JPH08510166A - 表面が改質された生物学的適合性膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、体液又は組織に接触して使用される表面が改質された膜、および膜中に官能基が組み込まれ、表面の生物学的適合性を与える化合物を固定する、重合体の表面が改質された生物学的適合性を有する膜の製造方法に関し、表面改質重合体の膜物質への組み込みは、膜の製造中に行われ、膜の物理的性質は、生物学的に活性な物質の固定によっては影響されない。

Description

【発明の詳細な説明】 表面が改質された生物学的適合性膜 本発明は、生物学的適合性膜及び生体に作用する分子を固定するために官能基 を重合体膜に組み込む方法に関するものである。技術分野 近年、様々な疾患の治療用の医療機器の開発や、人体の部分に取って代わるた めの永久移植組織の開発において目ざましい進歩がなされている。使用する場合 、これらの機器や移植組織の多くは短期間又は長期に血液と接触する。 心臓−肺機器に使用される酸素送入機や腎不全の患者の血液浄化に使用される 血液濾過は、血液の体外循環に使用される膜を含有する装置の例である。これら の装置は大きな表面積を有しており、使用される場合、血液が曝されることが重 要である。それゆえに、これらの装置に血液適合性の表面処理を施す必要がある のは明らかである。膜を含有する装置の他の例としては、体内挿入血液−ガスセ ンサー及び人工膵臓や人工皮膚等の人工臓器が挙げられる。 官能基が表面改質によって基体表面に利用され得る場合、生物学的活性を有す る化学的存在物が基体の表面に結合して、基体の血液適合性を向上させ得ること が知られている。基体表面上のこれらの官能基は、化学的存在物上の官能基とイ オン性相互作用をおっているか又は共有電子対的に反応し得る。先行技術 血液が人工表面に曝されると、凝固、補体及び免疫システム等の生物体防御シ ステムの幾つかが活性化させられる。これらのシステムは共通の中間体によって 相互に関係付けられていると考えられる。血液が異物に短時間曝された場合の凝 固システムの活性化を避けるために、ヘパリンが規則正しく投与されている。日 常的にそれは使用されるが、出血、血小板減少症又は骨粗鬆症等の幾つかの副作 用を有する。時には、部分的にのみ効果があり、異物上へのフィブリン沈着が生 じ、それによって装置の不都合な機能が導かれる。血液が接触する永久移植を受 けている患者は、頻繁に検査し監視を必要とする生涯に亙っての抗凝固治療にし ばしば依存しなければならない。 異物の表面を改質して、より生物学的適合性を持たせるための多くの試みがな されている。陰電気的に電荷がかけられた表面は血小板の付着を減少させると考 えられるが、一方凝固接触活性を高める。正電気的に電荷がかけられた表面では 正反対のことが見られる。合成血液濾過膜物質は、補体システムの活性化に関し てはセルロースをベースとした膜よりも生物学的適合性があると見なされている 。一方、合成膜はしばしば高蛋白質の吸着により疎水性であり、時々濾過特性が 劣る。疎水性の表面はまた、血小板の付着を促進することが知られている。 異物と体液又は組織との接触における防御システムの活性化を防ぐための方法 において、分子レベルで生物学的に活性な表面、即ち活性的に関係する固定され た化合物を有する表面は、Larm等の欧州特許第８６１８６Ｂ１号公報に記載され ている通り、装置又は移植組織の物質表面にヘパリンを末端付着させることによ って調製され得る。これらのヘパリンで改質された表面は、凝固及び補体の両活 性に関して非常に改良された生物学的適合性を示す。 装置又は移植組織物質の表面は一般に反応性が低く、生体に作用する試薬を結 合するために、官能基がこれらの表面に導入されなければならない。これは物質 の表面に適当な官能基を有する化合物をコーティングすることによって（欧州特 許第８６１８７Ｂ１号公報参照）、反応性の化合物の化学的グラフトによって（ Chemically Modified SurfacesのD.E.Bergbreiter、H.A.Mottola及びJ.R.Steinm etz（編集）、１９９２年、Elsevier Science社発行、１３３〜１５４頁参照） 、反応性モノマー又はガスによるプラズマ処理によって（H.Yasuda、プラズマ重 合、アカデミックプレス社発行、１９８５年）、又は、ある場合には官能基を導 入するための装置の物質の化学反応によって（Chemically Modified Surfacesの D.E.Bergbreiter、H.A.Mottola及びJ.R.Steinmetz（編集）、１９９２年、Elsev ier Science社発行、１３３〜１５４頁参照）成し遂げられ得る。