JPH11309353A - 血液処理用膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜表面を実質的に特異的な凹凸のない一様に
平滑な面とすることによって、被処理血液との親和性を
高めた血液処理用膜を提供する。 【解決手段】 被処理血液と接触する膜表面の平滑性の
指標であるＰＶ値が２０ｎｍ以下、かつ、Ｒａ値が６ｎ
ｍ以下であることを特徴とする血液処理用膜。 【効果】 本発明により、被処理血液が接触する膜表面
を、剥離や溶出の可能性のある被覆処理などを表面に施
したりせずに、膜自身の表面を平滑にすることにより、
血液への刺激の少ない性状にすることが実現された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液透析などの分
野で用いられる血液処理用膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液透析あるいは血液吸着濾過な
どに使用される血液処理用膜は、血液中に蓄積した老廃
物あるいは有害物を、拡散、濾過、吸着などの原理に基
づき血中から除去し、例えば、腎機能が完全に喪失した
患者の治療用途に広く施行されている。しかし、これら
の治療に際しては、人工物である膜と血液が接触するた
め、血液の持つ異物認識反応によって、膜に対する血小
板の付着あるいは白血球の活性化などが惹起され、結果
として生体適合性が悪い場合がある。この対策として、
中空糸膜内表面近傍に親水性ポリマーが膜に存在した膜
（特開平４−３００６３６号）、あるいは選択透過膜に
おいて該膜が凝集粒子の集合体からなり、しかも、凝集
粒子の表面に親水性ポリマーが濃縮して存在し、血液と
の親和性を高める（特開平７−２８９８６６）などが考
案され、血液との化学的親和性を高める技術が開示され
ている。ところが、膜の血液との接触面の形状、すなわ
ち、平滑性が血液に及ぼす影響については検討されてお
らず、血液接触面上の凹凸による血液の刺激によって、
生体適合性が悪くなると考えられた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、血液との親
和性を高めた血液処理用膜を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を進めた結果、被処理血液が接する膜表面に特異的な凹
凸がなく、実質的に膜表面が一様に滑らかであること
が、血液との親和性を著しく高めることを見出し、本発
明をなすに到った。すなわち、本発明は、被処理血液と
接触する膜表面の平滑性の指標であるＰＶ値が２０ｎｍ
以下、かつ、Ｒａ値が６ｎｍ以下であることを特徴とす
る血液処理用膜である。

【０００５】本発明でいう膜の平滑性は、ＰＶ値、Ｒａ
値により定義される。ＰＶ値とは、膜表面の凹凸を測定
した際の、基準点に対する全測定点の凹凸の最大値と最
小値の差を表わし、また、Ｒａ値は、基準点に対する全
測定点の凹凸の算術平均値を表わす。また、これら膜表
面の平滑性は、走査型白色干渉法を用いた３次元表面構
造解析顕微鏡のような解析装置により得られ、測定値か
ら算出することができるもので、測定装置は公知の装置
が利用でき、例えば、試験片に対し、走査型白色干渉顕
微鏡によって干渉対物レンズを光軸方向に走査しながら
干渉像を収集し、デジタル化された干渉強度の情報をワ
ークステーションで処理し、目的のＰＶ値、Ｒａ値を得
ることができる。

【０００６】本発明の課題を満たす膜は、膜面を構成す
る凹凸の全平均値Ｒａ値が小さい、すなわち、単に個別
の凹凸の平均を取った場合に概ね滑らかであるばかりで
なく、ＰＶ値が小さい、すなわち、特異的に際立つ凹凸
がなく、実質的に膜面全域を通じて一様にむらの少ない
平滑な膜表面を持つものである。具体的には、ＰＶ値が
２０ｎｍ以下であり、Ｒａ値が６ｎｍ以下、さらに好ま
しくはＲａ値が３ｎｍ以下である。また、同時に基準面
に対する測定面凹凸の数値から、二乗和の平方根（ｒｍ
ｓ値）を算出することができるが、これは、算出方法が
表すように測定値のバラツキを示すもので、上記、ＰＶ
値、Ｒａ値と同様に表面の平滑性を表す尺度となる。本
発明の課題を満たす膜としては、上記、ＰＶ値、Ｒａ値
が所定の数値範囲を満たした上で、さらにｒｍｓ値が４
ｎｍ以下であることが好ましい。ｒｍｓ値はさらに３．
５ｎｍ以下であることが望ましい。

