TW201311343A - 中空纖維膜型血液淨化裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係獲得一種血液相容性、抗氧化性能優異,即便於嚴酷環境下抗氧化性能之穩定性亦較高的中空纖維膜型血液淨化裝置。本發明之中空纖維膜型血液淨化裝置包含中空纖維膜,該中空纖維膜含有聚碸系樹脂、聚乙烯吡咯啶酮、脂溶性維生素、及具有酯基之聚合物,且上述中空纖維膜之整個表面中上述脂溶性維生素之存在量係每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下,利用乙醇萃取上述中空纖維膜,使萃取液乾固後測定紅外線吸收光譜(IR)時,1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))、與1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))的比(Abs(A)/Abs(B))為0.01以上0.3以下,上述中空纖維膜之水分率為0質量%以上600質量%以下。
Description
本發明係關於一種中空纖維膜型血液淨化裝置。
自先前以來,於體外血液循環之領域,例如血液透析、開心手術中之對血液賦予氧、或血漿分離等中,廣泛地採用使用選擇性透過膜之中空纖維膜型血液處理裝置。
近年來,尤其是於透析膜、氣體交換膜、及血液成分分離膜等血液處理膜領域中,廣泛地利用以聚碸系樹脂(以下,有時記載為聚碸)作為構成材料之血液處理用中空纖維膜(以下,有時簡稱為中空纖維膜)。
作為上述中空纖維膜之構成材料,若僅使用疏水性較高之聚碸,則無法獲得充分之血液相容性,因此通常使用與聚乙烯吡咯啶酮等親水性高分子之複合體。
又,業界亦嘗試將中空纖維膜製成不僅承擔作為分離膜之功能,亦擔負使長期透析患者中顯在化之氧化壓力緩和之功能者。例如,可列舉利用中空纖維膜除去作為氧化壓力之原因物質的過氧化物、或恢復活體之抗氧化效果。具體而言,提出有一種包含如下中空纖維膜之中空纖維膜型血液淨化裝置,該中空纖維膜係於透析膜之表面,被覆有作為具有活體內抗氧化作用、活體膜穩定作用、血小板凝集抑制作用等各種生理作用之脂溶性維生素的維生素E(例如參照專利文獻1)。
又,據報告,根據臨床研究得知,藉由使用包含固定有
維生素E之中空纖維膜的中空纖維膜型血液淨化裝置,可減少對於透析治療而言不可或缺但同時價格非常高昂之造血製劑的投予量(例如參照非專利文獻1、2)。該等資訊暗示,固定有脂溶性維生素、具體而言維生素E之中空纖維膜型血液淨化裝置之普及於醫療經濟上較佳。
進而,據報告,若將包含固定有脂溶性維生素之中空纖維膜的中空纖維膜型血液淨化裝置用於透析治療,則有防止有可能自透析液混入之熱原(內毒素)侵入的作用(例如參照專利文獻2)。認為該固定有脂溶性維生素之中空纖維膜之特性,對於先前未進行血液淨化療法之地區可預想到的潔淨性較低之透析液之透析治療極為有用。
再者,如上所述之中空纖維膜型血液淨化裝置大致分為以下類型:於中空纖維膜之中空內部或與容器之間隙填滿水性介質之濕型(wet type)、未填充有水性介質之乾型(dry type)。
上述乾型進而可區分為下述類型:中空纖維膜之含水率為百分之幾以下之類型(狹義之乾型)、中空纖維膜由水分或保濕劑等適度潤濕之型。後者有時將其與狹義之乾型區分而稱作半乾型(semidry type),但由於特徵大致相同,因此於本說明書中將兩者統稱為乾型。
上述乾型與濕型相比,製品重量較輕,即便施加衝擊,內部之液體亦不會劇烈晃動,因此具有中空纖維膜不易破損,且於低溫下不易凍結之特徵,於搬運或保管等流通方面優異。該特性就向迄今為止尚未進行血液淨化療法、不
瞭解中空纖維膜型血液淨化裝置於流通上之易損特點的地區擴大應用之觀點而言,極為有用。
[專利文獻1]日本專利特開平7-178166號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-22635號公報
[非專利文獻1]Andrulli S et. al., Nephron Clin Pract. 2010, 115: c82-89
[非專利文獻2]Panichi V et al., Blood Purification. 2011 32: 7-14
然而,先前以來存在的包含固定有脂溶性維生素之血液處理用中空纖維膜的中空纖維膜型血液淨化裝置僅有濕型,不存在乾型。
