JPH0265B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモジユールに組み立てられた人工腎臓
用選択透過性中空糸膜（以下膜という）の滅菌法
に関するものである。

（従来の技術とその問題点） 血液等の体液中に存在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（以下モジユールという）として
広く使われている。該モジユールに組み立てられ
た膜は滅菌状態で使用することが絶対に必要であ
る。

従来よりモジユールに組み立てられた膜の滅菌
法として、ホルマリン水による滅菌、エチレンオ
キサイド（EO）ガス滅菌、ガンマー線による放
射線滅菌が知られている。中でもホルマリン水滅
菌とEOガス滅菌が広く行われている。しかしな
がら該滅菌法を施した膜から、ホルマリン、また
はEOガスを完全に洗浄除去することができず、
残留した微量のホルマリンやEOガスが反復使用
につれて体内に吸収されて人体への為害性が心配
されるレベルになる危険が指適されている。この
ため残留薬剤の心配のない放射線滅菌も検討され
ているが、放射線のとりあつかいに危険があり、
また放射線による膜や接着剤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。そのた
め人体への為害性の心配のない滅菌法が強く望ま
れている。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かゝる問題につき鋭意研究を行
ない、再生セルロース系膜が湿熱滅菌できること
を見い出し特願昭52−30782号（特開昭53−
115678号）として提案した。本発明者らは、さら
に人工腎臓用の膜として特に実用上の利点が大き
い中空糸膜について検討を続けた結果、特定の構
造を有する銅アンモニウム再生セルロース系中空
糸膜が湿熱滅菌でき、かつ特定の前処理を行うと
透析性能の低下が防止できることを見い出し本発
明を完成した。すなわち本発明は、モジユールに
組み立てられた、ソニツクモジユラスが6.5×
10¹⁰dyne／cm²以上の銅アンモニウム再生セルロー
ス系中空糸膜を洗滌した後乾燥し、該乾燥状態の
銅アンモニウム再生セルロース系中空糸膜を、
110〜140℃の水蒸気または生理食塩水蒸気で滅菌
することを特徴とする人工腎臓用選択透過性膜の
滅菌法である。

再生セルロース系中空糸膜は、人工腎臓用の膜
として用いられる素材の一つであるが、この膜に
湿熱滅菌処理を行うと、膜の性能が変化すること
を知見した。該性能変化について詳細に検討した
結果、尿素、尿酸、クレアチニン、ビタミンB₁₂
に代表される中分子量物質等に対する透析性能は
ほとんど変化がないのに対し、透水性の変化が大
きいことを認めた。膜素材が湿熱処理により変化
を受けたとして、透水性だけが大きく変化し、他
の低分子量物質から中分子量物質の透析性能は低
下しないという事実は全く予想できないことであ
つた。

膜の透水性は人工腎臓として使用する際には、
透析性能と並んで重要な性能の一つであり、透水
性が不十分なものは、他の性能がいかに優れたも
のであつても、実用されないことになる。

本発明者らは、モジユールに組み立て後の各種
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、その透水性の変化の異なることを見い出
し、湿熱滅菌して使用可能な膜には、特定の内部
構造が存することを認めた。

膜素材の内部構造については、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
細孔構造にもとずいて論じられて来た。本発明者
らも透水性が変化することにより、前述した内部
構造のパラメーターにより、膜素材の変化を把握
することができるものと考えた。しかるに予想に
反し、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の変化に関する有意な情報を
得ることはできなかつた。

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、
結晶部及び非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（Jounal of
Applied Polymer Science３、266〜276
（1960））。

本発明においては、25℃、40％RHに少なくと
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Es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及び
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。

Es＝ρC² ここで、Esが6.5×10¹⁰dyne／cm²以上である再
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小さく、使用することがで
きる。これに対し、Esが6.5×10¹⁰dyne／cm²未満
の再生セルロース系中空糸膜は、透水性の低下が
25％以上と大きく、その絶対値も８×10^-2ml／
cm²・atm・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できない。

本発明で使用する再生セルロース系中空糸膜の
具体例は、銅アンモニウムセルロースからの再生
セルロースでかつその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
ース系中空糸膜及び6.5×10¹⁰dyne／cm²未満のソ
ニツクモジユラスをもつ銅アンモニウムセルロー
スからの再生セルロース系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、ソニツクモ
ジユラスの変化は湿熱滅菌の前後で比較的小さ
く、あるものでも２×10¹⁰dyne／cm²程度である。
なお湿熱滅菌前のソニツクモジユラスが本発明の
規定する範囲外にあり、かつ湿熱滅菌後に本発明
の範囲内に入るものは、本発明の目的を十分満足
するものであることは理解されるであろう。

