KR20190100633A - Leukocyte removal filter module and method of manufaturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a blood filter module for removing a white blood cell and a manufacturing method thereof. According to the present invention, the blood filter for removing a white blood cell, which has a multilayer structure of a first spun bond non-woven fabric, a melt-blown non-woven fabric, and a second spun bond non-woven fabric, is manufactured, a surface of the blood filter is modified with chitosan, and the modified blood filter is disposed in a module such that both aesthetic sense and a white blood cell removing rate are improved. Moreover, a separation channel is applied to allow blood inputted during transfusion to be constantly supplied through ten separated channels so as to constantly pass the separation channel in a non-woven fabric blood filter for removing a white blood cell, and allows only the blood, from which the white blood cell is removed, to flow out of the module. According to the present invention, the inner diameter of an outer channel having a long section is designed to be large and the inner diameter of an inner channel having a short section is designed to be small, thereby providing a module with a structure minimizing a pressure difference between upper and lower sides of the ten separation channels and a non-woven fabric blood filter for removing a white blood cell with a pore size of 15 μm or less.

Description

백혈구제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법 {Leukocyte removal filter module and method of manufaturing the same}Leukocyte removal filter module and method of manufaturing the same}

본 발명은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a blood filter module for leukocyte removal and a method of manufacturing the same.

인구의 노령화와 더불어 각종 암 환자 또는 이식환자와 같이 수혈이 필요한 환자가 증가하고 있으며, 이로 인해 적혈구제제 및 혈소판제제 등 혈액제제의 수요는 계속 증가하고 있다.With the aging of the population, there is an increasing number of patients who need blood transfusions such as cancer patients or transplant patients, and as a result, the demand for blood products such as erythrocytes and platelets is continuously increasing.

혈액은 체중이나 성별 등에 의하여 체내의 혈액량의 차이가 있지만 보통 체내에 4~6리터 정도 존재하며, 온 몸에 퍼져있는 혈관을 통하여 전신에 산소를 공급할 뿐만 아니라 분비샘에서 분비된 호르몬, 대사 작용을 통하여 배출된 노폐물, 소화된 영양소등의 운반작용과 항상성 유지를 위하여 혈류량, 온도, pH, 삼투압 및 혈당 등을 조절하는 등의 조절작용 그리고 외부의 공격에 대한 방어기제로 식균 작용, 항체 생성 및 혈액의 응고 등의 방어 작용을 한다. 이러한 혈액은 55%의 물, 혈장 단백질, 전해질, 탄수화물 등의 혈청 성분과 피브리노겐(Fibrinogen)으로 구성되며, 45%는 백혈구(Leukocyte), 적혈구(erythrocyte), 혈소판(Platelet)의 세포들로 구성된다.Although blood has a difference in blood volume in the body depending on weight and sex, it is usually present in the body of about 4-6 liters, and not only supplies oxygen to the whole body through blood vessels spread all over the body, but also through hormones and metabolism secreted by the secretory glands. Controlling blood flow, temperature, pH, osmotic pressure and blood sugar, etc. to maintain transport and homeostasis of excreted wastes and digested nutrients, and phagocytosis, antibody production and blood coagulation as defenses against external attacks. Defend your back. This blood consists of 55% of water, plasma proteins, electrolytes, carbohydrates, and fibrinogen, and 45% of leukocytes, erythrocytes, and platelets. .

혈액은 혈장, 백혈구(10~30㎛). 적혈구(7~8㎛), 혈소판(0.5~2.5㎛정도) 등으로 구성되어 있는데 물리적인 성질을 이용하여 혈액 내 성분들을 분리하는 것이 가능하다.Blood is plasma, white blood cells (10-30㎛). It consists of red blood cells (7 ~ 8㎛), platelets (about 0.5 ~ 2.5㎛), etc. It is possible to separate the components in the blood using physical properties.

혈액제제에는 다수의 백혈구가 존재하며, 그로 인한 다양한 수혈부작용(Transfusion reaction)이 발생하게 된다. 대표적으로 백혈구에서 분비되는 사이토카인(Cytokine)에 의해 야기되는 비용혈성 발열반응(Non-hemolytic Febrile Transfusion Reaction), 백혈구 항원에 대한 동종면역반응으로 생성된 동종항체에 의한 혈소판 수혈 불응증(Platelet Refractoriness), 혈액제제에 존재하는 T림프구에 의해 야기되는 이식편대 숙주병(Graft-versus-host disease)이 있으며, Cytomegalvirus(CMV)와 같이 백혈구를 운반체로 작용하게 하는 바이러스로 하여금 수혈 받은 환자에게 바이러스 감염성 질환을 유발하는 부작용을 초래할 수 있다. In blood products, a large number of white blood cells are present, resulting in various transfusion reactions. Non-hemolytic Febrile Transfusion Reaction, caused by cytokines secreted from leukocytes, Platelet transfusion refractory by homologous antibodies produced by homologous immune response Graft-versus-host disease, caused by T lymphocytes present in blood products, is a viral infectious disease in patients who have been transfused with a virus that causes leukocytes to act as a carrier, such as Cytomegalvirus (CMV). Can cause side effects.

다수의 백혈구에 의한 부작용들은 혈액 내에 함유되어 있는 백혈구의 수를 감소시킴으로써 예방이 가능하다. 예를 들면 발열성 수혈 부작용을 예방하기 위해서는 혈액제제에 함유되어 있는 백혈구 수를 5 x 108개 이하로 줄여야하며, HLA 동종면역에 의한 혈소판 수혈 불응증(Platelet refractoriness)의 예방을 위해서는 혈액제제에 함유되어 있는 백혈구 수를 5 x 106개 이하로 줄여야 한다.Many of the side effects caused by white blood cells can be prevented by reducing the number of white blood cells contained in the blood. For example, to prevent side effects of fever transfusion, the number of leukocytes in blood products should be reduced to 5 x 10 8 or less. The number of white blood cells contained should be reduced to 5 x 10 6 or less.