これらの方法 のいずれかによって生じさせられた官能基に、生物学的に活性な試薬を従来の化 学的方法によって結合させて、物質の表面上にイオン的又は共有電子対的に結合 した生物学的に活性な化合物を与え得る。 生物学的に活性な化合物を固定するために物質表面を前処理するためのいかな る方法も以下の基準を満たさなければならない。： ・前処理は、官能基を含有する化合物が使用中に血液流に漏れないように、十 分に下の物質に固定される官能基を生じさせなければならない。 ・官能基は十分多量に存在し、生体に作用する分子を十分な数だけ結合させな ければならない。 ・官能基は物質表面上に曝されて、生体に作用する化合物の結合のために利用 されなければならない。 ・大量の物質の特性を不利に変えるべきではない。 生体に作用する化合物の固定のために官能基を生じさせる殆どの方法は、上記 の基準に関して欠点を有する。官能性化合物で物質表面をコーティングすること により、しばしば基体表面への付着性の乏しいコーティングになる。プラズマ処 理又は化学的グラフトのための活性化は、全ての装置の外形例えば内側の中空な 繊維に可能なわけではない。物質表面の直接的な化学処理はしばしば、厳しい化 学反応条件を要求し、従って幾つかの装置物質に限定される。前処理方法の全て が十分な量の官能基を生じさせるわけではなく、その結果固定される生体に作用 する化合物の量は生物学的適合性を成し遂げるのに十分ではない。 膜を組み込んだ装置の処理の際に、孔径、水のクリアランス（clearance）、 及び或る大きさの分子の通過等の膜の物質の物理的特性が考慮されなければなら ない。前記した前処理方法の幾つかは、膜の物理的特性を変えるか又は該膜の孔 を塞いでさえしまうであろう。 本発明による生物学的適合性表面を製造することによって、先行技術の上述し た欠点が避けられる。 重合体膜は、非溶媒即ち通常の水中に膜体を形成する重合体の溶液を沈殿させ ることによる、転相技術によって製造され得る（W.Pusch及びA.Walch、Angew.Ch em.Int.Ed.Engl．２１（１９８２年）６６０〜６８５頁）。膜形成のための流し 込み溶液（casting solution）は、溶媒又は溶媒混合物中の、例えばセルロース 、セルロースアセテート又は他のセルロース誘導体、ポリスルホン、ポリアクリ ロニトリル又は他の膜形成物質等の膜形成重合体からなる。溶媒としては、ジメ チルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド、アセトン、ジメチルホルムアミド 、 ホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、シクロヘキサノン、有機及び無機酸又は それらの混合物、並びに、他の溶媒が使用され得る。混合物全体として重合体の ために溶媒となり得る場合には、少量の膜形成重合体に対する非溶媒を、溶媒又 は溶媒混合物に添加することも可能である。 膜形成重合体のための非溶媒を含有する凝固浴槽は、流し込み溶液を凝固させ て、膜を形成する。凝固浴槽は、非溶媒及び少量の溶媒からなる混合物であって も良い。 中空糸状膜は、オリフィスの管の形で配置される紡糸口金を使って形成される 。この紡糸口金から２つの流れが用いられるが、第１の流れは環状に形成された オリフィスから押し出される膜形成重合体からなる紡糸溶液からなり、第２の流 れは中央の管から押し出されるコア液体からなる。コア液体及び凝固浴槽は、膜 形成重合体のための非溶媒を含有し、紡糸溶液の凝固及び膜の形成の両方に貢献 する。（H.I.Mahon及びB.J.Lipps、Encyclop.Polym.Sci.Technology、１５（１ ９７１年）２５８〜２７２頁）コア液体は、重合体溶液及び凝固浴槽と混合する ことができず、それらに対して不活性な、ミリスチン酸イソプロピル等の油であ っても良い。 欧州公開特許第９０４８３号公報及び欧州特許第８７２２８号Ｂ２公報に、皮 のない多孔性のポリアミド膜の表面改質方法が記載されており、その中では官能 基（アミノ、ヒドロキシル、カルボキシリック、スルホン酸又は他のもの）を有 する分子量２００００を超える表面改質重合体が、ポリアミド樹脂の重量基準で 約１％の割合で流し込み溶液に添加されている。