JPH0217178B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は特定のソニツクモジユラスと透水速度
を有する銅アンモニアセルロース中空糸を生理食
塩液に浸漬した状態で湿熱滅菌する方法に関す
る。

（従来の技術と問題点） 血液等の体液中に存する代謝産物や毒薬物等を
膜を介して透析液と接触させ、それら代謝産物や
毒薬物等を選択的に分離し、血液等を浄化する装
置は、人工腎臓として、広く使われている。該人
工腎臓に用いられる膜は滅菌状態で使用すること
が絶対に必要である。

従来提案されているモジユールに組み立てられ
た膜の滅菌方法は、大部分エチレンオキサイドガ
スによるガス滅菌法およびホルマリン水を充填す
る方法が適用されている。前者のエチレンオキサ
イド滅菌法の場合、ガスと反応して為害性物を生
成するような物質が存在する場合には適用するこ
とが出来ないし、また滅菌後充分かつ完全に脱ガ
スすることが必要で、残溜すれば反復使用につれ
次第に体内に蓄積され為害性が心配されるレベル
になる危険性が指摘されている。後者のホルマリ
ン水滅菌の場合使用するホルマリン水を排出した
後、モジユールを洗浄しホルマリン水を完全に除
去する為には多量の無菌水を使つて長期間洗滌を
行なう必要があり、それでもなおかつ微量の残溜
ホルマリンを皆無にすることが出来ない。時には
洗浄を充分完了せずに使用する可能性もある。最
近これら滅菌剤と人工臓器用に用いる物質との反
応生成物や残溜滅菌剤自身が及ぼす生体への影響
が明らかにされつつある。このように滅菌剤、特
にホルマリン水を用いた場合、その残溜による影
響は回避し難い問題であり、該分野において為害
性の心配のない滅菌が強く望まれている。

また現在の人工腎臓による透析治療は作業が繁
雑で特に透析準備に手間がかかることが、改良す
べき点としてしばしば指摘されている。透析準備
の簡略化がなされれば、緊急時に即時適用できる
意義はもとより、透析治療設備の効率的運用、更
には将来の患者自身による自己透析の普及にも役
立つものでその意義は大きい。

通常の医療用具の滅菌法には前述の滅菌剤によ
る方法以外に、γ線照射による滅菌法および蒸気
滅菌法等がある。しかし前者の場合γ線の取り扱
いに特別な配慮が必要であり、また放射線による
膜および接着剤等の他の人工腎臓の構成体の変質
という心配もあり、まだ広く普及するに至つてい
ない。蒸気滅菌法については、従来人工腎臓に使
用されている半透過性の膜素材に対しては一般に
その性能を著しく低下させるという悪い影響を与
えるものであり、実用に供するためには、蒸気滅
菌の条件に耐え得る半透膜を特別に開発する必要
があり、一般的に人工腎臓に適用するには極めて
困難な方法であると考えられていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、再生セルロース中空糸の中で、
特定の構造を有する銅アンモニアセルロース中空
糸を生理食液液中に浸漬した状態で湿熱滅菌を行
なうことにより、膜性能を損うことなく逆に全く
予想に反して、従来のホルマリン水滅菌やエチレ
ンオキサイドガス滅菌された人工腎臓よりも高い
老廃物除去性能を有し、かつ生体適合性の良い臨
床的にもすぐれた人工腎臓を得ることが可能であ
ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は6.5×10¹⁰dyne／cm²〜18×
10¹⁰dyne／cm²のソニツクモジユラスで、かつ10×
10^-2ml／cm²・atm・hr以上の透水速度を有する銅
アンモニアセルロース中空糸を生理食塩液中に浸
漬した状態で110〜140℃で湿熱滅菌することを特
徴とする人工腎臓用中空糸膜の滅菌方法である。

人工腎臓用として用いる膜においては、透水性
と溶質透過性のバランスが極めて重要な性能の一
つであり、透析性能はより高いに越したことはな
い。これに対し透水性は余り高過ぎても良くない
が、逆に不充分なものも他の性能がいかに優れよ
うとも実用されないことになる。

本発明者らは、各種再生セルロース系中空糸膜
の湿熱処理につき検討した結果、同じ再生セルロ
ース系中空糸膜においてもその透過特性の変化の
異なることを見出し、湿熱滅菌して使用可能な膜
には、特定の内部構造が存すること、および一定
条件下で該滅菌処理を行なうことにより更に透水
性、透析性能の改善された膜を現出し得ることを
認めた。

膜素材の内部構造については、従来は例えば特
開昭49−134920号に示されるように電顕観察によ
る微細孔構造を尺度として論じられてきた。

本発明者らは透過特性が変化することにより、
膜素材の変化を微細孔構造により把握することが
できるものと考えた。しかるに予想に反し、これ
ら従来用いられたパラメーターでは本発明で目的
とする膜の構造変化に関する有意な情報を得るこ
とが出来なかつた。

