JPWO2018139047A1 - 尿素吸着ファイバー、その製造方法、それを用いた血液浄化用フィルターおよびそれを用いた血液浄化装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、効率的に尿素を吸着する尿素吸着ファイバー、その製造方法、それを用いた血液浄化用フィルター、および、それを用いた血液浄化装置を提供する。本発明の一実施形態に係る尿素吸着ファイバーは、水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有し、ゼオライトにおけるＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３のモル比は、２０以上５０以下を満たし、ゼオライトはポリマー内に取り込まれている。

Description

本発明は、水に不溶なポリマーとゼオライトとを用いた尿素吸着ファイバー、その製造方法、それを用いた血液浄化用フィルターおよびそれを用いた血液浄化装置に関する。

２０１１年現在、日本国内で、慢性の腎不全患者は３０万人を超えている。そのうち腎移植を受けことができる患者は全体の数％未満にすぎず、ほとんどの腎不全患者は血液透析を始めとする血液浄化法により延命している。

血液透析は、患者一人あたり１２０Ｌ以上の大量の水や、装置を稼働可能とする電気を必要とする。このため、血液透析は、水道・電気のインフラの完備が必要とされる。さらに、透析患者にとって、血液透析に係る通院回数（週３回）や処置時間（１回４時間）等の負担は非常に重く、交通インフラが万全でないと、上記の通院回数・処置時間で通院できず、透析治療を行うことができないという問題が発生する。また、ライフラインが寸断された緊急時にも、同様の問題が発生する。

腎不全患者に対する上記透析治療が十分でないと、急性尿毒症を発症させる。急性尿毒症は体内からの尿毒素や過剰水分を速やかに除去することにより、応急処置できる。しかし、急性尿毒症に対するこれまでの治療法は、拡散・濾過を主な原理とするため、インフラ等が万全でない環境下においては、応急処置が困難であった。

また、直接血液灌流法や血漿吸着で用いられる吸着カラムは、選択的に病因物質を除去でき、置換液や透析液が不要である。しかし、吸着カラムは、血液への刺激が大きく抗凝固剤が避けられないという問題があった。これらの問題は、透析患者の生活の質（クオリティ・オブ・ライフ：ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｌｉｆｅ：ＱＯＬ）を大きく低下させている。このような状況を踏まえ、インフラ等が万全でない環境下においても使用可能な、血液適合性に優れた新規医用材料の開発が望まれている。

最近、血液適合性に優れ、クレアチニンを速やかに除去する血液浄化用膜が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の血液浄化用膜は、ファイバーと、ファイバーに付着した粒子とからなり、ファイバーが水に不溶なポリマーからなり、粒子がＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３を含んでおり、粒子に尿毒素の少なくとも一部を取り込み可能な細孔が設けらており、クレアチニンを速やかに吸着し、血液適合性に優れる。しかしながら、尿毒素の種類は１００種類程度存在しており、クレアチニン以外にも特定の尿毒素を効率的に除去する材料の開発が望まれる。

国際公開第２０１５／０２９９３６号

本発明の課題は、効率的に尿素を吸着する尿素吸着ファイバー、その製造方法、それを用いた血液浄化用フィルター、および、それを用いた血液浄化装置を提供することである。

本発明による水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有する尿素吸着ファイバーは、前記ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は、１５以上５０以下を満たし、前記ゼオライトは、前記ポリマー内に取り込まれており、これにより上記課題を解決する。
前記ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は、３５以上４５以下を満たしてもよい。
前記ゼオライトは、３ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲で含有されていてもよい。
前記ゼオライトは、３ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下の範囲で含有されていてもよい。
前記ゼオライトは、５ｗｔ％以上１１ｗｔ％以下の範囲で含有されていてもよい。
前記ゼオライトは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下の範囲の粒径を有してもよい。
前記ゼオライトは、前記ポリマー中に分散して取り込まれていてもよい。
前記ポリマーは、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる群から選択されてもよい。
前記尿素吸着ファイバーは、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲のファイバー径を有してもよい。
本発明による上記尿素吸着ファイバーを製造する方法は、水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有する分散液を調製する工程と、エレクトロスピニング法により前記分散液から紡糸する工程とを包含し、これにより上記課題を解決する。
本発明による血液浄化用フィルターは、上記尿素吸着ファイバーを含有し、これにより上記課題を解決する。
本発明による血液浄化装置は、上記血液浄化用フィルターを備え、これにより上記課題を解決する。