백혈구를 제거하는 방법 중에서 가장 효과가 좋은 것은 백혈구제거 필터를 사용하는 것이다.The best way to remove leukocytes is to use a leukocyte removal filter.

일반적으로 Filtration이란 유체로부터, 즉 기체 또는 액체로부터 2종류 이상의 Component를 분리하는 것을 의미하며, 통상 유체로부터 용해되지 않은 입자(고체)를 분리하는 것을 의미한다. 막 분리 공정은 ①상변화(Phase transition)가 수반되지 않는 분리공정으로써 상변화에 요구되는 에너지가 필요 없기 때문에 Membrane 공정에 요구되는 최소한의 구동력만으로 운전이 가능하여 에너지 절약이 가능하고, 상변화가 없으므로 분리 대상물질의 성상변화가 일어나지 않으며, 운전 온도 및 조건을 자유롭게 조절할 수 있으므로 미생물의 번식을 억제하거나 점도를 조절하고 기타 품질 및 기능성을 고려한 공정설계가 가능하고, ②Membrane 소재의 물리적 화학적 기능에 의해 특정 물질만의 분리 분획이 가능하며, ③Evaporator나 Condenser 등이 없이 대부분 펌프, 배관, Membrane 및 Control part로 간단하게 구성되므로 설비가 간단한 특징이 있다.In general, Filtration means separating two or more components from a fluid, that is, a gas or a liquid, and usually means separating particles (solids) that are not dissolved from the fluid. Membrane separation process is a separation process that does not involve phase transition. Since the energy required for phase change is not needed, the membrane separation process can be operated with only the minimum driving force required for the membrane process. Therefore, the change of properties of the separation target does not occur, and the operating temperature and conditions can be freely controlled, so it is possible to control the breeding of microorganisms, to control the viscosity, and to design the process considering other quality and functionality. ② By the physical and chemical function of the membrane material It is possible to separate and separate only specific substances, and ③ facilities are simple because most of them are simply composed of pump, pipe, membrane and control part without evaporator or condenser.

백혈구제거 필터를 사용하는 경우 90% 이상의 백혈구를 제거할 수 있다. 현재 미국, 일본, 유럽 등을 비롯한 많은 국가들이 수혈 후 백혈구에 의한 부작용을 방지하고자 모든 혈액에 대하여 수혈 전에 백혈구를 제거하는 정책(Universal Leukocyte Reduction)을 의무화하여 실시하고 있지만 우리나라의 경우 면역력이 떨어지는 백혈병환자에게만 사용이 의무화되어있고 일반 환자의 경우에는 백혈구 제거 필터의 사용유무를 개인선택에 맡기고 있는 실정이다.If you use a leukocyte reduction filter, you can remove more than 90% leukocytes. Many countries, including the United States, Japan, and Europe, have mandated a policy to remove leukocytes prior to blood transfusions (Universal Leukocyte Reduction) to prevent side effects caused by leukocytes after transfusion. The use of the leukocyte removal filter in the case of general patients is mandatory for patients only, and the situation is left to personal selection.

이처럼 외국에서는 이미 백혈구가 제거된 혈액제제의 사용이 의무화가 된 관계로, 백혈구 제거 필터 시장의 대부분을 일본의 아사히메디컬사와 미국의 폴사가 독점하고 있는 바, 국내에서도 백혈구 제거 필터 기술의 개발 및 제품화가 시급한 실정이다.Since the use of leukocyte-free blood products has already been mandated in foreign countries, most of the leukocyte removal filter market has been monopolized by Japan's Asahi Medical Co., Ltd. and Paul's USA. Is urgent.

본 발명에서는 수혈에 사용되는 혈액에 대하여 다수 백혈구에 의해 발생하는 부작용을 예방 또는 감소시킬 목적으로 수혈 전에 백혈구를 효과적으로 제거하기 위해 사용할 수 있는 백혈구 제거용 부직포 혈액필터, 혈액 분리 채널 및 다공성 지지체가 포함된 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention includes a non-woven blood filter, a blood separation channel and a porous support for leukocyte removal that can be used to effectively remove leukocytes prior to blood transfusion for the purpose of preventing or reducing the side effects caused by multiple leukocytes with respect to blood used for blood transfusion. The present invention provides a blood filter module and a method for manufacturing the same.

이와 같은 과제들을 달성하기 위하여 백혈구 제거용 혈액필터 모듈은, In order to achieve these problems leukocyte removal blood filter module,

제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포가 순차적으로 배치된 혈액필터를 포함하며, First spunbond nonwoven fabric; Meltblown nonwovens; And a blood filter in which the second spunbond nonwoven fabric is disposed sequentially,

상기 멜트블로운 부직포의 평균 기공 크기가 5 내지 15 ㎛ 이며, The average pore size of the meltblown nonwoven fabric is 5 to 15 ㎛,

상기 각 부직포는 키토산으로 표면처리된 구조로 이루어질 수 있다.Each of the nonwoven fabrics may have a structure treated with chitosan.

상기 멜트블로운 부직포는 4 내지 8층으로 구성된 것일 수 있다.The meltblown nonwoven fabric may be composed of 4 to 8 layers.

상기 각 부직포는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 중 하나의 선택으로 제조될 수 있다.Each of the nonwoven fabrics may be made of one of polypropylene and polyester.

상기 제1 스펀본드 부직포 상부와 상기 제2 스펀본드 부직포 하부에 각각 10개의 혈액 분리채널을 더 포함하고, 상기 분리채널의 내경은 4 내지 6 mm이며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽 채널의 내경에 비해 구간의 길이가 짧은 안쪽 채널의 내경이 상대적으로 좁은 구조로 이루어질 수 있다.Each of the first spunbond nonwoven fabric and the second spunbond nonwoven fabric further includes 10 blood separation channels, respectively, wherein the separation channel has an inner diameter of 4 to 6 mm, and a section of the channel has an inner diameter of a long outer channel. In comparison, the inner diameter of the inner channel having a shorter length may be a relatively narrower structure.