再者,近年來,血液淨化療法正在向全世界擴展,不僅作為目前主要之使用區域的日本或歐美各國,亦在中國、印度、俄國、中東各國、中南美各國、東南亞等各地區開始使用。在該等各種國家使用的中空纖維膜型血液淨化裝置作為醫療機器之管理狀態亦各種各樣,目前,僅可於視作通常之保管形態之常溫常濕環境下保證3年之保管穩定性已不充分。
例如,可充分考慮到若收容有中空纖維膜型血液淨化裝
置之貨物集裝箱於集裝箱堆場暴露於直射日光下,則內部溫度會上升至60℃或60℃以上的情況。或者亦可考慮到因於美國等廣闊國土上長時間地卡車運輸或於熱帶(赤道)航行之船舶運輸等而長時間地置於預料之外之高溫環境下的情況。
若將如上所述之固定有脂溶性維生素之中空纖維膜型血液淨化裝置暴露於如此之先前預料之外之嚴酷環境下,則存在導致各種特性劣化、尤其是抗氧化性能劣化之虞。
如上所述,乾型之包含固定有脂溶性維生素之中空纖維膜的中空纖維膜型血液淨化裝置由於抗氧化性能優異且輕量,故而於搬運或保管等流通方面有利,但於暴露於如上所述之嚴酷環境下之情形時,存在有抗氧化性能劣化之虞之問題。
因此,本發明之課題在於提供一種乾型之中空纖維膜型血液淨化裝置,其表現出優異之抗氧化性能,輕量而於搬運或保管等流通方面優異,且即便長時間地置於嚴酷環境下之情形時亦可穩定地發揮於實際使用上充分之抗氧化性能。
本發明者等人為解決上述問題而反覆進行銳意研究,結果發現如下乾型之中空纖維膜型血液淨化裝置有效:該血液淨化裝置之中空纖維膜含有聚碸系樹脂與聚乙烯吡咯啶酮,於表面固定有特定量之脂溶性維生素,且利用乙醇萃取該中空纖維膜時,於萃取液之紅外線光譜中,存在於特
定之波數區域的兩個波峰或肩峰之吸光度之比顯示特定值。
藉此,成功地獲得表現出優異之抗氧化性能,輕量而於搬運或保管等流通方面優異,且具有於嚴酷環境下穩定性優異之抗氧化性能的中空纖維膜型血液淨化裝置,從而完成本發明。
即,本發明如下所示。
一種中空纖維膜型血液淨化裝置,其包含中空纖維膜,該中空纖維膜含有聚碸系樹脂、聚乙烯吡咯啶酮、脂溶性維生素、及具有酯基之聚合物,且上述中空纖維膜之整個表面中上述脂溶性維生素之存在量係每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下,利用乙醇萃取上述中空纖維膜,使萃取液乾固後測定紅外線吸收光譜(IR)時,1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))、與1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))的比(Abs(A)/Abs(B))為0.01以上0.3以下,上述中空纖維膜之水分率為0質量%以上600質量%以下。
如上述[1]之中空纖維膜型血液淨化裝置,其中上述具有酯基之聚合物為包含選自由甲基丙烯酸酯單體、丙烯酸酯單體、及作為乙烯醇與羧酸之酯之單體所組成之群中之任一種的聚合物。
如上述[1]或[2]之中空纖維膜型血液淨化裝置,其中上述中空纖維膜之內表面中聚乙烯吡咯啶酮之質量相對於聚碸系樹脂與聚乙烯吡咯啶酮之總質量、即聚乙烯吡咯啶酮之存在率為20質量%以上90質量%以下。
根據本發明,可獲得一種具有高水準之血液相容性,且表現出優異之抗氧化性能,具有於嚴酷環境下穩定性優異之抗氧化性能的中空纖維膜型血液淨化裝置。
以下,詳細說明用以實施本發明之形態(以下稱作「本實施形態」)。
以下之本實施形態係用以說明本發明之示例,其宗旨並不在於將本發明限定於以下之內容。本發明可於其主旨之範圍內適當地變形而實施。
本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置包含中空纖維膜,該中空纖維膜含有聚碸系樹脂、聚乙烯吡咯啶酮、脂溶性維生素、及具有酯基之聚合物。
上述中空纖維膜之整個表面中上述脂溶性維生素之存在量係每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下。
利用乙醇萃取上述中空纖維膜,使萃取液乾固後測定紅外線吸收光譜(IR)時,1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))與1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度
