JPH0554373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 本発明は、疎水性である第１重合体および親水
性である第２重合体からなる、特に血液処理用非
対称微孔性繊維に関する。さらに、本発明は、重
合体状成分が極性非プロトン性溶媒に溶解され、
しかもこのように製造された溶液を紡糸口金から
押出して、中空繊維構造を形成し、この内腔に沈
殿剤を導入し、次いで得られた中空繊維を浴に入
れて、洗い流しできる成分を中空繊維から除く、
このような繊維の製造方法に関する。 先行技術の説明 米国特許第3615024号明細書には、もつぱら疎
水性重合体からのみ製造された非対称中空繊維が
記載されている。この結果、このような中空繊維
は、もはや水湿潤性でなく、このためにこの中空
繊維は完全に乾燥されないかまたは、グリセリン
のような親水性液体をもつて満たされなければな
らない。あるいは、繊維が乾燥するたびに限外ろ
過速度がさらに減少する。なぜならば、この中空
繊維の微細孔は、ますます空気で満たされ、しか
ももはや水をもつて湿潤できないからである。こ
の結果は、各乾燥後に分離境界が移動し、しかも
実際に一定でないことになる。 さらに、前記米国特許明細書に記載され、しか
も疎水性重合体製の繊維は十分に安定でなく、し
かも比較的低い降伏点を有するので、この特許に
よって製造された繊維は加工が困難である。もう
１つの点は、このような繊維が乾燥後に収縮し、
しかも微細孔構造を有しないが、内部に広範囲の
液胞を有する粗大孔指構造は、これまでの説明に
既に示されたようにむしろ安定性を減じることで
ある。 このために、この米国特許明細書に包含された
繊維は、血液透析には適当でない。なぜならば押
出した後にこれらの特別の構造およびこの疎水性
によつて、繊維は加工が困難であり、しかも血液
透析前に特殊の処理が必要になる。 米国特許第3691068号明細書には、透析に使用
できるが、基本的には単に最初の前記米国特許第
3615024号明細書に記載された膜のそれ以上の展
開にすぎない膜が説明されている。 最後に挙げた特許明細書によつて製造された繊
維は、乾燥工程を受けて、製造工程から生じる、
内部の残留水をほぼ完全に除く。この結果は、本
発明者らが経験したように、小孔が空気で満たさ
れるようになり、しかもこのために、フイルター
を水と共に使用する場合、何ら役立たないことに
なる。 限界ろ過される水に利用できるのは大孔のみで
あり、その結果全体として限界ろ過の速度は減少
し、しかも膜の溶質分離性は変化する。また、こ
のような膜の機械的性質およびその加工が問題で
ある限り、前記の説は当てはまる。 他の米国特許第4051300号明細書には、（逆浸透
などのような）工業用に使用できる合成中空繊維
が記載されている。この繊維は、親水性重合体細
孔形成物質を若干添加して疎水性重合体から製造
される。その使用目的を考えて、このような繊維
は、製造方式および繊維構造によつて、破裂圧
2000psi（42.2Kg／cm²）を有する。このために、こ
の繊維は、逆浸透にうまく使用できるが、使用条
件が全く異なつている血液透析には適当でない。
血液透析の場合、重要な判定基準は、本質的に製
造された膜が高いふるい分け係数さらに高拡散率
を有することである。しかしながら、これらのパ
ラメーターは、米国特許第4051300号明細書の膜
の場合十分でなく、事実この膜は血液透析には使
用できない。 ドイツ公開特許第2917357号明細書には、ポリ
スルホンまたは他の材料製であり得る半透膜に関
する。この繊維は、内側スキンのみでなく、外側
スキンをも有するので、流体透過性は著しく減少
する。疎水性構造の故に、このような膜はさら
に、本明細書に前記した欠点がある。 最後に、ドイツ公開特許第3149976号明細書は、
例えばあるポリビニルピロリドン（PVP）含量
を有するポリスルホンのような合成重合体の巨視
孔疎水性膜に関する。この点について、注型溶液
の少なくとも15重量％であるPVP水準は、吸水
能少なくとも最終膜の11重量％を有し得た。 この大量の抽出物残量の故に、この繊維は、さ
らにその構造およびその高い吸水能から分かるよ
うに、工業用のみに適し、医療用には適していな
かつた。 既に説明したように、技術の現状の中空繊維は
通常、例えば逆浸透または限外ろ過のような水か
らの工業用除去あるいは気体の分離に利用され
る。 発明の説明 しかしながら、本発明によつて、特別の要件が
満たされる、血液透析用に使用できる中空繊維が
生成される。 中空繊維の形のこのような膜の性質は、この膜
に用いる方法の型および重合体によつて決まる。
しかし、出発物の十分に適切な選択およびある種
の型の繊維、すなわち所定の膜の性質を有する繊
