JPH0433661A - 人工肺用複合膜、その製造方法およびそれを用いた複合膜型人工肺 - Google Patents
人工肺用複合膜、その製造方法およびそれを用いた複合膜型人工肺Info
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- JPH0433661A JPH0433661A JP2140870A JP14087090A JPH0433661A JP H0433661 A JPH0433661 A JP H0433661A JP 2140870 A JP2140870 A JP 2140870A JP 14087090 A JP14087090 A JP 14087090A JP H0433661 A JPH0433661 A JP H0433661A
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- External Artificial Organs (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、人工肺用複合膜、その製造方法およびそれを
用いた複合膜型人工肺に関するものである。詳しく述べ
ると、長期間使用に際して血漿漏出がなくかつ充分なガ
ス交換能を保持しており、しかも抗血栓性に優れた人工
肺用複合膜、その製造法およびそれを用いた複合膜型人
工肺に関するものである。
用いた複合膜型人工肺に関するものである。詳しく述べ
ると、長期間使用に際して血漿漏出がなくかつ充分なガ
ス交換能を保持しており、しかも抗血栓性に優れた人工
肺用複合膜、その製造法およびそれを用いた複合膜型人
工肺に関するものである。
(従来の技術)
従来、開心術の補助手段等として、良好なガス透過性を
有するガス交換膜を介して、血液と酸素含有ガスとを接
触させてガス交換を行なう模型人工肺が用いられている
。このガス交換膜には、良好なガス透過性を有すること
以外に、機械的強度が大きいこと、長期間血液を循環し
ても血漿の漏洩が起こらないこと、さらに血液に触れて
も血液に対する損傷、すなわち血液凝固、微小血栓生成
、血小板損失、血漿タンパクの変性、溶血などを起こさ
ないこと等の性能が要求される。現在脱型人工肺に用い
られるガス交換膜としては、均質膜と多孔質膜の2種類
があり、均質膜としては、主にシリコーン膜が用いられ
ており、一方多孔質膜としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン
、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアミド等
の種々の材質が用いられている。
有するガス交換膜を介して、血液と酸素含有ガスとを接
触させてガス交換を行なう模型人工肺が用いられている
。このガス交換膜には、良好なガス透過性を有すること
以外に、機械的強度が大きいこと、長期間血液を循環し
ても血漿の漏洩が起こらないこと、さらに血液に触れて
も血液に対する損傷、すなわち血液凝固、微小血栓生成
、血小板損失、血漿タンパクの変性、溶血などを起こさ
ないこと等の性能が要求される。現在脱型人工肺に用い
られるガス交換膜としては、均質膜と多孔質膜の2種類
があり、均質膜としては、主にシリコーン膜が用いられ
ており、一方多孔質膜としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン
、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアミド等
の種々の材質が用いられている。
(発明が解決しようとする課題)
多孔質膜は、用いられる材質において血小板損失等の生
体適合の面から充分といえるものは少なかった。また、
必要な物性を付与するために多孔質膜内面に機能性樹脂
を被覆することは行なわれているが、誤脱の支持面が多
孔質膜で、しかも疎水性であるために被覆が均一に行な
えず、かつ親水性の機能性樹脂を被覆する際に、細孔は
閉塞せずに多孔膜の細孔内にも被覆され、親水化するこ
とから血漿が漏出しやすくなるという問題があった。さ
らに、膜面にヘパリンを固定化する際に予め被覆される
樹脂が剥離しやすいという問題があった。
体適合の面から充分といえるものは少なかった。また、
必要な物性を付与するために多孔質膜内面に機能性樹脂
を被覆することは行なわれているが、誤脱の支持面が多
孔質膜で、しかも疎水性であるために被覆が均一に行な
えず、かつ親水性の機能性樹脂を被覆する際に、細孔は
閉塞せずに多孔膜の細孔内にも被覆され、親水化するこ
とから血漿が漏出しやすくなるという問題があった。さ
らに、膜面にヘパリンを固定化する際に予め被覆される
樹脂が剥離しやすいという問題があった。
したがって、本発明の目的は、新規な人工肺用複合膜、
その製造方法およびそれを用いた複合膜型人工肺を提供
することにある。本発明の他の目的は、長期間使用に際
して血漿漏出がな(かつ充分なガス交換能を保持してお
り、しかも抗血栓性の優れた人工肺用複合膜、その製造
方法およびそれを用いた複合膜型人工肺を提供すること
にある。
その製造方法およびそれを用いた複合膜型人工肺を提供
することにある。本発明の他の目的は、長期間使用に際
して血漿漏出がな(かつ充分なガス交換能を保持してお
り、しかも抗血栓性の優れた人工肺用複合膜、その製造
方法およびそれを用いた複合膜型人工肺を提供すること
にある。
(課題を解決するための手段)
これらの諸口的は、肉厚5〜80μm1空孔率20〜8
0%および平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性
多孔質膜において、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高
く、被覆する生体適合性重合体に対して親和性が高く、
かつ該平均細孔径よりも小さい粒径を有する微粒子が該
細孔内に充填され、生体適合性重合体で被覆されている
ことを特徴とする人工肺用複合膜により達成される。
0%および平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性
多孔質膜において、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高
く、被覆する生体適合性重合体に対して親和性が高く、
かつ該平均細孔径よりも小さい粒径を有する微粒子が該
細孔内に充填され、生体適合性重合体で被覆されている
ことを特徴とする人工肺用複合膜により達成される。
本発明はまた、疎水性多孔質膜がポリオレフィン多孔質
膜であり、かつ微粒子がアクリル系重合体である人工肺
用複合膜である。本発明はさらに、アクリル系重合体が
ポリメチルメタクリレートである人工肺用複合膜である
。本発明はまた、生体適合性重合体がアクリル系重合体
である人工肺複合膜である。本発明はさらに、該多孔質
膜の少なくとも血液と接触する面に生体適合性の被覆を
