JPH0194901A - 血液透析に適当な透過選択性不均斉膜および該膜の製造方法 - Google Patents
血液透析に適当な透過選択性不均斉膜および該膜の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
よび適当な添加物からなる、たとえば血液透析に適当な
透過選択性不均整膜、およびそのような膜の製造法に関
する。
血液透析、血液濾過、血漿分離、および免疫治療に関係
して使用されるとき、特別な利点を提供する。しかしな
がら、それらはまた、−殻内に透析およびw1過に関係
して、たとえば水の清浄化または脱パイロジエン化に関
係して使用しうる。
、EP−8−0082433およびWO8610002
8中に詳細に記載されている。該刊行物の内容は、従っ
て、参考に本出願中に包含され葛。
ジ構造の形における第2層、および膜に機械的安定性を
付与する開いた指構造の形における第3層からなる特定
の積層3II構造を創成することにより、上記種類の改
善された膜を提供することにある。そのような構造によ
って得られる利点は、以下により詳細に説明する。
請求の範囲中に言及しである。
親水性第2ポリマーを好ましくは同じ種類の溶媒に前溶
解し、2つの溶液を混合し、その後混合物を沈澱化液体
中に導入して凝固した膜を得、それを引続いて洗浄し、
そして好ましくは乾燥することを特徴とする、上記の種
類の膜の製造法に関する。
求の範囲中により詳細に言及しである。
3中に記載されそして特許請求された種類の膜を改善す
るために使用されることケ意図していることに基き、以
下にそのような膜に関係し、そしていかにそれが製造さ
れうるかについてより詳細に記載する。
合物を溶媒に溶解する層逆転方法(aphase 1n
version DrOCeSS >に従う。溶液をつ
いで、スピニング・ノズル(中空繊維のために)または
スリット・ノズル(平面フィルムのために)を経て、ポ
リマーのための非溶媒を含有する液体浴中に押し出す。
に沈澱する。
および添加物は、次の方法で混合される:a)疎水性ポ
リマー、好ましくはポリアミドを、溶媒、好ましくはD
MSO(ジメチルスルホキシド)に前溶解する。
ルビOリドン)を別途に溶媒、好ましくはDMSO中に
前混合する。
は60℃、および高剪断力または超音波装置で、−緒に
混合する。ついで溶液は、好ましくは21℃以下に冷却
しなければならない。
成する。膜形成過程の間に、このPVP−凝集物は沈澱
し、そして膜中に微小穴を残して洗い去られる。
物中に混合される。添加剤は、適当な孔構造を形成し、
そしてそれで膜透過性、水力および拡散性の透過性、な
らびにta”a性質を至適化するために使用される。添
加剤は、孔制御剤として働くものといいうる。使用しう
る物質は、疎水性ポリマーのための非溶媒または弱溶媒
、好ましくはアルコール類、グリセロール類および水で
ある。
、2つの同心開口を有するノズルを経て押し出す。外部
環状スリットを経て、ポリマー溶液が押し出され、内部
核開口を経て、中心液体、疎水性ポリマーの非溶媒が押
し出される。繊維をついで、置換しうる非溶媒または液
体の浴中に浸し、そして溶媒を洗い去る。溶媒として、
好ましくはDMF、DMSOまたはDMACのような楊
性溶媒が使用される。
のために、重心液体(中空繊維のために)、第1の沈澱
体温(平面フィルムのために)は、親水性ポリマー、添
加物および溶媒、即ち非溶媒と混合されたものの混合物
でなければならない。この集合体(中心液体および記載
された中心溶液)で、典型的な積層3層構造が形成され
ることが見出された。成分の比率に依存して、3層は種
々の厚さを獲得する。
%を、PVP (分子量100.000)3層%、水3
W%およびDMS081%を含有する溶液中に溶解する
。ポリマー溶液を排気し、そして濾過し、ついで同心中
空11雑スピニングジエツトを経てポンプ駆動した。ポ
リマーを、外部直径的0.35mmおよび内部直径的0
.25mを有する外部環状スリットを経て押し出した。
び水67%の溶液が押し出された。
