KR820001119B1 - 인공 장기용 흡착제의 제조방법 - Google Patents

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Description

인공 장기용 흡착제의 제조방법

제1도는 여러가지 활성탄 비즈로 제조된 흡착제의 분자량과 흡착계수와의 상관관계를 나타낸 것이다.

본 발명은 인공 신장, 인공 간 등의 인공장기에 사용되는 흡착제의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히 피치를 용매로서 피치와 배합 가능한 방향족 화합물 및 탄화수소의 쇄상 중합체, 언급된 탄화수소가 주성분인 공중합체 혹은 중합체 및 공중합체의 혼합물과 혼합, 용해하고 상기 혼합물을 물에 분산시켜 피치 혼합물의 비즈를 생성한 다음 상기 비즈로 부터 용매를 제거하여, 불응성화하고 탄화시킨 후 활성화시켜 얻은 신규의 활성 비즈를 물로 세척하여 진이 제거된 활성탄 비즈(ND-BAC로 후술)를 제조하여 상기 비즈를 생체 적합성을 지닌 물질로 흡착 처리하거나 생체 적합성을 지닌 필름-형성물질로 직접 코팅하여 인공장기용 흡착제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

신장 기능 및 간 기능을 잃은 환자는 장기가 정상적으로 작용하지 못하기 때문에 생체계 내에 독성물질이 축적되어 여러가지 생리적 장해로 고생하게 된다. 이러한 환자의 수는 해마다 증가하고 있다. 따라서, 소실된 장기의 기능을 수행할 수 있으며 독소를 생체계 밖으로 배출할 수 있는 대용 장치의 개발에 보다 많은 역점을 두게 되었다.

이제까지 제안되었던 인공신장 가운데 이환된 혈액을 투석하여 독소를 제거하는 신장 장치가 가장 널리 사용되었다. 그러나 혈액-투석형 인공 신장은 혈액 투석에 시간이 너무 많이 소비되며 장치가 많은 공간을 차지하는 단점이 있다. 따라서 환자에게는 만족할 만한 상태를 제공하지 못한다.

최근에 들어, 상기와 같은 단점을 제거시키기 위해 흡착형 인공 신장을 개발하기 위한 연구가 촉진되어 왔다.

인공 신장의 한 변형으로서, 간의 해독 작용을 부분적으로 수행하도록 고안된 보조용 간 시스템이 현재 개발중에 있다. 흡착형 인공 장기에 사용하는 흡착제에 있어서, 활성탄 비즈가 종래의 압착 또는 펠렛화된 활성탄보다 월등한 투성을 지니므로 더욱 관심을 끌게 되었다.

예를 들면, 일본국 특허공개공보 제148291/1976호는 원유의 피치를 비즈형태로 주조하고, 상기 비즈를 여러 방법으로 반복 세척하여 탄소진(carbon dust)을 일으키는 잡물을 가능한한 모두 제거한 다음 활성탄 표면에 흡착되어 있는 미세한 탄소진을 피톡실린 등으로 활성탄 표면에 고정시켜 제조하는 활성탄 비즈에 관한 것이다. 또한 일본국 특허공개공보 제151693/1976호는 비즈의 점착력을 증가시키고 유리탄소진 및 강열잔분이 유발되는 난점을 해결하기 위하여 피록실린, 폴리프로필렌 또는 비닐클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체 등의 필름 형성물질로 코팅하고, 비즈의 표면에 혈액성분이 흡착 또는 응결되는 것을 막기 위하여 혈액을 정화하기 위하여 실제로 사용하기 직전 알부민 등으로 다시 코팅시킨 활성탄 비즈에 관한 것이다.

상기와 같이 코팅시킨 활성탄을 인공장기의 흡착제로 임상실험한 예는 하기와 같은 문헌에 기재되어 있다.

