JPS62294405A - 中空糸型血漿分離膜及びその製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は新規□な構造を有する中空糸型血漿分離膜及び
その製造方法に関し、更に詳しくは表面活性層が特定構
造の孔形状を有する血漿分離膜及びその製造方法に関す
るものである。

（従来の技術） 中空糸型分離膜はその膜面積に比してその容積をコンパ
クトにし得る及びその分離方式をクロスフロー濾過とい
う膜分離上有利な形式をとり得るので精密濾過や限外〕
濾過、更にはかん水の淡水化、超純水の精製といった工
業的用途から近年においては血液浄化分野といった医療
用途にまで幅広く利用されている。その中でも精密濾過
膜に対する需要は大きくその用途も超純水の精製に代表
される工業的分野にとどまらず、ビン詰生ヒールやワイ
ン製造における除菌とい−た食品工業分野から更には近
年の医学技術の進歩に伴った難治性疾病の治療に用いる
血漿交換膜としての利用、年々需要が増す血液製剤製造
の要求に応えるための新しい採血漿用分離膜といった医
療用途に至るまで広範な利用がなされるに至っている。

ところで日本国は世界でも有数の血漿消費国であり、し
かも消費する血漿の９０チ以上まで輸入に頼っているの
が現状である。しかし乍ら、血漿といった人間に固有の
貴重な資源を輸入に依存しながら大量に消費する日本に
対する国際世論の反発は強いものがある。棟だ国内事情
においても輸入した血漿製剤に由来すると考えられる　
ＡＩＤＳ（エイズ）感染といった不幸なトラブルが既に
おこっており、ＡＩＤＢ等の危険性のない安全な血漿を
国内で確保すべくそのだめの有用な方法として健常人よ
りの採血漿が既に厚生省の下に積極的に進められている
。

この様な採血漿用又は治療用血漿交換用に従来より中空
糸型分離膜が採用されてきているが、高分子量血漿蛋白
質の透過性は充分ではなかつ九。

つまりこの透過性能は経時的におこる目づまり、ｆｏｕ
ｌｉｎｇが原因して顕著に低下することになり、採血漿
者及び患者の負担が増大するトラブルに結がっていた。

これは従来の中空糸型分離膜が製膜条件によって軸方向
に対して配向されたフィブリル構造を有することに起因
している。一般にこの様な膜の目づまり、ｆ　Ｏｕ　］
、　ｉ　ｎ　ｇ現象はｆｏｕｌｉｎｇを濃度分極と１７
て把える方法がとられており、そのため耐ｆｏｕｌｉｎ
ｇ特性を向上させる手段として膜そのものの孔構造を改
良するよりもむしろ膜面上での剪断速度を増大させて濃
度分極層を減少させるべく中空糸の内径を減少させる等
の動力学的手段を採用することが一般的であ−、た。し
かしこの様な手段だけでは膜の透過速度の向上は計れて
も溶質の透過に及ぼす耐ｆｏｕｌｉｎｇ特性の向上はは
かり得るものではなかった。

この様に血漿中の巨大蛋白質の透過は膜の目づ１りとい
ったｆｏｕｌ、ｉｎｇと直接関係するものである。実際
血漿製剤原料確保としての採血漿用血漿分離において最
も重要なことは凝固第８因子の採取でありこの分子量約
１，０００，０００程度の巨大蛋白質の透過性が低値で
ある従来の脱法血漿分離の欠点は致命的なものであった
。同様に従来の膜は治療用血漿分離においても免疫複合
体等の透過性が低く治療効果をあげることができないも
のでもあった。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の欠点を改良する為に、本発明者らは血漿透過特性
の劣化防止について鋭意研究した結果、溶質の耐ｆｏｕ
ｌｉｎｇ特性はその透水速度に比して膜の孔径を著しく
大きく保つことにより改善されることを見い出した。つ
まり膜の分離を行なう面が大きな粒状集合体を形成した
孔構造を有することによって高分子量血漿蛋白質の透過
性を高めら（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明は分離のおこなわれる表面活性層が粒状集
合体から形成された孔構造を有する中空糸型血漿分離膜
であって、更にこの分離膜を製造する方法に関するもの
である。

本発明に係る中空糸型血漿分離膜は以下の方法によって
製造される。即ち、重合体濃度が２０重量％以上であり
、かつ非プロトン性極性溶媒及び非溶媒を使用して紡糸
原液を作製し、しかる後該紡糸原液及び内液を二重管ノ
ズルより吐出し、下記条件で凝固させて膜孔径を制御す
ることによって製造される。

