JPH0611319B2 - Membrane for artificial lung - Google Patents

Membrane for artificial lung

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JPH0611319B2
JPH0611319B2 JP59163938A JP16393884A JPH0611319B2 JP H0611319 B2 JPH0611319 B2 JP H0611319B2 JP 59163938 A JP59163938 A JP 59163938A JP 16393884 A JP16393884 A JP 16393884A JP H0611319 B2 JPH0611319 B2 JP H0611319B2
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JP
Japan
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membrane
blood
polymer
artificial lung
contact surface
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敏延 東村
俊夫 増田
昭夫 大森
弘幸 赤須
忠之 山根
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Kuraray Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生体肺の代替あるいは補助をするために使用し
うる人工肺用膜に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an artificial lung membrane that can be used to replace or support living lungs.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

血液の体外循環により、血液中の炭酸ガスを放散し酸素
を富化する人工肺には、血液中に酸素を気泡状に吹き込
む気泡型人工肺と、炭酸ガスや酸素などの気体は透過す
る、血液は実質的には透過しない選択透過膜を介して気
体交換を行なわしめる膜型人工肺の2種がある。気泡型
人工肺は気体交換効率がよいとか、安価であるといつた
特長はあるが、血液と気体とが直接的に接触するため血
液の損傷が大きいという欠点がある。特に長期にわたつ
て使用する場合にはこの欠点は致命的である。(例え
ば、日本胸部外科学会誌、22(1974)P.904、人
工臓器、12(1983)P.982等) 最近、長期にわたつて使用可能な人工肺として膜型人工
肺が注目されているが、膜型人工肺は、緻密膜タイプと
多孔膜タイプに大別される。
Due to the extracorporeal circulation of blood, an oxygenator that diffuses carbon dioxide in blood and enriches oxygen, a bubble-type artificial lung that blows oxygen into the blood in a bubble shape, and gases such as carbon dioxide and oxygen permeate. There are two types of membrane oxygenators that allow gas exchange through a permselective membrane that does not substantially permeate blood. The bubble-type artificial lung has some advantages such as high gas exchange efficiency and low cost, but it has a drawback that blood is directly damaged by contact with gas. This drawback is fatal especially when used over a long period of time. (For example, Journal of Japanese Society of Thoracic Surgery, 22 (1974) P.904, artificial organs, 12 (1983) P.982, etc.) Membrane oxygenators have recently attracted attention as artificial lungs that can be used for a long period of time. However, membrane oxygenators are roughly classified into a dense membrane type and a porous membrane type.

緻密膜タイプの人工肺は、ガス透過性の高い高分子膜を
はさんで血液とガスを間接的に接触させ、血液側とガス
側の分圧差を利用して、ガスの膜への溶解、拡散、つい
で血液への溶解、拡散(又はその逆過程)によりガス交
換を行うものであるが、かかる高分子膜にはポリジメチ
ルシロキサン等の素材を均質緻密な構造とした緻密膜が
用いられている。(例えば、胸部外科、33(1979)P.339) 又、多孔質タイプの人工肺は、連通孔を通じて気体は自
由に通過しうるのに対して、血液は膜が疎水性であるた
め、膜と血液との接触角が大きく、膜孔が濡れないため
膜を通過しえないことを利用したものであり、かかる膜
としては、疎水性の50〜2,000Åの連通孔を有する多
孔構造の膜が用いられている。(例えば、人工臓器、
(1983)P.991等) 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述したように、多孔膜タイプの膜型人工肺に用いられ
る膜は、膜と血液との接触角が大きく、膜孔が濡れない
ことが必須の要件であるが、血液中には蛋白などの界面
活性能を有する成分が含有されているため、膜孔が徐々
に濡れてきて気体交換能が経時変化する。さらに長く使
用すると連通孔全体が濡れてしまう。一旦濡れると、こ
のような多孔膜では、血液が過され、血漿などが気体
側に洩れてくるため、使用に耐えなくなる。
The dense-membrane type oxygenator makes blood and gas indirectly contact with each other through a polymer membrane having high gas permeability, and utilizes the partial pressure difference between the blood side and the gas side to dissolve the gas into the membrane. Gas exchange is carried out by diffusion, then dissolution in blood, diffusion (or the reverse process). For such polymer membrane, a dense membrane made of a material such as polydimethylsiloxane having a homogeneous and dense structure is used. There is. (For example, Thoracic Surgery, 33 (1979) P.339) In addition, in a porous type artificial lung, gas can freely pass through a communication hole, whereas blood has a hydrophobic membrane, It utilizes the fact that it cannot pass through the membrane because the contact angle between blood and blood is large and the membrane pores do not get wet. As such a membrane, a membrane with a porous structure having hydrophobic communication holes of 50 to 2,000Å is used. Is used. (Eg artificial organs, 1
2 (1983) P.991, etc. [Problems to be Solved by the Invention] As described above, the membrane used in the membrane oxygenator of the porous membrane type has a large contact angle between the membrane and blood and has a membrane pore. Is an essential requirement, but since blood contains a component having surface activity such as protein, the membrane pores gradually get wet and the gas exchange capacity changes with time. If it is used for a longer time, the entire communication hole will get wet. Once wet, such a porous film is overwhelmed with blood and leaks blood plasma and the like to the gas side, so that it cannot be used.