[참조 : Chang T.M.S. et al(Trans. A.S.A.I.O., 19, 314, 1973), (Trans. A.S.A.I.O., 16, 141-149, 1970), Odaka et al (Jinko Zoki [artificial organs], Vol. 5, No.3, PP 171-176, 1976) 및 Mito et al (Jinko Zoki, Vol. 6, No. 3, PP 110-118, 1977)]

임상실험이 외국은 물론 일본국의 여러 연구기관 및 병원의 환자에 대해서 실제 행해졌다. 이때 사용된 거의 모든 흡착제는 원유의 활성탄 비즈물이다.

그러나 상기에서 언급된 전기 출판물에서도 명백히 밝혀진 바와 같이, 종래의 원유의 활성탄 비즈는 활성탄 제조과정 도중 탄소진이 물질에 잘못 혼입되므로 탄소진을 완전히 제거시키기가 곤란하고 주조된 비즈는 세척 및 기타 처리과정을 거쳐야 하였다.

상기와 같은 활성탄 비즈를 혈액이 직접 주입되는 인공장기의 흡착제로 사용할 경우, 바즈 표면에서 탄소진이 유리될 수 있는 가능성을 배제하고 비즈 표면에 혈액성분이 흡착되지 않도록 상기 비즈를 필름-형성물질로 반드시 코팅해야 할 필요가 있다.

그러나, 흡착제의 표면에 필름-형성물질을 사용하는 것은, 필름 형성물질이 흡착제에 흡착되는 물질의 흡착 속도를 감소시키며 흡착될 물질의 분자 크기를 제한하게 되므로 바람직하지 못하다. 따라서, 공지의 방법으로 제조된 활성탄으로 만들어진 인공 장기용 흡착제를 개발하는 경우, 흡착력은 감소시키지 않으면서 탄소진의 유리를 효과적으로 방지할 수 있는 필름-형성물질 또는 코팅 방법의 연구에 노력하게 되었다.

예를 들면, 상이한 필름-형성물질을 사용하는 이중코팅법, 한가지의 동일한 필름-형성 물질을 사용하는 다층(multi-layer) 코팅법 및 한가지의 동일한 필름-형성 물질을 사용하는 다용적 코팅법에 관한 연구가 진행중에 있다.

상기에 기재된 코팅 방법으로 제조된 활성탄 생성물의 경우에는, 필름-형성 물질로 이루어진 코팅물은 탄소진이 유리될 가능성을 완전히 배제할 수 있으며 비교적 고분자량의 물질에 대해서는 흡착력을 감소시킬 정도로 넓은 두께를 가져야 한다.

본 발명의 발명자는 종래의 기술에서 발생되는 전술된 여러가지 단점을 제거시키기 위한 연구를 행하여 탄소진을 매우 미량 유리시키고 고강도를 지닌 활성탄 비즈 개발에 성공하였다. 따라서 이들은 활성탄 비즈를 생체에 적합한 물질로 계속 처리하면 탄소진을 유리시키지 않고, 중등도 내지 고분자량의 물질에 대한 흡착력이 탁월하며, 생체에 적합한 인공장기용 흡착제가 얻어진다는 사실을 알게 되었다.

본 발명은 바로 이러한 사실에 근거한 것이다.

본 발명을 여러가지 활성탄 비즈로 제조된 흡착제의 분자량과 흡착계수와의 관계를 나타낸 도면으로 상세히 기술한다.

전술된 탄소진이 매우 미량 유리되는 활성탄 비즈 및 그 제조방법은 본 출원과 동일한 날짜에 동일 출원인이 출원한 계류중인 일본국 특허원 제53-12139호에 기재되어 있다.