膜をポリアミドのための非溶媒 が存在する凝固浴槽中で沈殿させると、表面改質重合体は主に膜の表面上で曝さ れた膜の肝要な部分になる。表面改質重合体は膜のhydorofilicityを増加させ、 膜に異常なゼーター電位対ｐＨプロフィールを与え得る。これらの特性により選 択的な粒子の除去が可能になる、例えば本発明による正電荷を帯びた膜によって 負の粒子を除去し得る。これらの膜の他の有用な特性は、例えばメッキ工業の貴 金属の回収のための液体から、溶解した金属不純物を錯体形成によって除去する 能力、又は、改質された膜を更に改質した後に製薬工業での物質の調製のための 生物学的又は製薬的物質の除去又は単離における等の生物学的又は製薬的調製過 程において、或る生物学的化合物に親和力を与える能力である。これらの膜の他 の用途は、食品加工又は薬の調製のための酵素の固定である。固定された酵素は 、反応後に生成物から酵素を分離する従来の方法、並びに、セルのくず、市販の 酵素の調製での共通の不純物等の特定の不純物を同時に除去する手段を与える。 欧州公開特許第９０４８３号公報及び欧州特許第８７２２８号Ｂ２公報には、 医療機器又は移植組織での使用等の医療用途についても表面が改質された膜の改 良された生物学的適合性についても述べられていない。発明の要約 本発明は、体液又は組織と接触して使用される表面が改質された生物学的適合 性膜、及び、表面に生物学的適合性を与える化合物をこの様に固定するために、 膜物質に組み込まれた官能基を有する重合体表面が改質された生物学的適合性膜 の調製方法において、表面改質重合体の組み込みが膜が形成する間に起き、膜の 物理的特性が生体に作用する分子の固定によって影響されない前記調製方法に関 する。これはＡ又はＢの方法又はそれらの変形又はそれらの組み合わせによって 成し遂げられ得る。方法Ａ ｉ）膜形成重合体を含有する流し込み溶液の調製。 ii）流し込み溶液から表面改質重合体を含有する凝固浴槽への膜の沈殿。 又は方法Ｂ ｉ）膜形成重合体及び表面改質重合体を含有する流し込み溶液の調製。 ii）流し込み溶液から凝固浴槽への膜の沈殿。 本発明は、流し込み、紡糸、又は同様の方法によって調製される医療機器に使 用されるいかなる重合体物質にも使用され得る。膜を含有する装置以外のこの様 な医療機器の例としては、管状移植組織、ステント、ペースメーカーリード（pa cemaker lead）、縫合又は移植可能なカテーテル並びに様々なカテーテル、セン サー又は外傷用被包材料（wound dressing）等の使い捨て物質等が挙げられる。発明の詳細な説明 方法Ａ 流し込み溶液は、セルロース、セルロースアセテート、ポリスルホン、スルホ ン化ポリスルホン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレ ート、他の膜形成重合体又はそれらの他の誘導体から選ばれる、膜形成重合体を 溶解させることによって調製される。溶媒は、ジメチルアセトアミド、ジメチル スルホキサイド、アセトン、ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、有機又は無 機酸又はそれらの混合物である。全系が重合体のために溶媒となるならば、少量 の非溶媒を添加することも可能である。膜形成重合体の濃度は、好ましくは１５ 〜３０％、より好ましくは２０〜２８％、最も好ましい濃度は２５％である。 典型的には親水性溶媒、好ましくは水、膜形成重合体のために少量添加された 溶媒を有していることもある非溶媒中の流し込み溶液から、膜を沈殿させる。表 面改質化合物を、非溶媒及び典型的には０．５〜１０％、より好ましくは０．５ 〜４％、最も好ましくは１％の濃度の溶媒からなるこの混合物に溶解させる。表 面改質化合物は沈殿中に膜の表面に組み込まれる。表面改質化合物は、アミノ、 ヒドロキシル、カルボン酸、無水カルボン酸、イソシアネート、エポキシ、カル ボジイミド、スルホン酸又は他の反応性官能基等の官能基からもたらされる有機 化合物の群から選ばれる。官能性化合物は、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）又は ポリリシン等のポリアミン、ポリアクリル酸等のポリカルボン酸、ポリビニルア ルコール等のポリアルコール又はポリサッカライド、ポリ無水物、ポリイソシア ネート、ポリエポキサイド、ポリカルボジイミド又は他の官能性重合体等の重合 体であっても良い。官能性化合物はまた、絡まり合い以外の親和力（電子対を共 有する、イオン性、又はファンデルワールス結合）によって膜の表面に付着する 、より低分子量の化合物であっても良い。