維を確実に製造する方法を適切に行うことは極め
て困難である。これらの望ましい性質としては、 (a) 限外ろ過される溶媒に関して高い流体透過
性。限外ろ過される流体、さらに詳しくは水は
この点で出来るだけ有効に膜を透過できる、す
なわち低圧において所定の表面積および所定の
時間に高速で透過できる。これに関連して、透
過速度は、細孔の数および大きさおよびその細
孔の長さおよび液体によるぬれが起こる程度に
よつて決まる。この点について、均一な大きさ
の細孔の最大数および最小の厚さの膜が得られ
ることが分かる。 (b) これ以上の点は、膜が鋭い分離特性、すなわ
ちその細孔径分布はある大きさ、すなわちある
分子量の分子に関して分離限界を与えるために
出来るだけ均一でなければならないことであ
る。血液透析において、膜はヒトの腎臓のもの
と類似の性質を有する、すなわち分子量45000
およびそれ以上を有する分子を抑制することが
一層望ましい。 (c) さらに、十分な程度の機械的強さを有し、生
じる圧力に耐えしかも優れた安定性を有しなけ
ればならない。 概して、機械的強さは、流体透過性に逆比例
する、換言すれば、流体透過性が大きければ大
きい程、膜の機械的強さは悪くなる。この目的
を達成するために、最初に記載した非対称膜
は、分離層またはバリヤー層に加えて支持膜を
組みこんでもよく、このような支持膜は、一方
では限られた機械的強さの分離膜を支持し、し
かも他方その実質的に一層大きい細孔径を有す
るために一般に流体特性に対して何ら影響をお
よぼさない。しかしながら、このような非対称
毛管膜は非常に大きい細孔を有することが多い
のでバリヤー層の厚さの何らかの減少い厳しい
制限がある、すなわち分離性さらに特に流体透
過性はこれまで物足りなかつた。 (d) 血液透析に利用される膜に関してかなり重要
なこれ以上の性質は、透析について、コネクタ
ー、ハウジング材料、注型組成物および透析膜
上の表面のような表面に対する応答に類似の身
体免疫系のどのような応答もないことを意味す
るように用いられる用語である「生体適合性係
数」である。 この応答は、白血球数の初期の低下（白血球
減少症）および酸素分圧（pO₂）の初期の低下
に次いでこれらの値の徐々の回復および補体系
の活性化を示す。 このような反応は、透析膜としての再生セル
ロースの使用に関して、記載された。この反応
の強さは活性表面の大きさによつて決まる。 従つて、本発明の１目的は、最初に記載した種
類の中空繊維をこれ以上進歩させる、すなわちこ
の中空繊維が同時に押出物の非常に低水準を示し
ながら優れた湿潤性を有することである。 本発明のこれ以上の目的の１部としては、この
ような中空繊維は、同時に非常に良好な流体透過
性および優れた機械的強さを有することである。 本発明のなおこれ以上目的は、優れた生体適合
性を有するような中空繊維を生成することであ
る。 これらの目的および以下本発明の後続の説明か
ら明らかであるこれ以上の目的によつて、疎水性
第１重合体および親水性第２重合体からなり、血
液の処理用非対称微孔性中空繊維は、この中空繊
維が第１重合体90重量％〜99重量％および第２重
合体10重量％〜１重量％を含み、吸水能３重量％
〜10重量％を有し、しかも第１重合体12重量％〜
20重量％および第２重合体２重量％〜10重量％、
残りが溶媒の、溶液粘度500cps〜3000cpsを有す
る押出された溶液を内側から外側に沈殿させる方
法によつて製造できる。このような沈殿後、第２
重合体の１部を溶出し、しかも溶媒の若干部分を
洗い流す。 本発明による中空繊維は、中空繊維が非常に高
水準の流体透過性を有する限り、当業界において
前進する１歩と考えることができる。事実、本発
明に従つて製造された繊維の流体透過性は再生セ
ルロースの同じような中空繊維膜の透過性よりも
係数少なくとも10だけ高いように増大される。 本発明の方法において製造された中空繊維膜
は、さらに優れた生物適合性を有する。この中空
繊維膜は、実質的に白血球減少症を生じない。さ
らに、非常に満足な生体適合性によつて、ヘパリ
ンの投与量を減少できる。 最後に酸素欠乏症が起こらない、すなわち酸素
分圧の不足範囲への減少はない。従つて、本発明
において製造された中空繊維膜は、血液透析用に
現在市販されている中空繊維よりもはるかに生体
適合性であり、しかも流体挙動を改善した。 本発明の方法は、極性非プロトン性溶媒に易溶
性であり、しかも膜を形成してこの溶媒から沈殿
できる合成重合体の使用に基づくことができる。
このような沈殿が起こる場合、合成重合体は１面
上にスキン様微孔性バリヤー層を有し対面上には
このバリヤー層の機械的性質を向上させるために
用いられる支持膜を有し、それによつて流体透過