상기 활성탄은 원료로 사용되는 피치를 탄화수소의 쇄상 고중합체, 언급된 탄화수소가 주성분인 공중합체 혹은 그의 혼합물과 미리 혼합하여 사용하는 점을 제외하고는 일본국 특허공보 제18879/1975호에 기재된 공지의 방법으로 제조한다. 활성탄 비즈는 50 내지 350℃ 범위의 연화점을 갖는 피치를 용매로서 적어도 한가지의 배합 가능한 방향족 화합물과 150 내지 250℃ 범위의 온도에서 이들이 융해 및 혼화될 때까지 혼합하고 상기에서 언급한 혼화 및 액화 온도 범위에서 혼합 시스템과 잘 혼화할 수 있도록 하기 위하여 500,000 이하의 분자량 및 저분해도를 나타내는 탄화수소 쇄상 고중합체(예, Sumitomo Chemical Co., Ltd.의 "SUMIKATHENE G-806"과 같은 폴리에틸렌, Montecatini Co., Ltd. 의 "Moplen Type AS"와 같은 폴리프로필렌, Nippon Zeon Co., Ltd "Nipol BR 1220"과 같은 폴리부타디엔 혹은 Sumitomo Chemical Co., Ltd.의 "Esbrite GP-8"과 같은 폴리스티렌) 혹은 주로 상기에서 언급된 탄화수소로 이루어진 공중합체(예, Mitsui Poly-Chemical Co., Ltd.의 "EVA Flex-250"과 같은 에틸렌-비닐-아세테이트 공중합체) 혹은 중합체 및 공중합체의 혼합물 피치 중량에 대해 약 0.1 내지 10%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8중량%인 량과 혼합하며, 얻은 용해시킨 피치를 현탁제를 함유하는 물에 쏟아 넣고 50 내지 200℃ 범위의 온도로 유지한 후(필요에 따라서는 고압 멸균기 내어서), 상기 혼화물을 미세한 구형 입자(비즈) 형태로 분산시켜 피치의 비즈를 제조한 후 주조 과정시 유기 용매로 사용된 방향족 화합물을 제거하기 위하여 피치 및 중합체물질에 대하여 반응성을 나타내나 기첨가된 유기용매와는 잘 혼화하는 용매로 상기 비즈를 추출 처리한 다음 통상의 방법으로 불용성화, 탄화, 활성화 및 정화시켜 제조한다.

상기에서 언급된 방향족 화합물의 예로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌; 메틸 나프탈렌, 디메틸 나프탈렌, 안트라센, 펜안트렌, 트리페닐렌, 디페닐, 디페닐 메탄 및 디페닐에테르와 같이 1 내지 3개의 환으로 된 방향족 탄화수소를 들 수 있다.

상기 방향족 탄화수소의 알킬 유도체를 사용할 수도 있다. 피치에 상기에서 언급한 방향족 화합물의 양이 특별히 문제가 되지는 않으나 이 화합물은 피치 100중량부에 대해 5 내지 50중량부의 양을 첨가하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 불융성화 처리는 실온에서부터 서서히 가열하면서 공기중에서 실시하며 400℃이하의 온도에서 완결시킨다. 불융성화된 구형피치를 가열한 다음 N₂혹은 스팀대기하에서 탄화하여 900 내지 1000℃에서 활성화시킨다. 그 결과로 매우 구형이고 매우 미량의 진을 함유하는 고강도의 활성탄을 제조할 수 있다.

출발물질의 한 성분으로서 사용되는 피치는 50 내지 350℃ 바람직하게는 150 내지 250℃의 연화점, 80 내지 97중량%의 탄소함량, 0.3 내지 2.0의 수소/탄소원자 비율 및 60중량% 이하의 니트로 벤젠-불용성 물질 함량을 갖는 것이 바람직하다.

분 명세서중 사용되는 "연화점"이란 용어는 1g의 시험물이 부하된 KOKA 타입 유량 시험기의 피스톤이 10kg/cm²하중에서 6℃/분의 비율로 시험물을 가열할 때 저속 이동하면서 처음으로 정지되는 상태의 온도를 의미한다.

용어 "니트로벤젠-불용성 물질 함량"은 100ml의 니트로벤젠에 1g의 피치분말을 첨가하여 40℃에서 용해시킬 경우 잔류하는 불용성 물질의 중량% 비율이다.

일반적으로 석유 분해물에서 유추되거나 석탄에서 유추된 피치는 상기 용도에 적합하다.

