JPS62262705A - 親水性多孔質膜、その製造方法およびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置 - 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】 ■１発明の背景 （技術分野） 本発明は、親水性多孔質膜、その￥！造方法ｄ３にびこ
の親水性多孔′！ｆ！を膜を用いた血漿分離装置に関す
る一ｂのである。詳しり）ホベると本発明は、使用時に
；Ｊ３　！＝ｊる寸法安定性、強度等に優れ膜性能の低
下の少ない親水性多孔質膜、その製造方法およびこの親
水性多孔質膜を用いた血漿分離装置に関するものである
。

（発明の背景） 高分子多孔質膜を利用した濾過、透析等の物質分離は、
操作性、経済性等の利点より多くの分野で応用されてい
る。一般に、水溶液、血液等の水性媒体系で行なわれる
分離に゛おいては、親水性多孔質■９を用いるかあるい
は疎水性多孔質膜を親水化処理した後に用いている。

親水性多孔質膜としては、高い透水性を有するセルロー
ス誘導体、特に酢酸セルロースの多孔質膜が一般的なも
のであるか、このようなセルロース誘導体は、酸、アル
カリおよび有機溶剤等に対する耐性の面で劣っており、
また熱や圧力等により容易に変形する等の欠点を有して
いるためその使用条件範囲は大幅に限定されるものであ
った。

さらにセルロース誘導体は水と接触すると膨潤し、該多
孔質膜を装置中に組込んで使用した際、これにより多孔
質膜の変形、膜表面のシワの形成などが発生した該装置
中にお（づる流路が阻害され、チャンネリング現象等が
生じてしまい、膜性能が＋分に生かされない虞れがあっ
た。加えて、血漿分離等の生医学分野に適用された場合
酢酸セルロース膜は体液内の補体系を活性化してしまい
生体適合性の而でも問題のあるものであった。

これに対して疎水性多孔質膜は、一般に疎水性高分子の
有する優れた強度、耐薬剤性等の優れた物性を享受して
おり、水にも膨潤しないので上記のごとき問題も生じな
いが、一般的な濾過条件（例えば濾過圧ｕｑｉｃｔｔｒ
以下）においては多孔質膜の連通孔に水を通過させるこ
とはできずこのために膜孔表面を親水化処理する必要が
ある。このような親水化処理方法としては、有機溶媒、
例えばエタノール等のアルコールに該疎水性多孔質膜を
浸漬した後、水で置換するといった有機溶媒−水置換法
あるいはグリセリン、ポリビニルアルコール等の界面活
性剤ないし親水性ポリマーを該疎水性多孔質膜に塗布す
るコーティング法などがよく知られているが、これらの
方法は、膜に永続的な親水性を付与できず、親水性が失
われるたびに頻繁にこのような操作を繰返さなければな
らない繁雑ざがあった。すなわち前者の方法においては
多孔質膜の乾燥後には、また後者の方法においてはコー
ティング化合物の流出した後には親水性が失われてしま
うものでめった。また、疎水性多孔質膜に、半永続的な
親水性を付与しようとする試みも数多くなされているが
、多孔質膜であるために数々の問題が生じ今だ確実に親
水化できる方法は確立されていない。例えば水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液処理により
膜表面へ親水基を付与する方法（特公昭５８−９３．７
３４号等）は、アルカリによって膜強度が低下する虞れ
があり、管理条件が難かしいという問題点があった。ま
た疎水性多孔質膜をアルコール浸透復水溶性ポリマー水
溶液で処理し、屹燥後膜に付着残留ずろ水溶性ポリマー
を熱あるいは放射線等で処理し不溶化する方法（特公昭
５４−１７，９７８号、特開昭５６−３８．３３３号等
）は、アルコール浸透からポリマー水溶液によって置換
までに長時間を費やし、また不溶化処理の際の熱、放射
線等の影響により膜強度の劣化、膜の細孔の孔径変化等
の起こる虞れが大きく、ざらに設備、安全性、コスト等
の而において解決すべき問題点を有している。

また疎水性高分子の表面にプラズマを照射して親水性を
付与するプラズマ改質法も知られているが、この処理に
よって得られる親水性は経時的に低下してしまうため（
工業材お１第３１巻第７号６２〜６９ページ；筏京都大
学教授著）永続的な親水性は付与できないという致命的
欠点を有する。