凝固条件：０＜Ｔ、−Ｔ２≦４０（℃）（ここでＴ１は
吐出温度、Ｔ２は凝固浴温度）、かつ凝固浴及び内液中
の溶媒及び非溶媒の濃度≧５０重量％本発明において最
も重要な点は分離がおこなわれる表面活性ｊ＠を後述の
実施例で示す様な粒状集合体から形成される孔構造とす
ることであり、またこれは上記凝固条件の採用を直接関
係している。

以下本発明の製造方法を順に説明する。

紡糸原液調製 重合体濃度が２０重量％以−ヒであり、かつ溶媒として
１５０″Ｃ以上の沸点を有する非プロトン性極性溶媒を
及び非溶媒を用いて紡糸原液を作製する。非プロトン性
極性溶媒と［７−こはＮ−メチルピロリドン（ｂｐ２０
２°Ｃ）、ジメナルホルムアミド（ｂｐ１５３°Ｃ）、
ジメチルアセドアくド（ｂｐ１６４°Ｃ）、ジメナルス
ルホギシド（ｂｐ１８９℃）等が、また非溶媒としては
水と相溶性を有するエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ホ
リプロビレングリコール等の多価アルコールやメタノー
ル、エタノールなどの−γシルコール類水などが使用で
きるが、これらに限定されるものではない。この非溶媒
を使う目的は分離膜に光分な透水（Ｖ４−を与え、かつ
大孔径のボアを有する粒状県有構造をもたせるためであ
る。

この様に重合体を溶媒及び非溶媒に混合、溶解させて紡
糸原液を作製するが、この時埋装な点はポリマー濃度で
ある。つ１りこれ１では大孔径の分離膜を製膜するため
にはポリマー濃度を低目に設定し透水速度を高めること
が一般的であ−だが、この様な低ポリマー濃度ではポリ
マー間の凝集が阻害され大孔径に有する粒状集合体構造
を有する膜を製造することは不可能であった。本発明は
従来の方法とは逆に高ポリマー濃度で適度の透水速度、
大孔径を有する膜を製造するものである。本発明におい
てはポリマー濃度を２０重量％以上に調製することが必
要である。これが２０重量−未満では大孔径を有する膜
金製膜できないので好ましくない。

吐出、凝固工程 一ト述の様に作製した紡糸原液は脱泡処理、加熱処理、
濾過処理を施１．て二重管ノズルより吐出する。吐出時
に中空糸の中空部に内液を流下させることが重要である
。内液は前記の溶媒及び非溶媒の用いる水溶液性の凝固
性液体であり、これらの溶媒及び非溶媒の濃度を５０重
量％以−ヒに設定することが必要である。

また吐出後中空糸は凝固浴で凝固させるがこの場合の凝
固条件についても上記の内液同様溶媒及び非溶媒の濃度
を５０重ｉチ以上に設定することが必要である。

即ち、凝固浴及び内液に高い＃度の溶媒、非溶媒系を用
いることによりはじめて凝固時に形成されるポリマーの
粒子径をでき得る限り大きくし膜構造を粒状集合体構造
となし、血漿蛋白質透過性の優れた血漿分離膜が得られ
る。つまり凝固浴及び内液の溶媒及び非溶媒の濃度（溶
媒と非溶媒の合計した濃度）が５０重ｉｔ％未満では多
孔質膜を形成する凝固速度がはやすぎるために中空子外
表面は非常に緻密となると共に中空糸内表面に粒状集合
体構造が形成されないものとなる。

更に粒状集合体構造を形成させるにあたー・ての重要な
点は凝固再生時の凝固浴温度（Ｔ２）と二重管ノズルの
吐出温度（Ｔ１）とを０（Ｔ、−Ｔ２≦４０（”Ｃ）の
関係を満たす様に設定することにある。つまｔ）　（Ｔ
１−Ｔ２）の温度差がない場合は凝固が不充分であり膜
孔形成がなされないし、又（Ｔ１−Ｔ２）が４０℃をこ
えると前述の凝固条件が外れる場合同様多孔質膜形成時
の凝固速度がはやすぎるために本発明の目的とする粒状
構造をうることかできず好゛ましくない。

水洗、捲取工程 前述の凝固上８を経た中空糸は引続き水洗工程′／ この前にグリセリン等の多価アルコール等による親水化
処理を施し、いわゆるぬれ性を付することか望ましい。

以上の諸工程を採用することによすＭｊ分子量血漿蛋白
質の透過性を著１．〈高め得る、膜の分離を行なう面が
大きな粒状集合体を形成１．た孔溝造を有する中空糸型
血漿分離膜かえられた。なお、本発明に使用するｎｔ重
合体、セルロースアセテート、セルロース）　ｌ）アセ
テート等のセルロース系重合体が好せしいが、これに限
定されるものではない。