有してなる人工肺用複合膜である。
膜であり、かつ微粒子がアクリル系重合体である人工肺
用複合膜である。本発明はさらに、アクリル系重合体が
ポリメチルメタクリレートである人工肺用複合膜である
。本発明はまた、生体適合性重合体がアクリル系重合体
である人工肺複合膜である。本発明はさらに、該多孔質
膜の少なくとも血液と接触する面に生体適合性の被覆を
有してなる人工肺用複合膜である。
これらの諸口的は、肉厚5〜80μm、空孔率20〜8
0%および平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性
多孔質膜に、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高く、被
覆する生体適合性重合体に対して親和性が高く、かつ該
平均細孔径よりも小さい粒径を有する疎水性微粒子の分
散液を濾過させて該疎水性多孔質膜の細孔内に該微粒子
を充填し、さらに生体適合性重合体を被覆することによ
り該微粒子を固定することを特徴とする人工肺用複合膜
の製造方法によっても達成される。
0%および平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性
多孔質膜に、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高く、被
覆する生体適合性重合体に対して親和性が高く、かつ該
平均細孔径よりも小さい粒径を有する疎水性微粒子の分
散液を濾過させて該疎水性多孔質膜の細孔内に該微粒子
を充填し、さらに生体適合性重合体を被覆することによ
り該微粒子を固定することを特徴とする人工肺用複合膜
の製造方法によっても達成される。
本発明はまた、疎水性多孔質膜がポリオレフィン多孔質
膜であり、かつ疎水性微粒子がアクリル系重合体である
人工肺用複合膜の製造方法である。
膜であり、かつ疎水性微粒子がアクリル系重合体である
人工肺用複合膜の製造方法である。
本発明はさらに、アクリル系重合体がポリメチルメタク
リレートである人工肺用複合膜の製造方法である。本発
明はまた、生体適合性重合体かアクリル系重合体である
人工肺複合膜の製造方法である。
リレートである人工肺用複合膜の製造方法である。本発
明はまた、生体適合性重合体かアクリル系重合体である
人工肺複合膜の製造方法である。
これらの諸口的は、肉厚5〜80μm、空孔率20〜8
0%および平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性
多孔質膜において、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高
く、被覆する生体適合性重合体に対して親和性が高く、
かつ該平均細孔径よりも小さい粒径を有する微粒子を該
細孔内に充填して閉塞し、生体適合性重合体を被覆する
ことにより微粒子が固定し、さらに複合膜を形成してな
る複合膜を介して血液流路および酸素流路を形成してな
る複合膜型人工肺によっても達成される。
0%および平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性
多孔質膜において、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高
く、被覆する生体適合性重合体に対して親和性が高く、
かつ該平均細孔径よりも小さい粒径を有する微粒子を該
細孔内に充填して閉塞し、生体適合性重合体を被覆する
ことにより微粒子が固定し、さらに複合膜を形成してな
る複合膜を介して血液流路および酸素流路を形成してな
る複合膜型人工肺によっても達成される。
本発明はまた、該疎水性多孔質膜の少なくとも血液を接
触する面に、生体適合性重合体の溶液を接触させたのち
、該溶媒を除去して該多孔質膜の少なくとも血液と接触
する面を該重合体により被覆してなる複合膜型人工肺で
ある。
触する面に、生体適合性重合体の溶液を接触させたのち
、該溶媒を除去して該多孔質膜の少なくとも血液と接触
する面を該重合体により被覆してなる複合膜型人工肺で
ある。
(作用)
本発明で使用される疎水性多孔質膜は、種々の疎水性樹
脂の多孔質膜であるが、−例を挙げると、例えばポリプ
ロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン製膜であり
、その肉厚は5〜80μm1好車しくは10〜60μm
1空孔率は、20〜80%、好ましくは30〜60%お
よび平均細孔径は0.01〜5μm1好ましくは0.0
1〜1μmであり、中空糸膜でも平幕でもよい。中空糸
膜の場合は、内径は100〜1,000μm1好ましく
は100〜300μmである。
脂の多孔質膜であるが、−例を挙げると、例えばポリプ
ロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン製膜であり
、その肉厚は5〜80μm1好車しくは10〜60μm
1空孔率は、20〜80%、好ましくは30〜60%お
よび平均細孔径は0.01〜5μm1好ましくは0.0
1〜1μmであり、中空糸膜でも平幕でもよい。中空糸
膜の場合は、内径は100〜1,000μm1好ましく
は100〜300μmである。
このような疎水性多孔質膜は、延伸法により製造するこ
ともできるが、例えば特開昭61−90゜704号、特
開昭61−90,705号、特開昭61−90,707
号、特開昭62−106,770号等に開示されている
ように、ポリオレフィン、該ポリオレフィンの溶融下で
該ポリオレフィンに均一に分散しかつ使用する抽出液に
対して8容性である有機充填剤および結晶核形成剤を混
練し、このようにして得られた混練物を溶融状態でノズ
ルより吐出させ、吐出させた溶融膜を冷却用流体と接触
させて冷却固化し、ついで冷却固化した平膜を前記ポリ
オレフィンを溶融しない抽出液と接触させて前記有機充
填剤を抽出除去することにより製造することもできる。
ともできるが、例えば特開昭61−90゜704号、特
開昭61−90,705号、特開昭61−90,707
号、特開昭62−106,770号等に開示されている
ように、ポリオレフィン、該ポリオレフィンの溶融下で
該ポリオレフィンに均一に分散しかつ使用する抽出液に
対して8容性である有機充填剤および結晶核形成剤を混
練し、このようにして得られた混練物を溶融状態でノズ
ルより吐出させ、吐出させた溶融膜を冷却用流体と接触
させて冷却固化し、ついで冷却固化した平膜を前記ポリ
オレフィンを溶融しない抽出液と接触させて前記有機充
填剤を抽出除去することにより製造することもできる。
微粒子としては、被覆する生体適合性重合体に対して親
和性が高いものであり、−例を挙げると、例えばポリメ
チルメタクリレート、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポ
リヒドロキシエチルメタクリレート等である。これらの
微粒子の平均粒径は、前記疎水性多孔質膜の平均細孔径
よりも小さいものであることが必要であるが、通常0.
