JPS581461A - 血液処理用中空糸膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抗血液凝固性の優れた血液処理用中空糸膜に関
するものである。

従来、酢酸セルロース、再生セルロースなどの中空糸膜
は体練処理用、そのうちとくに慢性腎不全症患者の人工
腎麿遁析膜として広く使用されているが、これらの膜を
使用して血液を透析する麿には、抗血液凝固剤としてヘ
パリン製剤を透析治療中に６０００〜８０００単位、継
続的に注入投与する必要がある。しかしながら、透析息
者舒ζは代謝異常（高脂血症、糖尿病など）、出血傾向
（消化管出血、＠底出血など）を合併している症例が多
い。

したがって、このような患者に対して透析治療を施す毎
にヘパリンを投与することは副作用があり、高血圧症を
併う患者では脳血管の出血という重篤な１吠に陥ちいる
ことも稀ではない、したがって、とくに出ｉ傾向のある
患者にはヘパワンの投与量をできる限り低減するか、さ
らには無投与で透析治療を行うことが切望されている。

しかしながら、現行の中空糸膜ではヘパリンの投与量を
低減すると短時間のうちに、血液の凝固現象が発現し、
透析治療を中断ぜざるをえないという憂慮すべき吠簡に
なる。

本発明は、これらの事情にかんがみ達成されたもので、
中空糸膜の外表面に薄い緻密層および中空糸膜の内部お
よび内表面に微細多孔層を有し、血液皓理用中空糸膜で
ある。

このような内表面の微細孔径と透水率を有する中空糸膜
はヘパリンを通常の投与量よりはるかに低い投与量にし
ても、あるいは投与量を実質的に零にしても凝血などの
障害を生ずることなく、透析治療を完遂することがで番
る。

このような内表面の微細孔径と透水率を有する中空糸膜
がこのような優れた抗血液凝固剤を示す液中の水分が中
空糸膜壁を透過する速度が比較的早いので、血液中のア
ルブミンが中空糸膜０内壁に付着して偽内膜を形成する
速度が血液中のフィブリノーゲンがフィブリンに変化し
てフィブリン網を形成する速度よりも早い。したがって
中空糸ｌＩＯ内壁に１．ルブミンの薄い皮膜吠の偽内膜
が形成されることｋなる。また内＊ｍの微細孔の平均孔
径が１００〜ｙａａＸであるので、中空糸膜の内壁に一
旦形成されたアルブミン偽内膜は鯛離しにくい、このよ
うに特定の透水率と特定の大趣さＯ内置ｊの微細孔を併
せ有することによって、血液の・ａｌｆｉ＋防ぐことが
で赤、そのためにヘパクンを投遥水率とは蒸留水を中空
糸内部に流して測定した値である。また中空糸膜の内表
面の微細孔の平均孔径が１００λ以下ではアルブミン偽
内膜が剥離しやすくなり、そのために内表面に凝血がお
きる恐れがある。また７００ム以上となると透水率が大
きくなりすぎて血液透析膜として好ましくない。好まし
い内表面の微細孔の平均孔径は１００〜５００ムである
。

また本発明においては中空糸膜０素材として工　。

チレンービニルアルコール系共１８体を使用すれば、さ
らにアルブミン偽内膜の形成が促進され、さらに血液中
の凝■に関与する因子を活性化する作用が七ルロースや
プリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチルにくら
べて極めて弱いので。