상기 혈액필터 하부에 다공성 지지체를 더 포함할 수 있다.The lower portion of the blood filter may further include a porous support.

백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법은,The manufacturing method of the blood filter module for leukocyte removal,

제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포를 준비하는 단계; 키토산 용액을 준비하는 단계; 상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계; 및 상기 제1 스펀본드 부직포, 상기 멜트블로운 부직포 및 상기 제2 스펀본드 부직포 순으로 배치하는 단계를 포함할 수 있다.First spunbond nonwoven fabric; Meltblown nonwovens; And preparing a second spunbond nonwoven fabric; Preparing a chitosan solution; Immersing the nonwoven fabric in the chitosan solution and then drying the nonwoven fabric; And disposing the first spunbond nonwoven fabric, the meltblown nonwoven fabric, and the second spunbond nonwoven fabric.

상기 키토산 용액을 준비하는 단계는, 증류수 90 내지 100 중량부에 아세트산 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 400 내지 600 RPM으로 40분 내지 80분 스터링(Stirring) 하여 아세트산 용액을 제조하는 단계,The preparing of the chitosan solution may include mixing 0.1 to 5 parts by weight of acetic acid to 90 to 100 parts by weight of distilled water to stir 40 to 80 minutes at 400 to 600 RPM to prepare an acetic acid solution.

상기 아세트산 용액 100 중량부에 키토산 0.1 내지 5 중량부를 첨가하여 400 내지 600 RPM으로 18시간 내지 30시간 스터링(Stirring)하는 단계를 포함할 수 있다.0.1 to 5 parts by weight of chitosan may be added to 100 parts by weight of the acetic acid solution and may include a step of stirring for 18 hours to 30 hours at 400 to 600 RPM.

상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계는, 부직포를 30분 내지 2 시간 침지시키는 단계, 80 내지 120 ℃에서 1 내지 5 분 동안 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.After the nonwoven fabrics are immersed in the chitosan solution, the drying may include immersing the nonwoven fabric for 30 minutes to 2 hours and drying at 80 to 120 ° C. for 1 to 5 minutes.

본 발명에 따른 백혈구 제거용 혈액필터 모듈은 수혈시 투입된 혈액이 10개의 분리채널을 통해 일정하게 공급되도록 하였으며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽은 넓게, 구간의 길이가 짧은 안쪽은 좁게 설계하여 10개의 분리채널 간 압력 차이를 최소화할 수 있었고, 키토산을 이용하여 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 친수화 표면개질을 실시함으로써 고분자 재료 표면의 혈전과 색전의 발생을 방지할 수 있었으며, 또한 멜트블로운 부직포를 다층으로 구성함으로써 백혈구 제거율이 90%이상으로 매우 우수하였다.Blood filter module for leukocyte removal according to the present invention is to ensure that the blood input during transfusion is constantly supplied through the 10 separate channels, the long section of the channel is wide outside, the short length of the section is designed to narrow 10 The pressure difference between the separation channels could be minimized. The hydrophilization surface modification of the leukocyte removal nonwoven blood filter using chitosan prevented the occurrence of blood clots and embolism on the surface of the polymer material. By the multilayer construction, the leukocyte removal rate was more than 90%.

도1은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 단면도이다.
도2은 SMS 구조도이다.
도3은 멜트블로운 및 스펀본드 부직포의 SEM분석 사진이다.
도4은 키토산을 이용한 Melt-blown 부직포 친수화 실험 결과이다.
도5은 PMI 분석 결과이다.
도6은 수투과도 실험 과정이다.
도7은 멜트블로운 부직포 층 수에 따른 백혈구 수 계측이다.1 is a cross-sectional view of the blood filter module for leukocyte removal.
2 is an SMS structure diagram.
Figure 3 is a SEM analysis of the meltblown and spunbond nonwoven fabrics.
Figure 4 shows the results of the Melt-blown nonwoven hydrophilization experiment using chitosan.
5 is a PMI analysis result.
6 is a water permeability experiment process.
7 is a white blood cell count according to the number of meltblown nonwoven layers.

이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 백혈구 제거용 혈액필터 모듈은 도1과 같이 백혈구 제거용 부직포 혈액필터, 다공성 지지체 및 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 상부 및 하부에 각 10개의 분리채널을 포함한다.First, the leukocyte removal blood filter module according to the present invention includes 10 separate channels each above and below the leukocyte removal nonwoven blood filter, the porous support, and the leukocyte removal nonwoven blood filter as shown in FIG. 1.

상기의 백혈구 제거용 부직포 혈액필터는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 중 선택되어 제조되며, 다층구조로 이루어져 있다. The non-woven blood filter for leukocyte removal is selected from polypropylene and polyester, and is made of a multilayer structure.

상기 다층구조는 제1 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 제2 스펀본드 부직포 순으로 이루어져 있으며 이를 SMS 구조(Spun-bond - Melt-blown - Spun-bond)라 한다. The multilayer structure includes a first spunbond nonwoven fabric, a meltblown nonwoven fabric, and a second spunbond nonwoven fabric, which is called an SMS structure (Spun-bond-Melt-blown-Spun-bond).

상기 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌 등의 열가소성 고분자를 용융하여 노즐을 통해 압출 방사하는 부직포 제조 방법에 의해 제조되며, 방사노즐로 압출된 고분자가 용융상태에서 방사구금의 양옆에서 고속으로 분사되는 열풍에 의해 초극세화된 극세 섬유가 수집체에 적층되어 제조된다The melt blown nonwoven fabric is manufactured by a method of manufacturing a nonwoven fabric by melting thermoplastic polymer such as polypropylene and extruding it through a nozzle. The meltblown nonwoven fabric is formed by hot air sprayed at high speed from both sides of a spinneret in a molten state. The ultrafine fibers, which have been ultrafine, are laminated to a collector and manufactured.