ざらに、疎水性高分子の表面に活性点を作り、親水性多
孔質をグラフト重合させて親水性を付与することも行な
われているが、電子線、γ線といった透過力の大きな放
射線を利用してグラフ１〜重合した場合、基材の強度が
低下する、また設備、安全性、コスト等の面において解
決すべき問題を有する等の欠点かあ、るばかりか、グラ
フト重合と関係のない有機高分子体にグラフ１〜しない
ホモポリマーが生成するなど効果、効率的にも問題を残
している。またプラズマを用いたグラフト重合法も研究
されているが、高分子基材外表面の改質が主でおり、さ
らに通常のプラズマ処理では、プラズマが放射線等に較
べて透過力が弱いため例えば多孔質膜の内部の孔表面な
どのような微小な間隙肉処理は困難であり、プラズマ処
理により処理可能な高分子材料の外表面からの深さは高
々数μｍと言われていた（特開昭５６−３８．３３３号
明細書第１１〜１３頁、工業材料第３１巻第７号第６２
〜６９頁等）。またグラフ［・量を充分大きくして多孔
質内部まで親水化させることも考えられるが、このよう
にグラフト世を大きくすると多孔質膜の孔が目詰りして
十分な透水量が得られないあるいはまた孔径が大きく変
化して分子ふるい（分離膜）としての機能を果たさなく
なるといった問題点、ざらには湿潤時において大きく膨
張するため、装置内に組込んで使用した場合に上記のご
ときチャンネリング現象が生じてしまう等の致命的欠点
が生じるものとなってしまう。最近、疎水性多孔質膜の
親水化処理にプラズマを適用した例も報告されている（
特開昭５９−１６０，５０４号）。この方法は、プラズ
マ存在下ガス状単量体を反応させる一般的なプラズマ処
理とは異なり、基材にプラズマを照射し表面にラジカル
等の活性点を形成した後、プラズマの不在下単量体水溶
液中で重合を進行させるいわゆるプラズマグラフト重合
を応用したものであり、グラフト重合率が制御可能なも
のであることを述べているが、上記のごとき問題を生じ
ることのない比較的低いグラフト率で、多孔質膜の孔表
面まで完全に親水化され得ることは知られていない。さ
らに該公報に列挙されるような任意の親水性不飽和単量
体を用いてグラフト重合を行なった場合、基材を描成す
る疎水性高分子と不飽和単量体との親和性が低いためグ
ラフト層は基材となる多孔質膜の外方へと形成されるも
ので必り、また単量体が溶液として大量に供給されるた
めにグラフト鎖の成長は活発に行なわれ得、プラズマ照
射により与えられた活性点の比較的多く存在する多孔質
膜外表面近傍におけるグラフト層の発達は、膜のより深
い内部にａ３けるグラフト層の発達と比較して極めて早
いものと考えられることからも、多孔質膜内部の孔表面
まで完全に親水化されるよりも先に多孔質膜外表面近傍
において十分発達したグラフ１〜層により多孔質膜の孔
が目詰りを起こす。また工業的見地からも、モノマーの
浪費、液相反応の為操作性の低下といった問題を有して
いる。一方、例えば親水性単量体をＮ、Ｎ　−ジメチル
アクリルアミドに、また基材となる多孔質膜をポリプロ
ピレンとして、基材と親水性単量体の親和性が高い組合
せに、同様のプラズマ開始重合機）スフを適用した場合
、グラフト層は基材の内部へと発達することが、本発明
者らにより明らかにされたが、単量体が溶液として供給
されるためグラフト層が発達しすぎて基材の強度を低下
させてしまう虞れがあり、濾過、透析等に用いられる疎
水性多孔質膜に親水性を付与する目的からは、あまり適
当な方法であるとはいえない。

ＩＩ　、発明の目的 従って、本発明は、新規な親水性多孔質膜、その製造方
法およびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置を提
供することを目的とづる。本発明はまた、使用時にｄ’
３１．プる寸法安定性、強度等に優れ膜性能の低下の少
ない親水性多孔質膜、その製造方法およびこの親水性多
孔質膜を用いた血ゴロ分離装置を提供することを目的と
する。本発明はざらに疎水性多孔質膜の有する優れた物
性を低下させることなく永続的な親水性を付与されて優
れた透水１１を有する親水性多孔質膜、その製造方法お
よびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置を提供す
ることを目的とするものである。本発明の別の目的は、
設備、安全性、ロス１−等の而で優れた利点を与え得る
親水性多孔質膜、その製造方法Ｊ５よびこの親水性多孔
質膜を用いた血漿分離装置を提供することである。

上記開目的は、疎水性多孔質膜の表面が該表面に形成さ
れた親水性単量体のグラフト鎖により、完全に親水化さ
れてなり、湿潤時の１影、ＩＳ’ｌ率か１％以内で、バ
ブルポイントが０．５〜８ｋＱ／ｒ、ｊであることを特
徴とする親水性多孔質膜により達成される。

本発明はまた、親水性１ｉ呈体のグラフ１〜鎖は、疎水
性多孔質膜に該多孔質膜の外表面を束縛しない状態でプ
ラズマを照射した後、ガス状で供給される親水性単量体
をグラフト重合させて該多孔質膜の表面に形成されたも
のである親水性多孔質膜を示すものである。本発明はさ
らに、グラフト率が２〜３０％である親水性多孔質膜を
示すものである。本発明は、疎水性多孔質膜がポリオレ
フィンまたは一部塩素化ないしフッ素化されたポリオレ
フィンからなるものである親水性多孔質膜を示すもので
ある。本発明はざらに疎水性多孔質ｊ模がポリプロピレ
ンからなるものである親水性多孔質膜を示すものである
。本発明はまた疎水性多孔質膜がポリフッ化ごニリデン
である親水性多孔質膜を示すものである。本発明は、膜
厚が２０〜２５０、Ｕｍである親水性多孔質膜を示すも
のである。

本発明はまた疎水性多孔質膜がその外表面部位にスキン
層を有しないものである親水性多孔質膜を示すものであ
る。本発明はまた、親水性単量体が、Ｎ、Ｎ　−ジメチ
ルアクリルアミドである親水性多孔質膜を示すものであ
る。ざらに本発明は、湿潤時の膨潤率が０〜０．５％で
、バブルポイントが０゜８〜２．０ｋｇ／ｃｍである親
水性多孔質膜を示すものである。

上記開目的はまた、疎水性多孔質膜に該多孔質膜の外表
面を束縛しない状態でプラズマを照射した後、親水性Ｆ
Ｙｉｆｆｉ体をガス状で供給して該多孔質膜表面に親水
性Ｎ”Ａ体をグラフト重合させることでなる親水性多孔
質膜の製造方法により達成される。

本発明はまた、疎水性多孔質膜の膜厚が２０〜２５０μ
ｍである親水性多孔質膜の！製造方法を示ずものである
。本発明はざらに、疎水性多孔質＋１Ｑがその外表面部
位にスキン層を有しないものである親水性多孔質膜の製
造方法を示すものである。

本発明はざらにまた、疎水性多孔質膜が平均孔径０．０
５〜１．０ｕ−ｒＩＬを有するものである親水性多孔質
膜の製造方法を示すものである。本発明は、疎水性多孔
質膜がポリオレフィンまたは一部塩素化ないしフッ素化
されたポリオレフィンからなるものである親水性多孔質
膜の製造方法を示すものである。本発明はざらに疎水性
多孔質膜がポリプロピレンである親水性多孔質膜の製造
方法を示すものである。本発明はまた、疎水性多孔質膜
がポリフッ化ビニリデンである親水性多孔質膜の製造方
法を示すものである。本発明は親水性単量体が、Ｎ、Ｎ
　−ジメチルアクリルアミドである親水性多孔質膜の製
造方法を示すものである。本発明はまた、グラフト率が
２〜３０％となる条件下で行なわれるものである親水性
多孔質膜の製造方法を示すものである。