この様に１７で得られた中空糸型血漿分離膜は血液適合
性の優れた接着剤（例えばウレタン系の接着剤）等によ
り通常の方法でモジ８−ルにつくら喚 れ、更にこのモジュールに誠−画処理を施したあと最終
製品として使用される。

（実施例） 以下本発明の実施例を記載する。

実施例１．２及び比較例１．２．３ 重合体とｉ〜でセルロースアセテ−）（ＯＴＡ）、溶媒
としてＮメチルピロリドン（Ｎ　Ｍ　Ｐ）　、　非溶媒
としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）’ｒ用い第１
〜５表に示す成分比率で分離膜の製作を行った０ 実施例１ 第１表 まず第１表に示す成分比に町製］〜たポリマー濃度Ｐ＝
２５ｗｔ／ｗｔ％の紡糸用原料を加熱、混合し、紡糸用
ドープとした後、脱泡、濾過処理を行い、第１表に示す
成分の内液と共にノズル吐出温度Ｔ１を８５℃とした二
重管ノズルに導き、第１表に示す成分比の凝固浴（凝固
浴温度Ｔ２−７５°Ｃ）に導き凝固を行い中空糸型血漿
分離膜を得た。伺ここで得た中空糸型皿受分離Ｍはさら
に水洗により余分な溶媒、非溶媒を除去した後、１２１
℃のオートクレーブ処理により膜を安定化り、た後、グ
リセリン処理を施し、乾燥させ最終的な中空糸分離膜と
した。

実施例２ 第　　２　　表 実・、施４例・２．、においては第２表に示す様に紡糸
用ドープ中のポリマー濃度をＰｍ２２．５ｗｔ／ｗｔチ
に、非溶媒をＰＥＧ６（１０に、凝固浴濃度をＣは６３
．５　ｗ　ｔ／ｗｔチに、凝固浴温度をＴ２−７０℃に
変化させた外は実施例１と同様の操作を行い中空糸型血
漿分離膜を得た。

比較例１ 躬３表 比較例１においては第３表に示す様に凝固浴温度Ｔ、、
＝−４０°ＣとしＴ１−　Ｔ、、　−８５−４０＞４０
℃とした外は実施例１と全く同様の操作を行い中空糸型
血漿分離膜を得た。

比較例２ 第４表 比較例２においてン１、紡糸用ドープのポリマー濃度Ｐ
”２２．５ｗｔ％とし、缶液のＮＭＰ／ＰＩｎＧ比を６
７４とし、凝固浴濃度０＝４５ｗｔ／ｗｔチとし、’ｒ
２−７ｓ℃とした外は実施例１と同様の操作により中空
糸型血漿分離膜を得た。

比較例３ 第５表 比較例３においては紡糸用原液のポリマーｆＩｋ度１？
−１５ｗｔチ　とし缶液のＮＭＰ／ＰＥＧ比を６／４と
し凝固浴濃度０−７５ｗｔ％凝固浴温度Ｔ２ｍ３５℃と
した外は実施例１と同様の操作により中空糸型血漿分離
膜を得た。

