body, it is possible to easily check the inside.

本実施形態における中空糸膜の収納量は、特に制限されず、公知の人工肺と同様の量が適用できる。例えば、ハウジング2内に、その軸方向に向けて並列に約5,000〜100,000本の多孔質中空糸膜3が収納されている。さらに、中空糸膜3は、ハウジング2の両端に中空糸膜3の両端がそれぞれ開口した状態で隔壁4,5により液密状態に固定されている。隔壁4,5は、ポリウレタン、シリコーンゴムなどのポッティング剤で形成される。ハウジング2内の上記隔壁4,5ではさまれた部分は、中空糸膜3の内部側のガス室と中空糸膜3の外側の血液室12とに仕切られている。 The amount of the hollow fiber membrane stored in the present embodiment is not particularly limited, and the same amount as that of a known artificial lung can be applied. For example, about 5,000 to 100,000 porous hollow fiber membranes 3 are housed in the housing 2 in parallel in the axial direction thereof. Further, the hollow fiber membrane 3 is fixed in a liquidtight state by the partition walls 4 and 5 with both ends of the hollow fiber membrane 3 open at both ends of the housing 2. The partition walls 4 and 5 are formed of a potting agent such as polyurethane or silicone rubber. The portion of the housing 2 sandwiched between the partition walls 4 and 5 is partitioned into a gas chamber on the inner side of the hollow fiber membrane 3 and a blood chamber 12 on the outer side of the hollow fiber membrane 3.

本実施形態では、ガス流入口8を有するガス流入側ヘッダー10およびガス流出口9を有するガス流出側ヘッダー11が、ハウジング2に液密に取り付けられている。これらヘッダーも、いずれの材料で形成されてもよいが、例えば、上述のハウジングに用いられる疎水性合成樹脂により形成されうる。ヘッダーはいずれの方法によって取り付けられてもよいが、例えば、ヘッダーは、超音波、高周波、誘導加熱などを用いた融着、接着剤を用いた接着または機械的に嵌合させることによって、ハウジング2に取り付けられる。また、締め付けリング(図示しない)を用いて行ってもよい。中空糸膜型人工肺1の血液接触部(ハウジング2の内面、中空糸膜3の外面)は、全て疎水性材料により形成されることが好ましい。 In the present embodiment, the gas inflow side header 10 having the gas inflow port 8 and the gas outflow side header 11 having the gas outflow port 9 are liquidtightly attached to the housing 2. These headers may also be made of any material, but may be made of, for example, the hydrophobic synthetic resin used in the housings described above. The header may be attached by any method, for example, the header is fused by ultrasonic waves, high frequencies, induction heating, etc., adhered using an adhesive, or mechanically fitted to the housing 2. Attached to. Alternatively, a tightening ring (not shown) may be used. It is preferable that the blood contact portions (inner surface of the housing 2 and outer surface of the hollow fiber membrane 3) of the hollow fiber membrane type artificial lung 1 are all formed of a hydrophobic material.

図2に示されるように、この中空糸膜型人工肺1の少なくとも血液接触部となる中空糸膜3の外表面3a’(さらには場合によっては外面層3a;以下、同様)には、抗血栓性高分子化合物18が被覆されている。上述したように、中空糸膜の内部層3bまたは内面層3cには、この抗血栓性高分子化合物が実質的に存在していないことが好ましい。抗血栓性高分子化合物が実質的に存在していないため、中空糸膜の内部層3bまたは内面層3cが膜の基材自身が持つ疎水性の特性がそのまま保持され、血漿成分の漏出(リーク)を有効に防止できる。特に、中空糸膜の内部層3bおよび内面層3c双方に抗血栓性高分子化合物が実質的に存在していないことが好ましい。また、中空糸膜3は、中央にガス室を形成する通路(内腔)3dを備えている。加えて、中空糸膜3は、その外表面3a’と内表面3c’を連通する開口部3eを有している。かような構成を有する中空糸膜は、抗血栓性高分子化合物18によって被覆された外表面3a’側に血液が接触し、一方、内表面3c’側に酸素含有ガスが流通される形態で使用される。本発明における好ましい一実施形態は、中空糸膜3が、酸素含有ガスが流れる内腔を形成する内表面3c’と、血液と接触する外表面3a’と、を有し、外表面3a’が、本発明に係る抗血栓性高分子化合物を含む被膜で被覆される形態(すなわち、外部灌流型)である。 As shown in FIG. 2, the outer surface 3a'(and in some cases, the outer surface layer 3a; hereinafter, the same applies) of the hollow fiber membrane 3 which is at least the blood contact portion of the hollow fiber membrane type artificial lung 1 is antithrombotic. The thrombotic polymer compound 18 is coated. As described above, it is preferable that the antithrombotic polymer compound is substantially not present in the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane. Since the antithrombotic polymer compound is substantially absent, the hydrophobic characteristics of the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane of the membrane base material itself are maintained as they are, and the plasma component leaks (leaks). ) Can be effectively prevented. In particular, it is preferable that the antithrombotic polymer compound is substantially not present in both the inner layer 3b and the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane. Further, the hollow fiber membrane 3 is provided with a passage (lumen) 3d forming a gas chamber in the center. In addition, the hollow fiber membrane 3 has an opening 3e that communicates the outer surface 3a'and the inner surface 3c'. The hollow fiber membrane having such a structure is in a form in which blood comes into contact with the outer surface 3a'side coated with the antithrombotic polymer compound 18, while oxygen-containing gas is circulated on the inner surface 3c' side. used. In a preferred embodiment of the present invention, the hollow fiber membrane 3 has an inner surface 3c'that forms a lumen through which oxygen-containing gas flows, and an outer surface 3a' that comes into contact with blood, and the outer surface 3a'is , A form coated with a membrane containing an antithrombotic polymer compound according to the present invention (that is, an external perfusion type).

本実施形態では、抗血栓性高分子化合物の被覆(被膜)は、中空糸膜の外表面(外部灌流型)に選択的に形成される。このため、血液(特に血漿成分)が中空糸膜の細孔内部に浸透しにくいか、または浸透しない。ゆえに、中空糸膜からの血液(特に血漿成分)の漏出を有効に抑制・防止できる。特に抗血栓性高分子化合物が中空糸膜の内部層3bおよび中空糸膜の内面層3cに実質的に存在しない場合には、中空糸膜の内部層3bおよび中空糸膜の内面層3cは、素材の疎水性状態を維持しているため、血液(特に血漿成分)の漏出(リーク)をさらに有効に抑制・防止できる。したがって、本発明の方法により得られる人工肺は、高いガス交換能を長期間にわたって維持できる。 In the present embodiment, the coating (coating) of the antithrombotic polymer compound is selectively formed on the outer surface (external perfusion type) of the hollow fiber membrane. Therefore, blood (particularly plasma component) does not easily or does not penetrate into the pores of the hollow fiber membrane. Therefore, leakage of blood (particularly plasma component) from the hollow fiber membrane can be effectively suppressed / prevented. In particular, when the antithrombotic polymer compound is substantially absent in the inner layer 3b of the hollow fiber membrane and the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane, the inner layer 3b of the hollow fiber membrane and the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane may be formed. Since the hydrophobic state of the material is maintained, leakage of blood (particularly plasma component) can be more effectively suppressed and prevented. Therefore, the artificial lung obtained by the method of the present invention can maintain a high gas exchange capacity for a long period of time.