05〜1゜2μm、好ましくは0.05〜0.15μm
である。
和性が高いものであり、−例を挙げると、例えばポリメ
チルメタクリレート、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポ
リヒドロキシエチルメタクリレート等である。これらの
微粒子の平均粒径は、前記疎水性多孔質膜の平均細孔径
よりも小さいものであることが必要であるが、通常0.
05〜1゜2μm、好ましくは0.05〜0.15μm
である。
本発明による人工肺用複合膜、その製造方法および得ら
れる人工肺を、中空糸膜を例にとって説明すると、つぎ
のとおりである。すなわち、第1図は、本発明の中空糸
型の複合膜型人工肺の一実施態様である中空糸膜型人工
肺の組立状態を示すものである。すなわち該中空糸膜型
人工肺1は、ハウジング6を具備してなり、このハウジ
ング6は筒状本体7の両端部にそれぞれ環状の雄ネジ付
き取付カバー8,9が設けられ、ハウジング6内には、
全体が広がって多数の、例えば10,000〜60,0
00本の上記したように細孔を有する中空糸状の疎水性
多孔質膜(ガス交換膜)2がハウジング6の長平方向に
沿って並列的な相互に離間配置されている。そして、こ
のガス交換膜2の両端部は、取付カバー8,9内におい
てそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁10.11
により液密に支持されている。また、上記各隔室10.
11は、ガス交換膜2外周と上記ハウジング6の内面と
ともに第1の物質移動室である酸素室12を構成し、こ
れを閉塞し、かつ上記ガス交換膜2の内部に形成される
第2の物質移動流体用空間である血液流通用空間(図示
しない)と酸素室12を隔離するものである。
れる人工肺を、中空糸膜を例にとって説明すると、つぎ
のとおりである。すなわち、第1図は、本発明の中空糸
型の複合膜型人工肺の一実施態様である中空糸膜型人工
肺の組立状態を示すものである。すなわち該中空糸膜型
人工肺1は、ハウジング6を具備してなり、このハウジ
ング6は筒状本体7の両端部にそれぞれ環状の雄ネジ付
き取付カバー8,9が設けられ、ハウジング6内には、
全体が広がって多数の、例えば10,000〜60,0
00本の上記したように細孔を有する中空糸状の疎水性
多孔質膜(ガス交換膜)2がハウジング6の長平方向に
沿って並列的な相互に離間配置されている。そして、こ
のガス交換膜2の両端部は、取付カバー8,9内におい
てそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁10.11
により液密に支持されている。また、上記各隔室10.