本発明の効果は一段と向上する。

本発明の中空糸膜において緻密層とは尿素、無機物など
の低分子や水などＯ縮媒を通過さ曽る層であり、とくに
透水率に多大ＯＩｌ響を与えるものである。好ましい緻
密層は中空糸膜Ｏ縦方向に配向した＊Ｓ：＊ａとなって
いる。また配向した薄膜の細線は通常の電子顕微鏡写真
でに観察する仁とがむづかしいが、５ＯＡＫ下、あるい
は２０ム以下と考えられる。またこの緻密層の厚さは５
０〜５００ム程度である。中空糸膜０素材よび内表面Ｏ
微細多孔層は外表面の緻密層よりＩｌｔ騙であり、その
平均孔径は１００〜２０００ム、好ましくは１００〜１
２００ムである。内表ｊＯ徽細孔の平均孔径は上述した
とおり１００〜７００ムである。また微細多孔層中の孔
Ｏ潜伏はｓｌＩ構遼、微細多−構造、へ卆カム構造、粒
子構造などである。こｏＰｌｍおよび内＊ｉｉｉともに
微細構造となっていることが透水性、アルブミンの偽内
膜の形成にも多大の影響をおよぼしている。微細多孔層
としては外表面の緻密層に近い部分に孔径の大きい孔が
存在し、中空糸膜の内部および内表面にかけてこれより
やや孔径の小さい孔が存在するものが、透水性が優れ、
さらにアルブミンの偽内膜の形成をより促進させるので
好ましい。また孔径は中空糸の内表面から中空糸膜の内
部にいくにしたがって大きくなっているものがより好ま
しい。このような微細多孔層を有する中空糸膜は血液処
理中のヘパリンの使用量をより軽減することができ−る
し、また透水性、ビ、タミンＢｔ２などの透過性も優れ
ている。なお上述した中空糸膜の微細構造の調定は走査
型電子順徽鏡による写真に基づくものである。

本発明において中空糸膜の外径は１００〜１０００μ、
膜厚は５〜１００声、好ましくは１０〜５０μである。

本発明の中空糸膜は血液処理中のヘパリンの使用量を７
０゜単位／特開以フ、さらには５００単位／時間以下、
さらには実質的に零にすることができるが、さらにまた
本発明の中空糸膜を使用するにライミング液中にはヘパ
リンを含有させておくが、本発明の中空糸膜の場合、ヘ
パリンの含有量を実質的に零にすることがでみる。もち
ろん通常のとおりヘパリンを含むプライミング液で処理
することは自由である。また本発明の中空糸膜をあらか
じめプライミング液などＯｓｌ液で処理する場合。

プライミング液などＯ＃Ｉ液中に非ペプチド蛋白質分解
酵素組書剤であるメシル酸ガベキサートを含有させてお
くことによって中空糸的表向に白血球。

血しよう板の付着をより完全に防ぐことができ。

より好結果が得られる。

次に本発明においで中空糸膜の素材としてとくニ顕著な
効果を示すエチレン−ビニルアルコール系共重合体につ
いて述べる。

本発明において用いられるエチレン−ビニルアルコール
系共重合体はランダム、ブロック、グラフトいずれの共
重合体でもよいが、エチレン含有量としてはその含有量
が１０モル％以下では湿潤時の機械的性質が不充分とな
り、また溶出物の増大があるので好ましくなく、また９
０モル％以上では生体親和性および透過性が低下するの
で好ましくない。したがって、１０〜９０モル％なかで
も１５〜６０モル％が好ましい。このようなエチレン−
ビニルアルコールはポリビニルアルコールド異ｔｘ９ｓ
ｆｌｊ出物が非常に少ないのが特長であり、血液透析膜
素材に適している。エチレン−ビニルアルコール系共電
合体のケン化度としては８０モル％以上なければ、湿潤
時の機械的性質の点で不充分となり。