상기 스펀본드 부직포는 폴리프로필렌 등의 열가소성 고분자를 원재료로 하여 제조하는 부직포 종류의 하나로 분사하는 과정 중 섬유가 끊어지지 않고 생산 시점부터 생산 완료시점까지 연결된 장섬유로 구성되어 있어 촉감이 뛰어나고 유연성이 좋으며, 높은 인장강도를 지니는 장점이 있지만 필터효과는 낮아 단편적으로 사용하기 힘들다는 단점이 있다.The spunbond nonwoven fabric is a kind of nonwoven fabric manufactured from thermoplastic polymer such as polypropylene as a raw material, and is composed of long fibers connected from the production point to the production completion point without being broken in the process of spraying. However, it has the advantage of having high tensile strength, but it has a disadvantage that it is difficult to use fragmentally due to the low filter effect.

고분자 재료가 혈액에 직접 접촉하였을 경우 단백질의 흡착이 발생하는데 이때 백혈구, 적혈구, 혈소판의 순서로 일어나게 된다. 따라서 고분자가 가지고 있는 성질에 영향을 받게 되는데 혈액 필터와 같이 재료 표면에서의 혈액의 흐름이 빠른 경우에는 표면의 거친 상태와 이에 따른 표면에서의 분자의 운동이 큰 영향이 미치게 된다. 고분자 재료 표면의 혈전(Thrombosis)과 색전(Embolism)의 발생을 방지하기 위한 표면개질 방법으로 키토산을 이용한 친수화 표면개질을 실시하였다.When the polymer material is in direct contact with blood, the adsorption of proteins occurs in this order: white blood cells, red blood cells, and platelets. Therefore, the properties of the polymer are affected. If the flow of blood on the surface of a material such as a blood filter is fast, the rough state of the surface and the movement of molecules on the surface have a great influence. Hydrophilization surface modification using chitosan was performed as a surface modification method to prevent the occurrence of thrombosis and embolism on the surface of the polymer material.

상기 다공성 지지체는 플라스틱 재질로 이루어져 있으며, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 하부에 위치하여 혈액의 흐름에 따른 압력에도 불구하고, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터가 모듈 내부에 고정될 수 있도록 지지하는 역할을 함과 동시에, 백혈구가 제거된 혈액이 빠져나갈 수 있도록 다수의 구멍이 뚫려 있는 구조를 갖는다. The porous support is made of a plastic material, and located under the leukocyte removal nonwoven blood filter to serve to support the leukocyte removal nonwoven blood filter in the module despite the pressure due to the flow of blood. At the same time, it has a structure in which a plurality of holes are drilled so that the blood from which white blood cells have been removed can escape.

이하에서는 분리채널에 관해 도1을 참고하여 설명한다. 상기 분리채널은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈(66) 내의 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 상부 및 하부에 위치하며 혈액이 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 분산되어 통과할 수 있도록 혈액필터 상하 각 10개의 채널을 갖는 구조이다. 혈액은 혈액공급방향(33)으로 혈액공급부(44)를 지나 백혈구 제거용 혈액필터 모듈(66) 내로 공급되며, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터(11)를 지나기 전에 10개의 상부측 분리채널(55)을 통과하여 전체적으로 일정하게 백혈구 제거용 부직포 혈액필터(11)를 통과하고, 하부측 분리채널(77)로 유입되어 모아진 후 혈액 투과부(88)를 지나 백혈구 제거용 혈액필터 외부로 빠져나간다. 또한, 상기 각 채널은 4 내지 6 mm의 내경을 가지며, 혈액이 유입되는 곳을 기준으로 하여 가장 먼 위치로 혈액이 분리되어 흐르도록 하는 바깥쪽 채널의 내경(55a)이 가장 가까운 위치로 혈액이 분리되어 흐르는 안쪽 채널의 내경(55b)보다 20 내지 30 %의 더 큰 내경을 가지도록 순차적으로 채널의 내경이 커지는 구조를 갖도록 구성함으로써 각 채널 사이의 압력 차이를 최소화시켜 유량이 동일하도록 하여, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 전체에 일정한 양의 혈액이 흐르도록 한다.Hereinafter, a separate channel will be described with reference to FIG. 1. The separation channel is located above and below the leukocyte removal nonwoven blood filter in the leukocyte removal blood filter module 66 and has 10 channels each up and down the blood filter so that the blood can pass through the leukocyte removal nonwoven blood filter. Structure. The blood is supplied into the blood supply part 44 in the blood supply direction 33 and into the blood filter module 66 for leukocyte removal, and before passing the leukocyte removal nonwoven blood filter 11, 10 upper separation channels 55. After passing through the non-woven blood filter 11 for removing the white blood cells uniformly, and flows into the lower side separating channel 77 is collected and passes through the blood permeable 88 to exit the blood filter outside the white blood cell removal. In addition, each channel has an inner diameter of 4 to 6 mm, and the blood flows to the position where the inner diameter 55a of the outer channel closest to the blood flows to the furthest position based on where the blood is introduced. The inner diameter of the channel is sequentially increased to have a larger inner diameter of 20 to 30% than the inner diameter 55b of the separated inner channel, thereby minimizing the pressure difference between each channel so that the flow rate is the same. Allow a certain amount of blood to flow through the entire nonwoven blood filter.

