JPS6290170A - 人工腎臓用中空糸膜の減菌法 - 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】 （産業上の利用分野２ 本発明は特定のソニックモジュラスを有する銅アンモニ
アセルロースよりなる中空糸膜を生理食塩液に浸漬した
状態で湿熱滅菌する方法に関する。

（従来の技術と問題点） 血液等の体液中に存する代謝産物や毒薬物等を膜を介し
て透析液と接触させ、それら代謝産物や毒薬物等全選択
的に分離し、血液等を浄化する装ｆｌＵ、人工腎臓とし
て、広く使われている。該人工腎臓に用いられるＩｌα
は滅菌状徒で（ｉＪ’川すること片 が給体に必要である。

従来提案されている、モジュールに組み立てられた膜の
滅菌方法は、大部分エチレンオキサイドガスによるガス
滅菌法およびホルマリン水を充填する方法が適用されて
いる。前者のエチレンオキサイド滅菌法の場合、ガスと
反応して為置注物全生成するような物質が存在する場合
には適用することが出来ないし、また滅菌後充分かつ完
全に脱ガスすることが必要で、残溜すれば反復使用しこ
つれ次第に体内に蓄積され為置注が心配されるレベルに
なる危険性が指摘されている。後者のホルマリン水滅菌
の場合使用するホルマリン水を排出し７た後、Ｕ巷者を
洗浄しホルマリン水を完全に除去する為には多量の無菌
水を使って長期間洗滌を行なう必要があり、それでもな
おかつ微量の残溜ホルマリンを皆無にすることが出来な
い。時には洗浄を充分完了せずに使用する可能性もある
。最近これら滅菌剤と人工臓器用に用いる物質との反応
生成物や残溜滅菌剤自身が及ぼす生体への影響が明らか
にされつつある。このように滅菌剤、特にホルマリン水
を用いた場合、その残溜による影響は回避し難い問題で
あり、該分野において為置注の心配のない滅■が強く望
まれている１゜また現在の人工腎臓による透析治療１ｄ
作業が繁雑で特に透析準備に手間がかかることが、改良
すべき点としてしばしば指摘されている。透析準備の簡
略化がなされれば、緊急時に即時適用できる意義はもと
より、透析治療設備の効率的運用、史には将来の患者自
身による自己透析の普及にも役立つものでその意義は大
きい。

通常の医療用具の滅菌法には前述の滅菌剤による方法以
外に、γ線照射による滅菌法および蒸気滅菌法等がある
。しかし前者の場合γ線の取り扱いに特別な配（ばか必
要であり、また放射線による膜および接着剤等の他の人
工ｌ！ｆ臓の溝成体の変質という心配もあり、まだ広く
普及するに至っていない。蒸気滅菌法については、従来
人工腎Ｈに使用されている半透過性の膜素材に対しては
一般にその性能全署しく低下させるという悪い影＃全与
えるもので６１テノリ、実用に供するためには、蒸気政
所の条件に耐え得る半透膜全特別に開発する必要があり
、一般的に人工腎臓に適用するに、は極めて困難な方法
であると考えられていた。

（問題点を解決するための手段）・ 本発明者らは、特定の構造を有する銅アンモニアセルロ
ースからの再生セルロース中空糸膜を用いて一定条件下
で湿熱滅菌を行なうことにより、膜性能を損うことなく
逆に全く予想に反して、従来の再生セルロース膜を用い
た人工腎臓よりも高い老廃物除去性能を有し、かつ生体
適合性の良い臨床的にもすぐれた人工腎臓と得ることが
可能であることを見出し、本発明を完成した。

すなわち１本発明は６．５　Ｘ　１０１０ｄｙｎｅ　／
’ｄ以上のソニックモジュラスを有する銅アンモニアセ
ルロースより製造される中空糸を生理食塩液中に浸漬し
た状態で１１０〜１４０℃で湿熱滅菌することを特徴と
する人工腎臓用中空糸膜の滅菌方法である。