本発明者らは種々のパラメーターについて詳細
に検討を行ない、ソニツクモジユラスにより再生
セルロース系中空糸膜の内部構造の変化を把握で
きることを認めた。

ソニツクモジユラスは、繊維、フイルム細片等
の振動伝播速度から求められるものであり、Tg
以下の温度においては結晶化度には独立であり、
結晶部および非結晶部の配向度からなる総合的な
分子配向度の尺度となるものである（Journal of
Applied Polymer Science ３、266〜276
（1960））。本発明においては25℃、40％RHに少
くとも１昼夜放置した乾燥状態の中空糸膜を用
い、KLHパルス・プロパゲーシヨン・メーター
により10キロサイクル／秒の振動伝播速度を測定
する。ソニツクモジユラスE_Sは、上述した方法で
得られるソニツクベロシテイー（音波速度）Ｃお
よび密度勾配法等公知の方法で得られる密度ρよ
り次式で求める。

E_S＝ρC² ここでE_Sが6.5×10¹⁰dyne／cm²未満である再生
セルロース系中空糸膜は、湿熱滅菌前後における
膜の透水性の低下が25％以上と大きく、その絶体
値も８×10^-2ml／cm²・mtm・hr以下と小さくな
り、人工腎臓用膜としては使用できない。またソ
ニツクモジユラスの上限値は臨界的ではないが、
18×10¹⁰dyne／cm²以下、さらに好ましくは15×
10¹⁰dyne／cm²以下であることが望ましい。

これらの値以上では高配向の構造のため中空糸
膜の透水性のみならず透析性能が低く、人工腎臓
用膜として使用することが出来ない。

本発明で使用する銅アンモニアセルロース中空
糸はソニツクモジユラスが6.5×10¹⁰dyne／cm²以
上のものである。さらに好ましくは7.7×
10¹⁰dyne／cm²以上のものである。他の再生セルロ
ース系中空糸膜、例えば現在市販されている酢酸
セルロースからのケン化再生セルロース系中空糸
膜および6.5×10¹⁰dyne／cm²未満のソニツクモジ
ユラスをもつ銅アンモニアセルロース中空糸膜は
湿熱滅菌して人工腎臓用の膜として使用すること
ができない。

本発明者らの新しい知見の一つは、中空糸膜の
ソニツクモジユラスは湿熱滅菌の前後にほとんど
変化がなく、あるものでも高々２×10¹⁰dyne／cm²
程度である。

所望のソニツクモジユラスの銅アンモニアセル
ロース中空糸は、紡糸原液の調製、凝固、再生条
件、および紡糸以後の工程における中空糸の延伸
および熱処理条件等を調整することにより、製造
することができる。これらの条件はかなり広範囲
で調整が可能であるが、実際には殆んどの条件を
実施容易な点に設定し、他の１または２の条件、
例えば紡糸ドラフトあるいは湿熱延伸を変化せし
めて所望のソニツクモジユラスとするのが有利で
ある。例えば通常の紡糸原液を空中で細化しアル
カリ性の凝固浴中に導入し、凝固浴と酸性の再生
浴間で０〜50％程度の延伸を行ない、再生後、水
洗、乾燥を行う。

上述の銅アンモニアセルロース中空糸膜の透水
速度（UFR）は、湿熱滅菌による低下が極めて
少ないものである。前述したように透水量は人工
腎臓の基本的性能の一つであり、その値が一定以
下のものは実用的に使用出来ない。各種の再生セ
ルロース系中空糸膜の湿熱滅菌前後のUFRの変
化をUFR保持率として現わした所、上記特定の
ソニツクモジユラスを有する再生セルロース系膜
はその保持率が75％以上であり、通常80％以上で
ある。

ソニツクモジユラスが6.5×10¹⁰dyne／cm²以上
の膜はUFR保持率75％以上を有し、7.7×
10¹⁰dyne／cm²以上の膜は、UFR保持率80％以上
を有する。湿熱滅菌後の膜が上述の保持率内で８
×10^-2ml／cm²・atm・hr以上のUFRをもつことが
必要である。このため湿熱滅菌前の中空糸の
UFRは10×10^-2ml／cm²・atm・hr以上でなければ
ならない。

第１図は、上述した銅アンモニアセルロース中
空糸膜のソニツクモジユラスとUFR保持率の関
係を示すグラフである。

本発明で言うところの湿熱滅菌処理は、生理食
塩液に膜を浸漬した系で110〜140℃、より好まし
くは110〜130℃に加熱する方法を意味する。

本発明における湿熱処理はオートクレイブ等の
加熱密封しうる装置内で行うことが望ましい。加
熱時間は滅菌効果が達せられる程度であれば特に
制限はないが通常20〜40分程度行なわれる。