上記開目的はざらに、血漿分離膜として、疎水性多孔質
膜の表面が該表面に形成された親水性単量体のグラフ１
へ鎖により、完全に親水化されてなり、湿潤時の膨潤率
が１％以内で、バブルポイン１〜が０．６〜２０ｋＭｃ
ｆｆｌである親水［１多孔質膜を有することを特徴とす
る血漿分離装置によっても達成される。

本発明はまた［１１１漿分ＩＩ模の血漿総タンパクｖＩ
の透過率が９０％以上である血漿分離装置を示すもので
ある。本発明はさらに、血４Ｈ分離１詠が、親水性多孔
′？ｑ膜に該多孔￥！を膜の外表面を束縛しない状態で
プラズマを照射した後、ガス状で供給される親水性単量
体を疎水性多孔質膜の表面にグラフト重合させて形成さ
れたグラフト鎖により完全に親水化された親水性多孔質
膜である血漿分離装置を示すものである。本発明はまた
、疎水性多孔質膜がポリオレフィンまたは一部塩素化な
いしフッ素化されたポリオレフィンからなるものである
血漿弁ｉｔ装置を示すものである。本発明はまた、疎水
性多孔質膜がポリプロピレンである血漿分離装置を示す
ものである。本発明はまた、疎水性多孔質膜がポリフッ
化ビニリデンからなるものである血漿分離装置を示すも
のである。本発明はざらに親水性’ｉ１体が、２−ヒド
ロギシエチルメタクリレ−１〜またはＮ、Ｎ　−ジメチ
ルアクリルアミドである血漿分離装置を示ずものである
。本発明はまた膜厚が２０〜２５０．、Ｕｎである血漿
分離装置を示ずものである。本発明はざらに親水性多孔
質膜の湿：１７１時の１影潤率が０〜０．５％で、バブ
ルポイントが０．８〜２．０ｋ（１／＋”ｍである血漿
分離装置を示すものである。

なお本明細書中にＪ３いて用いられる多孔質膜の「表面
」なる用語は、多孔質膜の単なる外表面を意味するもの
ではなく、多孔質膜内部にあける孔表面をも包括する広
い意味を示すものであり、従って、疎水性多孔質膜の表
面が完全に親水化されているとは疎水性多孔質膜の外表
面のみならず内部の孔表面も完全に親水化されている状
態をさすものである。

ＩＩＩ　、発明の具体的４１１１成 以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

本発明の親水性多孔質膜は、疎水性多孔質膜の表面を該
表面に形成された親水性単量体のグラフト鎖により完全
に親水化されてなるもので、眼用時の膨潤率が１％以内
、より好ましくは０−０゜５％、バブルポイントが０．
５〜８ｋｇ／Ｃ肩、より好ましくは０．８〜２．０ｋ（
］／ｃｍであるものである。このことから明らかなＪ：
うに、本発明の親水［生多孔買膜においては、親水性を
付与する親水性単量体のグラフト鎖は、疎水性多孔質膜
の外表面のみならず内部の孔表面をも完全に被覆してい
るにｂかかわらず、疎水性多孔質膜の木来有する孔性性
を変化してしまう程に十分発達したものではなく極めて
薄いものとして表面に結合しているものである。なおバ
ブルポイントは周知のように多孔質膜の最大孔径に依存
する値である。

このような性能を有する本発明の親水性多孔質膜は、疎
水性多孔質膜の表面をプラズマ処理によって活性化し、
親水性単量体をグラフト重合させることによって得られ
うる。本発明において用いられる「プラズマ」とは低温
低圧カスプラズマであり、公知の方法によって発生させ
ることができるが、通出°は電気エネルギーによって気
体を励起して発生させる。使用される電気エネルギーと
しては直流からマイクロ波まで使用可能である。電気工
ネルキーの供給は容量結合法、誘導結合法のいずれでも
よく、また内部電憔法、外部電極法のどうらでも可能で
ある。一般的には窒素、水素、　。

アルゴン、空気等の気体を１０°３〜１ＱＴｏｒｒにな
るように導入し、０．１〜３００Ｗの電力を高周波発振
器により印加してプラズマを発生させる。

まずこのようにして発生させたプラズマを疎水性多孔質
膜に照射、通常１〜６０秒間程度照射して疎水性多孔質
膜の表面を活性化させる。プラズマ処理条件は、反応容
器の容量、試料の大きさ、装置の種類等によって異なり
規定は困難であるが、プラズマ処理により親水性多孔質
膜の外表面部位のみならず内部の孔表面まで均一に活性
点を形成するためには、プラズマ照射時に疎水性多孔質
膜の外表面を束縛しない状態、すなわち例えば疎水性多
孔質膜を反応容器の壁面に接しさせないあるいは疎水性
多孔質膜を支持台等に載置しない状態を保つことが極め
て重要であることが見出された。

疎水性多孔質膜が反応容器の壁面に付着させたりして該
多孔質膜の片側外表１ｍが束縛された状態でプラズマ処
理された場合、親水性単量体のグラフト層は、主として
プラズマあるいはそれから発生ずる高エネルギー線と直
接接した側の外表面部位のみに形成され疎水性多孔質膜
の表面の完全な親水化が行なわれ得ない。

上記のようにプラズマ処理された疎水性多孔質膜の表面
には活性種、例えば、多孔質膜がポリオレフィン系の材
質であれば、反応性の高いアルキル基のラジカルが基材
上に主に生成する。なおこれらのラジカルは酸素と接触
することですみやかにパーオキサイドへと変換される。

このようなプラズマ処理を行なった後に、該多孔質膜に
対し該プラズマの不在条件下で親水性単量体をガス状で
供給すると、該多孔質膜の表面の活性種により該単量体
を消費しはじめる、いわゆるグラフ１−重合が進行する
。グラフ１−重合は酸素と接触させないでアルキル系の
ラジカルにより進行させることもできるし、パーオキサ
イドに変換した後、加熱、金、叫イオン等によりパーオ
キナイドを開裂させ、ラジカルを発生させてグラフト重
合を進行させることもてきる。