また、本発明によれば、コロイド溶液を用いることにより、中空糸膜の外表面または内表面に、抗血栓性高分子化合物の被覆(被膜)を均一に形成できる。このため、中空糸膜の血液接触部での血小板の粘着/付着および活性化が少ない。また、被覆が中空糸膜から剥離することも抑制・防止できる。 Further, according to the present invention, by using the colloidal solution, a coating (coating) of the antithrombotic polymer compound can be uniformly formed on the outer surface or the inner surface of the hollow fiber membrane. Therefore, there is little adhesion / adhesion and activation of platelets at the blood contact portion of the hollow fiber membrane. Further, it is possible to suppress / prevent the coating from peeling from the hollow fiber membrane.

本実施形態に係る抗血栓性高分子化合物の被覆は、人工肺の中空糸膜の外表面に必須に形成されるが、外表面に加えて、他の構成部材(例えば、血液接触部全体)に形成されてもよい。当該構成をとることにより、人工肺の血液接触部全体において、血小板の粘着/付着および活性化をさらにより有効に抑制・防止できる。また、血液接触面の接触角が低くなるので、プライミング作業が容易となる。なお、この場合には、本発明に係る抗血栓性高分子化合物の被覆は血液が接触する他の構成部材に形成されることが好ましいが、血液接触部以外の中空糸膜もしくは中空糸膜の他の部分(例えば、隔壁中に埋没する部分)には、抗血栓性高分子化合物が被覆されていなくてもよい。このような部分は、血液と接触しないので、抗血栓性高分子化合物を被覆しなくても特に問題とならない。 The coating of the antithrombotic polymer compound according to the present embodiment is essentially formed on the outer surface of the hollow fiber membrane of the artificial lung, but in addition to the outer surface, other constituent members (for example, the entire blood contact portion). May be formed in. By adopting this configuration, it is possible to more effectively suppress / prevent the adhesion / adhesion and activation of platelets in the entire blood contact portion of the artificial lung. Further, since the contact angle of the blood contact surface is lowered, the priming work becomes easy. In this case, the coating of the antithrombotic polymer compound according to the present invention is preferably formed on other constituent members with which blood comes into contact, but the hollow fiber membrane or hollow fiber membrane other than the blood contact portion. The other portion (for example, the portion buried in the partition wall) may not be coated with the antithrombotic polymer compound. Since such a portion does not come into contact with blood, there is no particular problem even if the antithrombotic polymer compound is not coated.

また、本発明の方法により得られる人工肺は、図3に示すようなタイプのものであってもよい。図3は、本発明の方法により得られる人工肺の他の実施形態を示す断面図である。また、図4は、図3のA−A線断面図である。 Further, the artificial lung obtained by the method of the present invention may be of the type shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the artificial lung obtained by the method of the present invention. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

図3において、人工肺(中空糸膜外部血液灌流型人工肺)20は、側面に血液流通用開口32を有する内側筒状部材31と、内側筒状部材31の外面に巻き付けられた多数のガス交換用多孔質中空糸膜3からなる筒状中空糸膜束22と、筒状中空糸膜束22を内側筒状部材31とともに収納するハウジング23と、中空糸膜3の両端を開口した状態で、筒状中空糸膜束22の両端部をハウジングに固定する隔壁25,26と、ハウジング23内に形成された血液室17と連通する血液流入口28および血液流出口29a、29bと、中空糸膜3の内部と連通するガス流入口24およびガス流出口27とを有するものである。 In FIG. 3, the artificial lung (hollow fiber membrane external blood perfusion type artificial lung) 20 has an inner tubular member 31 having an opening 32 for blood flow on the side surface and a large number of gases wound around the outer surface of the inner tubular member 31. A tubular hollow fiber membrane bundle 22 made of a replacement porous hollow fiber membrane 3, a housing 23 for accommodating the tubular hollow fiber membrane bundle 22 together with an inner tubular member 31, and a state in which both ends of the hollow fiber membrane 3 are opened. , The partition walls 25 and 26 for fixing both ends of the tubular hollow fiber membrane bundle 22 to the housing, the blood inlet 28 and the blood outlets 29a and 29b communicating with the blood chamber 17 formed in the housing 23, and the hollow fiber. It has a gas inflow port 24 and a gas outflow port 27 that communicate with the inside of the membrane 3.

本実施形態の人工肺20は、図3および図4に示されるように、ハウジング23は、内側筒状部材31を収納する外側筒状部材33を備え、筒状中空糸膜束22は内側筒状部材31と外側筒状部材33間に収納されており、さらに、ハウジング23は、内側筒状部材内と連通する血液流入口または血液流出口の一方と、外側筒状部材内部と連通する血液流入口または血液流出口の他方とを備えている。 In the artificial lung 20 of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the housing 23 includes an outer tubular member 33 for accommodating the inner tubular member 31, and the tubular hollow fiber membrane bundle 22 is an inner cylinder. It is housed between the shape member 31 and the outer tubular member 33, and further, the housing 23 has one of a blood inlet or a blood outlet communicating with the inside of the inner tubular member and blood communicating with the inside of the outer tubular member. It has either an inlet or a blood outlet.

具体的には、本実施形態の人工肺20では、ハウジング23は、外側筒状部材33、内側筒状部材31内に収納され、先端が内側筒状部材31内で開口する内筒体35を備える。内筒体35の一端(下端)には、血液流入口28が形成されており、外側筒状部材33の側面には、外方に延びる2つの血液流出口29a,29bが形成されている。なお、血液流出口は、一つであってもまたは複数であってもよい。 Specifically, in the artificial lung 20 of the present embodiment, the housing 23 is housed in the outer tubular member 33 and the inner tubular member 31, and the inner tubular body 35 whose tip is opened in the inner tubular member 31. Be prepared. A blood inlet 28 is formed at one end (lower end) of the inner cylinder 35, and two outwardly extending blood outlets 29a and 29b are formed on the side surface of the outer tubular member 33. The number of blood outlets may be one or a plurality.