一方、従来の緻密膜タイプの膜型人工肺に用いられる膜
は、膜が緻密で液体が透過しうる程の孔が存在しないた
め、血漿は非透過であり、目詰りもないため、気体交換
能の経時的低下もほとんどなく、この点では多孔膜に比
べて優れているが、気体がポリマー膜に一旦溶解し、ポ
リマー中を他面側に拡散し、脱着する所謂溶解拡散機で
膜透過するため気体透過速度が遅く、充分満足できるも
のではない。現在市販されている緻密膜タイプの人工肺
の膜素材は、従来のポリマーの中で最も酸素透過性に優
れているといわれているポリジメチルシロキサン系ポリ
マーが多いが、これとて人工肺用膜として充分な酸素透
過性を有しているとはいい難い。さらに酸素透過速度は
膜厚に反比例するので、膜厚を小さくすることが好まし
いが、ポリジメチルシロキサンは本質的に柔軟なポリマ
ーであり、機械強度が小さくピンホールなしに薄膜化す
ることは困難である。また、強度を改良するためカーボ
ネートなどの種々の成分を共重合させたり、ポリマーブ
レンドしたり、あるいは添加剤を加えることも試みられ
ているが、強度が大きくなると酸素透過性が低下する傾
向にある。従つて、緻密膜タイプの膜型人工肺に用いら
れる膜は、より多くの気体交換面積が必要であるという
欠点を有している。
On the other hand, the membrane used in the conventional dense membrane type membrane oxygenator does not have plasma and is not clogged because it is dense and does not have pores that allow liquid to permeate. It is superior to the porous membrane in this respect, with almost no deterioration in performance over time, but the gas permeates into the polymer membrane once, diffuses in the polymer to the other side, and is desorbed. Therefore, the gas permeation rate is slow, and it is not sufficiently satisfactory. Currently, most of the dense membrane type artificial lung membrane materials that are commercially available are polydimethylsiloxane-based polymers, which are said to have the best oxygen permeability among conventional polymers. It is hard to say that it has sufficient oxygen permeability. Further, the oxygen permeation rate is inversely proportional to the film thickness, so it is preferable to reduce the film thickness, but polydimethylsiloxane is an essentially flexible polymer, and it is difficult to form a thin film without pinholes because of its low mechanical strength. is there. Further, in order to improve the strength, it has been attempted to copolymerize various components such as carbonate, polymer blend, or to add an additive, but the oxygen permeability tends to decrease as the strength increases. . Therefore, the membrane used for the dense membrane type membrane oxygenator has a drawback that a larger gas exchange area is required.

また人工肺は直接血液と接触するので血液適合性がよい
こともきわめて重要な要件ある。接触面積が圧倒的に大
きい膜自体の血液適合性はとくに重要である。膜の血液
適合性がわるいと血栓を生成する。血栓が生成するとそ
の部分の膜が閉塞して気体交換能を失うばかりでなく、
血栓近くの血液の流れが阻害され、血液溜りができ、凝
血し易くなる。そのため血栓が一旦生成すると加速度的
に大きくなり、遂には気体交換能の大幅な低下を招来す
ることとなる。従つて、とくに長期にわたつて人工肺を
用いる場合、膜の血液適合性は重要なことである。また
血液適合性がわるいと体外循環時、血液中の血小板や白
血球などの有形成分が減少し、出血し易いなどのトラブ
ルが発生し易くなる。
Since the artificial lung is in direct contact with blood, it is also very important that it has good blood compatibility. The hemocompatibility of the membrane itself, which has an overwhelmingly large contact area, is particularly important. Poor membrane hemocompatibility produces thrombus. When a blood clot is generated, not only is the membrane in that part clogged and the gas exchange capacity is lost, but also
The flow of blood near the thrombus is obstructed, a blood pool is formed, and blood clots easily. Therefore, once a thrombus is generated, it becomes larger at an accelerating rate, and finally, the gas exchange capacity is significantly reduced. Therefore, the hemocompatibility of the membrane is important, especially when using artificial lungs for long periods of time. In addition, when blood compatibility is poor, formed components such as platelets and white blood cells in the blood are reduced during extracorporeal circulation, and troubles such as easy bleeding easily occur.