性に何ら影響をおよぼさない非対称異方性膜の製
造に至る。 膜形成第１重合体として使用できる重合体とし
ては、式および の反復単位によつて構成されるポリエーテルスル
ホン、さらにとりわけ重合体芳香族ポリスルホン
のようなポリスルホンがある。 式から、ポリスルホンは鎖にアルキル基、さ
らにとりわけメチル基を含有するが、一方式の
ポリエーテルスルホンはエーテル結合およびスル
ホン結合によつて一緒に結合したアリール基のみ
を有する。 ポリアリールスルホンの定義の範囲に入るこの
ようなポリスルホンまたはポリエーテルスルホン
は既知であり、しかもユニオン・カーバイド・コ
ーポレーシヨンによつて商品名ユーデル（Udel）
の下に市販されている。これらポリスルホンまた
はポリエーテルスルホンは別個にあるいはブレン
ドとして使用できる。 さらに、カルボン酸の線状ポリエステルからな
り、例えばゼネラル・エレクトリツク・カンパニ
ーによつてレキサン（Lexan）の名称に下に市販
されているポリカーボネートを使用できる。 さらに、利用できる材料は、ポリアミド、すな
わち例えばノメツクス（Nomex）の商品名の下
にデユポン・インコーポレーテツドによつて市販
されているポリヘキサメチレンアジパミドであ
る。 本発明において使用が問題となる他の重合体と
しては、例えばPVC、変性アクリル酸の重合体、
ハロゲン化重合体、ポリエーテル、ポリウレタン
およびこれらの共重合体がある。 しかしながら、ポリアリールスルホンさらに詳
しくはポリスルホンの使用が好ましい。 親水性第２重合体は、例えば反復する本質的に
親水性重合体単位を含有する長鎖重合体であり得
る。 このような親水性第２重合体は、例えば血漿増
補液のような多数の医療用途に用いられるポリビ
ニルピロリドン（PVP）であり得る。PVPは、
一般式 （式中、ｎは整数90〜4400である）の反復単位
からなる。 PVPは、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンの重合
によつて製造され、重合度は、重合方法の選択に
よつて決まる。例えば、平均分子量10000〜
450000を有するPVP製品を製造でき、また本発
明の目的にも使用できる。このようなPVPは、
商品符号Ｋ−15〜Ｋ−90の下にジー・エイ・エ
フ・コーポレーシヨン（GAF Corporation）に
よつておよび商品名コリドン（Kollidon）の下
にバイエル（Bayer AG）によつて市販されてい
る。 使用できる他の親水性第２重合体は、ポリエチ
レングリコールおよびポリグリコールモノエステ
ルおよび例えばプルロニツク（Pluronic）F68、
F88，F108およびF127の商品名の下にビー・エ
イ・エス・エフ（BASF AG）によつて市販され
ている重合体のようなポリエチレングリコールと
ポリプロピレングリコールの共重合体の形であり
得る。 使用し得るこれ以上の材料は、例えばポリオキ
シエチレンソルビタンモノオレエート、モノウラ
レートまたはモノパルミテートのようなポリソル
ベートである。このようなポリソルベートは、例
えば商品名ツイーン（Tween）の下に市販され、
その好ましい形は、例えばツインーン20、40など
の親水性ツイーン製品である。 最後に、デンプンおよびその誘導体の他にカル
ボキシメチルセルロース、酢酸セルロースなどの
水溶性セルロース誘導体を使用できる。 好ましい材料はPVPである。 極性非プロトン性溶媒は、一般に第１重合体が
易溶性である、すなわち合成重合体少なくとも約
20重量％の濃度の溶液を生成できるような溶解度
を有する溶媒である。この種類に属する非プロト
ン性溶媒は、例えばジメチルホルムアミド
（DMF）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、ジ
メチルアセトアミド（DMA）、Ｎ−メチルピロ
リドンおよびこれらの混合物である。このような
非プロトン性溶媒は、任意の量の水と混合でき、
従つて沈殿後に繊維から洗い流すことができる。
純粋の極性非プロトン性溶媒の他に、さらにこれ
らの混合物またはこれらと水の混合物を使用で
き、繊維形成性重合体少なくとも約20重量％の溶
解度上限を守るように留意する。沈殿の条件につ
いては、水を少量加えることによつて若干の利点
が得られる。 第１重合体は、室温において注型溶液約12重量
％〜20重量％、さらにとりわけ14重量％〜18重量
％、さらに限定して約16重量％の割合で非プロト
ン性溶媒に溶解され、これについて疎水性重合体
に関してここで説明する粘度についての若干の制
限が認められる。経験から、繊維形成性重合体の
場合、溶媒中の含量は約12重量％未満であり、形
成された中空繊維は、もはや十分に強くないの