상기 방법으로 제조된 활성탄 비즈는 완전한 구형으로서 0.1 내지 1.5g/ml의 입자직경, 0.5내지 1.5g/ml 입자밀도, 800 내지 1500m²/g의 비표면적, 100Å 이하의 포어반경 범위에서 측정된 0.3ml/g 이상의 포어 부피 및 100 내지 100,000Å의 포어-반경 범위에서 측정된 0.5ml/g 이하의 포어부피와 같은 물리적 특성을 갖는다. 활성탄의 회분 분량은 0.5중량% 이하이다.

상기 방법으로 얻은 활성탄 비즈는 공지 방법으로 제조된 활성탄 비즈와 견줄 수 없을 정도로 낮은 탄소진 형성을 나타낸다. 결과적으로, 상기 비즈를 인공 장기의 흡착제로서 사용하기에 유리하다. 매우 낮은 탄소진 형성은 본 발명의 방법으로 제조된 활성탄 비즈물이 갖는 특징으로서, 본 비즈는 탄소진을 제거하기 위해 필요한 까다로운 활성탄 처리를 않고도 인공 장기의 흡착제로 바람직하게 사용할 수 있다.

활성탄 비즈(ND-BAC)상에 생체에 적합한 물질을 흡착시키거나 또는 비즈의 표면에 생체에 적합한 물질(필름-형성물질)을 코팅함으로써, 탄소진이 전혀 형성되지 않으며, 약 3000 이상의 분자량을 갖는 물질에 대한 흡착력이 매우 큰 인공 장기용 흡착제가 얻어질 수 있다.

활성탄소의 비즈(ND-BAC)에 생체에 적합한 물질을 흡착시키는 단계는 알부민 혹은 헤파린 등의 생물학적 성분(혈액성분)의 수용액에 활성탄 비즈를 침지시키고 상기 용액에서 습윤된 비즈를 제거한 다음 건조시키는 순서로 진행된다.

상기와 같이 생물학적 성분이 침착된 활성탄 비즈를 인공 장기의 흡착제로 사용하며 혈액을 흡착제를 통과해 유동시킬 경우 흡착제상에 침착된 혈액 및 생물학적 성분이 활성탄 비즈 표면 부위에 평형상태로 보지되게 되며, 따라서 생체계의 일부처럼 작용할 수 있다. 따라서 상기 흡착제는 탁월한 생체 적합성을 나타낸다.

활성탄 비즈(ND-BAC) 표면에 생체에 적합한 물질을 코팅하는 단계는 상분리법, 침지법 혹은 기타 방법으로 활성탄 비즈 표면에 알부민, 젤라틴, 피톡실린, 셀룰로오즈 아세테이트 혹은 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트(필요하다면 가교 결합 처리를 미리 한 다음 사용) 등의 생체에 적합한 필름-형성물질을 균일하게 적용시켜 진행한다. 본 발명에서 사용하는 활성탄 비즈(ND-BAC)는 탄소진 형성율이 아주 낮을 뿐 아니라 필름-형성물질로 코팅되어 우수한 표면 코팅 상태를 나타낸다. 그러므로 코팅 처리시 상기 활성탄 비즈는 단순한 처리로 종래에 요구되었던 다량의 필름-형성물질을 사용하지 않고도 얇은 막으로 균일하게 코팅될 수 있는 잇점을 갖는다.

상기와 같은 효율적인 코팅은 중등도 내지 고분자량을 갖는 물질에 대한 비즈의 흡착력을 저하시키지 않고도 활성탄의 개별 비즈가 갖는 강도를 증가시켜 준다. ND-BAC에 대해 생체-적합물질의 적용은 코팅법의 경우보다 흡착방법으로 실시하는 것이 보다 효과적이며, 그것은 흡착방법이 코팅법의 경우에 비해 ND-BAC의 흡착력을 실질적으로 감소시키지 않기 때문이다.

상기에서 설명한대로, 본 발명의 흡착제는 신규로 개발된 활성탄 비즈(ND-BAC)상에 생체에 접합한 물질을 직접 흡착시키거나 상기 물질로 약간 코팅하는 간단한 방법으로 제조된다. 따라서, 본 발명의 흡착제는 활성탄 비즈 고유의 흡착력을 충분리 나타낼 뿐 아니라 생체-적합성을 지니므로 인공 장치의 용도에 완전 부합될 수 있다.