ここで親水性単量体をカス状として供給するのは、前記
したように溶液として供給した場合にはグラフ１〜重合
が必要以上に活発に進行し、多孔質膜の外表面部と内部
にｃＩ′３りる孔表面との間で不向？′（にグラフ１〜
層を発達さＵる虞れか生じる１＝めである。プラズマ開
始重合殿溝においては、プラズマ照射後の単量体の連鎖
重合反応は、溶液、固体等の凝固相内で進行させること
が一般的なものであるが、驚くべきことに中量体をガス
状で供給する、すなわち気相として与えても連鎖重合反
応は十分にしかも好適に進行することが明らかとなった
。

なおグラフト重合は、通常０〜８０’Ｃ１好ましくは２
０〜６０°Ｃ−Ｑｌ　０−２〜１０’　Ｔｏｒｒ、好ま
しくは１〜１Ｑ３　’Ｉｏｒｒ条イシ１下で行なわれる
。グラフト反応は１０秒〜６０分で終了する。グラフト
川合体の量はグラフ１へ手合条１′［（温度、単量体濃
度、反応時間等）およびプラズマ照用条イ′［でコント
ロールできる。好ましいグラフト率は２〜３０％より好
ましくは５〜１５％である。すなわちグラフト率が２％
未満であると疎水性多孔質膜の親水化が十分とはならな
い虞れがおり、また一方３０％を超えると疎水性多孔質
膜の本来性する孔径が小さくなり目詰りが生じるおるい
は湿潤時に大きく膨張して膜が変形する虞れがあるもの
となるためである。

基材となる疎水性多孔質膜とは、疎水性高分子より構成
され膜内部の細孔に水が含浸しないタイプの多孔質膜で
ある。この疎水性多孔質膜の材質としては、特に限定さ
れるものではないが、好ましくは優れた物性的、化学的
特徴を示すものが望ましく、具体的には、ポリエチレン
、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、エチレンージ
クロロジフルオロエヂレンコボリマー等の一部塩素化な
いしフッ素化ポリオレフィン類、ナイロン６、ナイロン
６．６等のポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート
等の飽和ポリエステル類、ポリアクリロニトリル、ポリ
フッ化ビニリデンなどが挙げられるが、好ましくはポリ
オレフィン類、一部塩素化ないしフッ素化ポリオレフィ
ン類およびポリフッ化ビニリデンなどでおり、最も好ま
しくはポリプロピレンである。また疎水性多孔質膜の形
状としては、透過力の低いプラズマでのｆｆ１Ｌｌによ
り、多孔／Ｉｊ膜の内部の孔表面にも十分に活性種を発
生させ得るようなものが望ましく、例えば多孔質膜の両
外表面にスキン層を有しないものが好ましい。

また膜厚は２０〜２５０μｍ、より好ましくは３０〜１
５０μｍであることが望まれる。すなわち、膜厚が２５
０μｍを越えるものであると多孔質膜の孔表面までプラ
ズマ処理によって親水性を付与できない虞れがあるため
である。さらに多孔質膜の孔径は０．０５〜１．０ｔｉ
ｍ、より好ましくは０．２〜０．８μｍ程度のものが使
用される。

グラフト鎖を形成する親水性単量体としては、ビニル基
またはアリル基の不飽和塁を有し、親水性である単量体
で通常のラジカル重合可能なもので必ればよく、一般に
は、アクリル系、メタクリル系、不飽和アミド系、ジエ
ン系およびトリエン系のものがあり、例えば（メタ）ア
クリルアミド、ト１−メチル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ、Ｎ　−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ　
−メチルエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ　−ジ
エチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ　
−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ。

Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−
ビニルピロリドン、ｐ−スチレンスルフォン酸、ビニル
スルフォン酸、２−メタアクリロイルオキシエチルスル
フォン酸、３−メタアクリロイルオキシ−２−ヒドロキ
シプロピルスルフォン酸、アリルスルフォン酸、メタク
リルスルフォン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルフォンＡ９などが挙げられるが、特に基材と
なる疎水性多孔質膜を構成する疎水性高分子に対して親
和性を有しかつ重合速度の速いものが望ましい。例えば
疎水性多孔質膜がポリプロピレン製のものである場合、
Ｎ、Ｎ　−ジメチルアクリルアミドが最も望ましいもの
である。また、得られる親水性多孔質膜が、例えば血漿
分離膜等の生医学分野に適用されるものである場合、親
水性単量体からなる重合体の生体適合性が優れたもので
あることが望ましい。このような観点からは、親水性単
量体としては、２−ヒドロキシメタクリレートが特に望
ましいものである。

まｔこ、親水性単量体としては、上記したようなものを
必ずしも単独で用いる必要なく、二種以上を組合わせて
用いてもよく、ざらに親水性を付与する目的を阻害しな
い範囲で、一部疎水性不飽和単量体を添加してもよい。

このようにして得られる本発明の親水性多孔質膜は、疎
水性多孔質膜の表面に該表面全体を覆う薄く均一なグラ
フト層が結合した形態を有し、このため、基材である疎
水性多孔質膜の有する優れた物質性・化学的特徴を有効
に享受し得、一方多孔質膜表面は該グラフト層より完全
に親水化されている。しかも該グラフト１會は薄く均一
であるため、疎水性多孔質膜の本来有する孔性性を著し
く低下させることなく、そのバブルポイントは０゜５〜
Ｅ３　Ｋ３　／　ｃｉを有している。バブルポイン１へ
か８に３／ｃ屑を越えるものであると十分な透水量は得
られないものとなる。またその膨潤率も１％以下であり
、該多孔質膜を装置中に組込んで使用しても、多孔質膜
にシワが形成され流路のスムーズな流れを乱すこともな
い。

本発明の親水性多孔質膜は、その孔性性に応じて水性媒
体系にｊ′−３いて用いられる精密濾過膜、限外続過；
模、逆浸透膜、透析）模などの濾過膜としであるいは高
機能材料用の担体として広範な用途に使用できる。特に
好ましい用途の１つとしては血漿分離ｊ漠がある。