(Abs(B))的比(Abs(A)/Abs(B))為0.01以上0.3以下。
中空纖維膜之水分率為0質量%以上600質量%以下。
再者,於本說明書中,上述所謂「波峰A」、「波峰B」,亦包括紅外線吸收光譜之曲線中之彎曲部即肩峰部。
構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜含有聚碸系樹脂、聚乙烯吡咯啶酮、脂溶性維生素、及具有酯基之聚合物。
所謂聚碸系樹脂(以下,有時記作PSf),係具有碸鍵之高分子化合物之總稱,並無特別限定,例如可列舉重複單元由下述式(1)~(5)所示之聚碸系高分子。各式中,n較佳為2~200之整數,更佳為80~140,進而更佳為92~136。
下述式(1)之雙酚型聚碸高分子由Solvay Advanced Polymers公司以「Udel」之商品名市售,又,由BASF公司以「ULTRASON」之商品名市售,根據聚合度之不同存在複數種,並無特別限定。
於構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜中,就中空纖維膜之紡絲之穩定性、與上述PSf之親和性之觀點而言,含有聚乙烯吡咯啶酮(以下,有時記載為PVP)。
PVP根據聚合度之不同而存在複數種,例如ISP公司以「Plasdone」之商標名存在K-15、K-30、K-90等分子量不同者,可使用任一種。
再者,存在於中空纖維膜之內表面之PVP於血液等水系介質中形成所謂之散漫層而提高中空纖維膜之血液相容性。上述所謂散漫層,係指高度水合之PVP層,該散漫層被覆中空纖維膜之內表面之聚碸,藉此提高上述血液相容性。如此,PVP較佳為具有可於中空纖維膜之內表面形成散漫層而被覆聚碸之程度之大小的重量平均分子量。
要嚴格地規定中空纖維膜之內表面所存在之PVP的重量平均分子量較為困難,但可使乙醇等不溶解PSf但使之膨潤之溶劑於血液流路中循環,利用GPC(Gel Permeation Chromatography,凝膠滲透層析儀)求出所溶出之PVP之重
量平均分子量,藉此與中空纖維膜之內表面所存在之PVP之分子量進行相對比較。
再者,於構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜中,由於無法通過透析膜之高分子量之PVP偏向存在於內表面,故而通常普遍進行的利用將經細碎切斷之中空纖維膜浸漬於溶劑中萃取PVP之方法而測定PVP之重量平均分子量的方法並不適合。
於構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜中,就易於在中空纖維膜之內表面形成散漫層而提高血液相容性之觀點而言,使用乙醇(純度99.5%以上)作為於血液流路中循環之溶劑,在25℃下進行1小時萃取時所萃取出的PVP之重量平均分子量較佳為60000以上,更佳為100000以上。再者,上述所萃取出之PVP之重量平均分子量為用於相對比較之值,認為實際之中空纖維膜之內表面的PVP之平均分子量更高。其原因在於,PVP之重量平均分子量越高則交聯頻度變得越高,因此藉由上述方法難以完全萃取出PVP。
所謂脂溶性維生素,一般而言係不易溶於水而溶於醇或油脂之維生素。作為脂溶性維生素,並不限定於以下,例如可列舉:維生素A、維生素D、維生素E、維生素K及泛醌等,尤佳為維生素E。
作為維生素E,可列舉:α-生育酚、α-生育酚乙酸酯、α-生育酚菸鹼酸酯、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚等。
尤其是α-生育酚具有活體內抗氧化作用、活體膜穩定作用、血小板凝集抑制作用等各種生理作用,因此可較佳地使用。
脂溶性維生素擔負使長期透析患者中顯在化之氧化壓力緩和之功能,具體而言,其擔負除去作為氧化壓力之原因物質之過氧化物、或恢復活體之抗氧化效果的功能。
認為於構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜中,藉由於中空纖維膜之整個表面存在脂溶性維生素,可表現出上述效果。
此處所謂「中空纖維膜之整個表面」,不僅指與血液直接接觸之中空纖維膜之內表面,亦包括外表面或膜厚部之多孔部分之孔內之表面。血液成分中之血球僅接觸內表面,但蛋白等液性成分或活性氧等過氧化物質可藉由擴散而於膜厚部中進出,因此需達至多孔部分或外表面之整個膜表面均有助於抗氧化作用。