典型的には表面改質化合物は、分子量 が２５０００を超える重合体アミン、好ましくはポリエチレンイミンである。 沈殿した表面改質された膜は注意深く水で洗浄され、次いで生体に作用する化 合物及びカップリング剤と反応させられる。 生体に作用する試薬は、従来のカップリング技術によって、膜表面上の官能基 に結合させられ得る。例えばアミノ基を含有する膜表面に、蛋白質等のアミンを 含有する化合物が、例えばグルタルジアルデヒド等のジアルデヒドによって結合 させられる。カルボン酸配位子は、例えば１−エチル−３−（３−ジメチルアミ ノプロピル）−カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）等の水可溶性のカルボジイミド での活性化の後に結合させられ得る。ヒドロキシル化合物は、ビスエポキシラン （bisepoxirane）又はカルボニルジイミダゾールによって活性化されたアミノ化 された表面に結合させられ得る。カルボン酸基を含有する表面は、アミノ基又は ヒドロキシル基のカップリングのために、ＥＤＣによる処理によって活性化され 得る。膜の表面上の無水物は、ジアミンでの処理によってアミノ基に転化させら れるか、又はカルボン酸基に加水分解され得る。表面上のイソシアネート、エポ キサイド又はカルボジイミドに、アミノ基又はヒドロキシル基を含有する生体に 作用する化合物を結合し得る。 膜の表面上の生体に作用する化合物は、活性化を防止するため又はこの様な防 御反応中に生じた化合物を不活性化するために、体内の防御システムと結び付く ことによって表面に生物学的適合性を与える。表面に結合させられる生体に作用 する化合物は、ある機構によって生体の防御システムに活性的に影響する、グリ コースアミノグリカン、典型的にはヘパリン、ヒルイジン等の他の抗凝固剤、プ ロスタグランジン、抗トロンビン又は血栓崩壊性の（thrombolytic）又はストレ プトキナーゼ、ウロキナーゼ又は組織プラスミノゲン活性化剤（ｔＰＡ）等の繊 維素溶解剤、又は他の化合物、並びに、それらの混合物からなる群から選ばれる 。表面に固定されるヘパリンの生物学的適合性は十分に証明されており、それ故 にヘパリンは生体に作用する化合物として好ましい。 ヘパリンは、複数の点で又は終点で付着することによってアミノ化された表面 に結合され得る。複数の点での付着は、遊離のアミノ基、カルボン酸基又はヘパ リンのヒドロキシル基をアミノ化された表面に結合させるための上記した試薬の いずれかを使用して成し遂げられる。終点に付着することによって電子対を共有 して結合された、保持されたヘパリン分子の生物学的活性を有するヘパリンが、 膜に生物学的適合性を与えるのに好ましい。ヘパリンの終点での付着は、部分的 に減成された末端に遊離のアルデヒド基を含有するヘパリン（亜硝酸）をカップ リングすることによって得られる。表面改質剤としてポリエチレンイミンを使用 すると、カップリング剤は、改質されたヘパリンの末端に位置したアルデヒド基 と膜の表面上のアミノ基との間に形成されたシッフの塩基を還元し得る、還元剤 である。好ましくはこの還元剤はシアノ水素化ホウ素ナトリウムである（欧州特 許第８６１８６Ｂ２号公報参照）。得られた生物学的適合性の（ヘパリンが結合 された）膜を注意深く洗浄して、結合していないヘパリンを除去する。 ヘパリン又は他の負電荷を帯びた生体に作用する化合物はまた、まづ初めにア ミノ化された表面を正電荷を帯びた形に変えるか、又は表面上のアミノ基を第四 級化し、次いで正電荷を帯びた表面をヘパリン溶液で処理することによるイオン 性の付着によって、アミノ化された表面に固定され得る。 方法Ｂ 表面改質化合物を方法Ａと同様に調製された流し込み溶液に、０．５〜１０％ 、より好ましくは０．５〜４％、最も好ましくは１％の様々な濃度で添加する。 表面改質重合体は、代わりのＡで述べられた群から選ばれるが、流し込み溶液に 可溶性でなければならないという制限を有する。膜は、上記した非溶媒中で沈殿 させられる。この方法においても、表面改質重合体は、表面改質重合体のより親 水性の性質の結果として膜の表面に向けられるであろう。 次いで生体に作用する薬を、方法Ａに記載される通り表面が改質された膜に結 合させる。 本発明は、血液濾過及び他の血液浄化処理に使用するための生物学的適合性膜 を調製する方法を提供する。この膜の製造時に膜中に官能性重合体、好ましくは 重合体アミンを組み込み、アミノ基によってヘパリンを固定することによって、 固定されたヘパリンを有さない対応する膜と比較して血液適合性の向上した膜を 得る。