本発明による尿素吸着ファイバーは、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比が１５以上５０以下を満たすゼオライトを用いることにより、尿毒素のうち尿素を効率的に吸着できる。さらに、本発明による尿素吸着ファイバーによれば、ゼオライトが水に不溶なポリマー内に取り込まれているため、尿素以外の血小板、白血球等の血液成分が直接ゼオライトに接することはない。その結果、抗凝固作用および抗炎症作用を奏する。

このような尿素吸着ファイバーは、血液中の尿毒素のうち尿素を吸着・除去する血液浄化用フィルター、さらにはそれを用いた血液浄化装置に好適である。特に、尿素吸着ファイバーを用いた血液浄化用フィルターを搭載した血液浄化装置は、透析液の供給を必須としないので、小型化、さらにはウェアラブルを可能とし、インフラ等の設備が万全でない環境下においても使用可能である。

本発明の尿素吸着ファイバーを製造するステップを示すフローチャート エレクトロスピニング法により紡糸する様子を示す模式図 本発明による血液浄化装置を備えた血液浄化システムを示す模式図 本発明の血液浄化装置に搭載される例示的な血液浄化用フィルターを示す模式図 参考例１〜５のゼオライトの尿素吸着性評価の結果を示す図 実施例６のファイバーからなる膜の尿素吸着量の時間依存性を示す図 実施例６〜実施例８のファイバーからなる膜のファイバー１ｇに対する尿素吸着量を示す図 実施例６〜実施例８のファイバーからなる膜のゼオライト１ｇに対する尿素吸着量を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、同様の要素には同様の番号を付し、その説明を省略する。

（実施の形態１）
実施の形態１では、本発明の尿素吸着ファイバーおよびその製造方法について詳述する。

本発明による尿素吸着ファイバーは、水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有する。ゼオライトにおいてＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は１５以上５０以下を満たす。本願発明者らは、特定のモル比を有するゼオライトを用いることによって、尿毒素の中でも尿素を効率的に吸着できることを見出した。さらに、このようにモル比が制御されたゼオライトは、ポリマー内に取り込まれている（覆われている）ので、尿素以外の血液成分（血小板、白血球等）が直接ゼオライトに接することはない。その結果、抗凝固作用および抗炎症作用を奏する。

ゼオライトにおいて、好ましくは、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比が３５以上４５以下を満たす。このようなモル比を満たすゼオライトを用いれば、尿素を確実に吸着し得る。上記モル比を満たすゼオライトの中でも、ＺＳＭ−５および／またはモルデナイトの結晶形を有するゼオライトが、尿素吸着に好適なミクロ細孔およびメソ細孔を有する。

ゼオライトは、好ましくは、全ファイバー中に３ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲で含有される。ゼオライトの含有量が３ｗｔ％を下回ると、十分に尿素を吸着できない場合がある。ゼオライトの含有量が５０ｗｔ％を超えると、ゼオライトが多すぎ、ポリマー内で凝集してしまい、尿素の吸着効率が低下する場合がある。

ゼオライトは、好ましくは、３ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下の範囲で含有される。ゼオライトの含有量がこの範囲であれば、高い尿素の吸着効率を有する尿素吸着ファイバーを提供できる。ゼオライトは、さらに好ましくは、５ｗｔ％以上１１ｗｔ％以下の範囲で含有される。ゼオライトの含有量がこの範囲であれば、ゼオライトがポリマー内に効率的に分散し、極めて高い尿素の吸着効率を発揮する尿素吸着ファイバーを提供できる。

ゼオライトは、好ましくは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下の範囲の粒径を有する粒子状の形態を有する。この範囲の粒径を有するゼオライトであれば、ポリマー内に取り込むことができる。ゼオライトは、さらに好ましくは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲の粒径を有する。これにより、ゼオライトはポリマー中に凝集することなく均一に分散して取り込ませることができるので、効率的に尿素を吸着できる。なお、本明細書において、粒径は、体積基準のメディアン径（Ｄ５０）とする。

なお、ゼオライトは、上記特性を有する限り、金属有機構造体（ＭＯＦ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）との複合体であってもよい。金属有機構造体に特に制限はないが、尿素を取り込み可能な細孔を有するように設計されていることが好ましい。これにより、さらに尿素の吸着効率を向上させることができる。