所望のソニツクモジユラスの銅アンモニウム再
生セルロース系中空糸は、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
空糸の延伸及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、ほと
んどの条件を実施容易な点に設定し、他の１又は
２の条件例えば紡糸ドラフト或は湿熱延伸を変化
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％程度の延伸を行い、再生
後、水洗、乾燥を行う。

ソニツクモジユラスが上述の範囲の銅アンモニ
ウム再生セルロース系中空糸膜の透水速度
（UFR）は、洗浄、乾燥させると湿熱滅菌による
低下が少ないものである。透水速度は人工腎臓の
基本的性能の一つであり、その値が一定以下のも
のは実用的に使用できない。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、特定のソニツク
モジユラスを有する銅アンモニウム再生セルロー
ス系中空糸膜では、その保持率は75％以上、通常
80％以上である。

第１図は、上述した銅アンモニウム再生セルロ
ース系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。

本発明では湿熱滅菌処理する前にモジユールに
組み立てられた銅アンモニウム再生セルロース系
中空糸膜を生体に無害の液体、例えば蒸留水等で
洗浄し、しかる後少くとも中空糸膜表面への付着
水を除去する程度に乾燥する工程が必要である。
また上記洗浄、乾燥した後の乾燥状態の中空糸膜
は、次に110〜140℃の水蒸気または生理食塩水蒸
気で湿熱滅菌処理される。該湿熱処理はオートク
レーブ等の加圧密封しうる装置内で行う。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分程度行われる。湿熱滅菌
は加熱蒸気が存在するため、熱容量が大きく、熱
を容易に放出する、微細な空間でも浸透性がよい
等の点で滅菌効果もすぐれるものである。

滅菌処理された膜を収容したモジユールは、冷
却後そのまゝモジユールの液体出入口を密封すれ
ば使用まで滅菌状態を維持できる。本発明方法で
滅菌されたモジユールは使用に際して滅菌剤除去
のための洗浄が容易であり、短時間のプライミン
グで使用できるという極めて大きな利点がある。
従来のホルマリン水又はEOガス滅菌した膜では
約30分の予備洗浄が必要である。

なお予備的な臨床的知見によれば、本発明の滅
菌法を施した膜は、EOガス滅菌を施した膜より
も、血液に対する異物反応が低く、血餅や血栓を
生じにくいという予期せざる効果が認められる。
さらに尿酸、クレアチニン等の透析効果がin
vivoにおいて20〜50％もの向上を示すことも知見
されている。

（実施例） 実施例 １ モジユールに組み立てられた銅アンモニウム再
生セルロース中空糸（エンカグランツシユトフ社
製）を洗浄し、乾燥した。この膜の透水性を測定
したところ18.8×10^-2ml／cm²・atm・hrであり、
そのソニツクモジユラスは12.2×10¹⁰dyne／cm²で
あつた。次にこのモジユールをオートクレーブ滅
菌器に入れて120℃、20分間加熱滅菌した。滅菌
後の該膜の透水速度は16.2×10^-2ml／cm²・atm・
hrであり、UFR保持率は86.2％であつた。また
ソニツクモジユラスは11.4×10¹⁰dyne／cm²・
atm・hrであつた。

実施例 ２ モジユールに組み立てられた銅アンモニウム再
生セルロース中空糸で蒸留水で洗浄後、乾燥し
た。この膜のソニツクモジユラス及び透水速度を
測定したところ8.62×10¹⁰dyne／cm²・atm・hrで
あつた。このモジユールを実施例１と同様に湿熱
滅菌処理した。該膜の透水速度は11.2×10^-2ml／
cm²・atm・hrであり、UFR保持率は81.7％であつ
た。またソニツクモジユラスは8.55×10¹⁰dyne／
cm²であつた。

比較例 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5.42×10¹⁰dyne／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9.76×10^-2ml／cm²・atm・hrであつた。こ
れを実施例１と同様に湿熱滅菌処理した。該膜の
透水速度は6.64×10^-2ml／cm²・atm・hr、ソニツ
クモジユラスは5.60×10¹⁰dyne／cm²、UFR保持率
は68％であり、人工腎臓として使用するには不適
当であつた。

【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 モジユールに組み立てられた、ソニツクモジ
   ユラスが6.5×10¹⁰dyne／cm²以上の銅アンモニウ
   ム再生セルロース系中空糸膜を洗滌した後乾燥
   し、該乾燥状態の銅アンモニウム再生セルロース
   系中空糸膜を、110〜140℃の水蒸気または生理食
   塩水蒸気で滅菌することを特徴とする人工腎臓用
   選択透過性膜の滅菌法。