11は、ガス交換膜2外周と上記ハウジング6の内面と
ともに第1の物質移動室である酸素室12を構成し、こ
れを閉塞し、かつ上記ガス交換膜2の内部に形成される
第2の物質移動流体用空間である血液流通用空間(図示
しない)と酸素室12を隔離するものである。
一方の取付カバー8には、第1の物質移動流体である酸
素を供給する導入口13が設けられている。他方の取付
カバー9には酸素を排出する導出口14が設けられてい
る。
素を供給する導入口13が設けられている。他方の取付
カバー9には酸素を排出する導出口14が設けられてい
る。
上記ハウジング6の筒状本体7の内面には、軸方向の中
央に位置して突出する絞り用拘束部15を設けることが
好ましい。すなわち、拘束部15は上記筒状本体7の内
面に筒状本体と一体に形成されていて、筒状本体7内に
挿通される多数のガス交換膜2からなる中空糸束16の
外周を締め付けるようになっている。こうして、上記中
空糸束16は、第1図で示すように軸方向の中央におい
て絞り込まれ、絞り部17を形成している。したがって
、ガス交換膜2の充填率は、軸方向に沿う各部において
異なり、中央部分において最も高(なっている。なお、
後述する理由により望ましい各部の充填率は次の通りで
ある。まず、中央の絞り部17における充填率は、約6
0〜80%、その他部状本体7内では約30〜60%で
あり、中空糸束16の両端、つまり隔壁10.11の外
面における充填率では、約20〜40%である。
央に位置して突出する絞り用拘束部15を設けることが
好ましい。すなわち、拘束部15は上記筒状本体7の内
面に筒状本体と一体に形成されていて、筒状本体7内に
挿通される多数のガス交換膜2からなる中空糸束16の
外周を締め付けるようになっている。こうして、上記中
空糸束16は、第1図で示すように軸方向の中央におい
て絞り込まれ、絞り部17を形成している。したがって
、ガス交換膜2の充填率は、軸方向に沿う各部において
異なり、中央部分において最も高(なっている。なお、
後述する理由により望ましい各部の充填率は次の通りで
ある。まず、中央の絞り部17における充填率は、約6
0〜80%、その他部状本体7内では約30〜60%で
あり、中空糸束16の両端、つまり隔壁10.11の外
面における充填率では、約20〜40%である。
次に、上記隔壁10.11の形成について述べる。前述
したように隔壁10.11は、ガス交換膜2の内部と外
部を隔離するという重要な機能を果たすものである。通
常、この隔壁10.11は、極性の高い高分子ポツティ
ング材、たとえばポリウレタン、シリコーン、エポキシ
樹脂等を)−ウシング6の両端内壁面に遠心注入法を利
用して流し込み、硬化させることにより作られる。さら
に詳述すれば、まず、ハウジング6の長さより長い多数
の中空糸膜2を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂
によって口止めをした後、ハウシンクロの筒状本体7内
に並べて位置せしめる。この後、取付はカバー8,9の
径以上の大きさの型カバーで、ガス交換膜2の各両端を
完全に覆って、ハウシング6の中心軸を中心にそのハウ
ジング6を回転させながら両端部側から高分子ポツティ
ング材を流入する。流し終って樹脂が硬化すれば、上記
型カバーを外して樹脂の外側面部を鋭利な刃物で切断し
てガス交換膜2の両開口端を表面に露出させる。か(し
て隔壁10.11は形成されることになる。
したように隔壁10.11は、ガス交換膜2の内部と外
部を隔離するという重要な機能を果たすものである。通
常、この隔壁10.11は、極性の高い高分子ポツティ
ング材、たとえばポリウレタン、シリコーン、エポキシ
樹脂等を)−ウシング6の両端内壁面に遠心注入法を利
用して流し込み、硬化させることにより作られる。さら
に詳述すれば、まず、ハウジング6の長さより長い多数
の中空糸膜2を用意し、この両開口端を粘度の高い樹脂
によって口止めをした後、ハウシンクロの筒状本体7内
に並べて位置せしめる。この後、取付はカバー8,9の
径以上の大きさの型カバーで、ガス交換膜2の各両端を
完全に覆って、ハウシング6の中心軸を中心にそのハウ
ジング6を回転させながら両端部側から高分子ポツティ
ング材を流入する。流し終って樹脂が硬化すれば、上記
型カバーを外して樹脂の外側面部を鋭利な刃物で切断し
てガス交換膜2の両開口端を表面に露出させる。か(し
て隔壁10.11は形成されることになる。
上記隔壁10.11の外面は、環状凸部を有する流路形
成部材18.19でそれぞれ覆われている。この流路形
成部材18.19はそれぞれ液分配部材20.21およ
びネジリング22.23よりなり、この液分配部材20
.21の周縁部付近に設けられた環状凸部として突条2
4,25の端面を前記隔壁10.11にそれぞれ当接さ
せ、ネジリング22.23を取付はカバー8,9にそれ
ぞれ螺合することにより固定することにより第2の物質
移動流体である血液の流入室26および流出室27かそ
れぞれ形成されている。この流路形成部4418.19
にはそれぞれ第2の物質移動流体である血液人口28お
よび出口29が形成されている。
成部材18.19でそれぞれ覆われている。この流路形
成部材18.19はそれぞれ液分配部材20.21およ
びネジリング22.23よりなり、この液分配部材20