で、すなわちこの中空繊維がさらに加工されるか
または使用される場合に著しい困難が経験され
る。他方、溶液中の繊維形成性重合体の水準が20
重量％より大きい場合、繊維は余りに緻密であ
り、このことからそれ程満足でない流体特性に近
づく。 細孔の形成を改善するかまたはこの形成を少し
でも可能するために、前記成分に繊維形成性重合
体を有するこのような溶液は主として疎水性繊維
形成性重合体が沈殿または凝固する場合、所望の
細孔を生成する疎水性第２重合体の若干の水準を
有する。前記のように、第２重合体は、注型溶液
の約２重量％〜10重量％、さらにとりわけ2.5重
量％〜８重量％の量で使用するのが最も良く、こ
のような水準は溶液の組成についての前記粘度限
界に適合する。沈殿された中空繊維が一層容易に
ぬれるように、この水溶性重合体の若干量が沈殿
された中空繊維に保持されるのが好ましい。従つ
て、仕上中空繊維は、重合体状膜の約10重量％ま
でさらにとりわけ５重量％〜８重量％までに等し
い第２重合体の量を含有し得る。 本発明によつて、繊維形成性重合体および第２
重合体を含有する溶液は20℃、すなわち室温にお
いて粘度約500cps〜3000cps、さらに1500cps〜
2500cps（センチポアズ）を有する。これらの粘度
値はハーケ（Haake）測定器のような通常の回
転式粘度測定器をもつて測定される。粘度、すな
わちさらに特別に、溶液の内部摩擦は、本発明の
方法の運転において認められる一層重要なパラメ
ーターの１つである。一方、沈殿が起こるまで、
粘度は押出さた中空繊維形状の構造を保存するか
または保持し、他方沈殿、すなわち沈殿液が押出
された粘ちよう液に到達後に中空繊維の凝固を妨
げない。この点についてDMSO、DMAまたはこ
れらの混合物の溶媒としての使用が最良である。
この点で、前記の粘度範囲を守ることによつて、
優れた流体および機械的性質を有する中空繊維膜
を確実に製造できることを経験した。 ろ過によつて未溶解粒子を完全に除いた、仕上
げ明澄溶液は、次いで下記の押出または湿式紡糸
口金に供給される。 通常、米国特許第3691068号明細書に開示され
たものと一般に類似した湿式紡糸口金を用いる。
紡糸口金またはノズルは、中空繊維の外径と等し
い直径を有する環状ダクトを有する。紡糸口金コ
アーはこのダクトに同軸に突出し、しかもこのダ
クトを貫通する。この点で、コアーの外径は、一
般に中空繊維の内径、すなわち、その内腔直径に
等しい。下記の沈殿液は、中空コアを通してポン
プ輸送されるのでこの沈殿液は中空コアの先端か
ら出て、押出された液体からなる中空繊維形状と
接触する。系のこれ以上の詳細は、中空繊維の製
造に関する限り、前記米国特許第3691068号明細
書から分かる。 沈殿後は、一方では繊維形成第１重合体の沈殿
を開始するが、他方では第２重合体を溶解する、
非溶媒、さらにとりわけ水の若干量と共に前記非
プロトン性溶媒の１つの形である。有効な効果
は、非プロトン性溶媒または混合物が繊維形成重
合体を含有する溶液に用いられる溶媒と同じ場合
に生じる。有機、非プロトン性溶媒または溶媒と
非溶媒の混合物からなる沈殿液の構成について、
非溶媒の水準が増大すると沈殿液の沈殿性は非常
に著しくなるので、膜に形成される細孔の大きさ
はますます小さくなり、このことによつて所定の
沈殿液の選択によつて分離膜の細孔特性の制御方
法が提供されることを考慮しなければならない。
他方、沈殿液はなお、沈殿を所望の程度に行える
ために、少なくとも約25重量％に等しい非溶媒の
ある水準を有しなければならない。これについ
て、留意すべき一般的事項は、沈殿液が、重合体
を含有する溶液の溶媒と混合するので、中空繊維
の内面からの距離が大きければ大きい程、非プロ
トン性溶媒の水分は一層低くなることである。繊
維自体は洗浄液が繊維に到達する以前に十分に沈
殿しなければならないので、前記限界は、沈殿液
の最小水分に当てはまる。 非溶媒の含量が、例えば約25重量％の水準のよ
うに低い場合は、例えば赤血球のような血液の比
較的大割合を保持するのみの血漿フイルターとし
ての用途に適する粗大孔を有する膜が生成する。
注型溶液は、非溶媒少なくとも35重量％を含むの
が好ましい。重合体溶液に供給される沈殿液の量
も、本発明による方法の実施に重要なパラメータ
ーであることは、もう１つの重要な事項である。
この比は湿式紡糸口金の寸法、すなわち仕上げ中
空繊維の寸法に一層著しく依存する。これについ
て、沈殿時に繊維の寸法は変わらずに、沈殿前で
押出後の中空繊維形状の寸法とは異なることは有
用な効果である。このために、沈殿液と重合体溶
液の使用容量比は１：0.5〜１：1.25の範囲であ
り得る。このような容量比は、沈殿液と重合体溶