본 발명의 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법은 키토산으로 표면처리된 부직포를 제조하기 위해, 증류수 90 내지 100 중량부에 아세트산 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 400 내지 600 RPM으로 40분 내지 80분 스터링(Stirring)하여 아세트산 용액을 제조하는 단계, 상기 아세트산 용액에 키토산 0.1 내지 5 중량부를 첨가하여 400 내지 600 RPM으로 18시간 내지 30시간 스터링(Stirring)하는 단계를 통해 키토산 용액을 제조하고, 상기 키토산 용액에 멜트블로운 부직포와 스펀본드 부직포를 30분 내지 2시간 침지하는 단계, 80 내지 120 ℃에서 1 내지 5분 건조하는 단계를 포함한다. In the method of manufacturing a leukocyte removal blood filter module of the present invention, to prepare a nonwoven fabric treated with chitosan, a mixture of 0.1 to 5 parts by weight of acetic acid is added to 90 to 100 parts by weight of distilled water for 40 minutes to 80 minutes at 400 to 600 RPM. (Stirring) to prepare an acetic acid solution, by adding 0.1 to 5 parts by weight of chitosan to the acetic acid solution to prepare a chitosan solution through a step of stirring (stirring) at 400 to 600 RPM for 18 to 30 hours, the chitosan solution Immersing the meltblown nonwoven fabric and the spunbond nonwoven fabric for 30 minutes to 2 hours, and drying at 80 to 120 ° C. for 1 to 5 minutes.

상기 아세트산 용액을 제조하는 단계에서 40분 미만으로 스터링 하는 경우 충분한 용해가 이루어지지 않으며, 80분 초과로 스터링 하는 경우 과도한 스터링 시간 소요로 인해 경제적이지 못한 문제가 있다. 또한 키토산 용액을 제조하는 단계에서 18시간 미만으로 스터링 하는 경우 충분한 키토산이 균일하게 분포하지 못하며, 30시간 초과로 스터링하는 경우 과도한 스터링 시간 소요로 인해 효율성이 떨어진다. 상기 키토산 용액에 각 부직포를 침지하는 시간이 30분 미만인 경우 부직포에 키토산이 필요한만큼 충분한 흡수되지 않아 친수성이 떨어지는 문제가 있으며, 80분을 초과하는 경우 과도한 침지시간 소요로 인해 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 상기 각 침지된 부직포를 건조하는 온도가 80℃ 미만인 경우 건조에 필요한 시간이 길어지고 120℃ 를 초과하는 경우 부직포가 변성될 가능성이 있으며, 또한 건조하는 시간이 1분 미만인 경우 충분한 건조가 이루어지지 않고, 5분을 초과하는 경우 부직포가 변성될 가능성이 있다.In the step of preparing the acetic acid solution in the case of less than 40 minutes is not sufficient dissolution is made, if the case of more than 80 minutes, there is a problem that is not economical due to excessive sterling time required. In addition, when the chitosan solution in the step of less than 18 hours to stir enough chitosan is not evenly distributed, if more than 30 hours to stir the efficiency is reduced due to excessive stirring time. When the time for immersing each nonwoven fabric in the chitosan solution is less than 30 minutes, there is a problem in that the nonwoven fabric is not sufficiently absorbed as necessary to reduce hydrophilicity, and in the case of more than 80 minutes, productivity is reduced due to excessive immersion time. . When the temperature of drying the immersed nonwoven fabric is less than 80 ℃, the time required for drying is longer, if the temperature exceeds 120 ℃ there is a possibility that the nonwoven fabric is denatured, and if the drying time is less than 1 minute, there is not enough drying For example, if it exceeds 5 minutes, there is a possibility that the nonwoven fabric will be denatured.

본 발명은 도2와 같이 제1 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 제2 스펀본드 부직포 순으로 이루어져 있으며 이를 SMS 구조(Spun-bond - Melt-blown - Spun-bond)라 부른다. 여기서 스펀본드 부직포는 프리필터(Pre-filter)로서 심미성을 높이고 혈액 거대입자덩어리를 제거하는 역할을 하며, 멜트블로운 부직포는 메인필터(Mainfilter)로서 백혈구를 제거하는 역할을 한다. SMS 구조로 설계한 이유는 스펀본드 부직포의 경우 여과 효율은 좋지 않지만, 백혈구를 제거하는 역할을 하는 멜트블로운 부직포의 표면에 보풀이 일어나는 것을 방지할 수 있어 심미성을 높일 수 있고, 거대혈액입자덩어리를 제거하는 역할도 할 수 있기 때문이다.The present invention consists of a first spunbond nonwoven fabric, a meltblown nonwoven fabric, and a second spunbond nonwoven fabric as shown in FIG. 2, which is called an SMS structure (Spun-bond-Melt-blown-Spun-bond). The spunbond nonwoven fabric serves as a pre-filter to enhance aesthetics and to remove large blood particles, and the meltblown nonwoven fabric serves as a main filter to remove leukocytes. The reason why the SMS structure is designed is that the spunbond nonwoven fabric has poor filtration efficiency, but it can prevent the occurrence of fluff on the surface of the meltblown nonwoven fabric which removes leukocytes, thereby improving aesthetics, and causing large blood particle mass. Because it can also play a role in removing.

본 발명에 따른 백혈구 제거용 혈액필터 내부의 백혈구 제거용 부직포 혈액필터에 관하여 다음과 같이 표면 분석을 하였다.The surface analysis of the non-woven blood filter for removing white blood cells in the blood filter for removing white blood cells according to the present invention was performed as follows.

다음 표1의 조건에 따라 멜트블로운 부직포를 제작 후 이를 토대로 각각의 구조와 파이버 특성을 관찰하기 위해 주사형전자현미경(SEM)을 사용하여 섬유의 직경과 구조적 차이를 분석 및 PMI 분석을 통해 기공 사이즈를 측정하고 백혈구 제거용 혈액필터에 가장 적합한 멜트블로운 부직포를 선정하였다.In order to observe the structure and fiber characteristics of each meltblown nonwoven fabric according to the conditions in the following Table 1, the scanning electron microscope (SEM) was used to analyze the diameter and structural differences of the fibers and the pores through PMI analysis. The size was measured and the meltblown nonwoven fabric most suitable for the leukocyte removal blood filter was selected.