.21の周縁部付近に設けられた環状凸部として突条2
4,25の端面を前記隔壁10.11にそれぞれ当接さ
せ、ネジリング22.23を取付はカバー8,9にそれ
ぞれ螺合することにより固定することにより第2の物質
移動流体である血液の流入室26および流出室27かそ
れぞれ形成されている。この流路形成部4418.19
にはそれぞれ第2の物質移動流体である血液人口28お
よび出口29が形成されている。
この隔壁10.11と、流路形成部材18.19とによ
り形成される隔壁10.11の周縁部の空隙部には、該
空隙部に連通ずる少なくとも2個の孔32.33の一方
より充填剤34.35を充填することにより前記隔壁1
0.11と接触するようにシールされる。あるいはまた
、0リング(図示せず)を介してシールされる。
り形成される隔壁10.11の周縁部の空隙部には、該
空隙部に連通ずる少なくとも2個の孔32.33の一方
より充填剤34.35を充填することにより前記隔壁1
0.11と接触するようにシールされる。あるいはまた
、0リング(図示せず)を介してシールされる。
このようにして形成された人工肺のモジュールの第1の
物質移動流体の導入口13または導出口14または第2
の物質移動流体の入口28または出口29より、前記微
粒子の分散液を流入させ、前記ガス交換膜2で分散媒を
濾過させることにより該微粒子をガス交換膜である疎水
性多孔質膜の細孔内に充填する。この場合、前記入口1
3,28または出口14.29のうちのいずれかからエ
タノール等のアルコール類を流入させて前記疎水性多孔
質膜にある程度親水性を付与したのち、蒸留水等で置換
してから分散液を流入させると、微粒子の細孔への充填
がより容易となる。なお、微粒子を分散させるための分
散媒としては水、エタノール等のアルコール類、これら
の混合物があるが、好ましくは水である。分散液中にお
ける微粒子の濃度は、通常0.1〜10重量%、好まし
くは0.2〜1.0重量%である。つぎに、分散媒が濾
別されたら、該多孔質膜の表面に残留する分散媒を洗浄
流体にて除去し、溶解性の低い溶媒に置換して微粒子表
面を溶かし、粘着結合させる。
物質移動流体の導入口13または導出口14または第2
の物質移動流体の入口28または出口29より、前記微
粒子の分散液を流入させ、前記ガス交換膜2で分散媒を
濾過させることにより該微粒子をガス交換膜である疎水
性多孔質膜の細孔内に充填する。この場合、前記入口1
3,28または出口14.29のうちのいずれかからエ
タノール等のアルコール類を流入させて前記疎水性多孔
質膜にある程度親水性を付与したのち、蒸留水等で置換
してから分散液を流入させると、微粒子の細孔への充填
がより容易となる。なお、微粒子を分散させるための分
散媒としては水、エタノール等のアルコール類、これら
の混合物があるが、好ましくは水である。分散液中にお
ける微粒子の濃度は、通常0.1〜10重量%、好まし
くは0.2〜1.0重量%である。つぎに、分散媒が濾
別されたら、該多孔質膜の表面に残留する分散媒を洗浄
流体にて除去し、溶解性の低い溶媒に置換して微粒子表
面を溶かし、粘着結合させる。
微粒子に対する良溶媒を流入させて接触させることによ
り該微粒子の一部または全部が溶解ないし膨潤して微粒
子同士が結合するかあるいは薄膜化して細孔内を閉塞す
ることになる。
り該微粒子の一部または全部が溶解ないし膨潤して微粒
子同士が結合するかあるいは薄膜化して細孔内を閉塞す
ることになる。
このような溶媒としては、例えばポリメチルメタクリレ
ートのようなアクリル系重合体に対しては、アセトン、
アセトアルデヒド、アリルアルコール、キシレン、セパ
チン酸ジオクチル、テトラヒドロフラン、トルエン、ナ
フサ、n−ブタノール、メチルエチルケトン等があり、
またポリアミドに対してはメタノール、ブタノール、エ
チレングリコール等があり、ポリ酢酸ビニルに対しては
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢
酸、ベンゼン、トルエン等がある。
ートのようなアクリル系重合体に対しては、アセトン、
アセトアルデヒド、アリルアルコール、キシレン、セパ
チン酸ジオクチル、テトラヒドロフラン、トルエン、ナ
フサ、n−ブタノール、メチルエチルケトン等があり、
またポリアミドに対してはメタノール、ブタノール、エ
チレングリコール等があり、ポリ酢酸ビニルに対しては
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢
酸、ベンゼン、トルエン等がある。
本発明による人工肺において、血液は第1の物質移動流
体側でもあるいは第2の物質移動流体側のいずれに流通
させてもよいが、前記分散液は少なくとも血液流通側に
流通させて薄膜化することが望ましい。
体側でもあるいは第2の物質移動流体側のいずれに流通
させてもよいが、前記分散液は少なくとも血液流通側に
流通させて薄膜化することが望ましい。
このような薄膜を有する複合膜には、さらに生体適合製
重合体の溶液と接触させたのち、該溶液を除去して前記
多孔質膜の少なくとも血液と接触する面を該重合体によ
り被覆すれば、さらに良好な結果が得られる。生体適合
性重合体としては、例えば、ポリ(2−ヒドロキシエチ
ルタフクリレート)等のアクリル系重合体、ポリエチレ
ンイミン(POLYMIN SN、 BASF社製)、