本発明者らは、以上のような状況を鑑みて、気体交換能
に優れしかも気体交換能の経時変化が小さくかつ血液適
合性に優れた人工肺用膜を得るため鋭意検討し、本発明
を完成した。
In view of the above circumstances, the inventors of the present invention have made extensive studies to obtain an artificial lung membrane having excellent gas exchange ability, small change with time in gas exchange ability, and excellent blood compatibility, and the present invention completed.

〔問題点を解決するための手段および作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

本発明は、式(A)で示される置換アセチレン単位を50
モル%以上含有するポリマーまたはポリマー混合物から
構成される膜であつて、該膜は血液接触面が50〜1,00
0Åの孔が存在する網目構造、血液接触面以外は膜断面
において、少なくとも1層以上の緻密層から構成されて
いることを特徴とする人工肺用膜である。式(A)におい
て、 1は水素、塩素や臭素等のハロゲン、又はメチル、エ
チル等の炭素数が1〜5のアルキル基であり、R2はメ
チル、エチル、ノルマルプロピル、イソプロピル、イソ
ブチル、ターシヤリーブチル、イソペンチル、ターシヤ
リーペンチル等の炭素数が1〜20(好ましくは1〜1
0)の直鎖状あるいは分岐状アルキル基、フエニル基、
さらに置換基としてアルキル、アルコキシ、ハロゲン、
フエニル等を有する置換フエニル基や置換シリル基であ
る。
The present invention provides a substituted acetylene unit represented by the formula (A) with 50 units.
A membrane composed of a polymer or polymer mixture containing more than mol%, the membrane having a blood contact surface of 50 to 1,00.
A membrane for artificial lung, which is characterized in that it is composed of at least one dense layer in the cross section of the membrane except the network structure having 0Å holes and the blood contact surface. In formula (A), R 1 is hydrogen, halogen such as chlorine or bromine, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as methyl or ethyl; R 2 is methyl, ethyl, normal propyl, isopropyl, isobutyl, tert-butyl, isopentyl, 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 1) such as turkey pentyl
0) a linear or branched alkyl group, a phenyl group,
Further, as a substituent, alkyl, alkoxy, halogen,
It is a substituted phenyl group having a phenyl or the like or a substituted silyl group.

本発明の膜素材には、式(A)で示される置換アセチレン
単位が50モル%以上含有されているポリマーまたはポ
リマー混合物が使用されるが、このようなポリマーとし
ては式(A)を構成単位とする単独ポリマーのみならず、
式(A)を構成単位とするポリマーと、これ以外の単位た
とえばシロキサン単位を50モル%を越えない範囲で含
有する共重合ポリマーや、式(A)を構成単位とするポリ
マーと、これ以外のポリマーたとえばポリジメチルシロ
キサンなどを50モル%を越えない範囲で含有するポリ
マーブレンド物が含まれる。式(A)の置換アセチレン単
位を有するポリマーは一般のポリマーより気体透過性に
優れており、かつ従来気体透過性に最も優れているとさ
れるポリジメチルシロキサンより強靭であり、薄膜化し
うるので、気体交換面積を少なくすることが可能であ
り、よりコンパクト化しうる。なかでもR1がメチル基
でR2がトリメチルシリル基であるポリトリメチルシリ
ルプロピンは、ポリジメチルシロキサン10倍で現存ポ
リマー中で最高の酸素透過性を示しており、さらにポリ
マー鎖が剛直であるための強靭であり、薄膜化しうるの
で特に好ましい。本発明に用いられるポリマーは、触媒
としてW、Mo、Nb、Taなどの金属のハロゲン化物(たと
えばWCl6、NbCl5など)を単独使用したり、あるいはこ
れらハロゲン化物と有機金属化合物(たとえばテトラア
ルキル錫)を併用したり、あるいは第VI族遷移金属カル
ボニルに光照射を行なつたりして重合することによつて
得ることができる。
For the membrane material of the present invention, a polymer or polymer mixture containing 50 mol% or more of the substituted acetylene unit represented by the formula (A) is used. As such a polymer, the formula (A) is a structural unit. Not only a single polymer to
A polymer having the formula (A) as a constitutional unit, a copolymer containing another unit such as a siloxane unit in a range not exceeding 50 mol%, a polymer having the formula (A) as a constitutional unit, and A polymer blend containing a polymer such as polydimethylsiloxane in an amount not exceeding 50 mol% is included. A polymer having a substituted acetylene unit of the formula (A) is superior in gas permeability to a general polymer, and is tougher than polydimethylsiloxane which is conventionally considered to have the best gas permeability, and can be formed into a thin film. It is possible to reduce the gas exchange area and make it more compact. Among them, polytrimethylsilylpropyne, in which R 1 is a methyl group and R 2 is a trimethylsilyl group, has the highest oxygen permeability among existing polymers at 10 times the polydimethylsiloxane, and the polymer chain is rigid. It is particularly preferable because it is tough and can be formed into a thin film. The polymer used in the present invention may be prepared by using a halide of a metal such as W, Mo, Nb, or Ta (for example, WCl 6 , NbCl 5 or the like) alone as a catalyst, or by using the halide and an organometallic compound (for example, tetraalkyl). Tin), or by irradiating the Group VI transition metal carbonyl with light to polymerize it.