液の等しい出口速度（好ましい）と仮定して、中
空繊維の面積比、すなわち一方では重合体状物質
によつて形成された環面積および他方では繊維内
腔の面積に等しい。 押出され、沈殿されていない形状の内径または
内腔径は、一般に物質が押出される環状紡糸口金
の寸法に相当するような量の沈殿液を紡糸口金の
直ぐ上流の押出された形状に供給することが最も
よい。 中空繊維の外径が約0.1mm〜0.3mmに等しいが、
膜厚が約10ミクロン〜100ミクロン、さらにとり
わけ15ミクロン〜50ミクロン、一層限定して40ミ
クロンに達する場合に有効である。前記から分か
るように、沈殿法は、一般にドイツ公告特許第
2236226号明細書に開示された沈殿と同じであり、
さらに詳しくはこれを参照できる。従つて非対称
毛管膜は、湿式紡糸口金から出た後の重合体溶液
に外側方向に作用する沈殿液によって形成され
る。本発明により、沈殿は、一般に中空繊維に含
有された有機液体を溶出し、最後に繊維構造を固
定する水洗浴の表面に中空繊維が達する以前に終
了する。 沈殿が起こる場合、第１段階は、繊維状構造の
内面が凝固されるので、3000ダルトン〜40000ダ
ルトンより大きい分子のバリヤーの形の緻密な微
孔性層が形成される。 このバリヤーからの距離が増大すると紡糸組成
物内に含有さた溶媒による沈殿液の希釈が増大す
るので、沈殿性は外側方向にそれ程強くなくな
る。この結果、外側方向に、内部膜の支持層とし
て働く粗大孔のスポンジ状構造が形成される。 沈殿が起こる場合、第２重合体のほとんどは紡
糸組成物から溶出するが、一方少割合は凝固繊維
は保持され、しかもこれら抽出できない。第２重
合体の溶出によつて、細孔の形成は容易になる。
第２重合体の大部分が紡糸組成物から溶出する
が、一方前記のように残部は前記のように凝固さ
れた繊維内に保持される場合は有用な影響が生じ
る。 通常、第２重合体の60重量％〜95重量％を溶出
して、使用する第２重合体の40重量％〜５重量％
を紡糸組成物内に残すことを目的としている。最
初に使用した第２重合体30重量％未満が紡糸組成
物に残り仕上げ重合体が第１重合体90重量％〜99
重量％、さらにとりわけ95重量％〜98重量％を含
有し、残部が第２重合体であることが一層特に好
ましい。 前記のように、PVPは沈殿操作の間に紡糸組
成物から溶出し、しかも沈殿液に溶解状態に存在
し、また沈殿状態におよぼす影響のないものはな
い。なぜならば第２重合体の溶解性は沈殿液の綜
合特性に影響をおよぼす。従つて、第２重合体
は、なお沈殿液の溶媒成分と共に沈殿反応の制御
に役立つ。 これに関して留意すべき事項は、方法が何ら紡
糸ドラフトなしに最も良く行われることである。
これについてドラフトは、繊維状構造の環状紡糸
口金からの出口速度は、沈殿された繊維が引取ら
れる速度と異なる（および通常大きい）ことを意
味する。これは、構造の伸長の原因である。なぜ
ならばこの構造が環状紡糸口金から出て、形成さ
れた細孔がドラフト方向に伸長され、このために
永久変形されるように沈殿反応を起こすことから
である。この点について、ドラフトをもつて紡糸
された繊維の場合、限外ろ過速度は、このような
紡糸口金ドラフトなしに生成された繊維の場合よ
りもはるかに遅いことが分かつた。この点で、本
発明は、紡糸組成物の紡糸口金から出る速度およ
び生成された繊維の引取速度が一般に同じである
ように行われるのが好ましい。次いで繊維内に形
成された細孔の変形がないかまたは繊維内腔の収
縮あるいは繊維壁の薄化に有利な影響がある。 重要なこれ以上のパラメーターは、水洗浴と紡
糸口金の間の距離である。なぜならばこのような
距離は下方運動の所定速度、すなわち押出しの所
定速度において沈殿時間を制御する。しかしなが
ら沈殿高さは限られている。なぜならば繊維の重
量は、ある限界を表し、この限界を越えると、ま
た沈殿されていない繊維構造はその自重の下に破
壊される。この距離は、繊維の粘度、重量および
沈殿速度によつて決まる。紡糸口金と沈殿谷の間
の距離が1mより大きくないのが最も良い。 沈殿後、凝固繊維は、通常水を含有する浴中で
水洗され、この浴中で中空繊維は溶解している有
機成分を洗い流し、しかも繊維の微孔性構造を固
定するために約30分まで、さらにとりわけ約10分
〜20分保たれる。 この後、繊維は、熱乾燥帯域を通される。 次いで、繊維は、その交換性を向上させるため
に嵩高加工されるのが好ましい。 この後、このように生成された繊維の従来の処
理、すなわちボビンへの巻取り、所望の長さへの
繊維の切断および切断繊維束からの透析器の製造
がある。 その内面上で、本発明によつて製造された繊維
は細孔径0.1ミクロン〜２ミクロンを有する微孔
性バリヤー層を有する。このバリヤー層に次いで