中空繊維が形成された。lI維をついで無パイロジエン
水で充分に洗滌し、ついでグリセロール40%および水
60%の混合物で処理し、そして最後に空気乾燥した。
いた相様構造。
W%中に、PVP1W%および水2%と一緒で溶解した
。ポリマー溶液をベルト上、スリットジェットで成型し
、そして水68%、PVP2%およびDMS030%を
含有する沈殿浴に移した。平面膜は60μの厚さを獲得
した。
に屈ぼることができた。
領域1.37FL2を有する分析器中に組合セタ。水t
’ (7) 限外m 過c、t、250 ad!/s+
H(1,m2゜時間であると測定された。全血で、限外
濾過は、流動パラメーターおよび血液組成(ヘマトクリ
ット)ict、蛋白濃度pct、血流および膜通過圧)
に依存し、そして蛋白濃度分極化により影響される。3
00m/分の血流において、120d/分の最高限外濾
過が、HCt25%および総蛋白質65g/lの血液で
達成された(第7図参照)。
う分析器についての血中で測定される尿素のクリアラン
スを、第8図に示す。この場合における限外濾過は、0
に差し止められた。濾液中の総蛋白質は0.059/j
!濾液以下であった。
て、静脈(Cv)および動脈(C3)血流中、ならびに
濾液(CF)中のβ2−Mの濃度を測定することにより
測定した。
、イー−コリ・エンドトキシン1.25μg/Idを負
荷(攻撃)した懸濁液で測定した。
(7)2m液を、水90%、pvpi%およびD M
S−09%の中心液体で、例1に記載した寸法の中空m
維に紡いだ。中空繊維は、本発明の典型的な3層積層m
造を獲得した。β2−Mについての篩分は係数(総蛋白
濃度65g/j!を含有する血漿で測定)は、0.8と
測定された。β2−Mについてのこの高い篩分は係数に
もかかわらず、総蛋白質は0.001以下であった。
の溶液を、水98%およびPVP2%の中心液体で、例
1に記載した寸法の中空繊維に紡いだ。β2−Mについ
ての篩分は係数は、血漿中で0.62と測定され、そし
て総蛋白質は0.001以下であった。
る不均整構造を有する膜: a) 11分は性質を決定する平滑で、そして密で均
質な@(好ましくはく1μ)層。
(a)が欠点を有する場合、安全性障壁として働く多孔
性(スポンジ様)層(込ましくは約1〜15μ)。
て製造(取扱い)の間に強化する開相様支持層。
2−ミクログロブリン(分子量11,500)のような
中分子量物質(分子量1.000〜15.000)につ
き高い透過性、血液透析、血液透析濾過および血液濾過
に適合する限外濾過速度、ならびに顕著な生物相容性を
有するので、たとえば血液透析、血液透析濾過および血
液濾過のような各種血液精製方法について顕著な性質を
示す。
側は、好ましくは1μ以下の厚さを有する皮部であると
想像される。この皮部における孔は、典型的には80人
の範囲内にある。皮層は、篩分けおよび透過性質を決定
する。第2の層は、好ましくは約5μの厚さを有するス
ポンジ様構造であると想像される。この層は、第1の皮
層を機械的に支持し、そして皮部に連続的な補強、なら
びに破裂および漏出(ピンホール)に対する改善された
抵抗性を与える。第3の喘は、約20〜60μ、好まし
くは40μの厚さを有する開いた相様構造を示す。この
部分の空容量は高く、そして伝達性(濾過)および拡散
性輸送につき低い抵抗性を与える。
M)像は、全膜構造を示す。
詳細に示す。この像を得るために、膜は特別な方法で製
造しなければならなかった:a)凍結膜をマイクロドー
ムスライドに切断した。
素または白金)で被覆した。
発明に従う膜と同様の適用について記載されているが、
全体の厚さを通してスポンジ様構造を有する。該刊行物
に従う膜の内側は、顕微鏡下に、約150人の孔サイズ
を示す。そのような膜の欠点は、蛋白質が膜の構造中に
貫通しえ、かくして膜透過性を変化させることである。
き高い拡散透過性を有する。尿素は試験物質を特徴づけ
る1つとして使用される物質の1つである。試験細胞中
で測定される拡散透過性Pm[NIHレポート77−1