そして、筒状中空糸膜束22は、内側筒状部材31の外面に巻き付けられている。つまり、内側筒状部材31が筒状中空糸膜束22のコアとなっている。内側筒状部材31の内部に収納された内筒体35は、先端部が第1の隔壁25付近にて開口している。また、内側筒状部材31より、突出する下端部に血液流入口28が形成されている。 The tubular hollow fiber membrane bundle 22 is wound around the outer surface of the inner tubular member 31. That is, the inner cylindrical member 31 is the core of the tubular hollow fiber membrane bundle 22. The tip of the inner cylinder 35 housed inside the inner cylindrical member 31 is open near the first partition wall 25. Further, a blood inflow port 28 is formed at a lower end portion protruding from the inner cylindrical member 31.

そして、内筒体35、中空糸膜束22が外面に巻き付けられた内側筒状部材31、さらに、外側筒状部材33は、それぞれがほぼ同心的に配置されている。そして、中空糸膜束22が外面に巻き付けられた内側筒状部材31の一端(上端)および外側筒状部材33の一端(上端)は、第1の隔壁25により、両者の同心的位置関係が維持されるとともに、内側筒状部材内部および外側筒状部材33と中空糸膜の外面との間により形成される空間が外部と連通しない液密状態となっている。 The inner cylindrical member 35, the inner tubular member 31 around which the hollow fiber membrane bundle 22 is wound around the outer surface, and the outer tubular member 33 are arranged substantially concentrically. Then, one end (upper end) of the inner tubular member 31 and one end (upper end) of the outer tubular member 33 around which the hollow fiber membrane bundle 22 is wound are concentrically positioned by the first partition wall 25. While being maintained, the space formed between the inside of the inner cylindrical member and the outer surface of the outer tubular member 33 and the outer surface of the hollow fiber membrane is in a liquid-tight state that does not communicate with the outside.

また、内筒体35の血液流入口28より若干上方となる部分、中空糸膜束22が外面に巻き付けられた内側筒状部材31の他端(下端)および外側筒状部材33の他端(下端)は、第2の隔壁26により、両者の同心的位置関係が維持されるとともに、内筒体35と内側筒状部材31との間に形成される空間および外側筒状部材33と中空糸膜の外面との間により形成される空間が外部と連通しない液密状態となっている。また、隔壁25,26は、ポリウレタン、シリコーンゴムなどのポッティング剤で形成される。 Further, a portion of the inner cylinder 35 slightly above the blood inlet 28, the other end (lower end) of the inner tubular member 31 around which the hollow fiber membrane bundle 22 is wound around the outer surface, and the other end of the outer tubular member 33 (the other end). At the lower end), the second partition wall 26 maintains a concentric positional relationship between the two, and the space formed between the inner cylinder 35 and the inner tubular member 31 and the outer tubular member 33 and the hollow fiber. The space formed between the outer surface of the membrane and the outer surface is in a liquidtight state that does not communicate with the outside. Further, the partition walls 25 and 26 are formed of a potting agent such as polyurethane or silicone rubber.

よって、本実施形態の人工肺20では、内筒体35の内部により形成される血液流入部17a、内筒体35と内側筒状部材31との間に形成される実質的に筒状空間となっている第1の血液室17b、中空糸膜束22と外側筒状部材33との間に形成される実質的に筒状空間となっている第2の血液室17cを備え、これらにより血液室17が形成されている。 Therefore, in the artificial lung 20 of the present embodiment, the blood inflow portion 17a formed inside the inner cylinder 35, and the substantially tubular space formed between the inner cylinder 35 and the inner tubular member 31. The first blood chamber 17b is provided, and the second blood chamber 17c which is a substantially tubular space formed between the hollow fiber membrane bundle 22 and the outer tubular member 33 is provided, whereby blood is provided. A chamber 17 is formed.

そして、血液流入口28から流入した血液は、血液流入部17a内に流入し、内筒体35(血液流入部17a)内を上昇し、内筒体35の上端35a(開口端)より流出し、第1の血液室17b内に流入し、内側筒状部材31に形成された開口32を通過して、中空糸膜に接触し、ガス交換がなされた後、第2の血液室17cに流入し、血液流出口29a,29bより流出する。 Then, the blood flowing in from the blood inflow port 28 flows into the blood inflow portion 17a, rises in the inner cylinder 35 (blood inflow portion 17a), and flows out from the upper end 35a (open end) of the inner cylinder 35. , Flows into the first blood chamber 17b, passes through the opening 32 formed in the inner tubular member 31, comes into contact with the hollow fiber membrane, exchanges gas, and then flows into the second blood chamber 17c. Then, it flows out from the blood outlets 29a and 29b.

また、外側筒状部材33の一端には、ガス流入口24を備えるガス流入用部材41が固定されており、同様に、外側筒状部材33の他端には、ガス流出口27を有するガス流出用部材42が固定されている。なお、内筒体35の血液流入口28は、このガス流出用部材42を貫通して外部に突出している。 Further, a gas inflow member 41 having a gas inflow port 24 is fixed to one end of the outer cylindrical member 33, and similarly, a gas having a gas outlet 27 at the other end of the outer tubular member 33. The outflow member 42 is fixed. The blood inlet 28 of the inner cylinder 35 penetrates the gas outflow member 42 and projects to the outside.

外側筒状部材33としては、特に制限されないが、円筒体、多角筒、断面が楕円状のものなどが使用できる。好ましくは円筒体である。また、外側筒状部材の内径は、特に制限されず、公知の人工肺に使用される外側筒状部材の内径と同様でありうるが、32〜164mm程度が好適である。また、外側筒状部材の有効長(全長のうち隔壁に埋もれていない部分の長さ)もまた、特に制限されず、公知の人工肺に使用される外側筒状部材の有効長と同様でありうるが、10〜730mm程度が好適である。 The outer tubular member 33 is not particularly limited, but a cylindrical body, a polygonal cylinder, a member having an elliptical cross section, or the like can be used. It is preferably a cylinder. The inner diameter of the outer tubular member is not particularly limited and may be the same as the inner diameter of the outer tubular member used in a known artificial lung, but is preferably about 32 to 164 mm. Further, the effective length of the outer tubular member (the length of the portion of the total length that is not buried in the partition wall) is also not particularly limited, and is the same as the effective length of the outer tubular member used for a known artificial lung. However, it is preferably about 10 to 730 mm.

