JPS63248404A - 赤血球用透過膜 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は赤血球用透過膜に関する。さらに詳しくは、透
過孔の形状、大きさ及び膜面上の分布が制御された赤血
球の透過挙動が再坦性良く明確に把握できる赤血球用透
過膜に関する。

［従来の技術］ ある物質を濾過あるいは透過させる膜の孔形状、孔径、
孔の位置的分布等が所望の状態に作られていることは精
密な濾過おるいは透過を実施する上できわめて好ましく
、誰しも理想とするところのものである。しかしながら
、従来は無定形の孔が膜中無秩序の方向と位置で存在す
るものが多く、最近になってやっと、一定の高エネルギ
ーを有する荷電粒子をプラスチックフィルムに照射して
孔径一定の貫通孔を有する膜が作られ実用化されている
（商品例ニュークリポアメンブレン）。

又、最近、特開昭５７−２４６０５号において、合成繊
維織物をその融点と軟化点の間の温度で熱プレスして糸
を熱変形融着させることにより、孔が縦、横方向に実質
的に均一配列し、かつ孔の形状および大きさが実質的に
均一である膜が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述した従来膜の代表例で必るニュークリボアメンブレ
ンにおいては、孔の貫通方向が一定せず、膜面に垂直で
ない孔が多々あること、孔の位置が膜上無秩序に存在す
ること、従って独立の単独孔以外にも複雑な合併孔が存
在する等の欠点がある。これは孔径一定という好条件を
有しながらも実用上は濾過、透過において、目詰りや所
要時間の長大化、分離精度不十分、再現性に乏しいこと
等の難点となって現われ、改善の望まれるところでおっ
た。

一方、特開昭５７−２４６０５号に開示された方法によ
れば、孔の配列の無秩序性は改善されて均一性かえられ
るが、孔の壁面が垂直断面で見てわん曲していること、
水平方向で見て凹凸があり真円性に欠けること、ざらに
孔径の均一性においても不十分であるという欠点があり
、依然として改善が望まれるところである。この間の状
況を血液濾過の場合についてより詳細に述べる。すなわ
ち、直径７戸以下たとえば５−の円形断面を有する孔を
、直径が７．５譚の赤血球は変形しながら通過する。

通過に要する時間は孔径、孔形状、孔の長さ、孔の入出
日間の圧力差、温度等により異なるが、これらの条件が
一定の場合には赤血球の柔軟性に依存することが知られ
ている。極端な場合として、柔軟性の全くない赤血球は
自身の径より小さい径の孔は通過しえないし、柔軟性の
ある場合は柔軟性の高い程通過しやすく、通過時間は短
くなる。血液中には多数の赤血球が存在りその大きさや
柔軟性には分布があるが、上記のような適当孔径の膜で
血液または希釈血液で赤血球を透過させる場合には、赤
血球は他の血液成分と一緒に膜中の孔を通過し、血液ま
たは希釈血液の通過に要する時間を決定するので、通過
時間が宿主のもつ赤血球の平均的な柔軟性の指標となる
。

赤血球の柔軟性はその宿主の体調を鋭敏に反映しており
、通過時間の正確な、とくに再現性の高い測定が出来れ
ば診断手技としてきわめて望ましい。

以上のような状況において、孔が膜面に垂直でなく、斜
方向に貫通していると膜面での開口面積が大きいため、
複数個の赤血球が孔に入りこもうとして目詰りを起こす
とか、またたとえ−個の赤血球が入った場合でも孔長が
垂直孔の場合より大でおるため通過に要する時間がなが
くなる。股上孔の配置が無秩序の場合、孔の比較的密集
している所で目詰りが起こりやすく、通過時間がながく
なる。配置が均一でも孔の壁面が垂直断面でわん曲して
いる場合、また水平断面で凹凸があり真円性に欠ける場
合、それらの程度が大ぎくなればなる程上述と同様の欠
点となる。二個以上の孔が接合している場合も目詰りが
起こりやすく通過時間に変動を生じる。一方、同一宿主
の赤血球でも柔軟性に分布があるので、一部に柔軟性に
劣る赤血球が含まれている。したがって、上記のような
欠点のある膜では一層目詰りや通過時間の変動が生じや
すい。しかも、従来の膜では供試膜ごとにその状態や程
度が異なるので、再現性のおる正確な測定がいまだ行な
いえていないのが現状である。

従って、本発明の目的は、透過孔の形状、大きざ、膜面
上分布が制御され、赤血球の透過挙動が再現性よく明確
に把握できる赤血球用透過膜を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね
、本発明に至った。すなわち本発明は、孔が膜面に垂直
に貫通し、断面が円形状で直径が３〜７ＪＪＩＩｌの範
囲の一定の値を有し、かつ膜面上の孔の存在する領域に
おいて、孔が均一に配列されており、孔の存在する領域
面積に対する孔断面積の総和の割合が０．５〜３０％で
あることを特徴とする赤血球用透過膜である。