本発明の膜型人工肺において、血液接触面は50〜1,00
0Å、好ましくは100〜500Åの孔が存在する網目
構造を有していることが必要である。本発明でいう網目
構造には、単に上記の孔径を有する網目状の構造のみで
はなく、上記の層厚さを有するラメラ状あるいは上記の
大きさの島をもつ海島状構造などのミクロー不均一構造
も含まれる。該網目構造の断面方向の厚さは特に限定さ
れないが、実用的には通常10〜1,000Åのものが用い
られる。
In the membrane oxygenator of the present invention, the blood contact surface is 50 to 1,00.
It is necessary to have a mesh structure having 0Å, preferably 100 to 500Å holes. The mesh structure referred to in the present invention is not only a mesh structure having the above pore size but also a micro-heterogeneous structure such as a lamella structure having the above layer thickness or a sea-island structure having islands of the above size. Is also included. The thickness of the mesh structure in the cross-sectional direction is not particularly limited, but in practice, a thickness of 10 to 1,000 L is used.

本発明でいう緻密層とは、20,000倍の走査型電顕でも孔
が見えず、実質的無孔の組織を有する層をいうが、血液
接触面をこのような緻密層にすると、既に述べたよう
に、血液適合性が悪く、長期使用に耐えない。
The dense layer referred to in the present invention means a layer having a substantially non-porous structure in which pores cannot be seen even with a scanning electron microscope of 20,000 times, and when the blood contact surface is such a dense layer, it has already been described. As such, it has poor blood compatibility and cannot withstand long-term use.

又、緻密層がなく、膜断面の全層に連通する連通孔があ
ると、連通孔が血漿によつて徐々に濡れて血漿が洩れて
血漿ロスが起るとともに経時的に気体交換能が低下し、
好ましくない。特に長期に使用する場合は問題となる。
Also, if there is no dense layer and there are communication holes that communicate with all layers of the membrane cross section, the communication holes gradually wet with plasma, plasma leaks, plasma loss occurs, and the gas exchange capacity decreases over time. Then
Not preferable. This becomes a problem especially when used for a long period of time.

本発明において、血液接触面を上述のような特定の構造
とすることにより、血栓形成や有形成分の減少等を防ぐ
ことができ、血液適合性のよい人工肺用膜とすることが
できる。
In the present invention, by forming the blood contact surface with the specific structure as described above, it is possible to prevent thrombus formation, reduction of formed components, etc., and to provide an artificial lung membrane with good blood compatibility.

又、本発明の人工肺用膜の血液接触面以外は、膜断面に
おいて、少くとも1層以上の緻密層から構成されている
必要がある。すなわち、血液接触面以外の部分において
は、全部が緻密層であつてもよいし、少くとも1層以上
の緻密層があれば、その他の部分は上述の網目構造であ
つてもよい。要するに、血液接触面を除く他の部分にお
いては、少くとも1層以上が緻密層であればよく、それ
以上の膜構造は問わない。又、この場合の緻密層の厚み
は特に限定されないが、実用上は0.1μ以上あればよ
い。
Further, except for the blood contact surface of the artificial lung membrane of the present invention, the membrane cross section must be composed of at least one dense layer. That is, in the part other than the blood contact surface, the whole may be a dense layer, or if there is at least one dense layer, the other part may have the above-mentioned mesh structure. In short, in the other parts except the blood contact surface, at least one or more layers may be dense layers, and any film structure may be used. The thickness of the dense layer in this case is not particularly limited, but may be 0.1 μm or more for practical use.