さらに９５モル％以上が好ましい。通常はケン化度９９
モル％以上の実質的に完全ケン化のものが用いられる。

エチレン−ビニルアルコール系共重合体としては例えば
、メタクリル酸、ビニルクロライド、メチルメタクリレ
ート、アクリロニトリル。

ビニルピロリドンなどの共重合可能な重合性単量体が１
５モル％以下の範囲で共重合されていてもよく、また、
成膜前もしくは成膜後においでエチレン−ビニルアルコ
ール系共重合体を硼素化合物等の無機架橋剤あるいはジ
イソシアナート、ジアルデヒドなどの有機架橋剤などに
より処理することにより、架橋が導入されたもの、ある
いはビニルアルコール単位の官能性水酸基が５０モル％
以内において、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、
ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒドで
アセタール化されているものも含まれる。また、本発明
に用いられるエチレン−ビニルアルコール系共重合体と
しては粘度測定〔濃度５重置％のジメチルスルホキシド
溶液（湿度５０℃）をＢｌｉ！粘度針で粘度を測定する
。〕により得られる値が１．０〜５０ヤンチボイズ０１
１！ｌにあるものを用いることが好ましい。これより粘
度が低い、すなわち重合度が低いところでは膜として必
要な機械的性能が得られなく、また、これより粘度が高
いと成膜が難しくなる。

本発明のエチレン−ビニルアルコール系共重合体中空糸
膜は次のような方法によって製造される。

すなわちエチレン−ビニルアルコール系共重合体、紡糸
原液を円環ノズルより湿式紡糸するに際し、円環ノズル
内傭部より気体を導入し、凝固浴中にはマ垂直上方にエ
チレン−ビニルアルコール系共菖合体紡糸原液を吐出す
ることにより得られる。

エチレン−ビニルアルコール系共重合体の紡糸原液は、
エチレン−ビニルアルコール系共重合体と、そ０＃！Ｉ
ＩＩとしてジメチルスルホキシドまたは含水ジメチルス
ルホキシドが用いられる。該原液中のエチレン−ビニル
アルコール１ｉ共重４ｒ体濃度４１１゜〜５５％であり
、原ｌ温度は２５〜６０℃が好ましく用いられる。

凝固浴は、水または、水とジメチルスルホキシドの混合
溶媒が用いられる。凝固温度は０〜２５℃、より好まし
くは０〜１０℃が用いられる。

前記凝固浴中での凝固後、ジメチルスルホキシド０〜２
０１ｉ量％の水溶液中、１５〜７５℃で０〜３００％程
度の延伸を行ない、次いで水洗することによって、湿潤
中空繊維を得ることができる。必要な場合には、延伸后
に、１０秒〜１０分間、５０℃〜８０℃の湿熱処理を行
なってもよい。延伸率、延伸条件。

ならびに湿熱処理条件は、目的とする形状、性能によっ
て、種々員なる組合せをとる必要がある。

本発明においては上述したエチレン−ビニルアルコール
系共重合体中空糸が最適であるが、その他２ポリビニル
アルコール、プリアクリロニトリル、ポリメチルメタク
リレート、　１ｉｉｌｌｌセルロース、ぼりスルホンな
どの素材から構成される中空糸膜も使用することができ
る。

本発明において血液処理用膜とは人工腎臓用の透析膜が
代表的なものとしてあげられる。

また本発明の中空糸膜はその多数本を通常の人工腎臓な
どのモジュールに装着されて使用される。

次に本発明を実施例により説明する。

以下余白 実施例１〜２ エチレン含有量ｓ２モル％のエチレン−酢酸ビニル共重
合体のケン化物（ケン化度９９モル％以上）をジメチル
スルホキシドに加熱溶解し、濃度２２重量％の溶液を得
た。これを減圧説泡后、更に１日静置して完全に脱泡し
た０次いでノズル孔径が０．６５　ｍｙｍニードル外径
が０．２５■■ニードル内径が０．１調調の円管ノズル
を用いて、その内側部より空気を０．２７　ｅｃ／ｗｉ
ｎ注入しながら、その外側部より、上記脱泡后原液（原
液温度４０’（５）　０．４１１ＣＣ／′ｒｍｉ１１の
割合で押し出し、５°Ｃに冷却したジメチルスルホキシ
ド１０重量％水溶液の凝固浴中に垂直上方に紡出し、離
俗速度を５　＊ｆｉｉ１１とした６次いで２０％の延伸
を水中で行ない、引き続き連続的に水洗し、引き取った
。得られた湿潤中空糸膜は外径がｓ　ｏ　Ｏｘ、膜厚が
４０＃であり、はぼ完全な真円の断面形状を示し、繊維
長１ｋｍにわたって外径及び膜厚の斑は殆んど認められ
ず、均一性に優れ。