再生セルロース系中空糸膜は現在人工腎１臓用の膜とし
て用いられている素材の一つであるが、本発明者らが新
しく見い出した生理食塩水中での湿熱滅菌処理を行なう
と、膜の性能が変化する。該性能変化について詳細に検
討した結果、尿素、尿酸、クレアチニンおよび中分子量
領域の尿毒症物質に対する透析性能と透水性がそれぞれ
に変化し、特には相反する挙ｒＭＪ金示すという全く予
想外の事実を認めた。

人工腎臓用として用いる膜においては、透水性と溶質透
過性のバランスが極めて重要な性能の一つであり、透析
性能ｔよより高いに越したことはない。これに対し透水
性は余り高過き゛ても良くないが、逆に不充分なものも
他の性能がいかに優れとうとも実用されないことになる
。

本発明者らは、各種再生セルロース系中空糸膜の湿熱処
理につき検討した結果、同じ再生セルロース系中空糸膜
においてもその透過特性の変化の異なることを見出し、
湿熱滅菌して使用可能な膜には、特定の内部構造が存す
ること、および一定条件下で該滅菌処理を行なうことに
より更に透水性、透析性能の改善された膜を現出し得る
ことを認めた。

膜素材の内部構造については、従来は例えば特開昭４９
−１３４９２０号に示されるように電顕観察による微細
孔構造を尺度として論じられてきた。

本発明者らは透過特性が変化することにより、膜素材の
変化全微細孔構造により把握することができるものと考
えた。しかるに予想に反し、これら従来用いられたパラ
メーターでは本発明で目的とする膜の構造変化に関する
有意な情報を得ることが出来なかった。

本発明者らは種々のパラメーターについて詳細に検討を
行ない、ソニックモジュラスにより再生セルロース系中
空糸膜の内部構造の変化全把握できることを認めた。

ソニックモジュラスは、繊維、フィルム細片等の振動伝
播速度から求められるものであり、　Ｔｇ以下の温度に
おいては結晶化度には独立であり、結晶部および非結晶
部の配向度からなる総合的な分子配向度の尺度となるも
のである（　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ　Ｐ
ｏｌｙｍｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅ　　３．２６６〜２７６
（１９６０））。本発明においては２５℃１４０％ＲＨ
に少くとも１昼夜放ｔｉｔ　した乾燥状列の中空糸膜を
用い、ＫＬＨパルス・プロパゲーション・メーターによ
り１０キロサイクル／秒の振動伝播速度を測定スル。ソ
ニックモジュラスＥｓ１−Ｊ：、上述した方法で得られ
るソニックベロシティ−（音波速度）Ｃおよび密度勾配
法等公知の方法で得られる密度ρより次式で求める。

Ｅｓ−ρに こでＥｓが６．５　Ｘ　１０１０ｄｙｎｅ／ｃｄ未満で
ある再生セルロース系中空糸膜は、湿熱滅菌；前後にお
ける膜の透水性の低下が２５％以上と大へく、その給体
値もＢ　ｘ　１ｏ−２ｔｚ／ｄ−ａｔｍ−ｈｒ以下と小
きくなり、人工腎臓用膜としては使用できない。才たソ
ニックモジュラスの上限値は臨界的ではないが、１８Ｘ
　１０１０ｄｙｎｅ／ｃｄ以下、さらに好ましくｉ’１
１５Ｘ１０””ｌｎｅ／’ｔｙｌ以下であることが望ま
しい。

Ｃれらの値以上では高配向の構造のため中空糸膜の透水
性のみならず透析性能が低く、人工腎臓用膜として使用
することが出来ない。

本発明で使用する再生セルロース系中空糸膜の具体例は
、銅アンモニウムセルロースからの再生セルロースでか
つそのソニックモジュラスが６．５ｘ　１０　　ｄｙｎ
ｅ　／Ｗ以とのものである。さらに好ましくばｙ、　７
　Ｘ　＋　ａｌｏｄｙｎｅ　／ｃｄ以丑のものである。

他の再生セルロース系中空糸膜、例えば現在市販されて
いる酢酸セルロースからのケン化再生セルロース系中空
糸膜および６．５　Ｘ　１０　　ｄｙｎ６　／ｃｄ未満
のソニックモジュラスヲモつ銅アンモニウムセルロース
からの再生セルロース系中空糸膜は湿熱滅菌して人工腎
臓用の膜として使用することができない。