Figure pat00001
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상기 멜트블로운 부직포 제작 조건에 따라 제조된 부직포의 구조와 파이버 특성을 관찰하기 위하여 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscope, 이하 SEM)을 사용하여 각각 다른 조건으로 제조된 멜트블로운 부직포와 스펀본드 부직포의 평균 섬유의 직경과 구조적 차이를 분석 하였으며, 기공률 측정기(Capillary Flow Porometer, PMI사, USA)를 사용하여 평균 기공 크기 (Mean Pore Size)를 측정 후 비교 하였다.In order to observe the structure and fiber characteristics of the nonwoven fabric prepared according to the meltblown nonwoven fabric manufacturing conditions, the scanning of the meltblown nonwoven fabric and the spunbond nonwoven fabric manufactured under different conditions using a scanning electron microscope (SEM). The average fiber diameter and structural differences were analyzed and the mean pore size was measured using a pore rate meter (Capillary Flow Porometer, PMI, USA).

도3에서는 상기 제작 조건에 따른 멜트블로운 부직포 P1, P2, P3와 스펀본드 부직포의 SEM 분석사진을 좌측상단으로부터 시계방향 순으로 나타내고 있다. P1의 평균 섬유의 직경은 2.86㎛, P2 의 평균 섬유의 직경은 5.5㎛, P3의 평균 섬유 직경은 5.0㎛로 측정 되었으며 스펀본드 부직포의 평균 섬유의 직경은 20.4㎛로 측정 되었다. 이와 같은 분석을 통하여 본 설계에 사용된 여과재 파이버의 구조적 특성은 극세사가 서로 셀프-본딩에 의해 구조화 되어있음을 확인할 수 있었다.In FIG. 3, SEM images of the meltblown nonwoven fabrics P1, P2 and P3 and the spunbond nonwoven fabric according to the fabrication conditions are shown in the order from the top left. The average fiber diameter of P1 was 2.86㎛, the average fiber diameter of P2 was 5.5㎛, the average fiber diameter of P3 was 5.0㎛, and the average fiber diameter of spunbond nonwoven fabric was 20.4㎛. Through this analysis, the structural characteristics of the filtrate fibers used in this design can be confirmed that the microfibers are structured by self-bonding with each other.

도4에서는 키토산을 이용하여 멜트블로운 부직포를 친수화 하였을 때 친수화 처리 전에는 134.7도의 발수성을 보이는 반면, 친수화 처리 후에는 27.4도로 친수화 된 것을 확인할 수 있었다.In FIG. 4, when the meltblown nonwoven fabric was hydrophilized using chitosan, the hydrophilicity was 134.7 degrees before the hydrophilization treatment, while the hydrophilization was 27.4 degrees after the hydrophilization treatment.

도5은 P1, P2, P3의 PMI 분석결과로서 P1의 평균 기공 크기는 18.1714 ㎛, P2의 평균 기공 크기는 13.0914 ㎛, P3의 평균 기공 크기는 28.4571 ㎛ 의 결과를 보였다. 백혈구의 크기가 10 내지 30 ㎛ 이므로 P1, P2, P3 중 백혈구를 필터링 하기에 가장 적합한 평균 기공 크기를 가진 부직포는 평균 기공 크기 13.0914 ㎛를 가지는 P2이므로 이를 이용하여 실험을 진행하였다.5 shows the results of PMI analysis of P1, P2, and P3. The average pore size of P1 was 18.1714 μm, the average pore size of P2 was 13.0914 μm, and the average pore size of P3 was 28.4571 μm. Since the size of the white blood cells was 10 to 30 μm, the nonwoven fabric having the average pore size most suitable for filtering leukocytes among P1, P2, and P3 was P2 having an average pore size of 13.0914 μm.

실시예 : 멜트블로운 부직포 6층 구조 MB(6) Example : Meltblown nonwoven 6-layer structure MB (6)

폴리프로필렌을 이용하여 상기 멜트블로운 부직포 제작 조건 중 P2, 즉 Basic weight 90g/cm2, Die tip temperature 250℃, Air flow rate 32m2/min, Die to collector distance(DCD) 25cm, Air temperature 235~245℃에 따라 평균기공크기 13.0914 ㎛인 멜트블로운 부직포를 제조한다. P2 of the meltblown nonwoven fabric manufacturing conditions using polypropylene, that is, basic weight 90g / cm 2 , Die tip temperature 250 ℃, Air flow rate 32m 2 / min, Die to collector distance (DCD) 25cm, Air temperature 235 ~ A meltblown nonwoven fabric having an average pore size of 13.0914 μm is prepared according to 245 ° C.

폴리프로필렌을 이용하여 통상적인 스펀본드 부직포 제작 조건에 따라 평균 섬유 직경 20.4 ㎛인 스펀본드 부직포를 제조한다.Polypropylene is used to prepare spunbond nonwovens having an average fiber diameter of 20.4 μm in accordance with conventional spunbond nonwoven fabrication conditions.

상기 각 부직포에 대한 키토산 표면처리를 위해 증류수 99 중량부에 아세트산 1 중량부를 첨가하여 500 RPM으로 1시간 스터링(Stirring)하여 아세트산 용액을 제조하고, 상기 아세트산 용액에 키토산 1 중량부를 혼합하여 500 RPM으로 24시간 스터링(Stirring) 한 키토산 용액을 준비한다.For the chitosan surface treatment for each nonwoven fabric, 1 part by weight of acetic acid was added to 99 parts by weight of distilled water, followed by stirring for 1 hour at 500 RPM to prepare an acetic acid solution, and 1 part by weight of chitosan was mixed with the acetic acid solution at 500 RPM. Prepare a chitosan solution that has been stirred for 24 hours.