このように、式(A)で示される構成単位を50モル%以
上含有するポリマーまたはポリマー混合物を用いて、血
液接触面、膜内部及び気体交換面が特定の構造となるよ
うに製膜した膜を使用することにより、酸素透過性能、
血液適合性に優れた膜型人工肺とすることができる。
As described above, a membrane formed by using a polymer or polymer mixture containing 50 mol% or more of the structural unit represented by the formula (A) so that the blood contact surface, the inside of the membrane, and the gas exchange surface have a specific structure. Oxygen permeation performance by using
A membrane oxygenator having excellent blood compatibility can be obtained.

次に、本発明の人工肺用膜の製造法について述べる。本
発明においては、血液接触面は50〜1,000Åの孔が存
在する網目構造である必要があるが、このような網目構
造は、湿式製膜法又は乾湿式製膜法により形成すること
ができる。すなわち、ポリマー溶液を凝固液あるいは凝
固剤と溶媒の混合液により凝固させて膜表面のポリマー
が相分離するのを制御したり、膜の片面から凝固させ、
他面は非相溶性液体や不活性気体に接触させて片面側の
成膜条件を調整することにより、他面側表面のポリマー
の相分離を制御することにより、形成することができ
る。従来、置換アセチレン単位を有するポリマーはキヤ
スト法により成膜されてきた。しかしながら、キヤスト
法は、ポリマー溶液から溶媒を蒸発させるいわゆる乾式
製膜法であり、均質緻密膜を得るのに好適な膜法である
が、この方法で作られた膜は血液適合性が充分でない。
網目構造の孔の大きさが50Å未満であると、孔が小さ
過ぎて血液適合性に対する改良が小さい。一方、網目構
造の孔の大きさが1,000Åを越えるとかえつて血液適合
性がわるくなる傾向がみられる。網目構造の孔のさらに
好ましい範囲は100〜500Åである。この範囲の孔
からなる網目構造が存在すると何故に血液適合性が改良
されるかは不明である。なお、このような網目構造は該
表面を走査型電顕で観察することによつて確認しうる。
すなわち1,000倍程度の倍率では、ほぼ平滑な表面にし
か見えず、該網目構造を明確に確認できないが、2,0000
倍程度の倍率に拡大すると該構造が明確に確認できる。
該表面は、凝固剤により凝固させた場合、成膜方向と平
行なスリツト状構造となり、不活性気体で成膜させた場
合には、通常の網目状微細構造となる。
Next, the method for producing the artificial lung membrane of the present invention will be described. In the present invention, the blood contact surface needs to have a network structure having 50 to 1,000Å holes, and such a network structure can be formed by a wet film forming method or a dry wet film forming method. . That is, the polymer solution is coagulated with a coagulating liquid or a mixed liquid of a coagulant and a solvent to control the phase separation of the polymer on the film surface, or to coagulate from one side of the film,
The other surface can be formed by contacting it with an incompatible liquid or an inert gas and adjusting the film forming conditions on one surface side to control the phase separation of the polymer on the surface on the other surface side. Conventionally, a polymer having a substituted acetylene unit has been formed into a film by the cast method. However, the cast method is a so-called dry film-forming method of evaporating a solvent from a polymer solution, and is a film method suitable for obtaining a homogeneous and dense film, but the film produced by this method has insufficient blood compatibility. .
If the size of the pores in the mesh structure is less than 50Å, the pores are too small to improve the blood compatibility. On the other hand, if the size of the pores of the mesh structure exceeds 1,000 Å, the blood compatibility tends to deteriorate. A more preferable range of the mesh-structured holes is 100 to 500Å. It is unclear why the presence of a network of pores in this area improves blood compatibility. Note that such a network structure can be confirmed by observing the surface with a scanning electron microscope.
That is, at a magnification of about 1,000 times, only a nearly smooth surface can be seen, and the mesh structure cannot be clearly confirmed.
The structure can be clearly confirmed when magnified to about double.
When the surface is coagulated with a coagulant, it has a slit-like structure parallel to the film forming direction, and when the film is formed with an inert gas, it has a normal network fine structure.