本発明者らの新しい知見の一つは、中空糸膜のソニック
モジュラスは湿熱滅菌の前後にほとんど変化がなく、あ
るものでも高々２　ｘ　１ｏ　　ｄｙｎｅ／ｄ程度であ
る。

所望のソニックモジュラスの再生セルロース系中空糸は
、紡糸原液の調製、凝固、再生条件、および紡糸以後の
工程における中空糸の延伸および熱処理条件等を調整す
ることにより、製造することができる。これらの条件は
かなり広範囲で調整が可能であるが、実際には殆んどの
条件を実施容易な点に設定し、他の１またｔ／ｉ２の条
件、例えば紡糸ドラフトあるいは湿熱延伸全変化せしめ
て所望のソニックモジュラスとするのが有利である。

例えば通常の紡糸原液全空中で細化しアルカリ性の凝固
浴中に導入し、凝固浴と醍性の再生浴間で０〜５０％程
度の延伸を行ない、再生後、水洗、乾燥を行う。

上述の再生セルロース系中空糸膜の透水速度（ＵＦＲ）
は、湿熱滅菌による低下が極めて少ないものである。前
述したように透水量は人工腎臓の基本的性能の一つでめ
り、その値が一定以下のものは実用的に使用出来ない。

各ネルの再生セルロース系中空糸膜の湿熱滅菌前後のＵ
　Ｆ　Ｒｆ／）変化音ＵＦＲ保持率として現わした所、
上記特定のソニックモジュラスを有する再生セルロース
系膜はその保持率が７５％以上であり、通常８０％以上
である。

ソニックモジュラスが６．５　Ｘ　１０　　ｄｙｎｅ／
ＣＡ以上の膜はＵ　Ｆ　Ｒ保持率７５多以上を有し、７
７ｘ１υ１０ｄｙｎｅ／ｄ以上の膜は、ＵＦＲ保持率８
０チ以上全有する。湿熱誠眉後の膜が上述の保持率内で
８×１０−２鰐ｔ／ｄ・ａｔｍ・ｈｒ以上のＵＦＲをも
つことが必要である。

第１図は、上述した再生セルロース系中空糸膜のソニッ
クモジュラスとＵＦＲ保持率の関係を示すグラフである
。

本発明で言うところの湿熱滅菌処理は、生理食塩液に膜
を浸漬した系でＩｉＯ〜ｊ　４０　’Ｃ１より好ましく
は１１０〜ｉ　ｓ　Ｏ’Ｃに加熱する方法金量１床する
。

本発明における湿熱処理はオートクレイプ等の加熱密封
しうる装置内で行うことが望ましい。加熱時間は滅菌効
果が達せられる程度であれば特に制限はないが通常２０
〜４０分程度行なわれる。

更にまた、本湿熱処理による予想外の効果として、得ら
れる膜が従来の滅直剤処理さｒした再生セルロース系膜
に比較して、生体組織および血液に対する為害作用が少
なくその適合性が優ることが判明した。

一般に再生セルロース膜は、乾燥すると脆化する為、グ
リセリン等の可塑剤を多量含有しており２この為人工腎
臓膜として用いた場合の膜からの溶出物の問題は懸念さ
れながらも、可塑剤洗浄の間頭と重なり充分追求されな
い事情にあった。塘た湿潤タイプの人工腎臓についても
ホルマリン滅菌剤が溶出する問題がある。

本発明による滅菌法によれば、かかる添加剤。

滅菌剤を用いないＣまかりでなく、１１０℃以上の高温
水処理全行なう為それ以下の室温附近で使用される際に
溶出の恐れあるきよう雑物が除去精製される。

該滅菌処理を施した膜を収容したモジュールは密封状態
のまま冷却すれば使用まで滅菌状態を維持できる。また
必要に応じては滅菌処理後さらに無菌的に注射用蒸留水
、生理食塩水等で置換して密封して使用に供してもよい
。本発明の滅菌方法においては、生理食塩液に浸漬する
ことが重要である。生理食塩液は体液と等張であるため
、以後の使用に際し安全に用いることができる。なお膜
や接着剤等からの溶出物が懸念される場合は、水又は生
理食塩液中で予備的な加熱処理例えば７０〜１２０℃で
処理し、該膜を排出し、さらに生理食塩水を充填して、
上述の方法にて滅菌処理を行うことが望ましい。このよ
うに本発明による滅菌法はモジュール内に生理食塩液を
含むだけであるから、使用に際して滅菌剤除去の為の洗
滌が不必要であり、ただちに使用できる。