進而,製程液(例如洩漏檢查時之潤濕劑、保存液、透析液等)或為乾製品時包裝袋內之氣體係與包括外表面在內之整個表面接觸。因此,存在於中空纖維膜之整個表面之脂溶性維生素的總量成為問題。換言之,埋沒於膜基材中不可能接觸液體之脂溶性維生素在本實施形態所定義之「中空纖維膜之整個表面中之脂溶性維生素之存在量」之對象之外。
於本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置中,上述中空纖維膜之整個表面中上述脂溶性維生素之存在量係每1
g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下。
為了對上述中空纖維膜之整個表面(多孔之膜厚部或外表面)中存在之脂溶性維生素之量進行定義,規定單位重量之中空纖維膜之脂溶性維生素量。假設若以中空纖維膜面積(通常指內表面積)為基準而定義脂溶性維生素之量,則即便膜面積相同,但若膜厚不同則總表面積大幅不同,脂溶性維生素之總量大幅變化,因此要規定用以確實地獲得特定之效果的單位膜面積之脂溶性維生素之量較為困難。
另一方面,以聚碸系樹脂為基材之中空纖維膜之開孔程度即便膜厚變化亦大致固定,因此可藉由將體積或重量作為基準而規定可獲得優異效果之存在量之範圍。
因此,於本實施形態中,重視測定之再現性,以中空纖維膜之重量為基準而規定中空纖維膜之整個表面中之脂溶性維生素之存在量。
於本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置中,如上所述,脂溶性維生素於上述中空纖維膜整個表面中之存在量係每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下。較佳為3 mg以上16 mg以下,更佳為4 mg以上15 mg以下。
藉由設為每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上,中空纖維膜可獲得實際使用上充分之抗氧化性能。另一方面,就保持抗氧化性能,防止中空纖維膜過度疏水化,獲得實際使用上充分之血液相容性的觀點而言,設為每1 g中空纖維膜為18 mg以下。
再者,構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜整個表面中存在的脂溶性維生素之存在量可藉由利用醇水溶液或特定之界面活性劑之水溶液將中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜的脂溶性維生素萃取後,利用液相層析儀進行定量而評價。
此時,需要將中空纖維膜整個表面中存在之所有脂溶性維生素均萃取,萃取溶劑之脂溶性維生素溶解能力必需充分高。另一方面,若引起作為中空纖維膜基材之聚碸系樹脂膨潤,則有可能將埋沒於中空纖維膜基材內之脂溶性維生素亦萃取出。因此,較佳為使用不具有使中空纖維膜基材膨潤之能力,且具有使脂溶性維生素充分地溶解之能力的界面活性劑水溶液作為萃取溶劑。
構成中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜之整個表面中存在的脂溶性維生素之存在量的具體測定方法之例示於如下。再者,脂溶性維生素之存在量之測定方法並不限定於下述例,可於滿足上述目的之範圍內適當調整採集量、萃取溶液之濃度或量、溫度、時間、通液流量、測定裝置等。
首先,將中空纖維膜型血液淨化裝置拆解,採集中空纖維膜,進行水洗後,實施乾燥處理。
繼而,例如秤取4 g乾燥後之中空纖維膜放置於玻璃瓶內,添加作為界面活性劑之水溶液的1質量%之聚乙二醇-第三辛基苯醚水溶液80 mL,於室溫下一面施加60分鐘之超音波振動一面進行脂溶性維生素之萃取。
定量操作係藉由液相層析法而進行,使用由脂溶性維生素標準溶液之波峰面積所獲得之校準曲線,求出萃取液之脂溶性維生素量。
下述中示出上述藉由液相層析法之定量方法之一例。
於高效液相層析裝置(泵:日本分光PU-1580,檢測器:島津RID-6A,自動注射器:島津SIL-6B,資料處理:Tosoh GPC-8020,管柱烘箱:GL Sciences556)上安裝管柱(Shodex Asahipak公司製造之ODP-506E HPLC(High Performance Liquid Chromatography,高效液相層析)填充管柱(packed column for HPLC)),於管柱溫度40℃下,使作為流動相之高效液相層析儀用甲醇以例如1 mL/min之流量通液,由紫外部之吸收波峰之面積求出脂溶性維生素濃度。將萃取率設為100%,由該濃度求出中空纖維膜中含有之表面之脂溶性維生素之重量(mg/g)。