膜形状としては平膜、チユーブ状、中空繊維状などがあ
る。本発明においては特に該形状は限定しないが、コン
パクト性の点より中空繊維膜が好ましい。人工肺用中空
繊維膜のプロフイルとしては血液の圧力損失、強度、コ
ンパクト性のバランスより内径100〜500μ、膜厚
5〜200μが好ましい。血液は中空繊維の内側にも外
側にも流しうるが、血液損傷の少ない層流とするために
は中空繊維の内側に流す方がより好ましい。従つて、5
0〜1,000Åの孔が存在する網目構造内表面側に、緻密
層を外面側に有する中空繊維状の膜が本発明の膜を人工
肺として使用する場合の好ましい態様である。
The membrane shape includes a flat membrane, a tube shape, and a hollow fiber shape. In the present invention, the shape is not particularly limited, but a hollow fiber membrane is preferable from the viewpoint of compactness. As a profile of the hollow fiber membrane for artificial lung, an inner diameter of 100 to 500 μm and a film thickness of 5 to 200 μm are preferable in view of the balance of blood pressure loss, strength and compactness. Blood can flow inside or outside the hollow fibers, but it is more preferable to flow inside the hollow fibers in order to obtain a laminar flow with less blood damage. Therefore, 5
A hollow fibrous membrane having a dense layer on the outer surface side on the inner surface side of the network structure having pores of 0 to 1,000Å is a preferred embodiment when the membrane of the present invention is used as an artificial lung.

〔実施例〕〔Example〕

トリメチルシリルプロピレンを精製トルエン中に1モル
/になるように溶解した。これに触媒として五塩化ニ
オブ(NbCl5)を20ミリモルとなるよう添言し、80
℃で24時間重合した。得られた重合溶液をメタノール
中に投入して白色のポリトリメチルシリルプロピンを得
た。このポリマーは30℃トルエン中の極限粘度が0.99
dl/gであり、平均分子量は40万であつた。
Trimethylsilyl propylene was dissolved in purified toluene at 1 mol / mol. Niobium pentachloride (NbCl 5 ) as a catalyst was added to this so that the concentration was 20 mmol.
Polymerization was performed at 24 ° C. for 24 hours. The obtained polymerization solution was put into methanol to obtain white polytrimethylsilylpropyne. This polymer has an intrinsic viscosity of 0.99 in toluene at 30 ° C.
It was dl / g and the average molecular weight was 400,000.

このポリマーをトルエンに溶解した溶液を紡糸原液とし
て環状ノズルを用いて乾湿式紡糸した。外部凝固液には
メタノールを用い、中空糸の内部には窒素を注入した。
トルエンを充分置換後、乾燥して内径200μ、外径2
50μの中空糸膜を得た。この中空糸膜の内表面を20,0
00倍の走査型電顕で観察したところ、網目状構造が観察
され、その孔径の大きさは200Åと推定された。また
外表面は20,000倍で拡大しても明確な構造は観察され
ず、緻密層を有していることがわかつた。この中空糸は
エタノールで完全にWet化処理を行なつた後でも純水の
透水性は0.1ml/m2・hr・mmHg以下であり、緻密層が存在す
るために液体の透過性はきわめて低かつた。
A solution in which this polymer was dissolved in toluene was used as a spinning stock solution and subjected to dry-wet spinning using an annular nozzle. Methanol was used as the external coagulating liquid, and nitrogen was injected into the hollow fiber.
After sufficiently replacing toluene, it is dried to an inner diameter of 200μ and an outer diameter of 2
A 50μ hollow fiber membrane was obtained. The inner surface of this hollow fiber membrane was set to 20,0
When observed with a scanning electron microscope with a magnification of 00, a mesh-like structure was observed, and the pore size was estimated to be 200Å. Further, it was found that the outer surface had a dense layer without a clear structure observed even when magnified 20,000 times. This hollow fiber has a water permeability of 0.1 ml / m 2 · hr · mmHg or less even after being completely wetted with ethanol, and the liquid permeability is extremely low due to the presence of a dense layer. It was

この中空糸膜20,000をハウジングに装着して遠心接着
し、両端面を切断する事により開放端として、1.5m2
膜面積を有する膜型人工肺を得た。
This hollow fiber membrane 20,000 was mounted in a housing, centrifugally adhered, and both end faces were cut to obtain a membrane oxygenator having an open end and a membrane area of 1.5 m 2 .