すなわち、現在の透析治療における繁雑な透析準備作業
を簡略化でき、医療担当者の作業の合理化にも役立ち、
極めて大きな利点を有し、その意義は大きい。

（実施例う 実施例１ 銅アンモニアセルロース法により製造された再生セルロ
ース中空糸（エンカグランツシュト７社裂）全エタノー
ル洗滌し、中空部に充填されているイングロビルミリス
テートｖ除去後、乾燥した。

この膜の透水性を測定したところ１９．４　Ｘ　１０−
２Ｍ１／ｄ・ａｔｍ−ｈｒであり、そのソニックモジュ
ラスｔｄ１１．４ｘ　１ｏ　　ｄｙｎｅ／ｄであった。

これをオートクレーブ滅菌器にて生理食塩液を充填した
状態で１２０　”０２０分間加熱滅萌滅菌。滅菌後の間
膜の透水速度は１７．１　Ｘ　１０　　ｍｔ／ｃｄ、ａ
ｔｍ−ｈｒであり、ＵＦＲ保持率は８９．５％である。

このＥｓは１０．７　ｘ　１０１０ｄｙｎｅ／Ｗであっ
た。

実施例２ 銅アンモニアセルロース法により製造された再生セルロ
ース中空糸を蒸留水で洗浄後、乾燥した。

この膜のソニックモジュラスおよび透水速度を測定した
所、８．９９　Ｘ　１０”　ｄｙｎｅ／ｄ、１４．４　
Ｘ　１０−２ｍ１／ｃｄ−ａｔｍ−ｈｒであった９ｊ 実施例１と同様に生理食塩水を充填した状態で湿熱滅菌
したところ、被膜の透水速度およびソニックモジュラス
は、１２．２　Ｘ　１０−２ａｔ／ｄ−ａｔｍ−ｈｒ　
。

９、２４　Ｘ　＋　Ｏｄｙｎｅ／ｄであった。ＵＦＨの
保持率は８５％であった。

比較例１ 酢酸セルロースの再ケン化法で得られ、ソニックモジュ
ラスが５．５３　Ｘ　ｉ　Ｏ”　ｄｙｎｅ／ｄである再
生セルロース中空糸（コープイス・ダウ社製ンの透水速
度は９．８３　Ｘ　１０−２ｇ１／Ｗ、ａｔｎｌ・ｈｒ
であった。これを実施例１と同様に湿熱滅菌した。被膜
の透水速度は６．８４　Ｘ　１０−２ａｔ／ｄ−ａｔｍ
−ｈｒ　、ソニックモジュラスはｓ、　ｙ　７　Ｘ　１
　ｏ”ｄｙｎｅ／ｃ４であり、ＵＦＲ保持率は７０チで
あり、人工腎臓として使用するには不適当であった。

（効果う 以上のように本発明の滅菌法は残留滅菌剤による人体へ
の悪影響全防止できるとともに、使用前の滅菌剤の洗浄
が不要なため、簡単なプライミング処理後直ちに使用で
きるという優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透水速度保持率とソニックモジュラス
の関係を示すグラフである。 特許出願人　株式会社　り　ラ　し 川澄化学工業株式会社 代　理　人　弁理士　本多　堅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ６．５×１０＾１＾０ｄｙｎｅ／ｃｍ＾２以上のソニッ
   クモジュラスを有する銅アンモニアセルロースより製造
   される中空糸を生理食塩液中に浸漬した状態で１１０〜
   １４０℃で湿熱滅菌することを特徴とする人工腎臓用中
   空糸膜の滅菌方法。