水に不溶なポリマーは、水に不溶な親水性ポリマーであり、架橋等の不溶化処理を施すことで得られる。例示的には、水に不溶なポリマーは、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる群から選択される。中でも、ＥＶＯＨは、不溶化処理が不要であり、かつ、生体適合性に優れているため、好ましい。

本発明の尿素吸着ファイバーは、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲のファイバー径を有する。このようなファイバー径を有せば、ポリマー内にゼオライトを確実に取り込むことができる。また、このようなファイバー径を有する尿素吸着ファイバーを用いれば、膜やバルク体に加工した際に、微細な孔が多数存在するメッシュ状の膜やバルク体を製造することができる。このような膜やバルク体は、血液中の尿素を速やかにファイバー内に取り込むことができるので、血液浄化用フィルターとして機能し得る。

次に、本発明の尿素吸着ファイバーの例示的な製造方法について説明する。
図１は、本発明の尿素吸着ファイバーを製造するステップを示すフローチャートである。

ステップＳ１１０：水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有する分散液を調製する。水に不溶なポリマーおよびゼオライトは上述した通りであるため説明を省略する。

溶媒は、水に不溶なポリマーが溶解し、ゼオライトが分散するものであれば特に制限はないが、例示的には、ヘキサフルオロイソプロパノールや、イソプロパノールと水との混合溶媒などを用いることができる。溶媒と水との混合比は、例えば、１０：９０〜９０：１０（ｖ／ｖ）とする。ヘキサフルオロイソプロパノールは、常温で使用できるため好ましい。

分散液におけるゼオライトの濃度は、好ましくは、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下の範囲を満たす。この範囲であれば、分散液中にゼオライトを均一に分散できる。超音波処理を行い、ゼオライトを均一に分散させることが好ましい。

分散液におけるポリマーの濃度は、好ましくは、１ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下の範囲を満たす。この範囲であれば、後述するエレクトロスピニング（電界紡糸）法による紡糸を可能にする。ポリマーの濃度は、さらに好ましくは、５ｗｔ％以上８ｗｔ％以下の範囲を満たす。これにより、上述のファイバー径が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲を有する尿素吸着ファイバーが得られる。

なお、このような分散液は、ポリマーを上記溶媒に溶解させたポリマー溶液と、ゼオライトを上記溶媒に分散させたゼオライト分散液とを混合して調製されてもよい。ポリマーに対するゼオライトの配合比（ｗｔ％）が、５ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下となるように混合すれば、最終的に得られるファイバー中のゼオライトの含有量（ｗｔ％）を３ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下とすることができる。

ステップＳ１２０：ステップＳ１１０で調製された分散液からエレクトロスピニング法により紡糸する。
図２は、エレクトロスピニング法により紡糸する様子を示す模式図である。

図２に示すように、分散液６３を充填した容器６１の紡糸口６１Ａとコレクタ６２との間に高圧電源装置により電界を印加する。次いで、電気引力が分散液６３の表面張力を超えると、紡糸口６１Ａからコレクタ６２に向けて分散液６３が噴射する。コレクタ６２に到達するまでの間に、噴射された分散液６３から溶媒が揮発され、尿素吸着ファイバー９９が製造される。なお、噴射量によっては、尿素吸着ファイバーが凝集・集積した膜やバルク体を製造することもできる。あるいは、得られた尿素吸着ファイバーをろ過によってバルク体としてもよい。

このような尿素吸着ファイバーを用いた膜が積層された積層体やバルク体は、上述したように血液中の尿毒素のうちとりわけ尿素を効果的に吸着する尿素吸着ファイバーを用いるので、それ自身で、血液を浄化可能な血液浄化用フィルターとして機能する。尿素吸着ファイバーを含む膜をロールさせ中空糸状に加工するか、紡糸の際にコレクタとして円柱部材を用いることにより、さらに効率的に尿素を吸着する尿素吸着フィルターとしてもよい。なお、本発明の尿素吸着ファイバーに加えて、他の尿毒素、例示的には特許文献１に記載のクレアチニン吸着ファイバーを用いた膜からなる積層体やバルク体を製造すれば、尿素に加えてクレアチニンも吸着するフィルターを提供できることは言うまでもない。このような組み合わせは、患者の症状に応じて、適宜調整され得る。