た中空糸膜であった。

得られた中空糸膜Ｏ構造を走査型電子顕微鏡により調べ
た。その方法および観察結果を次に示す。

方法：中空糸膜を水中に入れ、ξれを液体窒素により凍
結させ、次に昇華させて凍結乾燥させた。

この中空糸膜を横断的に破断し、この破断面を走査型電
子顕微鏡で観察した。そＯ電子顕微鏡写真を第１〜第２
図に示す。

第１図二倍率２４ｇ１００倍の外表面側の破断面を示し
ている。この図から外表面に中空糸の縦方向に配向した
薄膜構造のあることがわかり、また緻四層の下には比較
的孔ＩＩＯ大−い孔（平均孔径的７００〜１ｏｏａｉ）
が存在していることがわかる。

第２図二倍率２４００１１＠０内表函側Ｏ破断函を示し
ている。こ０図から内表面および内部にはやや孔径の小
さい孔（平均孔径３００〜ｓｏｎ蓋）が存在しているξ
とがわかる。

次いでこの中空糸膜を用いた人工腎臓により血液を透析
した。透析中ヘパリンの注入は行なわなかった。Ｃの透
析条件および結果を次表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は中空糸膜０外麦向側０破断向を示す２４０００
倍の走査■電子顕微鏡写真であり　　１１１２図は中空
糸膜の内表向偶０破断麹を示す２４０００倍の走査副電
子顕微鏡写真である。 特許出願人　　株式会社クラレ 代理人　弁環士本多　堅 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、中空糸膜の外表面に薄い緻密層および中空糸膜
   の内部および内表面に微細多孔層を有し、また内表面の
   微細多孔層の平均孔径が１００〜７００Ａでｈす、カッ
   遥水率が３〜１０１８１／ｄ　−ｈｒ　・ｍｕｇである
   血液処理用中空糸膜。 （！）、内表面の微細多孔層の平均孔径が１００〜５０
   ０１である特許請求０ＩＩＩＩＩ第１項記ｌ＠０ｊｉｌ
   峡処理用中空糸膜。 １１）、緻密層は中空糸膜の縦方向に配向した薄膜構造
   となっている特許請求の範１１１１または第２項記載の
   血液処理用中空糸膜。 （４）、中”ｌｌ膜がエチレン−ビニルアルコール系共
   重合体から構成される特許請求の範囲第１．第２または
   第５項記載の血液処理用中空糸膜。 （６）、＊ペプチド蛋白質分解酵素阻害剤を含有する溶
   液で処理した特許請求の範囲第１．第２．第５または嬉
   ４項記戦の血液処理用中空糸膜。 （６）、非ペプチド蛋白質分解酵素阻害剤がメシル酸ガ
   ベキサートである特許請求の範ｍａｓｓ項記載の血液処
   理用中空糸膜。 （７）、血液処理中のヘパリン０＠用量が７００単位／
   時間以下である抗血液凝固性の優れた特許請求ｔｖ＠＠
   ｌｉ１．＄１２．＠ｓ、　第４．８５１１１：ｉ！第６
   項記載の血液処１ｌｊ１中空糸膜。 （ｇ）ｍ液処理中のヘパリンの使用量が５００単位／時
   闘以下である抗血液凝固性の優れた特許請求の範囲第７
   頃記ｌ！Ｏ血液婚運用中空糸膜。 （９）、血液処理中のヘパリンの使用量が東質的に零で
   ある抗血液凝固性の優れた特許請求の範囲第７項記載の
   血液処理用中空糸膜。