また、内側筒状部材31の形状は、特に制限されないが、例えば、円筒体、多角筒、断面が楕円状のものなどが使用できる。好ましくは円筒体である。また、内側筒状部材の外径は、特に制限されず、公知の人工肺に使用される内側筒状部材の外径と同様でありうるが、20〜100mm程度が好適である。また、内側筒状部材の有効長(全長のうち隔壁に埋もれていない部分の長さ)もまた、特に制限されず、公知の人工肺に使用される内側筒状部材の有効長と同様でありうるが、10〜730mm程度が好適である。 The shape of the inner tubular member 31 is not particularly limited, but for example, a cylindrical body, a polygonal cylinder, or an elliptical cross section can be used. It is preferably a cylinder. The outer diameter of the inner tubular member is not particularly limited and may be the same as the outer diameter of the inner tubular member used in a known artificial lung, but is preferably about 20 to 100 mm. Further, the effective length of the inner tubular member (the length of the portion of the total length that is not buried in the partition wall) is also not particularly limited, and is the same as the effective length of the inner tubular member used for a known artificial lung. However, it is preferably about 10 to 730 mm.

内側筒状部材31は、側面に多数の血液流通用開口32を備えている。開口32の大きさは、筒状部材の必要強度を保持する限り、総面積が大きいことが好ましい。このような条件を満足するものとしては、例えば、正面図である図5、図5の中央縦断面図である図6、さらに図5のB−B線断面図である図7に示されるように、開口32を筒状部材の外周面に等角度間隔で複数(例えば、4〜24個、図では、長手方向に8個)設けた環状配置開口を、筒状部材の軸方向に等間隔で複数組(図では、8組/周)設けたものが好適である。さらに、開口形状は、丸、多角形、楕円形などでもよいが、図5に示すような、長円形状のものが好適である。 The inner tubular member 31 is provided with a large number of blood circulation openings 32 on the side surface. The size of the opening 32 is preferably large in total area as long as the required strength of the tubular member is maintained. Examples of satisfying such conditions are shown in FIG. 5 which is a front view, FIG. 6 which is a central vertical sectional view of FIG. 5, and FIG. 7 which is a sectional view taken along line BB of FIG. In addition, a plurality of openings 32 are provided on the outer peripheral surface of the tubular member at equal intervals (for example, 4 to 24, 8 in the longitudinal direction in the figure), and annular arrangement openings are provided at equal intervals in the axial direction of the tubular member. It is preferable to provide a plurality of sets (8 sets / circumference in the figure). Further, the opening shape may be a circle, a polygon, an ellipse, or the like, but an oval shape as shown in FIG. 5 is preferable.

また、内筒体35の形状は、特に制限されないが、例えば、円筒体、多角筒、断面が楕円状のものなどが使用できる。好ましくは円筒体である。また、内筒体35の先端開口と第1の隔壁25との距離は、特に制限されず、公知の人工肺に使用されるのと同様の距離が適用できるが、20〜50mm程度が好適である。また、内筒体35の内径もまた、特に制限されず、公知の人工肺に使用される内筒体の内径と同様でありうるが、10〜30mm程度が好適である。 The shape of the inner cylinder 35 is not particularly limited, but for example, a cylinder, a polygonal cylinder, or an elliptical cross section can be used. It is preferably a cylinder. The distance between the tip opening of the inner cylinder 35 and the first partition wall 25 is not particularly limited, and the same distance as that used for a known artificial lung can be applied, but about 20 to 50 mm is preferable. be. Further, the inner diameter of the inner cylinder 35 is also not particularly limited and may be the same as the inner diameter of the inner cylinder used for a known artificial lung, but about 10 to 30 mm is preferable.

筒状中空糸膜束22の厚さは、特に制限されず、公知の人工肺に使用される筒状中空糸膜束の厚さと同様でありうるが、5〜35mmが好ましく、特に10mm〜28mmであることが好ましい。また、筒状中空糸膜束22の外側面と内側面間により形成される筒状空間に対する中空糸膜の充填率もまた、特に制限されず、公知の人工肺における充填率が同様にして適用できるが、40〜85%が好ましく、特に45〜80%が好ましい。また、中空糸膜束22の外径は、公知の人工肺に使用される中空糸膜束の外径と同様でありうるが、30〜170mmが好ましく、特に、70〜130mmが好ましい。ガス交換膜としては、上述したものが使用される。 The thickness of the tubular hollow fiber membrane bundle 22 is not particularly limited and may be the same as the thickness of the tubular hollow fiber membrane bundle used in known artificial lungs, but is preferably 5 to 35 mm, particularly 10 mm to 28 mm. Is preferable. Further, the filling rate of the hollow fiber membrane in the tubular space formed between the outer surface and the inner side surface of the tubular hollow fiber membrane bundle 22 is also not particularly limited, and the filling rate in a known artificial lung is similarly applied. Although it is possible, 40 to 85% is preferable, and 45 to 80% is particularly preferable. The outer diameter of the hollow fiber membrane bundle 22 may be the same as the outer diameter of the hollow fiber membrane bundle used in known artificial lungs, but is preferably 30 to 170 mm, and particularly preferably 70 to 130 mm. As the gas exchange membrane, the one described above is used.

そして、中空糸膜束22は、内側筒状部材31に中空糸膜を巻き付けること、具体的には、内側筒状部材31をコアとして、中空糸膜ボビンを形成させ、形成された中空糸膜ボビンの両端を、隔壁による固定の後、コアである内側筒状部材31とともに中空糸膜ボビンの両端を切断することにより、形成することができる。なお、この切断により、中空糸膜は、隔壁の外面において開口する。なお、中空糸膜の形成方法は、上記方法に限定されるものではなく、他の公知の中空糸膜の形成方法を同様にしてあるいは適宜修飾して使用してもよい。 Then, the hollow fiber membrane bundle 22 is formed by winding the hollow fiber membrane around the inner tubular member 31, specifically, forming the hollow fiber membrane bobbin with the inner tubular member 31 as the core. Both ends of the bobbin can be formed by fixing both ends with a partition wall and then cutting both ends of the hollow fiber membrane bobbin together with the inner tubular member 31 which is the core. By this cutting, the hollow fiber membrane opens on the outer surface of the partition wall. The method for forming the hollow fiber membrane is not limited to the above method, and other known methods for forming the hollow fiber membrane may be used in the same manner or appropriately modified.