（第２の実施形態）
実施の形態２では、本発明の尿素吸着ファイバーを用いた用途として血液浄化装置について詳述する。

図３は、本発明による血液浄化装置を備えた透析システムを示す模式図である。

本発明による血液浄化システム３００は、血液浄化用フィルター３１０を備えた血液浄化装置３２０を備える。血液浄化用フィルター３１０は、実施の形態１で説明した尿素吸着ファイバーを用いるため、説明は省略する。

血液浄化装置３２０には、管３３０が動脈に接続されており、管３４０が静脈に接続されている。尿毒素を含有する血液が管３３０を介して体内から血液浄化装置３２０に供給され、尿毒素が除去された血液が管３４０を介して体内に戻される。

管３３０には、血液ポンプ３５０が接続され、血液が血液浄化装置３００の血液浄化用フィルター３１０に供給される。図３では、血液ポンプ３５０のみを示すが、管３３０には、この他に、動脈圧測定機器、抗凝血剤添加装置等が接続されていてもよい。また、管３４０に超音波空気検出器、静脈圧測定機器が接続されてもよい。

血液浄化用フィルター３１０は、尿素吸着ファイバーを含有するので、尿毒素である尿素をファイバー内のゼオライトが効率的かつ選択的に吸着し、赤血球は吸着することなく、ファイバー間の間隙を通過する。従来の透析装置では、「ふるい」の原理で小さな分子を除去するため、分子のサイズによっては取り残しが生じていたが、本発明の血液浄化装置によれば、尿素に対して、「ふるい」の原理に加えて積極的な「吸着」が行われるので、除去効率は顕著に向上し得る。また、ゼオライトは水に不溶なポリマーに取り込まれているため、直接血液と触れることがないため、血小板が活性化せず、血液の凝固が抑制される。また、白血球がゼオライトを攻撃することがないので、炎症が抑制される。したがって、抗凝固剤や抗炎症剤を不要とできる。このようにして、血液浄化装置３２０は、血液から尿毒素である尿素が除去された血液を効率的に排出することができる。

さらに、本発明の血液浄化装置３２０を採用すれば、血液浄化システム３００は、透析液供給／排出装置を不要とでき、搭載される血液浄化用フィルター３１０は上述したように尿素に対して効率的な吸着を可能にするため、従来よりもコンパクトになる。使用時には単に血液浄化用フィルター３１０を交換するだけでよいので、血液浄化装置３２０のウェアラブルを可能にし、透析患者は煩わしい機械から解放されるだけでなく、電気や水などインフラが整備されてないような状況下においても透析（すなわち、血液浄化）を可能とする。

図４は、本発明の血液浄化装置に搭載される例示的な血液浄化用フィルターを示す模式図である。

血液浄化用フィルター３１０の形態に特に制限はないが、例示的には図４（Ａ）に示されるように、尿素吸着ファイバーを含有する膜が積層したものであってもよいし、図４（Ｂ）に示されるように、尿素吸着ファイバーが集積したバルク体であってもよいし、図４（Ｃ）に示されるように、尿素吸着ファイバーを含有する膜の中空糸であってもよい。図４（Ａ）の膜の積層体、図４（Ｂ）のバルク体であれば、製造が容易であるため安価に血液浄化用フィルター３１０を安価に提供できる。図４（Ｃ）の中空糸である場合、フィルターの表面積が増大するので、血液中の尿素がより効率的に除去され、透析時間を短縮できる。

また、図４（Ｂ）に示すようにバルク体中に血液が通過する方向に貫通する穴を有しているか、あるいは、図４（Ｃ）の中空糸である場合、例えば、特許文献１に記載されるように、透析液供給装置を備えた従来のダイアライザーに適用してもよい。透析液供給装置とダイアライザーとは、ヒーター、ポンプ等を介して、透析液および水が供給／排出されるように接続され得る。

次に具体的な実施例を用いて本発明を詳述するが、本発明がこれら実施例に限定されないことに留意されたい。

［参考例１〜５］
参考例１〜５では、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３の種々のモル比を有するゼオライトの尿素吸着特性を評価した。

５種類のモル比のゼオライト（東ソー株式会社製）、および、尿毒素としてタンパク質代謝産物の尿素（和光純薬工業株式会社製）を用いた。尿素を水に溶解して、１９１μＭの尿素水溶液を調製した。参考例１〜５で用いたゼオライトの型番、モル比、粒径および結晶形を表１に示す。型番は、東ソー株式会社のホームページを参照されたい。