これらの混合物ないしコンプレックス等がある。
重合体の溶液と接触させたのち、該溶液を除去して前記
多孔質膜の少なくとも血液と接触する面を該重合体によ
り被覆すれば、さらに良好な結果が得られる。生体適合
性重合体としては、例えば、ポリ(2−ヒドロキシエチ
ルタフクリレート)等のアクリル系重合体、ポリエチレ
ンイミン(POLYMIN SN、 BASF社製)、
これらの混合物ないしコンプレックス等がある。
このような生体適合性重合体被膜の表面には、さらにヘ
パリンを被覆し、得られる被膜をグルタルアルデヒドで
架橋すると、さらに良好な結果が得られる。
パリンを被覆し、得られる被膜をグルタルアルデヒドで
架橋すると、さらに良好な結果が得られる。
なお、前記中空糸膜型人工肺において、第1の物質移動
流体としては空気等の酸素含有ガスまたは血液であり、
第2の物質移動流体としては血液または酸素含有ガスで
ある。したがって、第1の物質移動流体がガスの場合に
は第2の物質移動流体は血液であり、一方、第1の物質
移動流体が血液の場合には第2の物質移動流体はガスで
ある。
流体としては空気等の酸素含有ガスまたは血液であり、
第2の物質移動流体としては血液または酸素含有ガスで
ある。したがって、第1の物質移動流体がガスの場合に
は第2の物質移動流体は血液であり、一方、第1の物質
移動流体が血液の場合には第2の物質移動流体はガスで
ある。
以上は、中空糸膜型人工肺の場合について説明したが、
積層式、1枚の膜をコイル状に巻いたもの、ジグザグ状
に折込んだもの等の平膜型人工肺についても、用いられ
るガス交換膜の細孔が該細孔系よりも小さな微粒子によ
り閉塞され、また少なくとも血液接触面が生体適合性疎
水性樹脂によりコーティングされたものであれば、生体
適合性が高く接触する血液の血小板等の損傷が極めて少
なく、またガス交換能に優れ、さらに長期間使用しても
血漿漏出の虞れない膜型人工肺が寿られる。
積層式、1枚の膜をコイル状に巻いたもの、ジグザグ状
に折込んだもの等の平膜型人工肺についても、用いられ
るガス交換膜の細孔が該細孔系よりも小さな微粒子によ
り閉塞され、また少なくとも血液接触面が生体適合性疎
水性樹脂によりコーティングされたものであれば、生体
適合性が高く接触する血液の血小板等の損傷が極めて少
なく、またガス交換能に優れ、さらに長期間使用しても
血漿漏出の虞れない膜型人工肺が寿られる。
以下、実施例を上げて本発明をさらに詳細に説明する。
比較例1
内径200 It m、肉厚50μm、空孔率40%、
平均孔径700Aのポリプロピレン製中空糸膜を用いて
、膜面積0.8m2の第1図に示すような中空糸膜型人
工肺1を組立てた。
平均孔径700Aのポリプロピレン製中空糸膜を用いて
、膜面積0.8m2の第1図に示すような中空糸膜型人
工肺1を組立てた。
実施例1
比較例1の中空糸膜型人工肺の血液人口28よりエタノ
ールを流入させ、中空糸状ガス交換膜2を親水化処理し
た後、蒸留水を流通させてエタノール置換した。ついで
血液入口28よりポリメチルメタクリレート微粉末(O
LE−12、綜研化学株式会社製)(平均粒径0.1μ
m)の水分散液(固形分1重合%)を流入させ、前記ガ
ス交換膜2により水分を濾別することによりポリメチル
メタクリレート微粉末をガス交換膜の細孔内に充填した
。この際、分散液の流入側端と反対側、すなわち流出端
における流体流通抵抗を、例えは流出側端開口を絞る等
により高くして中空糸状ガス交換膜内部に圧力1〜3
kg / cd程度の圧力をかけることで、ガス交換膜
の細孔側へ微粒子の分散液がより良好に通過した。つぎ
に、蒸留水を流入させて中空糸状ガス交換膜内部に残留
するポリメチルメタクリレート微粉末の水分散液を充分
排出させた。
ールを流入させ、中空糸状ガス交換膜2を親水化処理し
た後、蒸留水を流通させてエタノール置換した。ついで
血液入口28よりポリメチルメタクリレート微粉末(O
LE−12、綜研化学株式会社製)(平均粒径0.1μ
m)の水分散液(固形分1重合%)を流入させ、前記ガ
ス交換膜2により水分を濾別することによりポリメチル
メタクリレート微粉末をガス交換膜の細孔内に充填した
。この際、分散液の流入側端と反対側、すなわち流出端
における流体流通抵抗を、例えは流出側端開口を絞る等
により高くして中空糸状ガス交換膜内部に圧力1〜3
kg / cd程度の圧力をかけることで、ガス交換膜
の細孔側へ微粒子の分散液がより良好に通過した。つぎ
に、蒸留水を流入させて中空糸状ガス交換膜内部に残留
するポリメチルメタクリレート微粉末の水分散液を充分
排出させた。
ついで、得られた人工肺において、細孔内に充填された
微粒子が乾燥時に流出しないようにガス交換膜内部に残
留するポリメチルメタクリレート微粉末の水分散液を蒸
留水を流入させて排出したのち、エタノールに置換して
微粒子同士の凝集あるいは粘着させたのち乾燥した。
微粒子が乾燥時に流出しないようにガス交換膜内部に残
留するポリメチルメタクリレート微粉末の水分散液を蒸
留水を流入させて排出したのち、エタノールに置換して
微粒子同士の凝集あるいは粘着させたのち乾燥した。
このようにして得られた人工肺の中空糸内部にポリ (
2−ヒドロキシエチルメタクリレート)をエタノールで
1.25w/v%溶液に希釈し、この中ヘポリエチレン
イミン())OLYMIN SN、 BASF社製)を