294エバリユエシヨン・オプ・ヘモダイアライザーズ
・アンド・ダイアリシス・メンブランズ(Evalua
tion ofhea+odialyzers and
dialysis a+embranes) ]は、
上記刊行物EP−B O082433に従う膜につい
て測定された対応の値に比し非常に高い。
−5ci+/秒の間であり、他方上記刊行物は75Xb 一値を報告している。
定する。この関係の数学的記述は次の通りである: 本発明に従う膜の高いPm−値は、全血で測定される血
流200d/分、および透析液流500d/分、および
OimtlgのTMPの標準状態における175〜18
5d/分の17FL2−透析器につい−でのクリアラン
ス値に相当する。膜の高い拡散透過性は、高い程、度の
膜の親水性、および記載された開放構造により生じる膜
の低い拡散抵抗性により達成される。
らの限界濾過透過性(他の表現は水力または機械的透過
性、あるいは伝達性透過性である)により特徴づけられ
る。血液濾過および血液透析濾過のためには、高い限外
濾過速度が望まれている。本発明に従う膜は、水につい
て他の大多数の膜に比しより高い限外濾過速度(約25
0m/時間履11g・m2.37℃で測定して)を示す
。たとえば、EP−A−008243−3に従う膜は、
より低い限外m過速度(200X10−31/m2゜d
、bar 、110ne/時間、allHg0m2に相
当)を示すと報告されている。
い透過性を必要とし、そして他方高分子量の蛋白質を排
除しなければならない。患者は別途に必須蛋白質を解放
する。
β2−M1分子量11.500)は、それがアミ0イド
症を生じるので透析処置の間に除去しなければならない
という指示を与える。
でき、即ちβ2−ミクログロブリンにつき約0.6〜0
.8の高い篩分は係数(S)、そしてアルブミンにつき
約o、ooiの低い篩分は係数を提供することが可能で
ある。示した篩分は性質は、人血の臨床処置で測定され
る。
内部膜皮部上に非常に狭い孔サイズ分布を有するが故に
達成される。EP−A−0168783に従う膜と反対
に、本発明に従う内部皮膜層(篩分は性質につき責を有
する)は、非常に薄い。層が薄くなればなるほど、より
均一な孔サイズが達成できる。
び血漿中、または全血中(インビボ)で測定した篩分は
係数の間の差が小さいことである(第3図参照)。第3
図はまた、比較のために同じ疎水性PA−物質から製造
されるが親水性ポリマーの添加なしの膜の篩分は係数を
示す。その膜において、“インビトロ′および゛インビ
ボ′篩分けの間の大きな差が観察される。
い蛋白吸着である。蛋白質の減少した吸着は、膜の孔サ
イズを変化させる危険を減少する。
にに記載されている方法により測定される。
そしてより高いほの蛋白質がより疎水性の膜から洗い去
されそして溶離しうることを示している。
が膜上に、そして膜孔中に吸着されると結論することが
できる。この効果は、膜の有効な孔サイズおよび篩分は
性質の小さな変化または無変化を提供する。
、そして本図の工部は3種の異った溶離液体、(1)
S D S / トリトン溶液(ナトリウムドデシルス
ルフェート)(2)尿素溶液、(3)塩化ナトリウム溶
液での膜の溶離の定性的結果を示すことを、説明のため
に加えうる。それら溶離液体は、残留蛋白質を溶離する
ための工部および■部にそれぞれ示した洗浄工程の後に
使用した。SDS/トリトンは疎水性/親水性結合部位
を解ぎ、尿素は水素結合部位を解き、そしてNaCjは
イオン性部位を解く。蛋白質は、親水性改変(PA/P
VP)の溶液液体中に検出されない。
学的物質を排除する。しかしながら、若干の臨床研究に
おいて、たとえばエンドトキシンは透析に通常使用され
るセルロース性膜を通過しえ、そして発熱反応を生じう
ろことが認められている。
に高い排除能力により減少する。エンドトキシン(イー
−コリから)は、膜により3.5〜4.5の対数的減少
で排除される。このエンドトキシンおよび他の細菌学的
物質の非常に良い排除の理由は、内部皮層の孔サイズが
非常に狭い範囲内にあること、および最大孔サイズが8