この肺をレスピレーターで低換気状態とした体重15kg
の犬に用い、48時間の潅流実験を行なつた。潅流前の
動脈血はpH7.34、酸素分圧(Po2)65mmHg、炭酸ガス
分圧(Pco2)47mmHgであつたが、血流量1.2l/min、酸
素流量1.2l/minで静動脈バイパスしたところ、血液ガス
性状は直ちに改善され、pH7.41、Po2240mmHg、Pco235mm
Hgになつた。潅流時間の経過に伴ないヘマトクリツトは
若干減少したが、血小板数、白血球数の変動は殆んどな
く、出血などのトラブルもなく実験は順調に進行した。
潅流終了后、換気状態を回復させると元気に戻つた。ま
た、人工肺を解体して検査したところ、血栓は全く生成
してなかつた。
This lung was hypoventilated with a respirator and weighed 15 kg.
The dog was used for a 48-hour perfusion experiment. The arterial blood before perfusion had a pH of 7.34, an oxygen partial pressure (Po 2 ) of 65 mmHg, and a carbon dioxide partial pressure (Pco 2 ) of 47 mmHg, but the arterial blood was bypassed with a blood flow of 1.2 l / min and an oxygen flow of 1.2 l / min. However, the blood gas properties improved immediately, pH 7.41, Po 2 240mmHg, Pco 2 35mm
It became Hg. Hematocrit decreased a little with the passage of perfusion time, but there was almost no change in the number of platelets and white blood cells, and the experiment proceeded smoothly without any trouble such as bleeding.
After the perfusion was completed, it returned to normal when the ventilation status was restored. Moreover, when the artificial lung was disassembled and examined, no thrombus was formed.

比較例1 実施例で使用したポリマーをトルエンに溶解した溶液を
紡糸原液として、乾式紡糸法により内径200μ、外径
260μの中空糸膜を得た。この中空糸膜の内外両表面
を20,000倍の走査型電顕で観察したが、網目構造は観察
され得ず、緻密な表面層を有していることがわかつた。
エタノールWet化後の純水の透水性は0.1ml/m2・hr・mmHg
以下であり、緻密層の存在のために液体透過性はきわめ
て低かつた。
Comparative Example 1 A hollow fiber membrane having an inner diameter of 200 μ and an outer diameter of 260 μ was obtained by a dry spinning method using a solution prepared by dissolving the polymer used in the example in toluene as a spinning stock solution. Both the inner and outer surfaces of this hollow fiber membrane were observed with a scanning electron microscope at 20,000 times, but no network structure was observed, and it was found that the hollow fiber membrane had a dense surface layer.
The water permeability of pure water after ethanol wetting is 0.1 ml / m 2 · hr · mmHg.
Below, the liquid permeability was very low due to the presence of the dense layer.

この中空糸膜を用い、1.5m2の膜面積を有する膜型人工
肺を作製し、実施例と同様にして犬の潅流実験を行なつ
た。血液ガス性状の改善は良好であつたが、18時間経
過後より肺内低抗が増大し、溶血が進み出し、血漿遊離
ヘモグロビン量が200mg/dlを越えたため24時間後
に潅流を中止した。人工肺を解体して検査したところ、
多数の閉塞した中空糸が認められた。
Using this hollow fiber membrane, a membrane oxygenator having a membrane area of 1.5 m 2 was produced, and a dog perfusion experiment was conducted in the same manner as in the example. Although the improvement of blood gas properties was satisfactory, the intrapulmonary resistance increased after 18 hours, hemolysis proceeded, and the plasma free hemoglobin amount exceeded 200 mg / dl, so the perfusion was stopped after 24 hours. When the artificial lung was disassembled and examined,
Many clogged hollow fibers were observed.