特に、中空糸膜は、1本あるいは複数本同時に、実質的に平行でかつ隣り合う中空糸膜が実質的に一定の間隔となるように内側筒状部材31に巻きつけられることが好ましい。これにより、血液の偏流をより有効に抑制できる。また、中空糸膜は、隣り合う中空糸膜との距離が、以下に制限されないが、中空糸膜の外径の1/10〜1/1となっていることが好ましい。さらに、中空糸膜は、隣り合う中空糸膜との距離が、30〜200μmであると好ましい。 In particular, it is preferable that one or a plurality of hollow fiber membranes are wound around the inner tubular member 31 at the same time so that the hollow fiber membranes that are substantially parallel and adjacent to each other are substantially at regular intervals. Thereby, the drift of blood can be suppressed more effectively. Further, the distance between the hollow fiber membranes and the adjacent hollow fiber membranes is not limited to the following, but it is preferably 1/10 to 1/1 of the outer diameter of the hollow fiber membranes. Further, the hollow fiber membrane preferably has a distance of 30 to 200 μm from the adjacent hollow fiber membrane.

さらに、中空糸膜束22は、中空糸膜が、1本あるいは複数本(好ましくは、2〜16本)同時に、かつ隣り合うすべての中空糸膜が実質的に一定の間隔となるように内側筒状部材31に巻きつけられることによって、形成されたものであるとともに、中空糸膜を内側筒状部材上に巻き付ける際に、内側筒状部材31を回転させるための回転体と中空糸膜を編み込むためのワインダーとが、下記式(1)の条件で動くことによって内側筒状部材31に巻きつけられることにより形成されたものであることが好ましい。 Further, the hollow fiber membrane bundle 22 has one or a plurality of hollow fiber membranes (preferably 2 to 16) at the same time, and all the adjacent hollow fiber membranes are inside at substantially a constant interval. It is formed by being wound around the tubular member 31, and when the hollow fiber membrane is wound on the inner tubular member, a rotating body and a hollow fiber membrane for rotating the inner tubular member 31 are provided. It is preferable that the winder for knitting is formed by being wound around the inner tubular member 31 by moving under the condition of the following formula (1).

Figure 0006956169
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上記条件とすることによって、血液偏流の形成をより少ないものとすることができる。このときの巻取り用回転体の回転数とワインダー往復数の関係であるnは、特に制限されないが、通常、1〜5であり、好ましくは2〜4である。 By satisfying the above conditions, the formation of blood drift can be reduced. At this time, n, which is the relationship between the rotation speed of the winding rotating body and the reciprocating number of the winder, is not particularly limited, but is usually 1 to 5, preferably 2 to 4.

なお、上記他の実施形態に係る人工肺では、血液が筒状中空糸膜束22の内側より流入し、中空糸膜束22を通過した血液が中空糸膜束22の外側に流れた後、人工肺20より流出するタイプのものとなっているが、これに限られるものではない。上記他の実施形態とは逆に、血液が筒状中空糸膜束22の外側より流入し、中空糸膜束22を通過した血液が中空糸膜束22の内側に流れた後、人工肺20より流出するタイプのものであってもよい。 In the artificial lung according to the other embodiment, blood flows in from the inside of the tubular hollow fiber membrane bundle 22, and the blood that has passed through the hollow fiber membrane bundle 22 flows to the outside of the hollow fiber membrane bundle 22. It is a type that flows out from the artificial lung 20, but is not limited to this. Contrary to the other embodiment, blood flows in from the outside of the tubular hollow fiber membrane bundle 22, blood passing through the hollow fiber membrane bundle 22 flows inside the hollow fiber membrane bundle 22, and then the artificial lung 20 It may be of a more outflow type.

また、中空糸膜型人工肺20においても、図2に示すように、この中空糸膜型人工肺1の少なくとも中空糸膜3の外表面3a’(さらには外面層3a)に、本発明に係る抗血栓性高分子化合物18が被覆されていると好ましい。ここで、抗血栓性高分子化合物は、中空糸膜3の内部層3bまたは内面層3cに存在してもよいが、内部層3bまたは中空糸膜の内面層3cには実質的に存在していないことが好ましい。また、中空糸膜3は、中央にガス室を形成する通路(内腔)3dを備えている。加えて、中空糸膜3は、その外表面3a’と内表面3c’を連通する開口部3eを有している。ここで、中空糸膜の好ましい形態(内径、外径、肉厚、空孔率、細孔の孔径など)は、特に制限されないが、上記図1において記載したものと同様の形態が採用できる。 Further, also in the hollow fiber membrane type artificial lung 20, as shown in FIG. 2, the present invention applies to at least the outer surface 3a'(further, the outer surface layer 3a) of the hollow fiber membrane 3 of the hollow fiber membrane type artificial lung 1. It is preferable that the antithrombotic polymer compound 18 is coated. Here, the antithrombotic polymer compound may be present in the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane 3, but is substantially present in the inner layer 3b or the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane. It is preferable that there is no such thing. Further, the hollow fiber membrane 3 is provided with a passage (lumen) 3d forming a gas chamber in the center. In addition, the hollow fiber membrane 3 has an opening 3e that communicates the outer surface 3a'and the inner surface 3c'. Here, the preferred form of the hollow fiber membrane (inner diameter, outer diameter, wall thickness, porosity, pore diameter, etc.) is not particularly limited, but a form similar to that described in FIG. 1 can be adopted.

本実施形態に係る人工肺20では、中空糸膜3は互いに接触するとともに何重にも積み重ねられたいわゆるボビン状となっている。本実施形態では、抗血栓性高分子化合物による被覆は、均一に中空糸膜の外表面3a’に選択的に形成される。このような構成とすることにより、中空糸膜の内面層3cへの血液(特に血漿成分)の漏出も抑制・防止できる。すなわち、血液接触部である中空糸膜3の外表面3a’(さらには外面層3a)が選択的に抗血栓性高分子化合物により被覆されていることにより、血液(特に血漿成分)の漏出(リーク)を有効に抑制・防止できる。特に本発明に係る抗血栓性高分子化合物が中空糸膜3の内部層3bおよび内面層3cに実質的に存在しない場合には、中空糸膜の内部層3bおよび内面層3cは、素材の疎水性状態を維持しているため、血液(特に血漿成分)の漏出(リーク)をさらに有効に抑制・防止できる。なお、本実施形態では、血液流路が複雑でかつ狭い部分を多く備え、ガス交換能には優れるが、血小板の粘着/付着および活性化の点においては、ボビンタイプでない外部血液灌流型の人工肺より劣る場合がある。しかしながら、上述したように、抗血栓性高分子化合物の被覆が均一であるため、中空糸膜の血液接触部での血小板の粘着/付着および活性化が少ない。また、被覆(特にコートむら部分)が中空糸膜から剥離することも抑制・防止できる。 In the artificial lung 20 according to the present embodiment, the hollow fiber membranes 3 are in contact with each other and have a so-called bobbin shape in which they are stacked in multiple layers. In the present embodiment, the coating with the antithrombotic polymer compound is uniformly and selectively formed on the outer surface 3a'of the hollow fiber membrane. With such a configuration, leakage of blood (particularly plasma component) to the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane can be suppressed / prevented. That is, the outer surface 3a'(further, the outer layer 3a) of the hollow fiber membrane 3 which is the blood contact portion is selectively coated with the antithrombotic polymer compound, so that blood (particularly plasma component) leaks (particularly plasma component). Leakage) can be effectively suppressed and prevented. In particular, when the antithrombotic polymer compound according to the present invention is substantially not present in the inner layer 3b and the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane 3, the inner layer 3b and the inner surface layer 3c of the hollow fiber membrane are hydrophobic of the material. Since the sexual state is maintained, leakage of blood (particularly plasma component) can be more effectively suppressed / prevented. In this embodiment, the blood flow path is complicated and has many narrow parts, and the gas exchange ability is excellent. However, in terms of platelet adhesion / adhesion and activation, an extracorporeal blood perfusion type artificial that is not a bobbin type. May be inferior to the lungs. However, as described above, since the coating of the antithrombotic polymer compound is uniform, there is little adhesion / adhesion and activation of platelets at the blood contact portion of the hollow fiber membrane. In addition, it is possible to suppress / prevent the coating (particularly the uneven coating portion) from peeling from the hollow fiber membrane.