【０００７】本発明の平滑な表面を有する膜の材質およ
び形状は特に限定されないが、現在の血液処理用膜は、
専ら中空糸膜形状が主流であり、また、公知の材質の中
ではポリスルホン系、ポリアクリロニトリル系、ポリメ
チルメタクリレート系、ポリエステル系等からなる合成
高分子膜が、中空糸形状において比較的良好な平滑性を
実現しやすい。なかでもポリスルホン系高分子にポリビ
ニルピロリドンを添加してなるものが好ましい例として
挙げられるが、他にポリビニルアルコール、ポリエチレ
ングリコールなどの親水性高分子を添加してなる中空糸
膜も、本発明の好ましい具体例として挙げられる。

【０００８】本発明の中空糸型血液処理用膜は、例え
ば、ポリスルホン系高分子にポリビニルピロリドンを添
加してなる膜の場合には、以下のようにして製造され
る。製膜原液の組成としては、ポリスルホン１０〜２０
重量％、ポリビニルピロリドン２〜８％、およびこれら
の溶剤からなる。溶剤はポリスルホンとポリビニルピロ
リドンの双方を溶解できるものであればよく、ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げ
られ、これらを単独あるいは任意の割合で混合して使用
することができる。さらに、ポリスルホンの非溶剤とし
て、ポリマーが析出しない程度に水を添加してもよい。

【０００９】製膜課程においては、製膜原液からの溶剤
の拡散と非溶剤の浸入により、ポリスルホンの核形成
後、凝集粒子が生成し、ポリビニルピロリドンがポリス
ルホン凝集粒子表面に存在した状態で、血液との接触面
側に緻密層が、また、それ以外の部分では支持層が形成
された中空糸膜が製造される。したがって、緻密層表面
の凹凸を好ましい大きさにするためには、生成過程にあ
るポリスルホン凝集粒子の生成速度を制御する必要があ
る。本発明者らは、製膜原液の粘度を特定範囲とし、か
つ、その原液を特定のドラフト率で紡糸することによ
り、紡糸そのものが安定するばかりでなく、製造された
中空糸膜が被処理血液と接触する面の凹凸が所望の滑ら
かさに抑えられることを見出した。本発明の平滑性を満
たすためには、製膜原液の粘度は７００〜３５００ｍＰ
ａ・ｓの範囲にあることが好ましい。また、ドラフト率
についても１．１〜１．９の範囲であることが必要であ
り、１．１〜１．５の範囲であることが好ましい。この
ようにして得られる血液処理用膜は、被処理血液と接触
する表面が平滑であるため、血小板の活性化が起こりに
くく、血液との親和性が良いことを見い出した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明をさらに具体的に説
明するために、実施例および比較例を挙げて説明する
が、本発明は、これらの実施例により限定されるもので
はない。なお、実施例、比較例中のＰＶ値、Ｒａ値の測
定および中空糸膜への血小板の粘着は、以下の方法に従
い行った。

【００１１】（ＰＶ値、Ｒａ値の測定）試験に供した血
液処理用膜は、まず、実際に透析等で使用される際と同
様に、容器内に充填された血液処理器の状態で洗浄等の
前処理操作を行った。その後、容器を壊して中空糸長さ
方向の中央部分の膜を取り出し、血液との接触面を露出
させた後に試験片とし、走査型白色干渉顕微鏡（ＺＹＧ
Ｏ社製Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ１００）によって、平面方向の
解像度が約１μｍ、凹凸方向の解像度が０．１ｎｍの４
０倍対物レンズを用いて、試験片表面を走査して２５μ
ｍ四方の膜表面凹凸を測定し、ＰＶ値、Ｒａ値を算出し
た。算出の際には、中空糸10本分の数値を平均し、代表
値として用いた。

【００１２】（中空糸膜への血小板の粘着量の測定）膜
表面への粘着量を血小板活性化の指標とした。被測定中
空糸膜を長さ１５ｃｍに切り、１０本束ねて小型モジュ
ールを作成し、該小型モジュールにヘパリン添加新鮮血
を線速１．０ｃｍ／ｓにて１５分間通過させ、続いて生
理食塩水を1分間通過させた。次に、中空糸を細断し、
０．５％トリトンＸ−１００を含む生理食塩水中で超音
波照射して、膜表面に粘着した血小板から放出される乳
酸脱水素酵素を定量した。酵素活性の測定は、ＬＤＨモ
ノテストキット（ベーリンガー・マンハイム・山之内製
薬）を使用した。