또한, 본 발명의 흡착제는 매우 중증의 생리학적 상태하에서도 작용할 수 있도록 고안된 인공장기에도 사용할 수 있으므로, 흡착 처리가 요구되는 의료 부문 및 식품 공업에 부차적으로 사용될 수 있다는 것을 지당한 일이다.

본 발명을 하기 실시예에서 보다 상세히 기술한다.

[실시예 1]

(1) 내부 부피가 1ℓ인 고압 멸균기에서, 식물분해로 생성된 피치 300g을 100g의 나프탈렌 및 피치에 대해 2중량%량인 폴리에틸렌("SUMIKATHENE G-806" 스미도모 가가꾸 가부시끼 가이샤)과 180℃로 2시간 교반 혼합하여 균질 용해물을 얻는다. 상기 피치 혼합물을 0.5중량%의 폴리비닐 알코올을 함유하는 물에 쏟어넣고 160℃로 가열한 다음 상기 피치가 작은 구형입자로 전환될 때까지 1200rpm 속도로 20분간 교반하여 분산시킨다. 분산된 피치 혼합물을 함유하고 있는 물을 냉각시켜 피치의 비즈를 교형화시킨다. 상기 비즈를 탈수화하고 n-핵산으로 추출하여 나프탈렌을 제거하고 공기의 강제 유량으로 형성된 유동 베드로 이동시킨 다음 실온에서 시간당 30℃의 증가비율로 300℃까지 가열하여 피치의 불용성 비즈를 얻는다. 상기 불용성 비즈를 스팀으로 900℃까지 가열한 후 900℃로 유지하여 탄화한 다음 물로 세척하여 활성탄 비즈(ND-BAC)룰 얻는다.

(2) 증류수 500ml에 상기 방법 (1)로 제조한 활성탄 비즈 100g을 분산시킨다. 초음파 세척기(니혼 세이끼사 제품, 모델 NS-50) 내에서 초음파로 상기 분산 비즈물을 30분간 세척한 다음 스텔레스 가아제상에 놓고 흐르는 물로 세척한다. 상기 ND-BAC를 0.1중량%의 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 함유하고 있는 에탄올-물 (80 : 20) 혼합물 200ml에 분산시킨 다음 ND-BAC상에 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트의 제1코팅을 효과적으로 할 수 있도록 상기 분산물에 600ml의 증류수를 첨가하여 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 개별층으로 분리시킨다.

코팅된 비즈를 스텔레스 가아제상에 옮기고 증류수로 세척하여 과량의 코팅물질을 제거한 다음 건조시켜 진이 완전히 제거되었으며 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트로 코팅된 활성탄 비즈를 얻는다.

[실시예 2]

500ml의 증류수에 상기 실시예 (1)에서 제조된 활성탄 비즈 100g을 분산시킨다. 초음파 세척기(상기와 동일)내에서 상기 분산 비즈물을 초음파로 30분간 세척한다.

상기 비즈를 스텔레스 가아제상으로 옮겨 흐르는 물로 세척한다.

상기 ND-BAC를 1% 알부민 수성용액에 2시간 동안 침지시켜 알부민을 ND-BAC에 흡착시킨다.

상기 알부민 수용액을 경사법으로 처리하여 비즈를 분리한 다음, 건조시켜 진이 완전 제거되고 알부민으로 처리된 활성 비즈를 얻는다.

[비교실시예 1]

증류수 500ml에 공지된 활성탄 비즈(일본국 특허 제18879/179 및 76/1967호의 방법으로 제조) 100g을 첨가한다. 상기 비즈를 초음파로 30분간 세척한 다음 비즈를 분리한다. 상기 비즈를 새로 증류된 물 500ml에 첨가한 다음 제1세척단계와 동일한 방법으로 세척한다. 상기 비즈를 상기와 동일한 방법으로 세번째 세척한다. 세번 세척한 다음 청정한 활성탄의 상기 공지 비즈를 흐르는 물로 세척한다.