第１図は、本発明に係る親水性多孔で１膜を血」π分離
膜として有する血漿分離装置の一実施態様を示す図面で
ある。この血漿分離装置は、血液流入口部１おにび濾過
残液流出部２を有する側板３と、濾液流出部４を有する
側板５との間に四角枠状のバッギング部６ｂの内部を空
隙とした流路形成板６と、血漿分子ｎ膜７と、網目状瀘
液流路部８ａの周囲にバッキング８ｂを設りた濾液流路
形成板８とを組合せてこれらを液密に抑圧固定してなる
ものである。しかして、血漿分離膜７としては、上記の
ごとく製造されｙ）る本発明の親水［生多孔質膜が用い
られている。血漿分離１模７として用いられる親水性多
孔質膜は、上述したように疎水性多孔質膜の表面が該表
面に形成された親水性単量体のグラフ１へ鎖により完全
に親水化され、湿潤時の膨潤率が１％以内で、ハフール
ポイントが０．６〜２゜Ｑ　Ｋ３　／　ｃ肩であるもの
であるが、望ましくは、血漿総タンパク貿の透過率が９
０％以上であるものである。この装置において血液流入
口部１から流入した血液は、空隙６日を通って血漿分離
膜７よりｄ、信憑され、血球成分は線通残液流出口部２
から、また濾液となるＩｔ’ｌｌ漿は、流通部８ａを通
って濾液流出口部４からそれぞれ排出される。

以上のような開成を有する血漿分離装置は、濾過特性の
うえで、次のような特徴を有する。すなわち血漿分離ｊ
模が、完全に親水化されかつバブ°）／ポインｌ−０．
６〜２．ＯＫ’Ｊｌｃ屑を有するものであるゆえに、血
漿瀘過徂が極めて高くまた血集タンパク質成分を除去す
ることなく確実に濾過させるものである。

またこの種の血漿分離装置においては、血液流路厚さを
博くすれば１−る（まどｄ、償過Ｉｔｓ）の臂剪断速度
か大きくなり濾過特性が優れろことが知られてあり、第
１図に示す装置においては流路形成板６の板厚をａリフ
することにより血液の流路する空隙６ａの流路厚を薄く
することが可能である。しかしながら、従来の血」た分
離１１！Ｊ　、例えば酢酸セルロース製多孔質）摸の場
合、湿１１Ｙ１時における膨潤度が大きく変形しやずた
めに、空隙６ａで形成された血液の流路が、流路形成板
６の板厚で設定した流路厚を均一に確保できず、大きな
バラツキを生じチャンネルリング等が起きてしまう。こ
れに対し本発明の血漿分離装置においては血漿分離膜の
湿潤時におけるｊ膨潤率が１％以内でその寸法安定［生
が浸れ−Ｃいるので、所望のａ、信憑弔を確保するため
に流路圧を薄く設定しても、流路厚は均一に１５「保さ
れチャンネルリング等の起こる虞れはなく、第１図に示
されるような極めて簡易な４荀造を有する装置としても
（至）れた濾過特性が得られる。

さらに用いられる血漿分離膜において疎水［生多孔貿膜
表面に付与されるグラフ］・層か血液適合性の僅、いも
の、例えば２−ヒトロキシエヂルメタクリレー１〜等の
親水外型吊体より・１１４成されていると、分ば１にか
けられた血液にＪ３ける補体系を活１すする虞れし少イ
）い、。

なお第１図は、本発明の血漿分離装置の一実施態様とし
て最も基本的構成を有する血漿分離装置を示したもので
あり、本発明の血漿分離装置は、上記ごとき親水性多孔
質膜を血漿分離膜として少なくとも有するものであれば
、その形状、様式等には限定されず、もちろん投数の血
漿分離膜を有するものであってもよい。

以下本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。

なお以下の実施例ｄ５よび比較例においてそれぞれの値
は次の定義に塁づぎ測定された。

グラフ１〜率 グラフトさせた復のＩｔＡを良溶媒で約５０時間洗汀Ｉ
した後、減圧乾燥し重ｆｆ１Ｗ（］を測定しグラフト前
の重ｆｆ１ＷＯとの差に基づいて求めた。

膨潤率 熱殿憾的分析菰買（セイコー電子工業製、　ＴＭΔ）に
長Ｑ１５ｍｍ、幅５ｍ…になるようにサンプルをセット
し、サンプルに蒸溜水を浸漬させ、５ｇの筒中下３分経
過後に湿ａ′Ａ長さを測定し、湿潤前後の艮ざの差に暴
づいて求めた。

（ｌｏニア膨ｄＶ１前の長さ、ＩＷ；湿潤後の長さ）バ
ブルポイント △ＳＴＭ　　Ｆ３１６に塁づきイソプロピルアルコール
を用いて測定した。

血漿総タンパク′面の透過率 ウシ血液を用いて濾過圧１００１１００ｌ１１以下で濾
過実験を行ない安定して９０％以上の面漿総タンパクつ
の透過率が得られるか否かを調べた。

（Ｃｉｎ：血液流路側の濃度、Ｃ［、濾液側の濃度）な
お、濃度はビューレット法にて定量した。

実施例１ ポリプロピレンと流動パラフィンおよび添加剤からなる
装ｊ模用原液をＴダイより押し出した後流動パラフィン
液中で冷却固化させた後、溶剤で流動パラフィンを抽出
し、ざらに熱固定することによって膜外表面にスキン層
を有しない平均孔径０゜４５μｍ、膜厚８０〜１２０μ
ｍの疎水性多孔質膜を得た。該多孔質膜を直径４７ｍｍ
の円形にポンチで打ち扱いた後、内径３０ｍｍの反応容
器中に管壁と接触しない状態で設置し、へｒガス０．１
Ｔｏｒｒの条件下で１０Ｗの電力を１３．５６ＭＨｚの
高周波発生装置に連結した誘導コイルによって印加して
プラズマを発生させ、１０秒間該プラズマを照射した。