【００１３】

【実施例１】ポリスルホン（ＡＭＯＣＯ社製：Ｐ−１７
００）１７重量部とＰＶＰ（ＩＳＰ社製：Ｋ−９０）
４．５重量部をジメチルアセトアミド７７．５重量部、
水１重量部に添加し、１０時間攪拌溶解し、製膜原液を
得た。この製膜原液の粘度は、４５℃で２２００ｍＰａ
・ｓであった。次に、この製膜原液を４５℃に保ったま
ま、４０％ＤＭＡＣ水溶液からなる中空剤とともに、ス
リット幅５９．５μｍの環状口金より吐出して、紡速５
０ｍ／分で５０ｃｍの空走部を走行させた後、紡口下部
に設置した水を入れた凝固浴中を通過させた後、巻き取
った。乾燥時の中空糸膜厚を４５μｍに合わせるように
原液吐出量を調整したので、原液吐出線速は３５．３ｍ
／分となり、ドラフト率は１．４２であった。このよう
にして巻き取った中空糸束は、切断後、８０℃の熱水を
２時間かけて洗浄し、グリセリン水溶液を付着させて真
空乾燥した。

【００１４】得られた中空糸膜を１００本束ねてプラス
チック性円筒形容器に挿入し、該中空糸の両端を、ウレ
タン樹脂接着剤で固定した後、血液を導くためのキャッ
プを取り付けて有効長２５ｃｍのミニモジュールとし、
γ線を２５ｋＧｙ照射し、本発明の血液処理用膜を内蔵
してなる血液処理器を得た。得られた血液処理器内の血
液処理用膜について、血小板の粘着量を測定した結果を
表１に示す。

【００１５】

【実施例２】ポリスルホン（ＡＭＯＣＯ社製：Ｐ−１７
００）１７重量部とＰＶＰ（ＩＳＰ社製：Ｋ−９０）
３．５重量部をジメチルアセトアミド７９．５重量部に
添加し、１０時間攪拌溶解し、製膜原液を得た。この製
膜原液の粘度は、４５℃で１３８０ｍＰａ・ｓであっ
た。次に、この製膜原液を４５℃に保ったまま、４０％
ＤＭＡＣ水溶液からなる中空剤とともに、スリット幅５
９．５μｍの環状口金より吐出して、紡側５０ｍ／分で
５０ｃｍの空走部を走行させた後、紡口下部に設置した
水を入れた凝固浴中を通過させ巻き取った。乾燥時の中
空糸膜厚を４５μｍに合わせるように原液吐出量を調整
したので、原液吐出線速は３１．６ｍ／分となり、ドラ
フト率は１．５８であった。このようにして巻き取った
中空糸束は、その後実施例１と同じ処理を行った後、実
施例と同様なγ線を２５ｋＧｙ照射し、本発明の血液処
理用膜を内蔵してなる血液処理器を得た。得られた血液
処理器内の血液処理用膜について、血小板の粘着量を測
定した結果を表１に示す。

【００１６】

【比較例】実施例２と同じ製膜原液を４０％ＤＭＡＣ水
溶液からなる中空剤とともに、スリット幅５０μｍの環
状口金より吐出して、紡側５０ｍ／分で５０ｃｍの空走
部を走行させた後、紡口下部に設置した水を入れた凝固
浴中を通過させ巻き取った。乾燥時の中空糸膜厚を４５
μｍに合わせるように原液吐出量を調整したので、原液
吐出線速は５０．２ｍ／分となり、ドラフト率は１．０
であった。このようにして巻き取った中空糸束は、その
後実施例１と同じ処理を行った後、血液処理用膜を得
た。得られた血液処理用膜について、血小板の粘着量を
測定した結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明により、被処理血液が接触する膜
表面を、剥離や溶出の可能性のある被覆処理などを表面
に施したりせずに、膜自身の表面を平滑にすることによ
り、血液への刺激の少ない性状にすることが実現され
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理血液と接触する膜表面の平滑性の
   指標であるＰＶ値が２０ｎｍ以下、かつ、Ｒａ値が６ｎ
   ｍ以下であることを特徴とする血液処理用膜。
2. 【請求項２】 Ｒａ値が３ｎｍ以下である請求項１記載
   の血液処理用膜。