各ゼオライトを、それぞれ、尿素水溶液５ｍＬに５時間浸漬させ、ゼオライトを除去後の残留する溶液を評価溶液とした。評価溶液それぞれについて、可視紫外（ＵＶ−ＶＩＳ）分光装置により、２３３ｎｍのピーク波長の光吸収強度の変化を測定し、尿素吸着性評価を行った。結果を図５に示す。

図５は、参考例１〜５のゼオライトの尿素吸着性評価の結果を示す図である。

図５によれば、参考例２および参考例３のゼオライトにおいて尿素を効果的に吸着することが示され、中でも参考例３のゼオライトは、優れた尿素の吸着を示した。このことから、尿素の吸着を目的とする場合、ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は、１５以上５０以下を満たすことが望ましことが示され、特に好ましくは、ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は、３５以上４５以下を満たすことが示された。また、このようなゼオライトは、モデルナイトおよび／またはＺＳＭ−５の結晶形を有することが分かった。

［実施例６］
実施例６では、参考例１〜５においてもっとも優れた尿素吸着性能を示した参考例３のゼオライト（東ソー株式会社製型番ＨＳＺ−５４０ＨＯＡ）と、水に不溶なポリマーとしてエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ、株式会社クラレ製、エバール（登録商標）Ｅ１０５Ｂ）とを用いたファイバーを製造し、その尿素吸着性を評価した。

ポリマーとゼオライトとを含有する分散液を調製した（図１のステップＳ１１０）。ポリマーおよびゼオライトを分散液としてヘキサフルオロイソプロパノールに溶解させた。このとき、ポリマーの濃度は７ｗｔ％であり、ゼオライトの濃度は０．７ｗｔ％であった。超音波混合によってゼオライトが均一に分散された分散液を得た。分散液において、ポリマーに対するゼオライトの配合比は９ｗｔ％であり、ファイバー全体に対するゼオライトの含有量は８ｗｔ％であった。

図２に示す装置を用いて、エレクトロスピニング法により分散液から紡糸した（図１のステップＳ１２０）。エレクトロスピニングの条件は、電圧２５ｋＶ、噴出速度１ｍＬ／ｈであった。ここでは、ファイバーからなる膜を製造した。得られたファイバーからなる膜を走査型電子顕微鏡によって観察したところ、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下を満たすファイバー径を有するファイバーの存在が確認された。また、ファイバー外にゼオライトの粒子の存在は見られず、ゼオライトは、ポリマーに覆われており、ポリマー内に取り込まれていることが分かった。

参考例１〜５で用いた尿素水溶液を用いて、膜の尿素吸着特性を評価した。膜を尿素水溶液５ｍＬに２４時間浸漬させ、膜を除去した後の残留する溶液を評価溶液とした。評価溶液について、可視紫外（ＵＶ−ＶＩＳ）分光装置により、２３３ｎｍのピーク波長の光吸収強度の変化を測定し、尿素吸着性評価を行った。結果を図６〜図８に示す。

［実施例７］
実施例７では、分散液中のゼオライトの濃度が３ｗｔ％であり、ポリマーに対するゼオライトの配合比が３０ｗｔ％であり、ファイバー全体に対するゼオライトの含有量は２７ｗｔ％にした以外は、実施例６と同様にして、ファイバーを製造し、その尿素吸着性を評価した。結果を図７〜図８に示す。

［実施例８］
実施例８では、分散液中のゼオライトの濃度が５．７ｗｔ％であり、ポリマーに対するゼオライトの配合比が４５ｗｔ％であり、ファイバー全体に対するゼオライトの含有量は３８ｗｔ％にした以外は、実施例６と同様にして、ファイバーを製造し、その尿素吸着性を評価した。結果を図７〜図８に示す。

以上の実施例６〜８の実験条件を簡単のため表２にまとめる。

図６は、実施例６のファイバーからなる膜の尿素吸着量の時間依存性を示す図である。

図６によれば、実施例６のファイバーからなる膜は、尿素吸着実験開始後すぐに吸着量が増大し、実験開始後３時間でプラトーに達することが分かった。このような傾向から、ファイバーは、ポリマー内にゼオライトが取り込まれた様態であり、ファイバー内に尿素が入り込みゼオライトに吸着していることが示唆される。