更にまた、本湿熱処理による予想外の効果とし
て、得られる膜が従来の滅菌剤処理された再生セ
ルロース系膜に比較して、生体組織および血液に
対する為害作用が少なくその適合性が優ることが
判明した。

一般に再生セルロース膜は、乾燥すると脆化す
る為、グリセリン等の可塑剤を多量含有してお
り、この為人工腎臓膜として用いた場合の膜から
の溶出物の問題は懸念されながらも、可塑剤洗浄
の問題と重なり充分追求されない事情にあつた。
また湿潤タイプの人工腎臓についてもホルマリン
滅菌剤が溶出する問題がある。

本発明による滅菌法によれば、かかる添加剤、
滅菌剤を用いないばかりでなく、110℃以上の高
温水処理を行なう為それ以下の室温附近で使用さ
れる際に溶出の恐れあるきよう雑物が除去精製さ
れる。

該滅菌処理は通常モジユール内に中空糸を収容
した状態で実施される。そして滅菌処理後のモジ
ユールは密封状態のまま冷却すれば使用まで滅菌
状態を維持できる。また必要に応じて滅菌処理後
さらに無菌的に注射用蒸留水、生理食塩水等で置
換して密封して使用に供してもよい。本発明の滅
菌方法においては、生理食塩液に浸漬することが
重要である。生理食塩液は体液と等張であるた
め、以後の使用に際し安全に用いることができ
る。なお膜や接着剤等からの溶出物が懸念される
場合は、水又は生理食塩液中で予備的な加熱処理
例えば70〜120℃で処理し、該液を排出し、さら
に生理食塩水を充填して、上述の方法にて滅菌処
理を行うことが望ましい。このように本発明によ
る滅菌法はモジユール内に生理食塩液を含むだけ
であるから、使用に際して滅菌剤除去の為の洗滌
が不必要であり、ただちに使用できる。

すなわち、現在の透析治療における繁雑な透析
準備作業を簡略化でき、医療担当者の作業の合理
化にも役立ち、極めて大きな利点を有し、その意
義は大きい。

（実施例） 実施例 １ 銅アンモニアセルロース中空糸（エンカグラン
ンツシユトフ社製）をエタノール洗滌し、中空部
に充填されているイソプロピルミリステートを除
去後、乾燥した。この膜の透水性を測定したとこ
ろ19.1×10^-2ml／cm²・atm・hrであり、そのソニ
ツクモジユラスは11.4×10¹⁰dyne／cm²であつた。
これをオートクレーブ滅菌器にて生理食塩液を充
填した状態で120℃20分間加熱滅菌した。滅菌後
の同膜の透水速度は17.1×10^-2ml／cm²・atm・hr
であり、UFR保持率は89.5％である。このE_Sは
10.7×10¹⁰dyne／cm²であつた。

実施例 ２ 銅アンモニアセルロース中空糸を蒸留水で洗浄
後、乾燥した。この膜のソニツクモジユラスおよ
び透水速度を測定した所、8.99×10¹⁰dyne／cm²、
14.4×10^-2ml／cm²・atm・hrであつた。

実施例１と同様に生理食塩水を充填した状態で
湿熱滅菌したところ、該膜の透水速度およびソニ
ツクモジユラスは、12.2×10^-2ml／cm²・atm・hr、
9.24×10¹⁰dyne／cm²であつた。UFRの保持率は85
％であつた。

比較例 １ 酢酸セルロースの再ケン化法で得られ、ソニツ
クモジユラスが5.53×10¹⁰dyne／cm²である再生セ
ルロース中空糸（コーデイス・ダウ社製）の透水
速度は９・83×10^-2ml／cm²・atm・hrであつた。
これを実施例１と同様に湿熱滅菌した。該膜の透
水速度は6.84×10^-2ml／cm²・atm・hr、ソニツク
モジユラスは5.77×10¹⁰dyne／cm²であり、UFR保
持率は70％であり、人工腎臓として使用するには
不適当であつた。

（効果） 以上のように本発明の滅菌法は残留滅菌剤によ
る人体への悪影響を防止できるとともに、使用前
の滅菌剤の洗浄が不要なため、簡単なプライミン
グ処理後直ちに使用できるという優れた効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透水速度保持率とソニツクモ
ジユラスの関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 6.5×10¹⁰dyne／cm²〜18×10¹⁰dyne／cm²のソ
   ニツクモジユラスで、かつ10×10^-2ml／cm²・
   atm・hr以上の透水速度を有する銅アンモニアセ
   ルロース中空糸を生理食塩液中に浸漬した状態で
   110〜140℃で湿熱滅菌することを特徴とする人工
   腎臓用中空糸膜の滅菌方法。