상기 키토산 용액에 상기 각 부직포를 1시간 동안 침지시킨 다음 105℃에서 3분간 건조시켜 키토산으로 표면처리된 부직포를 제작한다. Each nonwoven fabric was immersed in the chitosan solution for 1 hour and then dried at 105 ° C. for 3 minutes to produce a nonwoven fabric surface-treated with chitosan.

상기 키토산으로 표면처리된 스펀본드 부직포 2장 사이에 상기 키토산으로 표면처리된 멜트블로운 부직포를 6층으로 쌓은 것을 포함하는 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 제작한다. 이를 MB(6)라 한다.Between the two spunbond nonwovens surface-treated with chitosan to prepare a non-woven blood filter for leukocyte removal comprising stacking the melt blown nonwovens surface-treated with chitosan in six layers. This is called MB (6).

비교예1 : 멜트블로운 부직포 3층 구조 MB(3) Comparative Example 1 : Meltblown Nonwoven Fabric 3 Layer Structure MB (3)

키토산으로 표면처리된 멜트블로운 부직포를 3층 구조로 겹친 것 외에는 실시예와 동일한 방식으로 백혈구 제거용 부직포 필터를 제조하였으며 이를 MB(3)라 한다.A nonwoven filter for leukocyte removal was prepared in the same manner as in Example except that the meltblown nonwoven fabric treated with chitosan was laminated in a three-layer structure, which is referred to as MB (3).

비교예2 : 멜트블로운 부직포 9층 구조 MB(9) Comparative Example 2 : Melt-blown nonwoven 9-layer structure MB (9)

키토산으로 표면처리된 멜트블로운 부직포를 9층 구조로 겹친 것 외에는 실시예와 동일한 방식으로 백혈구 제거용 부직포 필터를 제조하였으며 이를 MB(9)라 한다.A leukocyte removal nonwoven filter was prepared in the same manner as in the example except that the meltblown nonwoven fabric treated with chitosan was laminated in a nine-layer structure, which is referred to as MB (9).

시험예 1 : 수투과도 Test Example 1 : Water Permeability

상기 실시예, 비교예1 및 비교예2의 수투과도를 알기 위해 도9의 공정에 따라 도6과 같은 과정을 거쳐 실험하였다. 약 100ml의 혈액을 통과시킨 후 10분간 여과된 혈액의 부피를 측정하였을 때, 멜트블로운 부직포를 3장 적층한 비교예1의 경우 약 30ml, 6장 적층한 실시예의 경우 약 24ml, 9장 적층한 비교예2의 경우 약 16ml로 측정되었으며, 이에 따르면 부직포가 많이 적층 될수록 수투과도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.In order to know the water permeability of the above Example, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was tested through the same process as in FIG. When the volume of the filtered blood was measured for 10 minutes after passing about 100 ml of blood, about 30 ml in the case of Comparative Example 1 in which 3 meltblown nonwoven fabrics were laminated, and about 24 ml and 9 in the case of 6 layers. In the case of Comparative Example 2 was measured to about 16ml, according to this it was confirmed that the water permeability is lower as more non-woven fabric is laminated.

수투과도 실험 결과Permeability Test Results MB(3)MB (3) MB(6)MB (6) MB(9)MB (9) 투과량Permeation 약 30ml30 ml 약 24ml24 ml 약 16ml16 ml

시험예 2 : 백혈구 수기법 Test Example 2 : Leukocyte Technique

상기 실시예, 비교예1 및 비교예2의 백혈구 제거율을 측정하기 위하여 DME배지 990 마이크로리터에 10 마이크로리터의 혈액(검체)을 취하여 Mixing 후 혼합한 용액 10 마이크로리터를 채취하여, 검체와 Crystal Violet 염색약을 1:5의 비율로 혼합 하여 염색한 후, Nageotte 혈구 계산판에 떨어뜨려 1분정도의 반응 시간을 두었다. 광학현미경 하에 관찰한 후, 수기법으로 백혈구 수를 측정 하였다. In order to measure the leukocyte removal rate of Examples, Comparative Examples 1 and 2, 10 microliters of blood (sample) was taken from 990 microliters of DME medium, and 10 microliters of the mixed solution was collected, and the sample and Crystal Violet were collected. The dye was mixed and stained at a ratio of 1: 5, and then dropped on a Nageotte blood cell count to allow a reaction time of about 1 minute. After observing under an optical microscope, the leukocyte count was measured by manual method.

도7과 같이 멜트블로운 부직포 수에 따른 백혈구 제거율을 알아보기 위해 3층으로 된 비교예1, 6층으로 된 실시예, 9층으로 된 비교예2 부직포를 사용하여 혈액을 여과한 뒤 염색약으로 염색 후, 혈구 계산판을 이용하여 백혈구의 숫자를 계산하였다. In order to determine the leukocyte removal rate according to the number of melt blown nonwoven fabrics as shown in FIG. 7, the blood was filtered using the nonwoven fabrics of Comparative Example 1, 6-layered Example, and Comparative Example 2, 9-layered non-woven fabric. After staining, the number of leukocytes was calculated using a hemocytometer.

백혈구 수 측정은 Total 백혈구 수 = (백혈구 count 수÷4)×희석배수×104 에 따랐으며 그 결과를 표3에 나타내었다.The leukocyte count was measured according to the total leukocyte count = (white blood cell count number ÷ 4) × dilution factor × 10 4 and the results are shown in Table 3.