本発明の膜において、孔は膜面に垂直に貫通しているこ
とが必要でおるが、孔の中心軸あるいは壁面が垂直方向
から約２０’Ｃ以下の傾斜は許容しうる。それ以上の傾
斜を有する孔を含む膜は不適当でおる。

又、本発明の膜の孔は円形状であることが必要であり、
それ以外の形状のものは、血液透過試験の再現性が悪く
なる傾向におる。円形状としては円形すなわち真円であ
るのが最も好ましいが、最長径と最短径の差が最長径の
５〜１０％以下程度迄歪んでいる孔の存在は許容できる
。

孔の断面の直径は３〜７ｐｎで必ることか必要でおり、
直径が小さすぎると赤血球の透過時間がながくなりすぎ
、又７ｐより大きいと赤血球の透過挙動に関して得られ
る情報の信頼性が低くなる。とくに好ましい範囲は３．
５〜６ＩＩｎであり、とりわけ好ましいのは４．５〜５
、５ＡＲである。膜面上の多数の孔の直径は均一である
ことが望ましいが、平均直径の±１５％以下とくに±１
０％以下の範囲にあることが好ましい。

本発明の膜における孔は、孔の開口位置が膜面上均一に
配列していて、かつ孔の存在する領域に対する孔断面積
の総和（開口率）が０．５〜３０％である。均一に配列
しているとは、ある孔に注目した場合に、その孔を取囲
む第一隣接孔までの距離が各々の中心間距離で等しいか
、高さ２０％以下の変動中以内で存在することでおる。

好ましい孔配列は、孔開口部が膜面上穴法稠密型または
正方型等の規則性をもって配列している場合である。孔
の存在密度は、前述のように、孔断面積の総和が孔存在
部分の膜面積の０．５〜３０％の範囲内であり、より好
ましくは、１〜２５％である。孔配列が不均一で無秩序
の場合には先述のように膜間に透過時間のバラツキが生
じるし、開口率が上記範囲外では、透過時間過大または
膜強度低下となり好ましくない。

本発明の膜を構成する材料は高分子材料であるのが好ま
しく、このような高分子材料としてはポリオレフィン系
をはじめ各種高分子祠料をめげることができるが、膜の
機械的強さ、耐熱、耐水、耐薬品性等の観点からポリカ
ー蘂ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド
等が好適である。膜の厚さは、５〜２０ｐが好ましい。

あまり薄いと膜の取扱いが強度や折れ曲りの観点から難
しいし、又あまり厚いと透過時間の長大、目詰りしやす
い等の欠点が目立つようになる。とくに好ましい膜厚は
７〜１００１Ｉｒ１の範囲であり、その範囲内で均一厚
みを有していることが望ましいのはもちろんである。

本発明においては、膜の自由表面をＨｅで被覆すると、
膜の構成材料の特性に応じて温度変化や水分あるいは薬
品との接触において膨張その他の変形、浸蝕等による変
質、あるいは疎水性が強いことによる血液の濡れ不良、
赤血球の透過不良等を改良することができ、好ましい。

このような薄層としてはシリコン系化合物又はフッ素系
化合物からなる薄層が好ましく、シリコン系又はフッ素
系の表面処理剤を使用することによって形成することが
できる。

シリコン系の表面処理剤としては、例えば信越化学工業
曲のにＦ−９９、Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ社のＤＣ２０
０，Ｂｅｃｋｍａｎ社のｏｅｓｉｃｏｔｅ、　Ａｒｍｏ
ｕｒ社のＡｒＱＩＪＯｄ　２ｃ等の商品名で市販されて
いる表面処理剤が使用可能である。また、フッ素系の表
面処理剤としては、例えば旭硝子■のＡＧ−７１０，Ａ
Ｇ−８００，ＡＧ−６５０等の商品名で市販されている
表面処理剤が挙げられる。特殊な例としては、疎水性の
膜を空気等酸素ガスが存在する状態でフッ素ガス処理し
て親水性を高めることも可能である。

同様の趣旨で、膜表面にＡＵ、　Ｐｔ等の貴金属、Ｔｉ
、　ＡＩ、ｚｎ、　Ｓｎ、　Ｆｅ５Ｃｓ、　Ｎｉ等々の
金属薄膜をコートすることも好ましい。コート法として
はすでに公知の真空蒸着、スパッタ、化学メッキ等々の
手法が実施可能でおり、薄膜コートの厚さは５〜２００
０ｍとくに１０〜１１００ｎが効果的である。材料とし
てはとくに貴金属が好ましい。なお、いずれの表面処理
においても、膜内貫通孔部の表面も処理されるべきであ
ることに注意を要する。

本発明の赤血球用透過膜は、所定の均一厚みの高分子材
料フィルム表面に、金属等非透光性材料で作られたマス
クを介して波長２２０ｎｍ以下、好ましくは１８０〜２
１０　ｎｍの遠紫外光線をフィルム面に垂直方向から原
則して、マスク開口部（透光部）に対応する位置のプラ
スデックフィルムをフォトエッチすることにより穿孔し
て製作される。フィルムに形成される貫通孔の断面形状
とその大きざ、及び孔の分布はマスクの開口部の形状と
大きさ及びその分布に対応して定まる。