また、抗血栓性高分子化合物の被覆は、人工肺の中空糸膜の外表面に必須に形成されるが、外表面に加えて、他の構成部材(例えば、血液接触部全体)に形成されてもよい。当該構成をとることにより、人工肺の血液接触部全体において、血小板の粘着/付着および活性化をさらにより有効に抑制・防止できる。また、血液接触面の接触角が低くなるので、プライミング作業が容易となる。なお、この場合には、抗血栓性高分子化合物の被覆は血液が接触する他の構成部材に形成されることは好ましいが、血液接触部以外の中空糸膜もしくは中空糸膜の他の部分(例えば、隔壁中に埋没する部分、中空糸相互の接触部)には、抗血栓性高分子化合物が被覆されていなくてもよい。このような部分は、血液と接触しないので、抗血栓性高分子化合物を被覆しなくても特に問題とならない。 Further, the coating of the antithrombotic polymer compound is essentially formed on the outer surface of the hollow fiber membrane of the artificial lung, but is formed on other constituent members (for example, the entire blood contact portion) in addition to the outer surface. You may. By adopting this configuration, it is possible to more effectively suppress / prevent the adhesion / adhesion and activation of platelets in the entire blood contact portion of the artificial lung. Further, since the contact angle of the blood contact surface is lowered, the priming work becomes easy. In this case, the coating of the antithrombotic polymer compound is preferably formed on other constituent members with which blood comes into contact, but the hollow fiber membrane or other part of the hollow fiber membrane other than the blood contact portion ( For example, the portion buried in the partition wall and the contact portion between the hollow fibers) may not be coated with the antithrombotic polymer compound. Since such a portion does not come into contact with blood, there is no particular problem even if the antithrombotic polymer compound is not coated.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)で行われた。また、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。 The effects of the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, the operation was performed at room temperature (25 ° C.) unless otherwise specified. Unless otherwise specified, "%" and "parts" mean "mass%" and "parts by mass", respectively.

[抗血栓性高分子化合物の合成]
製造例1:重量平均分子量42万のPMEAの合成
2−メトキシエチルアクリレート(MEA)80g(0.61mol)をメタノール115gに溶解し、四ツ口フラスコに入れ、50℃でNバブリングを1時間行い、モノマー溶液を調製した。別途、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70、和光純薬工業(株)製)0.08gをメタノール5gに溶解して、重合開始剤溶液を調製した。次に、この重合開始剤溶液をモノマー溶液に添加し、50℃で5時間重合反応を行った。所定時間重合後、重合溶液をエタノールに滴下し、析出した重合体(PMEA)を回収した。なお、回収した重合体の重量平均分子量を測定したところ、420,000であった。
[Synthesis of antithrombotic polymer compounds]
Preparation Example 1: a weight average molecular weight 420,000 Synthesis of 2-methoxyethyl acrylate PMEA a (MEA) 80g (0.61mol) was dissolved in methanol 115 g, placed in a four-necked flask, 1 hour N 2 bubbling at 50 ° C. This was done to prepare a monomer solution. Separately, 0.08 g of 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (V-70, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is dissolved in 5 g of methanol to provide a polymerization initiator solution. Was prepared. Next, this polymerization initiator solution was added to the monomer solution, and the polymerization reaction was carried out at 50 ° C. for 5 hours. After polymerization for a predetermined time, the polymerization solution was added dropwise to ethanol, and the precipitated polymer (PMEA) was recovered. The weight average molecular weight of the recovered polymer was measured and found to be 420,000.

[コート液の調製]
実施例1−1:硫酸プロタミン濃度0.005質量%のコート液
上記製造例1で合成したPMEA(重量平均分子量=42万)1.2gを、20gのメタノールに溶解した。別の容器に蒸留水380gを添加し、スターラーで撹拌しながら、上記PMEAのメタノール溶液を20g/minの添加速度で添加した。その後、25℃で10分間撹拌し、白濁したコート液を得た。コート液は、PMEAのコロイドが分散されたコロイド液であった。このコロイド液中へ、硫酸プロタミン水溶液(10mg/mlの水溶液;硫酸プロタミンの分子量=約5,000)を2.2ml添加し、コート液(1)を得た。このとき、コート液(1)の溶媒は、水:メタノールの混合比=17:1(質量比)であり、PMEAの濃度0.3質量%である。
[Preparation of coating liquid]
Example 1-1: Coat solution having a protamine sulfate concentration of 0.005% by mass 1.2 g of PMEA (weight average molecular weight = 420,000) synthesized in Production Example 1 above was dissolved in 20 g of methanol. 380 g of distilled water was added to another container, and the methanol solution of PMEA was added at an addition rate of 20 g / min while stirring with a stirrer. Then, the mixture was stirred at 25 ° C. for 10 minutes to obtain a cloudy coating liquid. The coating liquid was a colloidal liquid in which the colloid of PMEA was dispersed. To this colloidal solution, 2.2 ml of an aqueous solution of protamine sulfate (10 mg / ml aqueous solution; molecular weight of protamine sulfate = about 5,000) was added to obtain a coating solution (1). At this time, the solvent of the coating liquid (1) is a mixing ratio of water: methanol = 17: 1 (mass ratio), and the concentration of PMEA is 0.3% by mass.

