JPH09510379A - 高流量ポリアクリルニトリル透析膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中空繊維の形の、アクリルニトリルとアクリルエステル及びイオン性又はイオン化しうるモノマーからのコポリマーから成る、透析及び／又は限外濾過用の非対称半透性膜において、このコポリマーは、アクリルニトリル９０.５０〜９５.００重量％、アクリルエステル４.９９〜８.６０重量％及びイオン性又はイオン化しうるモノマー０.０１〜０.９０重量％から構成されており、この際、この膜は、コポリマーに対して５％までの細分状のポリビニルピロリドンを含有する。この膜は、中空繊維の内部に分離層を有し、比較的長時間、逆濾過及び被覆の形成なしに使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 高流量ポリアクリルニトリル透析膜 本発明は、透析及び／又は限外濾過、殊に血液透析用の、アクリルニトリルと アクリルエステル及びイオン性又はイオン化しうるモノマーからのコポリマーか ら成る非対称半透性中空繊維膜及びその製法に関する。 既に多数の、アクリルニトリルからの膜の製法が公知である。 米国特許（ＵＳ−ＰＳ）第４１８１６９４号明細書から、アクリルニトリルポ リマーからの中空繊維の製法が公知であり、その際、紡糸液を得るために、少な くとも６０重量％はアクリルニトリル単位から成るアクリルニトリルポリマーを ６５〜９５重量％硝酸水溶液（０〜５℃で）に溶かす。次いでこの溶液を、紡糸 ノズルを通して押し出し、同時に内部の凝集液を導入する。この方法により、多 孔性構造を有する外層、いわゆる空洞を有する中間層及び多孔性構造を有する内 層から成る中空繊維が得られる。それは、両面にスキン層を有する２重非対称膜 である。ここで、空洞とは、膜壁中に存在する「比較的大きい」穴を意味する。 上記の文献と同様に、ドイツ特許（ＤＥ−ＰＳ）第２７４０２５２号明細書は 、支持層及び両側の表面層 から成る、アクリルニトリルポリマー単位を有する乾燥された多孔性膜を請求し ている。同様に、両外面上にスキン層を有するこの膜の製法が請求されている。 米国特許第４５４５９１０明細書は、慣用の限外濾過膜の性能値を有する膜を 請求している。この膜用の材料は、多くの物質から、特にポリアクリルニトリル 化合物からも選択することができる。 最近では、米国特許第５０３９４２０号明細書が、コモノマーとしてのアクリ ルニトリル及びメタクリル酸のＣ₂〜Ｃ₄−ヒドロキシアルキルエステルのコポリ マーから成る膜を請求している。 しかしながら、上記の方法により製造された膜は、特定の分野、例えばヒスタ ミン遊離又はブラジキニン生成においては、生体親和性に関する不満足な値のみ を有する。 ヨーロッパ特許出願第０５４７４７１号明細書中には、例えばヒスタミン遊離 において又はブラジキニン生成において、生体親和性に関して非常に良好な値に より優れている膜及びその製法が記載されている。この膜の製造のためには湿式 紡糸法が使用されており、その際、出発ポリマーとして、アクリルニトリル９０ .５０〜９５.００重量％、アクリルエステル４.９９〜８.６０重量％及びイオン 性又はイオン化しうるモノマー０.０１〜０.９０重量％から成るコポリマーが使 用され、この方法は、 −紡糸液が、ポリマー１８〜２４重量％、非プロトン性溶剤７０〜８０重量％、 水０〜７重量％から成り、 −内部充填剤が、非プロトン性溶剤１０〜４０重量％、グリセリン５０〜８５重 量％、水２〜１２重量％から成り、 −かつ、沈殿浴が、非プロトン性溶剤７５〜８５重量％、水１５〜２５重量％、 グリセリン３重量％未満から成り、 及び紡糸を６０〜９０℃で行ない、 その際に、 −沈殿浴の温度は６０〜９０℃であり、 −紡糸液のノズル排出速度と沈殿浴からの中空繊維の排出速度との比が１：０. ６〜１：２.５であり、 −一段又は多段延伸（１：１.１〜１：２.５）を行い、 −引き続き、６５〜７５℃で緩和させ、 −かつその後、同様に同じ温度で熱処理を実施し、その後、グリセリン及び水か らの混合物から成る可塑剤浴を用いる処理を行ない、かつ巻き取り後に、その巻 いたものを慣用の方法でさらに加工することから成る。 しかしながら、これらの膜はβ２−ミクログロブリンに対するその挙動に関し てなお改良可能であることが判明した。即ち、これらの膜は血液透析膜としての 使用の間にβ２−ミクログロブリンを吸着するので、比較的長い使用の場合に、 この膜の篩特性の変化が起 こることが判明した。