0人会o、ovaμを越えないことである。
0のうち999が除去される。
ATCC19146についての減少値は、LRV>10
7と測定された。それら細菌はサイズが大きく、従って
より高い程度に排除される。
はケン化セルロースのようなセルロース性膜は補体系を
活性化しうることが報告されている。この活性化は、透
析処置の最初の15〜20分の間に、補体因子C3a、
C3d、C5a’主にC3aの増加により測定しうる。
の血中のC3a因子濃度の増加を示す(第5図)のに対
し、本発明に従う膜については、それを上記例に従って
行ったとき、増加は測定されなかった。
である。再びまた、クプロファン膜を使用することによ
り、患者の血液中の白血球数は、最初の15〜20分間
に、最初の値の約20%に低下する。最初の値の約90
%までの小さな低下のみが、上記例に従い製造された膜
でみられる(第6図)。
性を特徴づけられるための指標として使用されている。
を指示する。
assy)、ボンマー(J Bon+mar) 、ラウ
ターベルグ(FRauterberg) ニ プロチイン・レイヤー・フォーメーション・オン・アー
ティフィシャル・メンプランズ(ProteinLay
er For+++ation on artific
ial membranes ) :[シー・テゲルン
シー・シンポジウム(CTegernsee−3ymp
osium ) 1986年り月]コントリビュージョ
ン・ツー・ネフロOジー(Contribution
to NephrOl(XIV) 8050 、カーゲ
ル(にarger) 、バーゼル(Basel ) N
I Hレポート77−1294 エバリュエションψオブ・ヘモダイアライザーズφアン
ドφダイアリシス・メンプランズ(Evaluatio
n of hemodialyzers and di
alysisa+embranes) EP−A−0168783 EP−8−0082433 WO86100028 図面の簡単説明 第1a図および第1b図は、生物の形態を示す写真であ
って、膜構造の走査電子顕微鏡像を示す。
つt、皮層および多孔性層をより詳細に示す。
異った膜の篩分は係数を示すグラフである。
ための保護範囲外のものである。
ラフである。
期間の間の補体因子C3aの増加を示すグラフである(
そのような増加は、本発明に従う膜については少しも観
察されなかった)。
患者の血液中の白血球数の変化を示すグラフである。
本発明に従う膜の限外濾過速度を示すグラフである。
素クリアランスを示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)篩分け性質に責を有する密でかなり薄い被膜の形
における第1層、高拡散透過性を有しそして該第1層の
支持体として役立つスポンジ構造の形における第2層、
および膜に機械的安定性を付与する指構造の形における
第3層からなる3層構造を特徴とする、疎水性第1ポリ
マー、親水性第2ポリマーおよび適当な添加物からなる
、たとえば血液透析に適当な透過選択性不均整膜。 (2)該疎水性第1ポリマー85〜95%、該親水性第
2ポリマー0.5〜7.5%および適当な添加物0.5
〜7.5%からなることを特徴とする、請求項1記載の
膜。 (3)該疎水性第1ポリマーが、ポリアリールスルホン
、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニールクロラ
イド、修飾アクリル酸、ポリエーテル、ポリウレタン、
ポリアクリルニトリル、ポリプロピレン、ポリエーテル
イミド、および該ポリマーのコポリマー、好ましくはポ
リアミドの群から選択されることを特徴とする、請求項
1または2記載の膜。(4)該親水性第2ポリマーが、
ポリビニールピロリドン、ポリエチレングリコール、ポ
リグリコールモノエステル、ポリエチレングリコールと
ポリプロピレングリコールとのコポリマー、水溶性セル
ロース誘導体、ポリソルベート、およびポリエチレン−
ポリプロピレンオキサイドコポリマー、好ましくはポリ
ビニールピロリドンの群から選択されることを特徴とす