プラズマ照ｑ」後、Ｎ、Ｎ　−ジメチルアクリルアミド
ガスを反応容器中に導入し、２０°Ｃ１１ＴＯｒ’ｒで
１０分間グラフ１〜反応を行なった。

得られた膜を、メタノールを用いて５０時間ンックスレ
ー抽出装置で洗浄し、減圧乾燥して試料とした。得られ
た試料は１３．２５％のグラフ［・率を示し、り膜内部
まで親水化されており透水量は０．７に３／ｃｔｉの圧
力下テ２．　２ｍ／ｍｉｎ　・ｃｒｉテあった。またバ
ブルポイン１〜は１　、３２に３／ｃｉ、膨潤率は０．
２％以内で寸法安定性の優れた親水性多孔質膜が得られ
た。

実施例２〜８および比較例１ 実施例１と同じポリプロピレン製多孔質；模を用いて第
１表に示す条件下にて実施例１と同様の親水化処理を行
なった。得られた試料の性能を第１表に示すが、いずれ
も膜内部まで親水化されているものであった。比較のた
めにこのような親水化処理を行う双性のポリプロピレン
製多孔質膜（比較例１）の性ｊＪヒを必わせで第１表に
示す。また、第２図にはこれらの親水性多孔質膜のパル
プポイン１〜とグラフト率との関係を示す。

ざらに、グラフト率が１５．４％であった実施例４の試
料と親水化処理を行なう前の試料である比較例１の試料
の膜溝道を電子顕微鏡を用いて調べた。第３図は実施例
４の試料の外表面の電子顕微鏡写真（ｘ　５００）　、
第４図は実施例４の試料の断面の電子顕微鏡写真（ｘ　
５００）　、第５〜６図は実施例４の試料の断面の電子
顕微鏡写＠（Ｘ２０００）で必り、また第７図は比較例
１の試凡の外表面の電子顕微鏡写真（ｘ　５００）　、
第８図は比較例１の試料の断面の電子顕微鏡写真（ｘ　
５００）　、第９〜１０図は比較例１の試料の断面の電
子顕微鏡写真（ｘ　２０００）である。これらの電子顕
微鏡写真からも明らかなように、グラフト前後において
その膜構造にはほとんど変化が見られなかった。

ざらに第１３図に実施例４の１膨潤率（０，１８％）を
表わすＨＭＡの測定データを実線で示した。

（以下余白） 比較例２ 実施例］と面しポリプロピレン装多孔貿膜を用いて該多
孔質膜外表面を反応容器笛室に設置した状態でプラズマ
照射する以外は実施例１と同様にして親水化処理を行な
った。１ｑられた試料は膜外表面のみ親水化されただけ
て孔表面は親水化せず透水量（はＯであった。

比中交例３ 実施例１と同じポリプロピレン製多孔質膜を用いて比較
例２と同様にしてプラズマ照射を行なった後、プラズマ
照射した多孔質膜をＮ、Ｎ　−ジメチルアクリルアミド
溶液中に入れ４０’Ｃで２０分間グラフト反応さけた。

ｌｔられた試お１は、グラフト率６７．５％で必つｌこ
が、１１膜内部で親水化せず透水量はＯでおり、また第
１１図に示す表面（Ｘ　５００）および第１２図に示す
断面（ｘ　５００）の電子Ｗｉ微鏡写真から明らかなよ
うに、外表面の孔はグラフトしたＮ、Ｎ　−ジメチルア
クリドアミドによりつぶされてｄ３す、また外表面近（
力の多孔質塁４オ部はグラフト層により崩壊されている
。

実施例９ 疎水製多孔質膜としてポリプロピレン製多孔質膜の代り
にポリフッ化ヒニリデン製多孔質膜（孔径０．４５μ空
、１漠厚］３０ｆｉｍ）を用いる以外は実施例１と同様
にして親水化処理を行なった結果、Ｎ、Ｎ　−ジメチル
アクリドアミドは該多孔質１１いにグラフトされ、グラ
フ（〜率１２．４％の親水性多孔￥′ｒ膜が１ｑられた
。またバブルポイントは１゜５４　Ｋｇ／　ｃｎｔ、膨
潤率は０，１７％で、透水量は０゜７Ｋｇ／ｃｒｔｒの
圧力下で２．１ｍ！！／ｍｉｎ　−０（ｉであった。

実施例１０ 実施例１に示すものと同様のｌｔ法により、膜表面にス
キン層を有しない平均孔径０．４５μｍ、膜厚１６０μ
空のポリプロピレン製の疎水性多孔質膜を得た。該多孔
質膜を６ｘ７ｃｍの長方形に切断した後、内径３０ｔｎ
ｍの反応容器中に管壁と接しない状態で設置し１．へｒ
ガス０．１１ｏｒｒの条件下で１０Ｗの電力を１３．５
６ＭＨｚの高周波発生装置に連結した誘導コイルによっ
て印加してプラズマを発生させ３秒間該プラズマを照射
した。

プラズマ照身寸後、Ｎ、Ｎ　−ジメチルアク１ノルアミ
ドガスを反応容器中に導入し、２０’Ｃ１１Ｔｏｒｒで
３０分間グラフ１〜重合を行なった。得られた膜をメタ
ノールを溶剤として５０時間ソックスレー抽出賃装置洗
浄し、減圧乾燥してグラフト率を求めたところ７．６％
であった。また膨潤率は０．２％以下であり、電子顕微
鏡による観察結果ではグラフト前後において膜イ苫造に
ほとんど変化なかった。

このようにして得られた多孔７１膜を、さらに親水性処
理を施すことなく、有効１１ら１面積２４ｃｍ（４ｘ５
ｃｍ）、血液流路厚０．０３５ｃｍの第１図に示１よう
な血漿分離装置中に組込み、シングルパス方式にてウシ
白液を用いて供給面液但を変化させ、血漿タンパク質の
透過率を測定した。第２表に示される結果からも明らか
なように、安定して９０％以上の透過率か１ｑられ、ま
た操作１１．１において溶血現象も発生Ｕず、（Ｉ１１
漿濾過呈も良好でおった７、比較例４ 酢酸セルロースからなる市販（東洋曜Ｗ、製）の平均孔
径０．４５μｍ、膜厚１６０ｆｉｍの血グロ分離膜の膨
潤率を測定したところ１．４１：０．９８％（ｍ＝１０
）であった。ＴＭＡによる測定データの一例を破線で第
１３図に示す。またこの血漿分離膜を実施例１０と同様
の血漿分離装置中に組込み使用しようとしたところ、湿
潤により血漿分離膜が膨ｉ１′ｊ１シてシワが発生し、
血液流路を阻害してチャンネリングが生じた。