また、マスクを使用することなく、絞り込んだ光を所定
の位置にのみ照射して穿孔することで製作することも°
可能でおるが、本発明者の経験ではマスク使用の場合の
方が高精度高能率であり好ましい。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらにより何ら制限されるものではない。

ネートフィルムを作製した。これにフォトマスクを介し
て波長１９３　ｎｍのエキシマレーザ−パルスをフィル
ム及びマスク面に垂直に真空下に多重照射して、直径５
ｐｒ１の円形断面を有する膜面に直角に貫通した孔が膜
面上正方配列し、孔密度４×１０５個／Ｃ／ｌ（開口率
７．８％）の透過膜を得た。膜を内径１ｃｍの円筒状濾
過器内に設置し、凝固防止した全血１ｍｌが３７℃、差
圧２０ｃｍＨ２０で透過する時間×（秒）を測定した。

供試血液のへマドクリット値がト１ｔ（％）でおるとき
、この膜を通して１分間に透過する赤血球の体積をもっ
て赤血球変形能と定義しくＤＩと記す）、下式にて算出
した。

ＤＩ＝　（Ｈｔ／１００　）　−（６０／Ｘ　）（ｍｅ
／麿） 測定後、膜を洗滌し、再度同一測定を行ない、これを９
回繰返した。各回の測定値好な再現性を示した。

なお比較のために、孔径と孔密度が上記実施例１と同じ
であるニュークリポアメンブレンを用いて、実施例１と
同様の透過試験を行数の増加に伴ってＤｌ値の上昇する
傾向が認められた。

実施例２゜ 上記実施例１におけるエキシマレーザ−パルスでの穿孔
作業ロットを変えて５０ツトの膜を作製し、各ロットに
つき１０回ずつの透過試験を行なった。測定値にロット
間の差は認められず、Ｄｌの平均値は１．９７　、標準
偏差０、０３８、変動係数１．９％であった。

なお比較のために、ニュークリボアメンブレンで同一仕
様でロット番号の異なる３種の膜についての試験結果は
Ｄｌ値で２．５１．１．４０．　１．７９であった。

実施例３゜ 前記実施例１において穿孔した膜の表面をシリコン処理
剤ＫＦ−９９（信越化学工業■製）にて薄く処理し、実
施例１の方法を繰返した。

得られた結果はＤＩの平均値が２．００、標準偏差０．
０３２、変動係数１．６％であった。

実施例４゜ ポリメチルメタリレートを使用すること以外は、実施例
１と全く同様に実施した。但し別人の血液を使用し、Ｄ
Ｉの平均値１．８３　、標準偏差０．０５、変動係数２
．８％であった。また、同様に作製した膜表面に、スパ
ッタリングによりＮｉの薄膜を約３０ｎｍの厚みで被覆
を施こしてのち透過試験を行なったところ、ＤＩの平均
値１．８９　、変動係数２．２％となった。

実施例５゜ ポリエチレンテレフタレートの溶融押出し、二軸延伸フ
ィルム（厚さ１２ｐ〉を使用すること以外は実施例３と
同様の方法を繰返した。ＤＩの平均値１．９＆、変動係
数１．８％でめった。

なお比較のために、特開昭５７−２４６０５号の記載例
４と同様にしてポリエチレンテレフタレートモノフィラ
メン１〜からの膜を作製して同様の試験に供したところ
、シリコン処理しない場合ＤＩ値５．８で変動係数５．
２％、処理した場合でも変動係数４，９％であった。

以上の結果から、本発明の膜が赤血球の透過挙動を調べ
るのにすぐれていることは明らかである。

［発明の効果］ 本発明により得られる膜は、孔の形状、孔径の均一さ、
孔の貫通方向、孔の膜面十分イ「が良好に制御された膜
であるので、赤血球の透過挙動を調べるための再現性あ
る赤血球用透過膜として有用であり、実用的意義が大き
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、孔が膜面に垂直に貫通し、断面が円形状で直径が３
   〜７μｍの範囲の一定の値を有し、かつ膜面上の孔の存
   在する領域において、孔が均一に配列されており、孔の
   存在する領域面積に対する孔断面積の総和の割合が０．
   ５〜３０％であることを特徴とする赤血球用透過膜。 ２、該膜を構成する材料が高分子材料である特許請求の
   範囲第１項記載の赤血球用透過膜。 ３、該高分子材料がポリカーボネート、ポリエチレンテ
   レフタレート、又はポリイミドである特許請求の範囲第
   ２項記載の赤血球用透過膜。 ４、該膜の自由表面が薄層で被覆されている特許請求の
   範囲第１項、第２項又は第３項記載の赤血球用透過膜。 ５、該薄層がシリコン系化合物又はフッ素系化合物であ
   る特許請求の範囲第４項記載の赤血球用透過膜。 ６、該薄層が金属薄膜である特許請求の範囲第４項記載
   の赤血球用透過膜。 ７、該薄層の厚さが５〜１００ｎｍである特許請求の範
   囲第４項、第５項又は第６項記載の赤血球用透過膜