상기 방법으로 청정처리된 비즈는 여전히 탄소진이 완전 제거되지 못한 상태이다.

상기 방법으로 청정된 활성탄의 공지 비즈를 0.2중량%의 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 함유하는 에탄올-물(80 : 20) 혼합물 200ml에 분산시킨 다음 증류수 600ml를 첨가하여 상분리를 촉진시킨다.

상기 비즈를 스렌테스 가아제상에 옮겨 탈수한 다음 건조시킨다. 건조된 활성탄 비즈를 1중량%의 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 함유하는 에탄올-물(80 : 20) 혼합물 200ml에 다시 분산시키고 상기 분산물에 증류수 600ml를 첨가하여 상층분리를 용이하게 한다. 상기 비즈를 스텐레스 가아제상에서 탈수하여 건조시킨다.

[비교실시예 2]

증류수 200ml에 공지된 활성탄 비즈100g(비교실시예 1과 동일)을 분산시킨다. 물에 용해된 비즈를 초음파 세척기로 30분간 세척한 다음 상기 비즈를 분리한다.

상기 비즈를 500ml의 증류수로 3번 세척한 다음 스텐레스 가아제상으로 옮겨 흐르는 증류수로 세척한다.

청정된 활성탄 비즈를 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 0.2중량% 함유하는 에탄올-물(80 : 20) 혼합물 200ml에 분산시킨 다음 상기 분산물에 600ml의 증류수를 첨가하여 상 분리를 용이하게 한다.

상기 비즈를 스텐레스 가아제상으로 옮겨 탈수시킨 다음 건조시킨다. 상기 비즈를 1중량%의 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 함유하는 에탄올-물(80 : 20) 혼합물 200ml에 재분산시킨 다음 600ml의 증류수를 첨가하여 상 분리시킨다. 상기 비즈를 스텐레스 스틸 가아제상에서 탈수시켜 건조시킨다. 탄소진을 보다 많이 제거하기 위하여 상기의 활성탄 비즈를 3중량%의 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 함유하는 에탄올-물 혼합 매질(80 : 20)로 코팅 처리하여 진이 제거된 활성탄 비즈를 얻는다.

상기 실시예 1 및 2 및 비교실시예 1 및 2에 기재된 방법으로 제조한 활성탄 비즈에 대한 실험 결과는 하기 도표 3에 기재되어 있다.

[시험 1]

실시예 1, 2 및 비교실시예 1, 2의 세척 혹은 표면처리 등의 방법으로 제조된 활성탄 비즈로부터 각각 10g의 샘플을 얻는다. 상기 샘플을 0.45μ막 여과기에 통과시켜 미리 여과한 증류수 150ml가 등어 있는 200ml의 삼각 플라스크에 넣고 미니-진탕기 (mini-shaker, Model SS-80, 도오꾜 리까기기 제품)로 130ppm에서 60분간 진탕시킨다. 플라스크에서 얻은 100ml의 액체를 0.3μ의 막 여과기에 통과시켜 액체에서 유리된 탄소진을 모은다. 여과기상에 모아진 탄소진은 부속 사진기에 찍혀진다. 분산액중 유리탄소진의 입자는 1.2μ이상의 직경을 갖는 것으로 나타났다. 결과는 하기 도표 1에 기재한다.

사진은 서로 다른 활성 비즈에서 유리되어 필터막상에 수집된 탄소진의 상태를 보여준다. 사진 A1은 청정된 ND-BAC의 세척 잔사를 나타내며 사진 A2는 ND-BAC를 0.1중량%의 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이트를 함유하는 에탄올-물(80 : 20)혼합 매질로 첫번 처리하여 얻는 세척 잔사를 나타낸다.

사진 A3은 ND-BAC를 1중량% 알부민 수용액으로 처리하여 얻은 세척잔사를 보여준다. 사진 B1은 공지된 활성탄 비즈를 청정하여 얻은 세척잔사를 나타낸다.