その外側に先行技術のラメラ状構造と著しく異な
つたフオーム状支持構造がある。 他の面において、このように製造された繊維の
寸法は前記に示した値と一致している。 本発明により製造された半透膜は、透水度約30
ml／ｈ・cm²×mmHg〜600ml／ｈ・m²×mmHg、さ
らにとりわけ約200ml／ｈ・m²×mmHg〜400ml／
ｈ・m²×mmHgを有する。 さらに、本発明によつて製造された中空繊維
は、吸水能３重量％〜10重量％、さらにとりわけ
６重量％〜８重量％を有する。吸水能は、下記の
ように確かめられた。 水蒸気飽和空気を室温（25℃）において本発明
において製造された中空繊維を備え乾燥状態の透
析器を通す。この点で、空気を加圧下に水浴に導
入し、水蒸気で飽和後、透析器に通す。定常状態
に達すると直ちに、空気は吸水能の測定ができ
る。 本発明による繊維について、ドイツ工業規格
DIN58352に従つて活性表面1.25m²についてクリ
アランスデータを測定した。各々の場合に血流量
300ml／minの場合、尿素についてのクリアラン
スは200ml／min〜290ml／min、代表的には270
ml／min、クレアチニンおよびホスフエートにつ
いては200ml／min〜250ml／min、代表的には約
230ml／min、ビタミンB₁₂において110ml／min
〜150ml／min、代表的には140ml／minであり、
イヌリンについては50ml／min〜120ml／min、
代表的には90ml／minである。 さらに、本発明の膜は、優れた分離境界を有す
る。測定したふるい分け係数はビタミンB₁₂につ
いて1.0、イヌリンについて約0.99、ミオグロビ
ンについて0.5および0.6およびヒトアルブミンに
ついて0.005未満である。このことから、本発明
により製造された繊維は、その分離性（ふるい分
け係数）について天然腎臓とほぼ正確に一致して
いることが分かる。 本発明のこれ以上の有用な効果、実施例および
詳細は図面を用いて、その可能な形態の下記の説
明から得られる。 図の種々の概略の一覧 第１図は中空繊維の壁断面１部の拡大図である。 第２図は、本発明の繊維における血流量の関数と
してのクリアランスを示すグラフである。 第３図は、血流量の関数としての種々の分子量
の分子に対する除去グラフである。 第４図は、トランスメンブラン圧力の関数とし
てのろ液流量の変化を示す限外ろ過についてのグ
ラフである。 第５図は、ヘマトクリツト値の関数としてのろ
液流量の変化を示すグラフである。 第６図は、蛋白質含量の関数としてのろ液流量
の変化を示すグラフである。 第７図は、尿素、クレアチニンおよびホスフエ
ートについてのクリアランスデータのグラフであ
る。 第８図は、種々の分子量の分子についてのふるい
分け係数のグラフである。 発明の実施例の詳細な説明 例は、本発明を説明する。反対の供述がない場
合、百分率は重量による。 例 １ ポリスルホン15重量％、PVP（分子量40000）
９重量％、DMA30重量％、DMSO45重量％およ
び水１重量％を含有する湿式紡糸重合体溶液を調
製したこの溶液から、未溶解物を除いた。 このように調製された溶液（40℃で粘度
1550cps）を、同時に40℃の水40重量％おび１：
１のDMA／DMSO60重量％の混合物の形の沈殿
液が供給されている湿式紡糸口金にポンプ輸送し
た。 環状紡糸口金は、一般に中空繊維の寸法と一致
するようにオリフイス外径約0.3mmおよび内径約
0.2mmを有した。 製造された中空繊維（ポリスルホン94.7重量
％、PVP5.3重量％）は、連続多孔性スポンジ構
造に次いで約0.1ミクロンの微孔性バリヤー層を
有する内面を有した。 第１図において、製造された膜の拡大断面を示
し、第１ａ図は倍率10000のバリヤー層の内面を
示し、第１ｂ図は倍率4500の外面を示す。 この膜は、さらに水によつて容易にぬれるよう
にPVPを含有した。 例 ２ 例１において製造された膜は、透過率の試験を
行つた。水透過率は、非常に高く、しかもこの膜
については、約210ml／ｈ・m²×mmHgの値であつ
た。 血液についてはしかしながら、限外ろ過係数は
一層低い。なぜならば、すべての合成膜のよう
に、（先行技術におけるよりも一層少ないが）流
体特性を低下するいわゆる２次膜が形成される。
この２次膜は、通常蛋白質およびリポ蛋白質から
なり、その全血中濃度はろ過できる量に影響をお
よぼし、しかも毛管中の流れを妨げる。 限外ろ過係数は、インターナシヨナル・アーテ
イフイシヤル・オーガンズ（Int.Artif.Organ.）
1982、第23頁〜26頁に示す方法を用いて測定され
た。結果を第４図に示す。 クリアランスデータは、ドイツ工業規格
DIN58352（ヒト血漿とイヌリン）に従つて水溶