他方、この膜の透析物側で、不満足な透析物液が使用され る場合には、内毒素の吸着が起こるという危険が存在する。不満足な透析物液を 用いる比較的長い処理の場合に、膜の吸着容量が限度に達して、内毒素が膜を通 過し、処理されるべき血液中に移動する点に達することがある。しかしながら、 このことは患者にとっての危険と結び付いている。 従って、これらの欠点のない、改良された膜への要求が存在する。 本発明の課題は、血液透析膜としてのその使用の間にβ２−ミクログロブリン を吸着せず、かつ比較的長い使用の場合にもβ２−ミクログロブリンに関する篩 特性の実質的な変化を示さず、使用の間に逆濾過を示さず、かつ限外濾過係数水 と限外濾過係数アルブミン シトロクロム（Citrochrom）水溶液との有利な比を有する、透析及び／又は限 外濾過に使用可能な膜を提供することである。更に本発明の課題は、このような 膜を製造するための相応する方法を提供することである。 これらの課題は、中空繊維の内部に１つの分離層を有する中空繊維の形の、ア クリルニトリルとアクリルエステル及びイオン性又はイオン化しうるモノマーか らのコポリマーから成る、透析及び／又は限外濾過用の非対称半透性膜により解 決され、その際、このコポリマーは、アクリルニトリル９０.５０〜９５.００重 量％、アクリルエステル４.９９〜８.６０重量％及びイオン性又はイオン化しう るモノマー０.０１〜０.９０重量％から構成されており、この膜は、コポリマー に対して５％までの細分状のポリビニルピロリドンを含有することを特徴とする 。この膜は、ポリビニルピロリドンを最大１.０重量％含有するのが有利である 。 更に、この膜は、０.３以上、殊に０.５以上、有利に０.７以上の、β２−ミ クログロブリンに対する篩係数を特徴とする。 更に、この膜は、比ＵＦＲ_水：ＵＦＲ_{アルブミン／シトロクロム水溶液}≦７： １を特徴とする。この比は、２：１〜７：１、殊に３：１〜５：１であるのが有 利である。 この膜の製造のために湿式紡糸法を使用し、その際、出発ポリマーとして、ア クリルニトリル９０.５０〜９５.００重量％、アクリルエステル４.９９〜８.６ ０重量％及びイオン性又はイオン化しうるモノマー０.０１〜０.９０重量％から 構成されているコポリマーを使用し、この方法は、 −紡糸液が、ポリマー１８〜２４重量％、非プロトン性溶剤７０〜８０重量％、 水０〜７重量％、ポリビニルピロリドン０.０１〜７.５重量％から成り、 −内部充填剤が、非プロトン性溶剤０〜４５重量％、グリセリン４０〜１００重 量％、水０〜１５重量％か ら成り、 −かつ、沈殿浴が、非プロトン性溶剤５５〜９０重量％、水１０〜４５重量％、 グリセリン９重量％未満から成り、 及びこの紡糸を４０〜１２０℃で行い、その際、 −沈殿浴の温度は１５〜９０℃であり、 −紡糸液のノズル排出速度と沈殿浴からの中空繊維の排出速度との比が１：０. ６〜１：３.０であり、 −一段又は多段延伸１：１.１〜１：３.０を行ってもよく、 −引き続き、４０〜８５℃で緩和させ、 −かつその後、同様に同じ温度で熱処理を実施し、その後、グリセリン及び水か らの混合物からの可塑剤浴を用いる処理を行い、かつ巻き取り後に、その巻いた ものを慣用の方法で更に加工することから成る。 特に意外だったのは、このように製造された膜が優れた生体親和性を有するだ けでなく、即ちブラジキニン生成又はヒスタミン遊離を行わず、比較的長い使用 の場合にも変化しない又は僅かに変化するに過ぎない、β２−ミクログロブリン に関する高い篩係数をも有することである。 更に、特に意外だったのは、本発明により、水での限外濾過係数とアルブミン ／シトロクロムＣ水溶液での限外濾過係数との、有利な、即ち低い比を有する膜 が得られることである。 限外濾過係数の測定は、中空繊維膜を特徴付けるために、当業者に周知の方法 である。それは、次元 ｍｌ／（ｍ²ｈｍｍＨｇ）を有する。 アルブミン／シトロクロム水溶液の限外濾過係数の測定のために、溶液１リッ トル当たりアルブミン５０ｇ、シトロクロムＣ０.１ｇ及び亜ジチオン酸ナトリ ウム０.０３ｇを含有してる、リン酸塩により緩衝された食塩水溶液を使用する 。アルブミンとして牛血清アルブミン（ＢＳＡ）を使用した。 血液透析の間に本発明による膜を使用する際には、膜の内部に付着被覆が形成 されないので、この膜の使用の間に、次いで逆濾過、即ち透析物から中空繊維の 内部への成分の逆行を引き起こすことがありうる圧力低下がこの膜の内部で起こ ることもない。 