사진 B2는 공지된 활성탄 비즈를 0.2중량%의 P-HEMA를 함유하는 에탄올-물(80 : 20)혼합 매질로 첫번 처리하여 얻은 세척 잔사를 나타낸다. 사진 B3은 공지된 활성탄 비즈를 1중량%의 P-HEMA를 함유하는 에탄올-물(80 : 20)혼합 매질로 2번째 처리하여 얻은 세척 잔사를 보여준다. 사진 B4는 공지된 활성탄 비즈를 상기 첫번, 두번째 처리에 이어 3중량%의 P-HEMA를 함유하는 에탄올-물(80 : 20)혼합 매질로 세번째 처리하여 얻은 세척 잔사를 나타낸다.

[표 1]

[시험 2]

실시예 1의 단계(1)에서 활성탄 비즈를 세척하여 얻은 ND-BAC 및 실시예 1(2), 실시예 2, 비교실시예 1 및 비교실시예 2에서 흡착 혹은 코팅 처리하여 얻은 활성탄 비즈로부터 각각 2.0g의 샘플을 얻는다.

상기 샘플을 상이한 분자량의 여러 물질의(우레아, 요산, 크레아티닌, Red-102, 비타민 B₁₂, 이뉼린 및 시토크롬)포스페이트 완충용액 200ml에 각각 첨가하고(5 내지 20mg/dl)흡착 시키기 위하여 3시간 동안 진탕한 다음 용액으로부터 제거한다. 상기 잔류용액을 분석하여 비즈에 흡착된 물질의 농도를 측정하고 하기 도식을 사용하여 흡착 계수를 계산해낸다.

흡착 계수=[{(흡착전의 농도)-(흡착후의 농도)}/(흡착전의 농도)]×100(%)

상기 결과를 도면에 도시하였다.

도면에서 하기와 같은 사실이 명백히 밝혀졌다.

(1) ND-BAC의 흡착도 및 실시예 2에서 제조된 활성탄 비즈의 흡착또사이에는 실질적으로 차이가 없다.

(2) 진이 전혀 유리되지 않는 ND-BAC의 경우에는, 실시예 2의 공정으로 코팅처리하면 비즈의 흡착력이 약간 감소될 뿐이다.

(3) 공지된 활성탄 비즈를 진이 완전히 유리되지 않도록 충분히 코팅할 경우에는 비즈의 흡착력이 현저하게 감소된다. ND-BAC를 인공 장기의 흡착제로 사용할 경우에는 공지된 활성탄 비즈보다 현저히 흡착력이 개선되었다. 상기 흡착력의 차이는 특히 증등도 혹은 고분자량의 물질에 대해 현저하게 나타났다.

[시험 3]

실시예 1 및 2 비교실시예 1에서 제조된 표면처리된 활성탄 비즈에서 각각 5g의 샘플을 취한다. 각 샘플을 유리 컬럼에 넣는다. ml당 5단위의 헤파린을 함유하고 있는 토끼의 혈액 50ml를 분당 20ml의 비율로 30분간 충전된 샘플에 통과시킨다. 컬럼을 통과하는 순환을 정지시키고 컬럼에서 혈액을 제거한다. 샘플을 200ml의 생리 식염수로 세척한 다음 질소 기류중에서 건조시킨다. 건조시킨 활성화 비즈를 실험하여 혈소판 및 혈구의 흡착성 여부를 조사한다. 결과는 하기 도표 2와 같다.

[표 2]

주 : (- : 흡착무, + : 흡착됨)

[활성탄 제조 실시예]

출발물질인 피치의 제조방법 :

출발물질인 피치 A는 세리아(Ceria)로부터의 원유를 2000℃로 가열된 스팀으로 분무하여 0.005초 간의 접촉으로 열분해시킨 다음 분해된 상기 오일을 급히 냉각시켜 얻은 타르-성 물질을 증류시키고, 정압하에서 계산된 바와 같이 비점이 430℃이하인 획분을 수집하여 제조한다.

상기 피치는 201℃의 연화점, 37%의 니트로벤젠-불용성 물질 함량, 95%의 탄소함량 및 0.54의 수소/탄소원자 비율을 갖는다.