液を用いて実験室で確かめられた。これによつ
て、クリアランスと血流（ろ過量を含まない）の
間の関係を第２図を示す。 血流量300ml／minにおいて、追加のろ液量60
ml／min（HDF処理）がある場合に増加する下記
の除去グラフをプロツトできる。比較のために、
純ろ過グラフを、Q_B＝300ml／minおよびQ_F＝
100ml／minをQ_B＝400ml／minおよびQ_F＝130
ml／min（第２図）と共にプロツトした。 HF（血液ろ過）を用いる除去が、本発明にお
いて製造された繊維を用いたHD（血液透析）を
用いるよりも大きいことは、イヌリンの分子量よ
りも大きい分子量の分子の場合のみである。 一定の血流量をもつて可能のろ液流量を、第４
図にTMP（トランスメンブラン圧力）の関数とし
て示す。 この第４図から、ろ液流は最大水準に達するま
でTMPの増大と共に上昇し続けることが分かる。
血液粘度の増加は非常に著しいので、TMPのこ
れ以上の増加によつてろ液流量はこれ以上増大し
ない。 与えられた数量（ヘマトクリツト28％および蛋
白質６％）から出発してこれらの水準は一層低い
TMP（一層高い血液の数値）あるいはそれぞれ一
層高いTMP（一層低い血液血）においても達せら
れる。これが実際上重要な程度は、第５図および
第６図から分かる。 この点で、第５図は、ろ液流量をヘマトクリツ
トの関数として示し、第６図はろ液流量を本発明
の方法によつて製造された中空繊維について蛋白
質含量の関数として示す。 血流量300ml／minおよびろ液流量150ml／min
において、図から分かるようにヘマトクリツト値
および全蛋白質それぞれ28％および６％（動脈）
が56％および12％（静脈）に増大する。 例 ３ 例１において製造された繊維は生体内で使用さ
れる場合優れた性質を有する。 第７図から、尿素、クレアチニンおよびホスフ
エートについて、本発明において製造された繊維
をもつてどのようなクリアランスが可能であるか
が分かる。 ろ液流量が０ml／minから50ml／minに上昇す
ると、Q_B＝200ml／minにおけるクリアランスの
増加は 尿素 ２％ クレアチニン ３％ ホスフエート ４％ イヌリン ８％ β−ミクログロブリン 40％ であつた。 追加ろ過による全クリアランスの増加は、除去
される物質が伝統的な「中間分子」よりも高分子
量を有する場合に初めて役に立つ。 クリアランスの安定性は、また種々の研究セン
ターにおいても試験された。結果を下記第１表に
示す。

【表】 ート

【表】 これから、クリアランスは、処理の時間にわた
つて実質的に一定であり、差は通常の誤差の変動
の範囲内にあることが分かる。 最後に、第８図において、分子量の関数として
のふるい分け係数の変化が分かる。このことか
ら、本発明の方法を用いて製造された繊維は天然
腎臓とほとんど同じ性質を有し、しかも先行技術
の従来の膜よりも著しくすぐれていることが明ら
かになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中空繊維の壁断面の１部の拡大図で
ある。第２図は、本発明の繊維における血流量の
関数としてクリアランスを示すグラフである。第
３図は、血流量の関数としての種々の分子量の分
子に対する除去グラフである。第４図は、トラン
スメンブラン圧力の関数としてのろ液流量の変化
を示す限外ろ過についてのグラフである。第５図
は、ヘマトクリツト値の関数としてのろ液流量の
変化を示すグラフである。第６図は、蛋白質含量
の関数としてのろ液流量の変化を示すグラフであ
る。第７図は、尿素、クレアチニンおよびホスフ
エートについてのクリアランスデータのグラフで
ある。第８図は、種々の分子量の分子についての
ふるい分け係数のグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 疎水性第１重合体90重量％〜99重量％に等し
   い量および第２親水性重合体10重量％〜１重量％
   を含み、吸水能３％〜10％を有し、しかも下記の
   工程、 (a) 少なくとも１種の非プロトン性極性溶媒また
   は前記溶媒と水との混合物中に溶解された前記
   第１重合体12重量％〜20重量％および前記第２
   重合体２重量％〜10重量％からなり、粘度
   500cps〜3000cpsを有する溶液を湿式紡糸し、
   次いで (b) 前記第２重合体の60重量％〜95重量％および
   溶媒の１部を溶出および洗い去ること によつて製造されたことを特徴とする、血液処理
   用の非対象微孔性中空繊維。 ２ 前記疎水性第１重合体が、ポリアリールスル
   ホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ塩化