再者,藉由將中空纖維膜於高溫等嚴酷環境下長時間保管,脂溶性維生素一部分失去活性。
所謂構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜之整個表面中存在的脂溶性維生素量,係包括因於嚴酷環境下保管而失去活性者在內的中空纖維膜表面之脂溶性維生素存在量。
相對於此,下述所謂「抗氧化能力」,相當於中空纖維膜表面之脂溶性維生素存在量中未因於嚴酷環境下保管而失去活性之脂溶性維生素存在量。
作為向中空纖維膜中添加脂溶性維生素之方法,揭示有
如下之各種方法,即於製膜時在製膜原液中添加脂溶性維生素而使整個中空纖維膜含有脂溶性維生素之方法,於中空內液中添加脂溶性維生素及界面活性劑而使中空纖維膜內表面含有脂溶性維生素之方法(日本專利第4038583號),組裝中空纖維膜型血液淨化裝置後使包含脂溶性維生素、脂溶性維生素之溶劑的脂溶性維生素溶液流入至中空纖維膜之中空部,藉此使脂溶性維生素附著於中空纖維膜內表面之方法(例如日本專利特開2006-296931號公報)等,亦包括其他方法,可使用任意之方法。
本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置含有具有酯基之聚合物。
作為構成具有酯基之聚合物之單體,並不限定於以下,例如可列舉:甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或乙烯醇與羧酸之酯。
作為甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯,並不限定於以下,例如可列舉:甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸月桂酯等脂肪族醇之酯、甲基丙烯酸羥基乙酯或甲基丙烯酸羥基丙酯等具有羥基之脂肪族醇之酯,該等亦可進而具有胺基或羧酸基、磺酸基等各種官能基。
又,作為上述乙烯醇與羧酸之酯,並不限定於以下,例如可列舉:乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等。
作為上述具有酯基之聚合物,可選擇上述單體中之任一種,形成為由單獨之單體所構成之均聚物,亦可使用複數
種單體形成為共聚物。
上述具有酯基之聚合物對含有PSf、PVP及脂溶性維生素之中空纖維膜賦予於嚴酷環境下穩定之抗氧化性能。
上述具有酯基之聚合物可藉由溶解於特定之溶劑中製備溶液,使該溶液於中空纖維膜中通液而賦予至中空纖維膜上。又,藉由預先溶解於中空纖維膜之製造步驟中所使用之中空內液(中空纖維膜之內部凝固液)中亦可賦予至中空纖維膜上。進而,藉由溶解於中空纖維膜之製造步驟中所使用之紡絲原液中亦可賦予至中空纖維膜上。根據上述理由,上述具有酯基之聚合物較佳為可溶於不溶解PSf之溶劑,又,就發揮出獲得於嚴酷環境下穩定之抗氧化性能之效果方面而言,較佳為與中空纖維膜表面所存在之PVP具有親和性。尤其是藉由適當選擇經由酯鍵與主鏈鍵結之殘基之結構、或進行共聚合之單體單元本身,可得到可溶於不溶解PSf之溶劑,且獲得與PVP之親和性的效果。
作為溶解上述具有酯基之聚合物但不溶解PSf之溶劑,並不限定於以下,例如可列舉:水、醇類、己烷、甲苯等烴、氟氯碳化物等之單體或混合物、或者二甲基乙醯胺等PSf良溶劑與水等非溶劑之混合物等。
為調整於上述溶劑中之溶解性,例如可使含有醇或離子性官能基等親水性基之甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、與脂肪族或芳香族之疏水性較高之甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯以適度之比例共聚合。
進而,就控制於上述溶劑中之溶解性之觀點而言,使乙
烯吡咯啶酮或乙二醇與上述具有酯基之聚合物共聚合亦較佳。
就控制於上述溶劑中之溶解性之觀點而言,具有酯基之聚合物較佳為可溶解於水或碳數至3為止之醇、或該等之混合物中,或者較佳為可溶解於二甲基乙醯胺之水溶液(0質量%以上70質量%以下為止之範圍中之任一者)中。