출발물질인 피치 B는 에틸렌 분해로 2차적으로 제조된 잔류 오일을 증류시켜 비점이 540℃이하인 획분을 제거하여 얻은 것으로 225℃의 연화점, 21%의 니트로벤젠 -불용성 물질 함량, 94%의 탄소함량 및 0.61의 수소/탄소 원자비율을 갖는다.

활성탄의 제조방법 :

상기 방법으로 제조된 각각 300g의 피치, 100g의 나프탈렌 및 도표 1에 표시되어 피치의 0 내지 10중량%를 차지하는 중합체 물질을 1ℓ등이의 고압 멸균기에 넣어 혼합하고 180℃에서 2시간 동안 교반하여 용해 또는 액화시킨다. 상기 혼합물을 고압 멸균기 중에서 160℃로 가열된 0.5중량%의 폴리비닐 알콜올을 함유하고 뜨거운 물에 첨가한 다음 1200rpm으로 20분간 분산시켜 구형으로 전환시키고 상기 시스템을 냉각하여 구형의 피치를 얻는다. 물을 제거한 다음 구형에 잔류하는 나프탈렌을 n-헥산으로 추출한다. 상기 구형을 유동 베드에 넣고 실온에서부터 시간당 30℃의 비율로 300℃까지 가열하여 불용성의 구형피치를 얻는다. 상기 구형을 50용적%의 질소, 47용적%의 스팀 및 3용적%의 산소로 구성된 개스상 혼합물의 기하에서 900℃로 가열하여 탄화시킨 다음 900℃로 유지하여 활성화된 구형의 탄소를 얻는다.

[표 3]

[측정방법]

요오드 흡착 : JIS K-1474에 기술된 방법으로 실시한다.

카라멜(Caramel) 탈색 : JIS K-1412에 기술된 방법으로 실시한다.

표면적 : N₂흡착 방법으로 실시한다.

진 테스트 A : 10g의 샘플 및 50ml의 증류수를 직경 60mm, 높이 80mm의 유리 용기에 넣고 250rpm에서 40mm의 진폭으로 30분간 흔들어 준다. 상기 현탁액을 100m

의 스크린에 통과시켜 여과한 다음 세로 증류한 물로 세척한다. 여액을 증발건고 시킨다음 미세 분말의 양을 측정한다.

진테스트 B : 활성탄 5g을 넣은 200ml의 삼각플라스크에 50mml의 증류수를 첨가한다. 개스를 제거한 다음, 플래스크를 밀폐하고 상기 방법 A와 동일한 방법으로 흔들어 준다. 흔든 직 후, 상등액을 샘플로하여 660nm의 파장을 사용하여 분광 광뜨계로 측정한다.

강또 : JIS K-1474에 기술된 방법으로 실시한다.

* "진 테스트 B"항에서, 상업적으로 이용할 수 있는 탄소의 두 가지 형태가 상당량의 흑탄소를 생성하는 것으로 밝혀졌으며, 각기 0.5g의 샘플을 시험에 사용하였으나 빛의 투과가 거의 일어나지 않거나 투과되지 않는 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따라서 "활성탄 제조 실시예"의 방법으로 제조된 각 활성탄은 실시예 1 및 2의 방법으로 제조된 활성탄 과거의 동일한 결과를 나타냈다.

상기에 기재된 명세서 및 실시예는 본 발명을 설명하기 위하여 서술된 것으로 본 발명을 제한 시키려는 것은 아니며 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 변경, 수정될 수 있으며 첨부된 특허청구 범위에 의해서만이 한정된다.

Claims (1)

1. 피치, 용매로서 피치와 배합가능한 적어도 하나의 방향족 화합물 및 탄화수소 쇄상 중합체기와 언급된 탄화수소가 주성분인 공중합체중의 적어도 한가지로 구성된 혼합물을 비즈 형태로 주조하고, 비즈로부터 용매를 제거하여, 블융성화 시킨다음, 탄화하여 얻은 활성탄 비즈를 생체에 적합한 물질로 흡착 처리하거나 직접 코팅 시킴을 특징으로 하여 인공 장치용 흡착제를 제조하는 방법.

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