比較例2 内径200μ、外径400μの緻密な膜構造を有するシ
リコン中空糸膜20,000本をハウジングに装着し、片端ず
つ順に静置接着して1.5m2の膜型人工肺を作製した。こ
の肺を用いて実施例と同様にして静動脈バイパス実験を
行なつた。潅流後、血液ガス性状は直ちに改善された
が、動脈血の酸素分圧(Po2)は190mmHg、CO2分圧
(Pco2)は40mmHgであり、実施例に比較して血中へ酸
素加量が少なかつた。
Comparative Example 2 20,000 hollow silicon hollow fiber membranes having a dense membrane structure with an inner diameter of 200 μm and an outer diameter of 400 μm were mounted in a housing, and one end of each was statically adhered to produce a 1.5 m 2 membrane oxygenator. Using this lung, a static artery bypass test was conducted in the same manner as in the example. Blood gas properties improved immediately after perfusion, but the oxygen partial pressure (Po 2 ) of arterial blood was 190 mmHg and the CO 2 partial pressure (Pco 2 ) was 40 mmHg. There were few.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳述した如く、本発明により、気体透過性が抜群に
優れ、しかも強靭であるために薄膜化しうる置換アセチ
レン単位を50モル%以上含有するポリマーまたはポリ
マー混合物を用いて、血液接触面が50〜1,000Åの孔
が存在する網目構造、血液接触面以外は、膜断面におい
て、少なくとも1層以上の緻密層から構成された人工肺
用膜を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, a polymer or a polymer mixture containing 50 mol% or more of a substituted acetylene unit capable of forming a thin film due to its excellent gas permeability and toughness is used. It is possible to provide an artificial lung membrane which is composed of at least one dense layer in the membrane cross section except for the network structure having pores of up to 1,000 Å and the blood contact surface.

とくに本発明の膜は気体交換能の経時変化が小さく、し
かも血液適合性に優れているので、長期にわたつて使用
する場合には極めて有用であり、生体肺の代替や肺疾患
患者の肺の補助装置にコンパクトに、安全に使用しう
る。
In particular, since the membrane of the present invention has a small change in gas exchange capacity over time and is excellent in blood compatibility, it is extremely useful when used for a long period of time, and is a useful substitute for living lungs or lungs of patients with lung disease. Compact and safe to use as an auxiliary device.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式(A)で示される置換アセチレン単位を5
0モル%以上含有するポリマーまたはポリマー混合物か
ら構成される膜であつて、該膜は血液接触面が50〜1,
000Åの孔が存在する網目構造、血液接触面以外は膜断
面において、少なくとも1層以上の緻密層から構成され
ていることを特徴とする人工肺用膜。 (但し、式中R1は水素、ハロゲン又は炭素数が1〜5
のアルキル基、R2は炭素数が1〜20の直鎖状あるい
は分岐状アルキル基、フエニル基、置換フエニル基、置
換シリル基である。)
1. A substituted acetylene unit represented by the formula (A) is 5
A membrane composed of a polymer or a polymer mixture containing 0 mol% or more, the membrane having a blood contact surface of 50-1,
A membrane for artificial lung, characterized in that it has a mesh structure having 000 Å holes and is composed of at least one dense layer in the cross section of the membrane except the blood contact surface. (However, in the formula, R 1 is hydrogen, halogen, or has 1 to 5 carbon atoms.
R 2 is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a substituted phenyl group or a substituted silyl group. )
【請求項2】該血液接触面は100〜500Åの孔が存
在する網目構造である特許請求の範囲第(1)項記載の人
工肺用膜。
2. The artificial lung membrane according to claim 1, wherein the blood contact surface has a mesh structure in which 100 to 500Å holes are present.
【請求項3】該ポリマーはポリトリメチルシリルプロピ
ンである特許請求の範囲第(1)項または(2)項記載の人工
肺用膜。
3. The artificial lung membrane according to claim 1 or 2, wherein the polymer is polytrimethylsilylpropyne.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108564A (en) * 1983-11-07 1984-06-23 テルモ株式会社 Hollow yarn type artifical long
JPS59108562A (en) * 1983-11-07 1984-06-23 テルモ株式会社 Hollow yarn type artifical long
JPS59108563A (en) * 1983-11-07 1984-06-23 テルモ株式会社 Hollow yarn type artifical long
JPS60150757A (en) * 1984-01-18 1985-08-08 三菱レイヨン株式会社 Hollow yarn membrane type artificial lung
JPS6137249A (en) * 1984-07-31 1986-02-22 三菱レイヨン株式会社 Membrane type artificial lung sterilized by rays

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108564A (en) * 1983-11-07 1984-06-23 テルモ株式会社 Hollow yarn type artifical long
JPS59108562A (en) * 1983-11-07 1984-06-23 テルモ株式会社 Hollow yarn type artifical long
JPS59108563A (en) * 1983-11-07 1984-06-23 テルモ株式会社 Hollow yarn type artifical long
JPS60150757A (en) * 1984-01-18 1985-08-08 三菱レイヨン株式会社 Hollow yarn membrane type artificial lung
JPS6137249A (en) * 1984-07-31 1986-02-22 三菱レイヨン株式会社 Membrane type artificial lung sterilized by rays

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