実施例1−2:硫酸プロタミン濃度0.027質量%のコート液
上記実施例1−1において、用いた硫酸プロタミンの量を変更し、硫酸プロタミン水溶液(10mg/mlの水溶液)を11ml添加したことを除いては、実施例1−1と同様にしてコート液(2)を得た。上記コート液(2)も、コート液(1)と同様、コロイドを含む溶液であった。このとき、コート液(2)の溶媒は、水:メタノールの混合比=12:1(質量比)であり、PMEAの濃度0.3質量%である。
Example 1-2: Coat solution having a protamine sulfate concentration of 0.027% by mass In Example 1-1 above, the amount of protamine sulfate used was changed, and 11 ml of a protamine sulfate aqueous solution (10 mg / ml aqueous solution) was added. The coating liquid (2) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except for. The coating liquid (2) was also a solution containing a colloid like the coating liquid (1). At this time, the solvent of the coating liquid (2) is a water: methanol mixing ratio = 12: 1 (mass ratio), and the concentration of PMEA is 0.3% by mass.

比較例1−1:硫酸プロタミン未添加
上記実施例1−1において、硫酸プロタミン水溶液を添加しなかったことを除いては、実施例1−1と同様にしてコート液(3)を得た。上記コート液(3)も、コート液(1)と同様、コロイドを含む溶液であった。
Comparative Example 1-1: No addition of protamine sulfate A coating liquid (3) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the aqueous solution of protamine sulfate was not added in Example 1-1. The coating liquid (3) was also a solution containing a colloid like the coating liquid (1).

[人工肺の作製]
実施例2−1
内径が195μm、外径が295μm、肉厚が50μm、空孔率が約35体積%、外表面の孔径(すなわち、開口部の平均直径)が80nmの多孔質ポリプロピレン製のガス交換用多孔質中空糸膜が巻きつけられた、膜面積(中空糸膜の外表面積)が0.5mである血液外部灌流型中空糸膜人工肺(a)を作製した。
[Preparation of artificial lung]
Example 2-1
Gas exchange porous hollow made of porous polypropylene with an inner diameter of 195 μm, an outer diameter of 295 μm, a wall thickness of 50 μm, a pore ratio of about 35% by volume, and an outer surface pore diameter (that is, the average diameter of openings) of 80 nm. An extracorporeal blood perfusion type hollow fiber membrane artificial lung (a) having a membrane area (outer surface area of the hollow fiber membrane) of 0.5 m 2 around which the membrane was wound was prepared.

上記実施例1−1において調製したコート液(1)を、この人工肺(a)の血液流路に充填し、25℃で120秒間静置した後、コート液を除去して、80Lの流量の空気を流して、中空糸膜を乾燥して、被覆が外表面に形成された中空糸膜を有する血液外部灌流型中空糸膜人工肺(1)を製造した。なお、このようにして得られた血液外部灌流型中空糸膜人工肺(1)を人工肺(1)とも称する。 The coating solution (1) prepared in Example 1-1 was filled in the blood flow path of the artificial lung (a), allowed to stand at 25 ° C. for 120 seconds, and then the coating solution was removed to obtain a flow rate of 80 L. The hollow fiber membrane was dried by flowing air from the blood to produce an extracorporeal blood perfusion type hollow fiber membrane artificial lung (1) having a hollow fiber membrane having a coating formed on the outer surface. The extracorporeal blood perfusion type hollow fiber membrane artificial lung (1) thus obtained is also referred to as an artificial lung (1).

実施例2−2
上記実施例2−1において、用いたコート液を、上記実施例1−2で調製したコート液(2)に変更したこと以外は、上記実施例2−1と同様にして血液外部灌流型中空糸膜人工肺(2)を製造した。なお、このようにして得られた血液外部灌流型中空糸膜人工肺(2)を人工肺(2)とも称する。
Example 2-2
The blood external perfusion type hollow fiber was used in the same manner as in Example 2-1 except that the coating liquid used in Example 2-1 was changed to the coating liquid (2) prepared in Example 1-2. A filamentous membrane artificial lung (2) was manufactured. The extracorporeal blood perfusion type hollow fiber membrane artificial lung (2) thus obtained is also referred to as an artificial lung (2).

比較例2−1
上記実施例2−1において、用いたコート液を、上記比較例1−1で調製したコート液(3)に変更したこと以外は、上記実施例2−1と同様にして血液外部灌流型中空糸膜人工肺(3)を製造した。なお、このようにして得られた血液外部灌流型中空糸膜人工肺(3)を人工肺(3)とも称する。
Comparative Example 2-1
The blood external perfusion type hollow fiber was used in the same manner as in Example 2-1 except that the coating liquid used in Example 2-1 was changed to the coating liquid (3) prepared in Comparative Example 1-1. A filamentous membrane artificial lung (3) was manufactured. The extracorporeal blood perfusion type hollow fiber membrane artificial lung (3) thus obtained is also referred to as an artificial lung (3).

[実験1.コート量の定量]
上記実施例2−1〜2−2の人工肺(1)〜(2)および比較例2−1の人工肺(3)について、下記方法によって、PMEAのコート量を測定した。
[Experiment 1. Quantification of coat amount]
With respect to the artificial lungs (1) to (2) of Examples 2-1 to 2-2 and the artificial lungs (3) of Comparative Example 2-1 the coating amount of PMEA was measured by the following method.

人工肺(1)〜(3)をそれぞれ解体し、人工肺膜を取りだした。そのうち3gの人工肺膜をスクリューキャップ付きガラス管に充填し、アセトンを25ml添加し、120分間撹拌することにより、各人工肺膜にコートされたPMEAを抽出した。アセトン抽出液を別のスクリューキャップ付きガラス管に全量移した。ヒートブロックを用いて、アセトンを蒸発させた。蒸発乾固物が入ったガラス管にテトラヒドロフランを10ml添加し、蒸発乾固物を溶解した。1mg/mlのPMEAを含有するTHF溶液(標準液)についてGPCを用いて分析し、PMEAに相当するピークの面積を算出した。続いて蒸発乾固物THF溶解液(試験液)についてGPCを用いて分析し、同様にPMEAに相当するピークの面積を算出した。その後、下記の式1を用いて試験液中のPMEA量を、式2を用いて人工肺膜1m(中空糸膜の外表面の面積1m)あたりのPMEAコート量をそれぞれ算出した。結果を以下の表1に示す。The artificial lungs (1) to (3) were disassembled, and the artificial lung membrane was taken out. 3 g of the artificial lung membrane was filled in a glass tube with a screw cap, 25 ml of acetone was added, and the mixture was stirred for 120 minutes to extract the PMEA coated on each artificial lung membrane. The entire amount of the acetone extract was transferred to another glass tube with a screw cap. Acetone was evaporated using a heat block. 10 ml of tetrahydrofuran was added to the glass tube containing the evaporated dry matter to dissolve the evaporated dry matter. A THF solution (standard solution) containing 1 mg / ml PMEA was analyzed using GPC, and the area of the peak corresponding to PMEA was calculated. Subsequently, the evaporated dry solid THF solution (test solution) was analyzed using GPC, and the area of the peak corresponding to PMEA was calculated in the same manner. Then, the amount of PMEA in the test solution was calculated using the following formula 1, and the amount of PMEA coated per 1 m 2 of the artificial lung membrane (area of the outer surface of the hollow fiber membrane 1 m 2) was calculated using the formula 2. The results are shown in Table 1 below.