比中３ンＰンリ５ 実施例１０に述べると同様にして得られたポリプロピレ
ン多孔質膜をグラフト組合を行なわす、にそのまま実施
例１０と同様の装置に使用したところ血崇瀘過弔はＯで
必り、血」〕総タンパク質の透過率は○となった。

第２表 血漿流量ＱＢ血漿総タンパク　　血漿Ｋｆｆｉ過量（ｍ
／ｍ１ｎ）　　質透過率（％）（ｍ／ｍ１ｎ−ｃｉ　−
ｍｍＨｇ）１５　　　　９４．６　　５．０ｘ１０−４
２５　　　　９４．９　　５’、７ｘ１０−４４０　　
　　９７．５　　７．１ｘｌＯ−４６５９７，５８，９
ｘ１０−４ 実施例１１および比較例６〜７ ポリカーボネート製のハウジングを有する第１図に示す
ような血漿分離装置において、実施例１と同様にＮ、Ｎ
　−ジメチルアクリルアミドをグラフト重合させた（グ
ラフト率９．９１％）ポリプロピレン製多孔質膜（実施
例１１）、親水化処理を行なわなかったポリプロピレン
製多孔質膜（比較例６）および比較例４と同様の酢酸セ
ルロース製多孔質膜（比較例７）で血清１ｍｌあたりの
接触面積を約２５ｃｔＡとして３７°Ｃで１時間接触さ
せた時のＣ３一度をＲＩＡ法にて測定した。結果を第３
表に示す。

第３表 接触前　　　　　　　　　　　１．８００ハウジング（
ブランク） （実施例１１） ポリプロピレン膜　　　　　　　１４．７００（比較例
６） 酢酸セルロース膜　　　　　　　２７．０００（比較例
７） ＩＶ、発明の効果 以上述べたように本発明は、疎水性多孔質膜の表面が該
表面に形成された親水性単量体のグラフト鎖により完全
に親水化されてなり、湿潤時の膨潤率が１％以内で、バ
ブルポイントが０．５〜８ＫＣＩ／ｃｒｉであることを
特徴とする親水性多孔質膜であるから使用時における寸
法安定性、強度等の物性にＣれ、また膜性能の低下の少
ない親水性多孔′？′ｉ膜であり、広範な分野において
好適に利用されるものである。さらに本発明の親水性多
孔質膜において親水性単量体のグラフト鎖は、疎水性多
孔質膜に該多孔質膜の外表面を束縛しない状態でプラズ
マを照射した後、ガス状で供給される親水性単量体をグ
ラフト重合させて該多孔質膜に表面に形成されたもので
あると、該多孔質膜の有する親水性により安定して持続
されるものでおり、かつ良好なものとなる。加えて本発
明の親水性多孔質膜にｄ′３いて、グラフト率が２〜３
０％であり、疎水性多孔質膜がポリオレフィンまたは一
部塩素化ないしフッ素化されたポリオレフィンからなる
もの、より好ましくはポリプロピレンからなるものある
いはポリフッ素ビニリデンであり、また膜厚が２０〜２
５０ａｍであり、疎水性多孔質膜がその外表面部位にス
キン層を有しないものであり、ざらに、親水性単量体が
Ｎ、Ｎ　−ジメチルアクリルアミドであり、加えて湿潤
時の膨同率が０〜０゜５％であり、バブルポイン］・が
０．８〜２．０に３／　ｃｍであると、より物性に優れ
かつ孔性性の高いものとなる。

本発明はまた、疎水性多孔質膜に、該多孔質膜の外表面
を束縛しない状態でプラズマを照０］シた後、親水性単
量体をガス状で供給して該多孔質膜表面に親水性単量体
をグラフ１〜重合さけることでなる親水性多孔質膜の製
造方法であるから、上記のごとく優れた性能を有する親
水性多孔質膜を大規模な設備を必要とせず、完全にかつ
低コストで提供できるものである。また、疎水性多孔質
膜の膜厚が２０〜２５０μ雇であり、疎水性多孔質Ｉｔ
’ｓ）がその外表面部位にスキン層を有しないものであ
り、ざらにまた疎水性多孔質膜が平均孔径Ｏ０Ｏ５〜１
．０μｍを有するものであり、また疎水性多孔質膜がポ
リオレフィンまたは一部塩素化ないしフッ素化されたポ
リオレフィン、より好ましくはポリプロピレンであるあ
るいはポリフッ化ごニリデンであり、親水性単量体がＮ
、Ｎ　−ジメチルアクリルアミドであるとより確実に良
好な性能を有する親水性多孔質膜を製造できる。

本発明はざらに、血漿分離膜として、疎水性多孔質膜の
表面が該表面に形成された親水性単量体のグラフト鎖に
より完全に親水化され、湿潤時の膨潤率が１％以内でバ
ブルポイントが０．６〜２゜０に３／ｃｔｉである親水
性多孔質膜を有することを特徴とする血漿分離装置であ
るから、何ら親水化処理を行なう必要もなく、高い血漿
濾過量および血漿総タンパク質透過率を有して血液を血
球成分と血漿成分に確実に分離することができ、疾患の
治療分野および献血分野において好適に利用され得る。

また血漿総タンパク質透過率が９０％以上という高い値
を示すものであるとより優れたものとなり、さらに親水
性単量体が２−ヒドロキシエチルメタクリレートおるい
はＮ、Ｎ　−ジメチルアクリルアミドなとである場合に
は、分離にかけられた血液の補体系を活性化する虞れも
少なくより好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の血漿分離装置の一実施態様を示す斜視
図、第２図は本発明の親水性多孔質膜のグラフト率とバ
ブルポイントとの関係を示すグラフト、第３図〜第６図
は本発明の親水性多孔質膜の一実施例の構造を示す電子
顕微鏡写真、第７図〜第１０図は、基材となる疎水性多
孔質膜の構造を示す電子顕微鏡写真、第１１〜第１２図
は比較例の多孔質膜の構造を示す電子顕微鏡写真であり
、また第１３図は、ＴＭΔによる測定データを示すチャ
ートである。 １・・・血液流入口部、２・・・濾過残液流出口部、４
・・・濾液流出部、　７・・・血液分離膜。 第１図 第２四 グパウフト卓（灼 第３回 第４因 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１．０図