1.0w/v%なるように添加した被覆液を流入充填さ
せて被覆し、排出、乾燥後にヘパリンを流入させ、排出
後に濃度1.0w/v%のグルタルアルデヒド水溶液を
流入させて架橋を行なってヘパリン化した人工肺を得た
。
2−ヒドロキシエチルメタクリレート)をエタノールで
1.25w/v%溶液に希釈し、この中ヘポリエチレン
イミン())OLYMIN SN、 BASF社製)を
1.0w/v%なるように添加した被覆液を流入充填さ
せて被覆し、排出、乾燥後にヘパリンを流入させ、排出
後に濃度1.0w/v%のグルタルアルデヒド水溶液を
流入させて架橋を行なってヘパリン化した人工肺を得た
。
比較例2
比較例1で得られた人工肺について実施例1と同様に処
理してヘパリン化した人工肺を得た。
理してヘパリン化した人工肺を得た。
実施例2
実施例1および比較例2で寿られた人工肺について、雑
犬を用いて30時間にわたって静−動脈の部分対外循環
試験を行なって血漿の漏出ffl(ml/hr)を測定
した。このときの血液流量は400m1/minであっ
た。その結果を第1表に示す。
犬を用いて30時間にわたって静−動脈の部分対外循環
試験を行なって血漿の漏出ffl(ml/hr)を測定
した。このときの血液流量は400m1/minであっ
た。その結果を第1表に示す。
第1表
比較例2 0 0 >5 10 40 1
20実施例tooooo。
20実施例tooooo。
実施例1で得られた生体適合性重合体被覆面の人工肺の
ガス交換膜を電子顕微鏡(倍率10.00倍)で観察し
たところ、平均孔径は小さくなっており、また生体適合
性重合体で被覆したものは、空孔はほとんど消失してい
た。
ガス交換膜を電子顕微鏡(倍率10.00倍)で観察し
たところ、平均孔径は小さくなっており、また生体適合
性重合体で被覆したものは、空孔はほとんど消失してい
た。
実施例1で得られた人工肺の空気フラックスを測定した
ところ、200ml/min−m2・mm11gであっ
た。これにに対して比較例2て得られた人工肺の空気フ
ラックスは1. 000cnl/min −m2・mm
Hgであった。このことから、本発明による人工肺の複
合膜は超微細孔膜になっていることか推測された。
ところ、200ml/min−m2・mm11gであっ
た。これにに対して比較例2て得られた人工肺の空気フ
ラックスは1. 000cnl/min −m2・mm
Hgであった。このことから、本発明による人工肺の複
合膜は超微細孔膜になっていることか推測された。
これらの人工肺のガス交換能を評価するために、つぎの
方法により生体外(1n−vi tro)試験を行なっ
た。
方法により生体外(1n−vi tro)試験を行なっ
た。
新鮮ヘパリン生血を用い酸素飽和度(SVO2)65%
および炭酸ガス分圧45〜48mmHgでベース(B
E)±1となる静脈血を作製し、これを人工肺の血液流
路に流通させて性能評価を行なった。
および炭酸ガス分圧45〜48mmHgでベース(B
E)±1となる静脈血を作製し、これを人工肺の血液流
路に流通させて性能評価を行なった。
なお、用いられたヘモグロビン含量は11.5g/dΩ
で、温度は37℃であった。
で、温度は37℃であった。
酸素流量と血液流量との比が1で、血液流量600m1
/mjnのときの酸素ガス添加能および炭酸ガス除去能
の関係を第2表に示す。
/mjnのときの酸素ガス添加能および炭酸ガス除去能
の関係を第2表に示す。
比較例L CO2033318232比較例2 C
O2033292220実施例1 co、、、
0 29 28 28 27さらに、この複合
膜の被覆性をみるために、実施FfT11および比較例
2の人工肺について、X線光電子分光(ESCA)法に
より裏面の分析を行なって、ヘパリンの固定量Sの値を
測定したところ、第3表のとおりであった。
O2033292220実施例1 co、、、
0 29 28 28 27さらに、この複合
膜の被覆性をみるために、実施FfT11および比較例
2の人工肺について、X線光電子分光(ESCA)法に
より裏面の分析を行なって、ヘパリンの固定量Sの値を
測定したところ、第3表のとおりであった。
第3表
試料 0 (is) N (LS) C(18) S
(2D)比較例1 2.02 0.30 97.
63 0.04実施例1 37.06 3.06
5g、63 1.24(発明の効果) 以上述べたように、本発明は、肉厚5〜80μm1空孔
率20〜80%および平均細孔径0.01〜5μmを有
する疎水性多孔質膜において、該疎水性多孔質膜よりも
親水性が高く、被覆する生体適合性重合体に対して親和
性が高く、かつ該平均細孔径よりも小さい粒径を有する
微粒子が該細孔内に充填され、生体適合性重合体で被覆
されていることを特徴とする人工肺用複合膜およびそれ
を用いた複合膜型人工肺であるから、疎水性多孔質膜の
細孔が微粉末により少なくとも部分的に閉塞されるとと
もに閉塞微粒子の表面が溶解することによって微粒子同
士を凝集あるいは粘着させ、さらに生体適合性重合体が
該閉塞微粒子を固定することにより被覆が容易となり、
均一に被覆され、複合膜を形成できるので機能性発現(
ヘノマリン化)も容易となり、また、長時間体外循環使
用しても被覆が剥離せず、かつ機能性が効果的に発揮さ
れる人工肺が得られるものである。
(2D)比較例1 2.02 0.30 97.