   ビニル、変性アクリル酸重合体、ポリエーテル、
   ポリウレタンおよびこれらの共重合体からなる群
   から選ばれた重合体である、特許請求の範囲第１
   項に請求された中空繊維。 ３ 前記疎水性第１重合体がポリスルホンおよび
   ポリエーテルスルホンからなる群から選ばれた、
   特許請求の範囲第２項に請求された中空繊維。 ４ 前記第２の水溶性重合体が、ポリビニルピロ
   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および
   ポリプロピレングリコールの共重合体、セルロー
   スの水溶性誘導体およびポリソルベートからなる
   群から選ばれた、特許請求の範囲第１項に請求さ
   れた中空繊維。 ５ 前記第２重合体が平均分子量10000〜450000
   を有する、特許請求の範囲第４項に請求された中
   空繊維。 ６ 前記第１重合体95重量％〜98重量％を含有
   し、残余が前記第２重合体である、特許請求の範
   囲第１項に請求された中空繊維。 ７ 中空繊維の３％〜10％に等しい吸水能を有す
   る、特許請求の範囲第１項に請求された中空繊
   維。 ８ 前記吸水能が６重量％〜８重量％に等しい、
   特許請求の範囲第７項に請求された中空繊維。 ９ 疎水性第１重合体12重量％〜20重量％および
   親水性第２重合体２重量％〜10重量％を含有し、
   残余が溶媒であり、粘度500cps〜3000cpsを有す
   る、湿式紡糸用溶液を調製し、前記溶液を環状紡
   糸口金から同軸状に押出して壁を有する連続中空
   構造を与え、前記第１重合体の非溶媒を少なくと
   も25重量％含み残りは第１重合体の溶媒である沈
   澱液を、前記構造の内腔部にその壁を通して外側
   方向に作用させて同時に前記押出された構造から
   前記第２重合体の１部を溶出させ、前記沈澱液は
   前記構造が水洗浴に達する前に前記構造をさらに
   沈澱し、次いで前記溶媒および前記壁の細孔を形
   成した第２重合体の溶出した部分を洗い流す事を
   特徴とする、非対称微孔性中空繊維の製造方法。 １０ 前記疎水性第１重合体が、ポリアリールス
   ルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ塩
   化ビニル、変性アクリル酸重合体、ポリエーテ
   ル、ポリウレタンおよびこれらの共重合体からな
   る群から選ばれた、特許請求の範囲第９項に請求
   された方法。 １１ 前記疎水性第１重合体が、ポリスルホンお
   よびポリエーテルスルホンからなる群から選ばれ
   た、特許請求の範囲第１０項に請求された方法。 １２ 前記第２の水溶性重合体が、ポリビニルピ
   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の共重合体、セルロース
   の水溶性誘導体およびポリソルベートからなる群
   から選ばれた特許請求の範囲第９項に請求された
   方法。 １３ 前記第２重合体が分子量10000〜450000を
   有する、特許請求の範囲第１２項に請求された方
   法。 １４ 前記溶媒が、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これらの混合物からなる
   群から選ばれた、特許請求の範囲第９項に請求さ
   れた方法。 １５ 前記液が、一方では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これらの混合物
   からなる群から選ばれた溶媒と他方では非溶媒の
   混合物からなる、特許請求の範囲第９項に請求さ
   れた方法。 １６ 前記沈澱液が、前記非溶媒少なくとも35重
   量％を含み、その残余が前記溶媒であり、前記溶
   媒が非プロトン性である、特許請求の範囲第１５
   項に請求された方法。 １７ 前記液と前記溶液が容量比１：0.5〜１：
   1.25で用いられる、特許請求の範囲第９項に請求
   された方法。 １８ 前記押出された構造が水洗浴に達するまに
   この構造を完全に凝固させるに十分な高さを通し
   て前記構造を移動させる特許請求の範囲第９項に
   請求された方法。 １９ 前記中空構造が、ドラフト０で紡糸工程に
   おいて引取られる、特許請求の範囲第９項に請求
   された方法。 ２０ 前記中空繊維の内径が、前記紡糸口金内の
   コアの外径と実質的に等しくなるような量の前記
   液を、前記紡糸口金の直ぐ下流で前記押出された
   構造に導入する工程を含む特許請求の範囲第９項
   に請求された方法。