官能性化合物をその後の反応段階ではなく、膜の製造中に組み込むので、 孔径、水のクリアランス値、及び或る大きさの分子の通過等の膜の物理的特性を 容易に制御し得る。本発明の他の利点は、官能基が膜の表面に存在しているので 、ヘパリンのカップリングを一工程で行い得ることである。 実施例 以下の制限するものではない実施例により本発明を更に説明する。実施例１ 方法Ａによるアミノ化されたセルロースアセテート膜の調製 それぞれ５：１の比のジメチルホルムアミド及びホルムアミドからなる混合物 ７５ｇ中に、セルロースアセテート（イーストマン社製、ＣＡ−３９８−１０ ＵＳＰグレード）２５ｇを溶解させることによって、流し込み溶液を調製した。 流し込み組成物１ｃｍ³を、清潔なガラス板の上に広げ、次いでPolymin ＳＮ（ ＢＡＳＦ社製）の１％水溶液である凝固浴槽中に浸漬させた。アミノ化された膜 を浴中に固定するために数分間保持し、大量の水で洗浄し、水中の１５％グリセ ロール溶液に１時間浸漬させ、周囲条件下で乾燥させた。実施例１ａ アミノ化されたセルロースアセテート膜のヘパリン化 ヘパリンを、平らなシート状の実施例１からのアミノ化された膜に、シアノ水 素化ホウ素ナトリウム（２．５ｍｇ）及び塩化ナトリウム（８８０ｍｇ）を含有 する、ｐＨ３．９、５０℃の水中の、本質的には欧州特許第８６１８６号公報に 記載されたと同様に調製された、部分的に亜硝酸で減成させられたヘパリン（２ ５ｍｇ）からなる溶液中に膜を２時間置くことによって、電子対を共有して結合 させた。ヘパリン化された膜を多量の水、ｐＨ９のホウ酸塩緩衝液及び水で洗浄 して、電子対を共有して結合されていないヘパリンを除去した。 Riesenfeld及びRoden、Anal.Biochem．１８８（１９９０年）３８３〜３８９ 頁に記載された方法で測定され、バックグラウンド値のために修正された、表面 に固定されたヘパリンの量は、２．８μｇ／ｃｍ²であった。 セルロースアセテートからなる膜を、ＰＥＩ又は他の官能性重合体の添加を省 略する以外は、実施例１に記載されている通りに調製した。これらの膜を上述し た通りにヘパリンで処理した。表面に結合したヘパリンは検出されなかった。実施例２ 方法Ａによるアミノ化されたポリスルホン膜の調製 ポリスルホン（Udelポリスルホン Ｐ３５００ Natural１１、ＡＭＯＣＯ社 製、分子量４５０００）２０ｇを、６：２の比のジメチルアセトアミド及びポリ ビニルピロリドンからなる混合物８０ｇ中に溶解させ、実施例１と同様に処理し た。実施例１ａに従った膜のヘパリン化により、表面密度１．０μｇヘパリン／ ｃｍ²のヘパリン化された膜が生じた。ポリスルホンからなる膜を、ＰＥＩ又は 他の官能性重合体の添加を省略する以外は、上述した通りに調製した。これらの 膜を上述した通りにヘパリンで処理した。表面に結合したヘパリンは検出され得 なかった。実施例３ 方法Ｂによるアミノ化されたセルロースアセテート膜の調製 流し込み溶液にPolymin Ｐ（ＢＡＳＦ社製 １％）を添加し、凝固浴槽が水で あった以外は、実施例１を繰り返した。実施例１ａに従った膜のヘパリン化によ り、表面密度８．８μｇヘパリン／ｃｍ²のヘパリン化された膜が生じた。実施例４ 方法Ｂによるアミノ化されたポリスルホン膜の調製 流し込み溶液にPolymin Ｐ（１％）を添加し、凝固浴槽が水であった以外は、 実施例２を繰り返した。実施例１ａに従った膜のヘパリン化により、表面密度２ ．９μｇヘパリン／ｃｍ²のヘパリン化された膜が生じた。 実施例１〜４は、本発明に従って調製された膜の表面上に実質的な量のヘパリ ンをカップリングするのにアミノ基が利用され得ることを示している。実施例５ ヘパリン化された膜の漏れ試験 実施例３及び４からのヘパリン化された膜を、アルブミンからなる溶液で２４ 時間処理し、完全に水で洗浄して、ヘパリンの評価を行った。ヘパリン含量は、 それぞれ７．６及び２．８μｇ／ｃｍ²であり、固定されたヘパリンの漏れは最 小限又は無いことを示していた。実施例６ 方法Ｂによる酸無水物基を含有するセルロースアセテート膜の調製 流し込み溶液が重合体無水物（１％、Polysciences社製）を含有していた以外 は、実施例１を繰り返した。凝固浴槽は１，３−ジアミノプロパン（１％ｗ／ｗ ）を含有する水であった。実施例１ａに従った膜のヘパリン化により、表面密度 １．９μｇヘパリン／ｃｍ²のヘパリン化された膜が生じた。