上述具有酯基之聚合物相對於構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜的賦予量(存在量),可藉由中空纖維膜之萃取物中酯基與PVP之相對比率而規定。
下述中示出其具體測定方法之一例。
首先,將中空纖維膜型血液淨化裝置拆解,採集中空纖維膜,於40℃以下實施真空乾燥處理直至恆重為止。繼而,秤取乾燥後之中空纖維膜置於玻璃瓶中,添加乙醇(99.5%),於室溫~50℃以下一面施加60分鐘之超音波振動一面進行萃取。以相對於中空纖維膜1 g萃取液成為20 mL之方式調整此時之浴比。過濾萃取液,蒸餾去除乙醇,獲得乾固物。
根據藉由紅外線吸收光譜(IR)所獲得之光譜,由源自酯基之波峰與源自PVP之波峰之吸光度(Abs)的比求出酯基與PVP之相對比率。
作為藉由IR測定相對比率之一例,例如可使用Perkin Elmer Spotlight200/Spectrum100作為IR測定裝置。將乾固之樣品置於例如氟化鋇板上,進而加壓而使之變薄擴展,
利用透過法進行測定。自所獲得之光譜,讀取源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))與源自聚乙烯吡咯啶酮之1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))。
再者,於波峰位置不明了時,將1725 cm-1之吸光度作為Abs(A)、1665 cm-1之吸光度作為Abs(B)。算出該等之比(Abs(A)/Abs(B)),藉此獲得酯基與PVP之相對比率。
對於本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜中之上述(Abs(A)/Abs(B)),如下所述般,就獲得於嚴酷環境下穩定之抗氧化能力之觀點而言為0.01以上0.3以下。較佳為0.02以上0.3以下,更佳為0.03以上0.2以下。
本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置為乾型。乾型可進而區分為下述類型:膜之含水率為百分之幾以下之類型(狹義之乾型)、膜由水分或保濕劑等適度潤濕之類型。後者有時將其與狹義之乾型區分而稱作半乾型,但特徵大致相同,因此於本說明書中將兩者統稱為乾型。
上述乾型與濕型相比,製品重量較輕,即便施加衝擊,內部之液體亦不會劇烈晃動,因此具有中空纖維膜不易破損,且於低溫下不易凍結之特徵,於搬運或保管等流通方面優異。就該觀點而言,構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜的水分率為0質量%以上600質量%以下,較佳為0質量%以上500質量%以下,更佳為0質
量%以上400質量%以下。
再者,中空纖維膜整體之水分率可由真空乾燥中空纖維膜直至恆重為止之前後之重量,藉由下式而算出。於實際情況下,即便絕對乾燥狀態之中空纖維膜亦含有微量水分,因此水分率之下限值為0.01質量%以上,更具體而言多為0.1質量%以上。
構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜較佳為,該中空纖維膜之內表面中之PVP之存在率為20質量%以上90質量%以下。
此處,所謂中空纖維膜之內表面中之PVP之存在率,係指中空纖維膜之內側之最表層部(即血液與中空纖維膜接觸之表面)中PVP之質量相對於PSf與PVP之質量之合計量的比例。
作為中空纖維膜之內表面中之PVP之存在率的測定方法,例如可列舉利用X射線光電子光譜(X-ray photoelectron spectrosopy:XPS)之測定方法。
即,可利用XPS對中空纖維膜之內側之表面進行測定,由PSf與PVP各自特有之原子之波峰強度求出該表面中各原子之數之比,由據此所獲得之兩化合物之重量比率算出上述存在率。
具體而言,可由中空纖維膜之內側之表面部的氮原子數(源自PVP)與硫原子數(源自PSf)而求出。再者,對於構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜,於測定時忽略脂溶性維生素與具有酯基之聚合物之存在。
例如,於PSf包含上述(1)式所表示之結構單元時,可藉由下述式求出中空纖維膜之內表面中之PVP之存在率。