멜트블로운 부직포 수에 따른 백혈구 수White blood cell count according to the number of meltblown nonwovens 혈액blood MB(3)MB (3) MB(6)MB (6) MB(9)MB (9) 백혈구 수White blood cell count 7.73 ×108 7.73 × 10 8 4.20 ×108 4.20 × 10 8 2×107 2 × 10 7 1.09 ×108 1.09 × 10 8

백혈구 제거율(%)는 100 - {(filtering 된 혈액÷혈액) × 100} 으로 계산하여 그 결과를 표4에 나타내었다. 실험 결과에 따르면 멜트블로운 부직포를 6층 구조로 형성하였을 때 가장 우수한 백혈구 제거 효과를 나타내는 것을 확인하였다.Leukocyte removal rate (%) was calculated as 100 − {(filtered blood ÷ blood) × 100} and the results are shown in Table 4. According to the experimental results, when the meltblown nonwoven fabric was formed into a six-layer structure, it was confirmed that it showed the best leukocyte removal effect.

멜트블로운 부직포 수에 따른 백혈구 제거율Leukocyte removal rate according to the number of meltblown nonwovens MB(3)MB (3) MB(6)MB (6) MB(9)MB (9) 백혈구 제거율(%)Leukocyte removal rate (%) 5050 99.9799.97 9090

11: 백혈구 제거용 부직포 혈액 필터
22: 다공성 지지체
33: 혈액 공급방향
44: 혈액 공급부
55: 상부측 분리채널
55a: 바깥쪽 분리채널의 내경
55b: 안쪽 분리채널의 내경
66: 백혈구 제거용 혈액필터 모듈
77: 하부측 분리채널
88: 혈액 투과부
99: 혈액 투과방향11: nonwoven blood filter for leukocyte removal
22: porous support
33: blood supply direction
44: blood supply
55: upper separation channel
55a: inner diameter of the outer separation channel
55b: Inner diameter of inner separation channel
66: blood filter module for leukocyte removal
77: lower separation channel
88: blood permeation
99: blood permeation direction

Claims (8)

제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포가 순차적으로 배치된 혈액필터를 포함하며,
상기 멜트블로운 부직포의 평균 기공 크기가 5 내지 15 ㎛ 이며,
상기 각 부직포는 키토산으로 표면처리된 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈.First spunbond nonwoven fabric; Meltblown nonwovens; And a blood filter in which the second spunbond nonwoven fabric is disposed sequentially,
The average pore size of the meltblown nonwoven fabric is 5 to 15 ㎛,
The non-woven fabric is leukocyte removal blood filter module, characterized in that the surface treatment with chitosan. 제1항에 있어서,
상기 멜트블로운 부직포는 4 내지 8층으로 구성된 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 헐액필터 모듈.The method of claim 1,
The meltblown nonwoven fabric is hull filter module for leukocyte removal, characterized in that consisting of 4 to 8 layers. 제1항에 있어서,
각 부직포는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 중 하나의 선택으로 제조되는 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈The method of claim 1,
Leukocyte removal blood filter module, characterized in that each nonwoven fabric is made of one of polypropylene, polyester 제1항에 있어서,
상기 제1 스펀본드 부직포 상부와 상기 제2 스펀본드 부직포 하부에 각각 10개의 혈액 분리채널을 더 포함하고, 상기 분리채널의 내경은 4 내지 6 mm 이며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽 채널의 내경에 비해 구간의 길이가 짧은 안쪽 채널의 내경이 상대적으로 좁은 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈The method of claim 1,
Each of the first spunbond nonwoven fabric and the second spunbond nonwoven fabric further includes 10 blood separation channels, wherein the separation channel has an inner diameter of 4 to 6 mm, and a section of the channel has a long inner diameter. Blood filter module for leukocyte removal, characterized in that the inner diameter of the inner channel is shorter than the length of the section 제1항에 있어서,
상기 혈액필터 하부에 다공성 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈The method of claim 1,
Leukocyte removal blood filter module, characterized in that it further comprises a porous support on the lower blood filter 제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포를 준비하는 단계;
키토산 용액을 준비하는 단계;
상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계; 및
상기 제1 스펀본드 부직포, 상기 멜트블로운 부직포 및 상기 제2 스펀본드 부직포 순으로 배치하는 단계를 포함하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법.First spunbond nonwoven fabric; Meltblown nonwovens; And preparing a second spunbond nonwoven fabric;
Preparing a chitosan solution;
Immersing the nonwoven fabric in the chitosan solution and then drying the nonwoven fabric; And
The first spunbond nonwoven fabric, the meltblown nonwoven fabric and the second spunbond nonwoven fabric comprising the step of arranging in order of the blood filter module for removing white blood cells. 제6항에 있어서,
상기 키토산 용액을 준비하는 단계는 증류수 90 내지 100 중량부에 아세트산 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 400 내지 600 RPM으로 40분 내지 80분 스터링(Stirring) 하여 아세트산 용액을 제조하는 단계; 및
상기 아세트산 용액 100 중량부에 키토산 0.1 내지 5 중량부를 첨가하여 400 내지 600 RPM으로 18시간 내지 30시간 스터링(Stirring)하는 단계를 포함하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법The method of claim 6,
The preparing of the chitosan solution may include mixing 0.1 to 5 parts by weight of acetic acid to 90 to 100 parts by weight of distilled water to stir 40 to 80 minutes at 400 to 600 RPM to prepare an acetic acid solution; And
Method of producing a leukocyte removal blood filter module comprising the step of Stirring for 18 hours to 30 hours at 400 to 600 RPM by adding 0.1 to 5 parts by weight of chitosan to 100 parts by weight of the acetic acid solution 제6항에 있어서,
상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계는, 부직포를 30분 내지 2 시간 침지시키는 단계, 80 내지 120 ℃에서 1 내지 5 분 동안 건조시키는 단계를 포함하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법The method of claim 6,
After immersing each nonwoven fabric in the chitosan solution, the drying step includes immersing the nonwoven fabric for 30 minutes to 2 hours, and drying for 1 to 5 minutes at 80 to 120 ° C. Manufacturing Method
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