実施例７ 方法Ａによるアミノ化されたセルロースアセテート中空糸形膜の調製 それぞれ５：１の比のジメチルホルムアミド及びホルムアミドからなる混合物 ７５ｇ中に、セルロースアセテート２５ｇを溶解させることによって、紡糸溶液 を調製した。この紡糸溶液を、４ｃｍ³／分の速度で紡糸口金の環状のオリフィ ス（環の内径：０．３ｍｍ、環の外径：０．５ｍｍ）に注入した。紡糸口金を、 凝固浴槽（水）の上２ｃｍのところに設置した。オリフィスの中央に位置した管 （管の外径：０．３ｍｍ）管の内径：０．１５ｍｍ）を通して、Polymin ＳＮか らなる１％水溶液であるコア液体をポンピングした。発生する中空繊維が９ｍ／ 分の速度で凝固浴槽を通って動く；凝固浴槽の出口から中空繊維は洗浄浴に導か れ、その後第２の洗浄浴中でホイールローティングに巻き取られる。 中空繊維を巻いた中で切り取り、数時間グリセロールの１５％溶液に浸漬させ 、次いで乾燥させ、透析ユニットに一般的に使用されるが長さ６ｃｍ、径１ｃｍ の型のプラスチック製の収納箱に閉鎖した。膜の表面積は、３６ｃｍ²であった 。実施例８ アミノ化された中空繊維のヘパリン化 実施例７に従って調製された中空繊維透析ユニットを、本質的に実施例１ａに 従ってヘパリン化した。末端−キャップでかつ表面接着のヘパリン表面コーティ ングを得るために、評価及び血液濾過ユニットをヘパリン化する前に、それらを 本質的に欧州特許８６１８７Ｂ２号公報に記載される通りに、水中のPolymin Ｓ Ｎで処理した。ヘパリン化ユニットの繊維上に表面結合されたヘパリンの量は、 ３．６μｇ／ｃｍ²であった。 この実施例は、ヘパリンが本発明に従って調製された中空繊維に結合され得る ことを示している。実施例９ ヘパリン化された中空糸形濾過モジュールの血液適合性試験（ラット） 中空糸形小モジュールを実施例７に従って調製して、ラットの実験に適する大 きさの小フィルターを得た。小フィルターユニットを実施例８に従ってヘパリン 化した。フィルターの凝固（血塊の生成）の測定としてフィルター上の血圧降下 を使用して、フィルターの凝固適合性をラットモデルで評価した。３２５〜４２ ０ｇのSprague-Dawleyラットに、インアクチン（Inactin）（チオバルビツール 酸塩 １２０ｍｇ／ｋｇ体重）で麻酔をかけた。ヘパリン化されたポリエチレン 製の カテーテル（本質的に欧州特許８６１８７Ｂ２号公報に記載される通りにヘパリ ン化された）を、v.jugularis sin及びa.carotis dxに挿入した。a.carotis dx からのカテーテルを、血流２．０ｍｌ／分を与えるために度盛りされた嬬動ポン プ（Ismatec Molnlycke、スウェーデン）につないだ。小フィルターユニットを 、ポンプ及びv.jugularis sinに挿入されたカテーテルにつないだ。フィルター モジュールの濾過物側は生理的食塩水でみたされており、濾過物出入口は閉めら れていた。圧力測定のためのGould Ｐ ２３ ＩＤ変換機を、体外の血液循環に 、フィルターモジュールの直前及び後につなぎ、フィルター上での圧力降下をGl ass Polygraf型７Ａを使用して連続的に監視した。循環中のパイプ及び連結器に 接触している全ての血液は、本質的に欧州特許８６１８７Ｂ２号公報に記載され る通りにヘパリン化されていた。ヘパリンの数は規則正しく注入された。 本発明による繊維を有する小フィルター上の圧力差は、５０〜７５分間（典型 的には６０分）、１０〜３０ｍｍＨｇ（ほんの僅かな凝固の活性を示す）で一定 であった。その後、４００ｍｍＨｇまで圧力が急に上昇し、フィルターモジュー ルに血塊の生成を示し、実験が中断された。 記載したラットモデルを使用して対照標準実験を、コア液体中のPolymin ＳＮ を除いて、また実施例８に記載されたヘパリン化手順を省略した以外は、実施例 ７に従って調製された中空繊維から作られた小フィルターを用いて行われた。フ ィルター上の圧力差は、ラットの実験の開始後、直ちに増加を始めた。凝固の活 性及び血塊の生成を示す、代表値は、実験開始後１０、１５及び２０分のそれぞ れで、５０、１００及び１５０〜２００ｍｍＨｇであった。４０〜５０分後、圧 力差は、フィルターモジュールに大量の血塊の生成を示す４００ｍｍＨｇであっ た。 実験後、フィルターモジュールを取り外し、生理的食塩水で洗浄し、検査した 。血塊の生成が入口部分で主に観察されたが、対照標準フィルター及び本発明に 従って調製された繊維を有するフィルターの両方の出口にも見られた。繊維に大 量の血塊が生成していたため、対照標準フィルターの血液を生理的食塩水で洗浄 することができなかった。