63 0.04実施例1 37.06 3.06
5g、63 1.24(発明の効果) 以上述べたように、本発明は、肉厚5〜80μm1空孔
率20〜80%および平均細孔径0.01〜5μmを有
する疎水性多孔質膜において、該疎水性多孔質膜よりも
親水性が高く、被覆する生体適合性重合体に対して親和
性が高く、かつ該平均細孔径よりも小さい粒径を有する
微粒子が該細孔内に充填され、生体適合性重合体で被覆
されていることを特徴とする人工肺用複合膜およびそれ
を用いた複合膜型人工肺であるから、疎水性多孔質膜の
細孔が微粉末により少なくとも部分的に閉塞されるとと
もに閉塞微粒子の表面が溶解することによって微粒子同
士を凝集あるいは粘着させ、さらに生体適合性重合体が
該閉塞微粒子を固定することにより被覆が容易となり、
均一に被覆され、複合膜を形成できるので機能性発現(
ヘノマリン化)も容易となり、また、長時間体外循環使
用しても被覆が剥離せず、かつ機能性が効果的に発揮さ
れる人工肺が得られるものである。
第1図は本発明による人工肺の一実施例を示す部分断面
図である。 1・・・模型人工肺、2・・・ガス交換膜、3・・・細
孔、4・・・微粒子、5・・・被膜、6・・・ノ\ウシ
ング、7・・・筒状本体、10.11・・・隔壁、12
・・・第1の物質移動室、 13.14・・・第1の物質移動流体導入出口、16・
・・中空糸束、 28.29・・・第2の物質移動流体導入出口。
図である。 1・・・模型人工肺、2・・・ガス交換膜、3・・・細
孔、4・・・微粒子、5・・・被膜、6・・・ノ\ウシ
ング、7・・・筒状本体、10.11・・・隔壁、12
・・・第1の物質移動室、 13.14・・・第1の物質移動流体導入出口、16・
・・中空糸束、 28.29・・・第2の物質移動流体導入出口。
Claims (11)
- (1)肉厚5〜80μm、空孔率20〜80%および平
均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性多孔質膜にお
いて、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高く、被覆する
生体適合性重合体に対して親和性が高く、かつ該平均細
孔径よりも小さい粒径を有する微粒子が該細孔内に充填
され、生体適合性重合体で被覆されていることを特徴と
する人工肺用複合膜。 - (2)疎水性多孔質膜がポリオレフィン多孔質膜であり
、かつ微粒子がアクリル系重合体である請求項1に記載
の人工肺用複合膜。 - (3)アクリル系重合体がポリメチルメタクリレートで
ある請求項2に記載の人工肺用複合膜。 - (4)生体適合性重合体がアクリル系重合体である請求
項1に記載の人工肺用複合膜。 - (5)該多孔質膜の少なくとも血液と接触する面に生体
適合性の被覆を有してなる請求項1ないし4のいずれか
一つに記載の人工肺用複合膜。 - (6)肉厚5〜80μm、空孔率20〜80%および平
均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性多孔質膜に、
該疎水性多孔質膜よりも親水性が高く、被覆する生体適
合性重合体に対し親和性が高く、かつ該平均細孔径より
も小さい粒径を有する微粒子の分散液を濾過させて該疎
水性多孔質膜の細孔内に該微粒子を充填し、さらに機能
性樹脂を被覆することにより該微粒子を固定することを
特徴とする人工肺用複合膜の製造方法。 - (7)疎水性多孔質膜がポリオレフィン多孔質膜であり
、かつ微粒子がアクリル系重合体である請求項6に記載
の人工肺用複合膜の製造方法。 - (8)アクリル系重合体がポリメチルメタクリレートで
ある請求項7に記載の人工肺用複合膜の製造方法。 - (9)生体適合性重合体がアクリル系重合体である請求
項6に記載の人工肺用複合膜の製造方法。 - (10)肉厚5〜80μm、空孔率20〜80%および
平均細孔径0.01〜5μmを有する疎水性多孔質膜に
おいて、該疎水性多孔質膜よりも親水性が高く、被覆す
る生体適合性重合体に対して親和性が高く、かつ該平均
細孔径よりも小さい粒径を有する微粒子を該細孔内に充
填して閉塞し、生体適合性重合体を被覆することにより
微粒子が固定し、さらに被覆膜を形成してなる該複合膜
を介して血液流路および酸素流路を形成してなる複合膜
型人工肺。 - (11)該疎水性多孔質膜の少なくとも血液を接触する
面に、生体適合性重合体の溶液を接触させたのち、該溶
媒を除去して該多孔質膜の少なくとも血液と接触する面
を該重合体により被覆してなる請求項10に記載の複合
膜型人工肺。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2140870A JP2888607B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 人工肺用複合膜、その製造方法およびそれを用いた複合膜型人工肺 |
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---|---|---|---|
JP2140870A JP2888607B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 人工肺用複合膜、その製造方法およびそれを用いた複合膜型人工肺 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0433661A true JPH0433661A (ja) | 1992-02-05 |
JP2888607B2 JP2888607B2 (ja) | 1999-05-10 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2888607B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999020378A1 (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-29 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | A manufacturing method of composite membrane having hydrophilic coating layer on hydrophobic support membrane |
JP2008062119A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-21 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ろ過材、その製造方法、ろ過処理装置およびろ過処理方法 |
JP2010240614A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Toray Ind Inc | 分離膜デバイスおよびその製造方法 |
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---|---|---|---|---|
JP7139604B2 (ja) | 2016-09-30 | 2022-09-21 | 東レ株式会社 | 培養血小板濃縮モジュールおよびそれを用いた血小板製剤の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP2140870A patent/JP2888607B2/ja not_active Expired - Fee Related
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