図７は、実施例６〜実施例８のファイバーからなる膜のファイバー１ｇに対する尿素吸着量を示す図である。

図７には、４時間および１２時間浸漬した結果を示す。また、比較のため、ゼオライトを含有しないポリマー単体のファイバーからなる膜の尿素吸着量を、ゼオライトの含有量０ｗｔ％として示す。図７によれば、ファイバー中のゼオライトの含有量が増大するにつれて、尿素の吸着量が増大することが示された。また、ゼオライトを含有しない場合、尿素を吸着しないことも確認された。４時間および１２時間浸漬した後の尿素の吸着量に実質的な差異がなく、短時間で尿素を効率的に吸着することが分かった。

図８は、実施例６〜実施例８のファイバーからなる膜のゼオライト１ｇに対する尿素吸着量を示す図である。

図８には、４時間および１２時間浸漬した結果を示す。また、比較のため、参考例３で実施したゼオライト１ｇに対する尿素吸着量を、ゼオライトの含有量１００ｗｔ％として示す。驚くべきことに、ファイバー中のゼオライトの含有量が少ないほど、尿素の吸着効率が高いことが分かった。これは、ゼオライトの含有量が多いほど、ポリマー内でゼオライトが凝集し、ゼオライトの表面積が低下し、その結果、尿素の吸着効率が低下するためである。このことから、ゼオライトの含有量が３ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下、より確実には５ｗｔ％以上１１ｗｔ％以下の範囲であれば、ポリマー中に分散した状態でゼオライトが取り込まれるため、尿素の吸着効率を向上させることができることが示唆される。４時間および１２時間浸漬した後の尿素の吸着効率に実質的な差異がなく、短時間で尿素を効率的に吸着することが分かった。

以上の図６〜図８によれば、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比が１５以上５０以下を満たすゼオライトがポリマー内に取り込まれたファイバーは、尿素吸着ファイバーとして機能することが示され、これを膜等に加工すれば、血液中の尿毒素（とりわけ尿素）を除去する血液浄化用フィルター、および、それを用いた血液浄化装置が実現できることが示唆される。

本発明による尿素吸着ファイバーは、所定のモル比を満たすゼオライトを用いることにより、尿毒素のうち尿素を効率的に吸着する。このようなファイバーを含有する血液浄化用フィルターは、血液中の尿毒素のうち尿素を効率的に吸着・除去するので、これを用いた血液浄化装置を提供できる。特に、尿素吸着ファイバーを含有する血液浄化用フィルターを搭載した血液浄化装置は、透析液の供給を必須としないので、小型化、さらにはウェアラブルを可能とし、ライフラインが寸断された非常時、ならびに、インフラ等の設備が万全でない環境下においても使用可能である。

６１ 容器
６１Ａ 紡糸口
６２ コレクタ
６３ 分散液
９９ 尿素吸着ファイバー
３００ 血液浄化システム
３１０ 血液浄化用フィルター
３２０ 血液浄化装置
３３０、３４０ 管
３５０ 血液ポンプ

Claims (12)

1. 水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有する尿素吸着ファイバーであって、
   前記ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は、１５以上５０以下を満たし、
   前記ゼオライトは、前記ポリマー内に取り込まれている、尿素吸着ファイバー。
2. 前記ゼオライトにおけるＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３のモル比は、３５以上４５以下を満たす、請求項１に記載の尿素吸着ファイバー。
3. 前記ゼオライトは、３ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲で含有されている、請求項１または２に記載の尿素吸着ファイバー。
4. 前記ゼオライトは、３ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下の範囲で含有されている、請求項３に記載の尿素吸着ファイバー。
5. 前記ゼオライトは、５ｗｔ％以上１１ｗｔ％以下の範囲で含有されている、請求項４に記載の尿素吸着ファイバー。
6. 前記ゼオライトは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下の範囲の粒径を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の尿素吸着ファイバー。
7. 前記ゼオライトは、前記ポリマー中に分散して取り込まれている、請求項１〜６のいずれかに記載の尿素吸着ファイバー。
8. 前記ポリマーは、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれかに記載の尿素吸着ファイバー。
9. １００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲のファイバー径を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の尿素吸着ファイバー。
10. 水に不溶なポリマーとゼオライトとを含有する分散液を調製する工程と、
    エレクトロスピニング法により前記分散液から紡糸する工程と
    を包含する、請求項１〜９のいずれかに記載の尿素吸着ファイバーを製造する方法。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の尿素吸着ファイバーを含有する血液浄化用フィルター。
12. 請求項１１に記載の血液浄化用フィルターを備えた血液浄化装置。