膜の付着被覆が形成されないこと、即ち中空繊維の内部に、即ち分離層として 作用する中空繊維の内部に存在するスキン層上に有害物質が沈着しないことによ り、中空繊維の内腔が狭められないので、全中空繊維の内腔を通る流量は、運転 の間実際に一定、即ち非常に均等である。 ポリビニルピロリドンは、市場で得られる公知のポリマーである。このポリマ ーに関するより詳しい詳細は、特にISP International社特殊製品1361 Alps Roa d、Wayne、NJ 07470 USAの情報誌ISP PVPポリビニルピロリドンポリマーから読 み取ることができる。 篩係数の測定は、自体当業者に周知の方法であり、種々の方法で実施すること ができる。本発明の範囲では、膜に関して篩係数の測定を下記の方法により実施 した。 試験溶液として、約４０ｍｇ／ｌのβ−ミクログロブリン含有量を有するヒト 血漿を使用した。２５０〜４００ｃｍ²の面積を有するモジュールを使用した。 血液側の流量を５ｍｌ／分に調整し、濾液流量を０.２５ｍｌ／分に調整した。 温度は３７℃であった。プール中へ濾液を再循環させかつ戻しながら作業した。 測定を６０分後に行った。下記の式： により値を求めた。紡糸の間中、紡糸浴を一般に循環させる。個々の成分、例え ば溶剤、水及びグリセリンの配量添加又は部分的な除去により、沈殿浴の濃度比 を一定に保つこと、即ち紡糸の間の沈殿浴の選択された濃度比が充分に不変であ ることは自明である。この紡糸の間にポリビニルピロリドンも沈殿浴中に達する ので、沈殿浴にポリビニルピロリドンがあまり強く蓄積されないように配慮すべ きである。このことは、例えば循環流からポリビニルピロリドンを取り去ること により行うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーラルト シュミット ドイツ連邦共和国 Ｄ−63925 ラウデン バッハ シュテファンスベルク ６ (72)発明者 ミヒャエル シュミット ドイツ連邦共和国 Ｄ−63762 グロース オストハイム クーノシュトラーセ 14

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中空繊維の内部に分離層を有する、中空繊維の形の、アクリルニトリルと アクリルエステル及びイオン性又はイオン化しうるモノマーからのコポリマーか ら成る、透析及び／又は限外濾過用の非対称半透性膜において、その際、このコ ポリマーは、アクリルニトリル９０.５０〜９５.００重量％、アクリルエステル ４.９９〜８.６０重量％及びイオン性又はイオン化しうるモノマー０.０１〜０. ９０重量％から構成されており、膜はコポリマーに対して５％までの、細分状の ポリビニルピロリドンを含有することを特徴とする非対称半透性膜。 ２．ポリビニルピロリドン最大１.０重量％を含有している、請求項１に記載 の膜。 ３．０.３以上の、β２−ミクログロブリンに対する篩係数を有する、請求項 １又は２に記載の膜。 ４．篩係数が０.５以上である、請求項３に記載の膜。 ５．篩係数が０.７以上である、請求項４に記載の膜。 ６．比ＵＦＲ_水：ＵＦＲ_{アルブミン／シトロクロム水溶液}≦７：１である、請 求項１から５のいずれかに記載の膜。 ７．その比が２：１〜７：１である、請求項１に記 載の膜。 ８．その比が３：１〜５：１である、請求項８に記載の膜。 ９．出発ポリマーとして、アクリルニトリル９０.５０〜９５.００重量％、ア クリルエステル４.９９〜８.６０重量％及びイオン性又はイオン化しうるモノマ ー０.０１〜０.９０重量％から構成されているコポリマーを使用する、湿式紡糸 法による膜の製法において、 −紡糸液が、ポリマー１８〜２４重量％、非プロトン性溶剤７０〜８０重量％、 水０〜７重量％、ポリビニルピロリドン０.０１〜７.５重量％から成り、 −内部充填剤が、非プロトン性溶剤０〜４５重量％、グリセリン４０〜１００重 量％、水０〜１５重量％から成り、 −かつ、沈殿浴が、非プロトン性溶剤５５〜９０重量％、水１０〜４５重量％、 グリセリン９重量％未満から成り、 及びこの紡糸を４０〜１２０℃で行い、その際、 −沈殿浴の温度は１５〜９０℃であり、 −紡糸液のノズル排出速度と、沈殿浴からの中空繊維の排出速度との比が１：０ .６〜１：３.０であり、 −一段又は多段延伸１：１.１〜１：３.０を行ってもよく、 −引き続き、４０〜８５℃で緩和させ、 −かつその後、同様に同じ温度で熱処理を実施し、その後、グリセリン及び水か らの混合物からの可塑剤浴を用いる処理を行い、かつ巻き取り後に、その巻いた ものを慣用の方法で更に加工することを特徴とする、湿式紡糸法による、請求項 １から８のいずれかに記載の膜の製法。