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. （１）疎水性多孔質膜の表面が該表面に形成された親水
   性単量体のグラフト鎖により、完全に親水化されてなり
   、湿潤時の膨潤率が１％以内で、バブルポイントが０．
   ５〜８ｋｇ／ｃｍ＾２であることを特徴とする親水性多
   孔質膜。
2. （２）親水性単量体のグラフト鎖は、疎水性多孔質膜に
   該多孔質膜の外表面を束縛しない状態でプラズマを照射
   した後、ガス状で供給される親水性単量体をグラフト重
   合させて該多孔質膜の表面に形成されたものである特許
   請求の範囲第１項に記載の親水性多孔質膜。
3. （３）グラフト率が２〜３０％である特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の親水性多孔質膜。
4. （４）疎水性多孔質膜がポリオレフィンまたは一部塩素
   化ないしフッ素化されたポリオレフィンからなるもので
   ある特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の
   親水性多孔質膜。
5. （５）疎水性多孔質膜がポリプロピレンからなるもので
   ある特許請求の範囲第４項に記載の親水性多孔質膜。
6. （６）疎水性多孔質膜がポリフッ化ビニリデンである特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の親水性
   多孔質膜。
7. （７）膜厚は２０〜２５０μｍである特許請求の範囲第
   １項〜第６項のいずれかに記載の親水性多孔質膜。
8. （８）疎水性多孔質膜はその外表面部位にスキン層を有
   しないものである特許請求の範囲第１項〜第７項のいず
   れかに記載の親水性多孔質膜。
9. （９）親水性単量体が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミ
   ドである特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記
   載の親水性多孔質膜。
10. （１０）湿潤時の膨潤率が０〜０．５％で、バブルポイ
    ントが０．８〜２．０ｋｇ／ｃｍ＾２である特許請求の
    範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の親水性多孔質膜
    。
11. （１１）疎水性多孔質膜に該多孔質膜の外表面を束縛し
    ない状態でプラズマを照射した後、親水性単量体をガス
    状で供給して該多孔質膜表面に親水性単量体をグラフト
    重合させることでなる親水性多孔質膜の製造方法。
12. （１２）疎水性多孔質膜の膜厚が２０〜２５０μｍであ
    る特許請求の範囲第１１項に記載の親水性多孔質膜の製
    造方法。
13. （１３）疎水性多孔質膜がその外表面部位にスキン層を
    有しないものである特許請求の範囲第１１項または第１
    ２項に記載の親水性多孔質膜の製造方法。
14. （１４）疎水性多孔質膜が平均孔径０．０５〜１．０μ
    ｍを有するものである特許請求の範囲第１１項〜第１３
    項のいずれかに記載の親水性多孔質膜の製造方法。
15. （１５）疎水性多孔質膜がポリオレフィンまたは一部塩
    素化ないしフッ素化されたポリオレフィンからなるもの
    である特許請求の範囲第１１項〜第１４項のいずれかに
    記載の親水性多孔質膜の製造方法。
16. （１６）疎水性多孔質膜がポリプロピレンである特許請
    求の範囲第１５項に記載の親水性多孔質膜の製造方法。
17. （１７）疎水性多孔質膜がポリフッ化ビニリデンである
    特許請求の範囲第１１項〜第１４項のいずれかに記載の
    親水性多孔質膜の製造方法。
18. （１８）親水性単量体が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルア
    ミドである特許請求の範囲第１１項〜第１７項のいずれ
    かに記載の親水性多孔質膜の製造方法。
19. （１９）グラフト率が２〜３０％となる条件下で行なわ
    れるものである特許請求の範囲第１１項〜第１８項のい
    ずれかに記載の親水性多孔質膜の製造方法。
20. （２０）血漿分離膜として、疎水性多孔質膜の表面が該
    表面に形成された親水性単量体のグラフト鎖により、完
    全に親水化されてなり、湿潤時の膨潤率が１％以内で、
    バブルポイントが０．６〜２．０ｋｇ／ｃｍ＾２である
    親水性多孔質膜を有することを特徴とする血漿分離装置
    。
21. （２１）血漿分離膜の血漿総タンパク質の透過率が９０
    ％以上である特許請求の範囲第２０項に記載の血漿分離
    装置。
22. （２２）血漿分離膜が、疎水性多孔質膜に該多孔質膜の
    外表面を束縛しない状態でプラズマを照射した後、ガス
    状で供給される親水性単量体を疎水性多孔質膜の表面に
    グラフト重合させて形成されたグラフト鎖により完全に
    親水化された親水性多孔質膜である特許請求の範囲第２
    ０項または第２１項に記載の血漿分離装置。
23. （２３）疎水性多孔質膜がポリオレフィンまたは一部塩
    素化ないしフッ素化されたポリオレフィンからなるもの
    である特許請求の範囲第２０項〜第２２項のいずれかに
    記載の血漿分離装置。
24. （２４）疎水性多孔質膜がポリプロピレンである特許請
    求の範囲第２３項に記載の血漿分離装置。
25. （２５）疎水性多孔質膜がポリフッ化ビニリデンである
    特許請求の範囲第２０項〜第２２項のいずれかに記載の
    血漿分離装置。
26. （２６）親水性単量体が、２−ヒドロキシエチルメタク
    リレートまたはＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドである
    特許請求の範囲第２０項〜第２５項のいずれかに記載の
    血漿分離装置。
27. （２７）膜厚が２０〜２５０μｍである特許請求の範囲
    第２０項〜第２６項のいずれかに記載の血漿分離装置。
28. （２８）親水性多孔質膜の湿潤時の膨潤率が０〜０．５
    ％で、バブルポイントが０．８〜２．０ｋｇ／ｃｍ＾２
    である特許請求の範囲第２０項〜第２７項のいずれかに
    記載の血漿分離装置。