本発明に従って調製された繊維中の血液は、生理的食 塩水で容易に洗浄され、洗浄後繊維に血塊の生成は観察され得なかった。 血液の試料はラットから、直前、実験開始後１．５分及び１０分、並びに、実 験直後に取り出された。クエン酸塩加の血液の試料は即座に遠心分離され、血小 板の乏しい血漿を得て、分析まで−２０℃で貯蔵された。血漿試料を、トロンビ ンの抑制に基づく分析評価を使用してヘパリン活性の分析を行った。この分析評 価は、発色する基体Ｓ−２２３８（Chromogenix、Molndal、スウェーデン）を利 用し、検出限界は０．０２ＩＵ／ｍｌである。（Matzsch,T．等、Blood Coagula tion and Fibrinolysis、１９９１年、２、６５１〜６５７頁）本発明に従って 結合しているヘパリンの生体内の安定性を証明することによって、血漿試料のい ずれにもヘパリン活性が検出され得なかった。ヘパリン化されたフィルターの改 良された性能は、ヘパリンが血液循環中に漏れることによるのではなく、本発明 に寄与し得る向上した生物学的適合性によって引き起こされることが、更にそれ により証明された。実施例１０ ヘパリン化された中空糸形濾過モジュールの血液適合性試験（豚） 表面積０．７３ｍ²の完全な大きさの中空糸形モジュールを実施例７に従って 調製した。実験の間、体重３７ｋｇの豚を使用した。動物の両方の鼠蹊に、１０ Ｆｒポリウレタン製のカテーテルを大腿部の動脈及び大腿部の静脈に挿入した。 左側の鼠蹊のカテーテルに、実施例７に従って調製され実施例８に従ってヘパリ ン化されたフィルターをＰＶＣ管セットを経てつないだ。右側の鼠蹊のカテーテ ルに、同じ大きさのヘパリン化もアミノ化もされていないセルロースアセテート 製の繊維のフィルターを同様につないだ。循環中の全ての他の構成部分は本質的 に欧州特許８６１８７Ｂ２号公報に従ってヘパリン化された。外付けのポンプを 使用せず、従って駆動力は豚の動脈圧力であった。実験の間、フィルターモジュ ールの前及び後の両方の圧力をGrass Polygrafを使用して記録した。フィルター モジュールを通る血流を、探針上にクランプで取り付けられた遷音速のＴ１０１ 流量計を使用して測定した。フィルターモジュールが大きいために、入口及び出 口の血塊の発生を肉眼で追うことができた。ヘパリン又は他の抗凝固剤を実験中 与えなかった。 小さい血塊が、５．５時間後にヘパリン化されたフィルターモジュールの出口 に見受けられたが、流れは一定であった。血塊は入口には観察されなかった。実 験を９時間後に故意に止めた。血塊は幾分大きさが増加し、流れは２５％減少し た。第１の血塊は、ヘパリン化されていない対照標準フィルターモジュールの出 口に１時間後及び入口に２．５時間後に現れた。３時間後、血流は急速に減少し 始め、４時間後には最初の血流の僅か２５％であった。その時点で、フィルター モジュールは血塊で完全に閉塞され、流れは止まり、フィルターモジュールを取 り除いた。 この実験は、本発明に従って調製された完全な大きさの中空繊維血液濾過モジ ュールの改良された血液適合性を示している。実施例１１ ヘパリン化された中空糸膜の透過性研究 ラットの実験用に小フィルターユニットを実施例７に従って調製し、実施例８ に従ってヘパリン化した。繊維にポリエチレンイミンを有しないヘパリン化され ない小フィルターを、対照標準実験用の実施例７に従って調製した。小フィルタ ーの拡散クリアランス値、限外濾過速度及び篩分け率（sieving coefficient） を、実験の開始直前にラットにヘパリンＩ．Ｖ．を１００ＩＵ与える以外は、本 質的に実施例９に記載の通りの実験セットを使用して、麻酔され腎摘出されたSp rague-Dawleyラットで調査した。篩分け率は、尿素及びクレアチンに対して、ヘ パリン化されたフィルター（ｎ＝３）及びヘパリン化されていないフィルター（ ｎ＝２）の両方とも１であり、限外濾過速度も両方のフィルターとも同じであっ た。拡散運搬を、尿素、クレアチン及びイヌリンのクリアランス値に関して、ヘ パリン化されたフィルター（ｎ＝４）及びヘパリン化されていないフィルター（ ｎ＝３）で研究した。ヘパリン化されたフィルター及びヘパリン化されていない フィルターに対する平均値±Ｓ．Ｄ．は、それぞれ尿素の場合は０．４７±０． ０７ｍｌ／分及び０．４４±０．０８ｍｌ／分であり、：クレアチンの場合は０ ．３４±０．０８ｍｌ／分及び０．３１±０．０４ｍｌ／分であり、イヌリンの 場合は０．