る、請求項1〜3のいずれか記載の膜。 (5)該添加物が疎水性ポリマーの非溶媒または弱溶媒
、たとえばアルコール類、グリセロール類および水の群
から選択されることを特徴とする、上記各請求項のいず
れか記載の膜。 (6)分子量12500を有するベーター−2−ミクロ
グロブリン(血液中)について望ましくは少くとも6の
高篩過係数、および分子量68000を有するアルブミ
ンについて好ましくは約99%(s<0.01)の高拒
絶速度を有することを特徴とする、上記各請求項のいず
れか一つに記載の膜。 (7)内層が約80オングストロームの最高孔サイズを
有することを特徴とする、上記各請求項のいずれか一つ
に記載の膜。 (8)内層が1μ以下の厚さを有することを特徴とする
、上記各請求項のいずれか一つに記載の膜。 (9)第2層が約1〜15μ、好ましくは3〜5μの大
きさの厚さを有することを特徴とする、上記各請求項の
いずれか一つに記載の膜。 (10)第3層が20〜60μ、好ましくは約40μの
厚さを有することを特徴とする、上記各請求項のいずれ
か一つに記載の膜。 (11)エンドトキシンの拒絶について少くとも3の対
数減少値を有することを特徴とする、上記各請求項のい
ずれか一つに記載の膜。 (12)疎水性第1ポリマーを溶媒に前溶解し、親水性
第2ポリマーを好ましくは同じ種類の溶媒に前溶解し、
そして2つの溶液を混合し、その後混合物を沈澱化液体
中に導入して凝固した膜を得、それをついで洗滌し、そ
して好ましくは乾燥することを特徴とする、疎水性第1
ポリマー、および親水性第2ポリマー、および適当な添
加物の膜の製造法。 (13)混合を高められた温度、好ましくは約60℃で
行い、そして押出しをその後、より低い温度、好ましく
は21℃以下で行うことを特徴とする、請求項12記載
の方法。 (14)混合を高剪断力下に行うことを特徴とする、請
求項12または13のいずれか一つに記載の方法。 (15)混合を超音波処理との組合せにおいて行うこと
を特徴とする、請求項12または13のいずれか一つに
記載の方法。 (16)該溶媒がジメチルアセトアミド、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルホキシド、n−メチルピロリド
ンおよび該溶媒の混合物の群、好ましくはジメチルスル
ホキシドから選択されることを特徴とする、請求項12
〜15のいずれか一つに記載の方法。 (17)該沈澱化液体が第2の親水性ポリマーの溶媒、
好ましくは水を包含することを特徴とする、請求項12
〜16のいずれか一つに記載の方法。 (18)沈澱液体が第1の疎水性第1ポリマーの溶媒、
好ましくはDMSOを包含することを特徴とする、請求
項17記載の方法。 (19)沈澱液体が親水性第2ポリマーの1部、好まし
くはPVPを包含することを特徴とする、請求項17〜
18のいずれか一つに記載の方法。 (20)沈澱液体が水約70%およびDMSO30%を
包含することを特徴とする、第1ポリマーがポリアミド
であり、そして第2ポリマーがPVPである請求項18
記載の方法。 (21)沈澱液体のジェット流を、中空繊維の中心に、
2つのポリマーの混合物と同時に押し出すことを特徴と
する、中空繊維の製造のための請求項12〜20のいず
れ一つに記載の方法。 (22)沈澱に引続き水洗浄、グリセロール化および乾
燥を行うことを特徴とする、請求項12〜21のいずれ
か一つに記載の方法。 (23)押出し溶液が溶媒78〜88%、疎水性ポリマ
ー10〜15%、親水性ポリマー0.5〜5%、添加物
0.5〜5%からなることを特徴とする、請求項12〜
22のいずれか一つに記載の方法。 (24)250ml/時間.mmHg.m^2の大きさ
の水のための限外濾過透過性を特徴とする、請求項1〜
11のいずれか一つに記載の膜。 (25)110〜150×10^−^5cm/sの拡散
透過性を特徴とする、請求項1〜11のいずれか一つに
記載の膜。
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