これらの実施例及び比較例で得られた血漿分離膜の性能
を弔６表に示す。

同ここで透水速度とは、一定圧力（５０ｍｍＨｇ）の膜
間圧力を中空糸内面にかけた時中空糸内面から中空糸外
部へ流れ出る水の透過速度を３７℃で測定して求めたも
のである。また、２ｒｍａｘ（最大孔径）とはエタノー
ルにおけるバブルポイント法により求めた最大孔径であ
る。また血漿の透過特性とは、檀々の血漿蛋白質の混合
物である血漿のシ濾過において血漿中でも最も巨大な蛋
白質であるリボ蛋白質の透過特性をリボ蛋白の指標であ
るＴｃｈｏ　（総コレステロール）のＥｌｉｅ９＄１ｎ
ｇ　Ｏｏ、１ｆｆｉ　−ｃｉｅｎｔを目標とし３７℃膜
間圧力差２５ｍｍＨｇ　において抗凝固剤添加中血漿を
用い０．０１５ｍ”　　の膜面積を有する中空糸型ミニ
モジ島−ルにより１時間にわたってのＳｉｅｔｉｎｇ　
Ｏｏ、ｌｆｆ１ｃｉｅｎｔ　　の経時変化を評価したも
のである。伺ここでＳｉ８ＪｉｎｇＣｏｅｆｆｉｃｉｅ
ｎｔ　（Ｓ　Ｏ値）とはモジュールに供給される血漿中
のＴ　ｃ　ｈ、ｏ濃度をＯ１ｎモジ、−ル出ロ側での血
漿中のＴｃｈＯ濃度を０ｏｕｔ　、　　モジスールを透
過した血漿中のＴ　ｃ　ｈ、ｏ濃度をＯｆｉｌとする時
５ｃ−２ｃＯｆｉｌ　／　（Ｏ１ｎ＋　Ｃ！ｏｕｔ　　
）　　として定義されるものである。膜の物性値をみた
場合比較例１の膜のみ最大孔径２ｒｍａｘが小さく血漿
分離膜としての性能が低いことが推察されるが、それ以
外の実施例１．２比較例２．３の膜においては２　ｒｍ
ａｘ　Ｏ，３１〜０．３７　とほぼそろっており、血漿
蛋白質の高い透過性能が期待された。実際に血漿の透過
特性を評価したところ、性能が低いことが予測された比
較例１の膜はたしかにＴｃｈｏの透過能が初期で０．６
３と低いうえに６０分値でＶｉｏ、３２までと太き（ｆ
ｏｕ’ｌｉｎｇ　　を示し血漿分離膜とし、てＶｉ、実
用に供し得ないことが判明１．た。向、実施例において
は５分値から６０分値迄安定１．て高い透過性能を示し
蛋白質の透過能（ＳＣ）の耐ファウの最大孔径２　ｒ　
ｍａｘ　　が０，３１μｍ　と大きいＶこもかかわらず
血漿蛋白質（Ｔｃｈｏ　）の透過性は著１゜く低く血漿
分離膜とＬ７ては全く実用に供し得ない。

さらに比較例３の膜においては初期の透過性はＳＯｏ、
９１と商いが、経時的に大ｆＪ　（ｆｏｕ］、ｉｎｇを
起こし結局Ｔｏｔａｌ　　としては巨大血漿蛋白質の高
い透過性を維持することができない従来迄の膜の弊害を
端的に示していた。このことは膜の物性値からは予想で
きない結果であり従来の膜が持−ている別の要因例λ−
は従来の膜の膜構造に帰因するのであろうと推測される
。

更に実施例１．２及び比較例】、２．３で得られた中空
糸型血漿分離膜の膜構造（電顕写真）を第１乃至５図Ｖ
こ示す。この膜構造は水洗した中空糸分離膜を凍結乾燥
し走査型電顕により５０００倍ノ′Ｊ−Ａ−ＩｔｈＩ−
ヲそハ、ぞれ膜の内表面（第１−５図のａ）１及び外表
面（第１〜５図のｂ）について撮−・たものである。い
ずれの膜においても中空糸内表面が膜の分離面にあたる
ものであるがその内表面において実施例にし・いては本
発明の特徴である粒状集合体構造が得らＪｌ、ているの
に対し比較例では観察される孔径がそｒしそれ異なると
はいえいずれもかなりフィブリル状に配向した網目構造
をとっていることがわかる３、比較例の膜における血漿
蛋白質透過性劣化特性は−ｆれらの膜構造のもつフィブ
リル状に配向した網目構造に帰因するものと考えられそ
れに対し分離を行う内攻【ｎｌが粒状物充填構造を有す
る実施例に基づく血漿分離膜は血漿外１１．９％性に優
れた分離膜であることがわかる。

【図面の簡単な説明】

ｆ、１図乃至第５図は本発明及び比較例で得られた血漿
分離膜の内表面及び外表面の電顕写！ｔを示す。各々に
ついてａは内表面を、ｂは外表面のものを表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分離のおこなわれる表面活性層が粒状集合体から形
   成された孔構造を有することを特徴とする中空糸型血漿
   分離膜。 ２、重合体濃度が２０重量％以上であり、かつ溶媒とし
   て１５０℃以上の沸点を有する非プロトン性極性溶媒及
   び非溶媒を使用して紡糸原液を作製し、しかる後該紡糸
   原液ならびに内液を二重管ノズルより吐出し、下記条件
   で凝固させて膜孔径を制御することを特徴とする中空糸
   型血漿分離膜の製造方法。 凝固条件： ０＜Ｔ＿１−Ｔ＿２≦４０（℃）（ここではＴ＿１は吐
   出温度、Ｔ＿２は凝固浴温度）、かつ凝固浴及び内液中
   の溶媒及び非溶媒の濃度≧５０重量％ ３、凝固浴が紡糸原液の溶媒、非溶媒と同じ成分の水溶
   液である特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ４、内液が紡糸原液の溶媒、非溶媒と同一成分である水
   溶液性の凝固性液体である特許請求の範囲第２項記載の
   製造方法。