２２±０．０８ｍｌ／分及び０．１６±０．０４ｍｌ／分であった。 結論として、代謝産物の対流及び拡散運搬に関して、繊維の特性を大きく変える ことなく本発明に従って、中空繊維のヘパリン化は達成され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 71/16 9538−4Ｄ Ｂ０１Ｄ 71/16 71/42 9538−4Ｄ 71/42 71/56 9538−4Ｄ 71/56 71/68 9538−4Ｄ 71/68 71/82 ５００ 9538−4Ｄ 71/82 ５００ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ラーム、オレ スウェーデン国、16139 ブロマ、ニーエ ングスヴェイエン 86

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．体液又は組織に接触して使用される表面が改質された膜であって、少なくと も１つの表面改質重合体が膜物質に組み込まれて、表面上に官能基を与えること によって、表面の生物学的適合性を与える化合物を固定することを特徴とする表 面が改質された膜。 ２．表面改質重合体が、アミン、無水物、カルボキシ、イソシアネート、エポキ シ、カルボジイミド、スルホン酸及びヒドロキシからなる官能基からなる、請求 の範囲１記載の膜。 ３．表面改質重合体が、ポリアミン、ポリ無水物、ポリカルボン酸、ポリイソシ アネート、ポリエポキシド、ポリカルボジイミド、ポリアルコール及びポリサッ カライドからなる、請求の範囲２記載の膜。 ４．膜物質が少なくとも１つの膜形成重合体からなる、請求の範囲１から３まで のいずれか一項記載の膜。 ５．膜物質が、セルロース、セルロースアセテート、ポリスルホン、スルホン化 ポリスルホン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート 又はそれらの他の誘導体からなる、請求の範囲４記載の膜。 ６．膜が生体に作用する化合物を該官能基に固定することによって、生物学的適 合性を帯びている、請求の範囲１から５までのいずれか一項記載の膜。 ７．生体に作用する化合物が抗血栓性である、請求の範囲６記載の膜。 ８．生体に作用する化合物がヘパリンである、請求の範囲７記載の膜。 ９．膜が中空繊維である、請求の範囲１から８までのいずれか一項記載の膜。 １０．生体に作用する分子を固定するために官能基を有する表面が改質された重 合体膜を調製する方法であって、官能基が装置物質に組み込まれ、かつ官能基の 組み込みが以下の膜の生成中に起きることを特徴とする表面が改質された重合体 膜の調製方法： ｉ）膜形成重合体を含有する流し込み溶液の調製、 ii）流し込み溶液から表面改質重合体を含有する凝固浴槽への膜の沈殿。 １１．生体に作用する分子を固定するために官能基を有する表面が改質された重 合体膜を調製する方法であって、官能基が装置物質に組み込まれ、かつ官能基 の組み込みが以下の膜の生成中に起きることを特徴とする表面が改質された重合 体膜の調製方法： ｉ）膜形成重合体及び表面改質重合体を含有する流し込み溶液の調製、 ii）流し込み溶液から凝固浴槽への膜の沈殿。 １２．官能性重合体が、アミン、無水物、カルボキシ、イソシアネート、エポキ シ、カルボジイミド、スルホン酸及びヒドロキシ基からなる、請求の範囲１０又 は１１に記載の調製方法。 １３．官能性重合体が、ポリアミン、ポリ無水物、ポリカルボン酸、ポリイソシ アネート、ポリエポキシド、ポリカルボジイミド、ポリアルコール及びポリサッ カライドからなる、請求の範囲１２記載の調製方法。 １４．膜物質が少なくとも１つの膜形成重合体からなる、請求の範囲１０〜１３ のいずれか一項記載の調製方法。 １５．膜物質が、セルロース、セルロースアセテート、ポリスルホン、スルホン 化ポリスルホン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレー ト又はそれらの他の誘導体からなる、請求の範囲１４記載の調製方法。 １６．重合体膜が生体に作用する化合物を該官能基に固定することによって、生 物学的適合性を帯びている、請求の範囲１０から１５までのいずれか一項記載の 調製方法。 １７．生体に作用する化合物が抗血栓性である、請求の範囲１６記載の調製方法 。 １８．生体に作用する化合物がヘパリンである、請求の範囲１７記載の調製方法 。 １９．重合体膜が中空繊維である、請求の範囲１０から１８までのいずれか一項 記載の調製方法。