Figure 0006956169
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上記表1の結果から、本発明に係る方法により製造された人工肺(1)および(2)は、PMEAのコート量が飛躍的に増大することが確認された。 From the results in Table 1 above, it was confirmed that the artificial lungs (1) and (2) produced by the method according to the present invention dramatically increase the coating amount of PMEA.

[実験2.抗血栓性試験]
上記実施例2−1および比較例2−1で得られた人工肺(1)および人工肺(3)について、下記方法に従って、抗血栓性を評価した。
[Experiment 2. Antithrombotic test]
The antithrombotic properties of the artificial lung (1) and the artificial lung (3) obtained in Example 2-1 and Comparative Example 2-1 were evaluated according to the following method.

各人工肺を体外循環回路中に組み込み、ヘパリンを添加したブタ新鮮血90mlおよび生理食塩水110mlで充填した。循環血液中のへパリン濃度は、0.5u/mlとした。循環血液を、室温(25℃)、500ml/minで循環させた。循環開始直後に硫酸プロタミン(100mg/10ml)を生理食塩水で100倍希釈した溶液0.7mlを循環血液中に注入した。30分後に、それぞれの血液循環回路から血液をサンプリングし、血小板数を測定、循環開始前の血小板数に対する割合を計算し、血小板数維持率を求めた。血液中の血小板数維持率が高いほど、抗血栓性が高いことを意味する。結果を以下の表2に示す。 Each artificial lung was incorporated into an extracorporeal circulation circuit and filled with 90 ml of fresh porcine blood supplemented with heparin and 110 ml of saline. The heparin concentration in the circulating blood was 0.5 u / ml. Circulating blood was circulated at room temperature (25 ° C.) at 500 ml / min. Immediately after the start of circulation, 0.7 ml of a solution obtained by diluting protamine sulfate (100 mg / 10 ml) 100-fold with physiological saline was injected into the circulating blood. After 30 minutes, blood was sampled from each blood circulation circuit, the platelet count was measured, the ratio to the platelet count before the start of circulation was calculated, and the platelet count maintenance rate was determined. The higher the retention rate of platelets in the blood, the higher the antithrombotic property. The results are shown in Table 2 below.

Figure 0006956169
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上記表2の結果から、本発明に係る方法により製造された人工肺(1)は、コート液中に水溶性のカチオン性高分子を含有しないコート液を用いた人工肺(3)に比して、抗血栓性が有意に向上していることが分かる。 From the results in Table 2 above, the artificial lung (1) produced by the method according to the present invention is compared with the artificial lung (3) using a coating solution containing no water-soluble cationic polymer in the coating solution. Therefore, it can be seen that the antithrombotic property is significantly improved.

本出願は、2017年3月14日に出願された日本特許出願番号第2017−048241号に基づいており、その開示内容は参照され、全体として組み入れられている。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-048241 filed on March 14, 2017, the disclosure of which is referenced and incorporated as a whole.

Claims (8)

外表面と、内腔を形成する内表面と、前記外表面と前記内表面とを連通する開口部と、を備えた複数のガス交換用多孔質中空糸膜を有する人工肺の製造方法であって、
抗血栓性高分子化合物のコロイドと、水溶性のカチオン性高分子と、を含む溶液を、前記外表面および前記内表面のいずれか一方に塗布することを含む、人工肺の製造方法。
A method for producing an artificial lung having a plurality of porous hollow fiber membranes for gas exchange having an outer surface, an inner surface forming a lumen, and an opening for communicating the outer surface and the inner surface. hand,
A method for producing an artificial lung, which comprises applying a solution containing a colloid of an antithrombotic polymer compound and a water-soluble cationic polymer to either the outer surface or the inner surface.
前記中空糸膜が、酸素含有ガスが流れる前記内腔を形成する前記内表面と、血液と接触する前記外表面と、を有し、
前記外表面に、前記溶液を塗布する、請求項1に記載の人工肺の製造方法。
The hollow fiber membrane has an inner surface that forms the lumen through which oxygen-containing gas flows, and an outer surface that comes into contact with blood.
The method for producing an artificial lung according to claim 1, wherein the solution is applied to the outer surface.
前記水溶性のカチオン性高分子は、硫酸プロタミン、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリ−L−リジン、アルブミンおよびゼラチンからなる群から選択される、請求項1または2に記載の人工肺の製造方法。 The production of an artificial lung according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble cationic polymer is selected from the group consisting of protamine sulfate, protamine, polyethyleneimine, polyallylamine, poly-L-lysine, albumin and gelatin. Method. 前記溶液が、前記水溶性のカチオン性高分子を0.001質量%以上含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法。 The method for producing an artificial lung according to any one of claims 1 to 3, wherein the solution contains 0.001% by mass or more of the water-soluble cationic polymer. 前記溶液が、前記抗血栓性高分子化合物を0.01質量%以上含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法。 The method for producing an artificial lung according to any one of claims 1 to 4, wherein the solution contains 0.01% by mass or more of the antithrombotic polymer compound. 前記溶液が、前記抗血栓性高分子化合物と、前記水溶性のカチオン性高分子とを、1:0.01〜0.10の質量比で含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法。 The solution according to any one of claims 1 to 5, wherein the solution contains the antithrombotic polymer compound and the water-soluble cationic polymer in a mass ratio of 1: 0.01 to 0.10. The method for producing an artificial lung according to the description. 前記抗血栓性高分子化合物は、下記式(I):
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ただし、Rは、水素原子またはメチル基を表わし、Rは、炭素数1〜4のアルキレン基を表わし、Rは、炭素数1〜4のアルキル基を表わす、
で示されるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法。
The antithrombotic polymer compound has the following formula (I):
Figure 0006956169
However, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The method for producing an artificial lung according to any one of claims 1 to 6, which has a structural unit derived from an alkoxyalkyl (meth) acrylate represented by.
前記抗血栓性高分子化合物の重量平均分子量は、200,000を超えて800,000未満である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の人工肺の製造方法。 The method for producing an artificial lung according to any one of claims 1 to 7, wherein the weight average molecular weight of the antithrombotic polymer compound is more than 200,000 and less than 800,000.
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