此處,於上述式中,111為PVP之重複單元之式量,442為PSf之重複單元之式量。於上述(1)式所表示之PSf以外之其他PSf之情形時,亦可使用樹脂骨架之重複單元之式量,同樣地求出PVP之存在率。
藉由使PVP存在於中空纖維膜內表面可實現血液相容性之提高,就該觀點而言,中空纖維膜之內表面中之PVP之存在率如上所述較佳為20質量%以上90質量%以下。
藉由使該PVP之存在率為20質量%以上,可獲得實際使用上充分之血液相容性。若為27質量%以上則更佳,若為35質量%以上則進而更佳。
另一方面,中空纖維膜內表面中之PVP之存在率的上限較佳為90質量%。若超過90質量%,則存在即便起動中空纖維膜型血液淨化裝置亦無法排出中空部之空氣,所謂之空氣殘量急遽增大之傾向。若空氣殘量極高,則有越過血液腔室而將空氣送入至患者體內之危險。
因此,中空纖維膜之內表面中之PVP之存在率較佳為90質量%以下,更佳為80質量%以下,進而較佳為50質量%以下。
本實施形態中之中空纖維膜型血液淨化裝置之抗氧化能力係藉由中空纖維膜含有脂溶性維生素而獲得。
抗氧化能力例如可藉由對使中空纖維膜與鐵(III)或銅(II)等之過渡金屬離子水溶液接觸而還原離子之能力,以α-生育酚純品之還原離子之能力作為基準加以數值化而表示。
例如,於使用α-生育酚作為脂溶性維生素之一例之情形時,可以α-生育酚純品之抗氧化能力作為基準,將每單位重量之中空纖維膜之抗氧化能力相當於幾mg之α-生育酚之抗氧化能力以單位(mg/gHF)加以表示。例如若為4 mg/gHF,則意指每1 g之中空纖維膜具有相當於4 mg之α-生育酚之抗氧化能力。
為於血液淨化療法時獲得抗氧化效果,抗氧化能力越高越好,但只要為至少1 mg/gHF以上則可獲得效果。再者,不含有脂溶性維生素的通常之聚碸系中空纖維膜型血液淨化裝置之抗氧化能力為0 mg/gHF。
本實施形態中之中空纖維膜型血液淨化裝置作為乾型之特性,即與濕型相比,製品重量較輕,即便施加衝擊內部
之液體亦不會劇烈晃動,因此中空纖維膜不易破損,且於低溫條件下亦不易凍結的特徵,可藉由將中空纖維膜之水分率控制為特定量而獲得。
構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜的水分率可為0質量%、即完全乾燥之狀態,但通常會吸收空氣中之水分而具有一定程度之水分,該水分於獲得本發明之效果方面不會構成阻礙。
另一方面,若水分率過高而存在大量可於容器內自由地來回運動之水,則裝置變重而不利於操作,進而產生會因振動或衝擊而液體對中空纖維膜造成損害之危險,因此欠佳。
因此,將中空纖維膜之水分率設為600質量%以下,較佳為500質量%以下,更佳為400質量%以下。
進而,設想在寒冷地區操作本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之情形,則若水分率過高,則水分凍結而易於產生伴隨中空纖維膜之結構變化之損害,故而欠佳。因此,相對於中空纖維膜整體之水分率更佳為50質量%以下,進而較佳為30質量%以下。
目前市售之固定有脂溶性維生素之中空纖維膜型血液淨化裝置的抗氧化能力為:於在常溫常濕下保管3年之程度下不見變化(劣化)。然而,於嚴酷環境下會發生氧化改性,結果存在中空纖維膜型血液淨化裝置之抗氧化能力下
降之可能性。
於嚴酷環境下保管時抗氧化能力之經時穩定性之評價可利用經時加速試驗進行評價。
例如,可藉由於60℃之環境下進行6天加熱處理後測定模組之抗氧化能而進行評價。利用該方法進行評價獲知,作為固定有脂溶性維生素之中空纖維膜型血液淨化裝置的試製乾型之抗氧化能力減半(下述[實施例]中之比較例1)。若抗氧化能力大幅度地下降,則藉由抗氧化能力發揮之臨床效果亦降低,因此抑制抗氧化能力下降較為重要。
本發明者等人反覆進行銳意研究,結果令人驚訝地發現,若使在包含PSf與PVP之中空纖維膜中固定特定量之脂溶性維生素而成的中空纖維膜中,共存具有酯基之聚合物,則於嚴酷環境下之抗氧化能力之穩定性顯著提高。
於中空纖維膜中共存具有酯基之聚合物之情形時,於嚴酷環境下保管後之抗氧化能力之下降率較佳為與保管前相比未達50%,更佳為25%以下。
構成本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜含有聚碸系樹脂、聚乙烯吡咯啶酮、脂溶性維生素、及具有酯基之聚合物。酯基有保護脂溶性維生素之效果。若脂溶性維生素之存在量不滿足一定量,則無法得到於上述嚴酷環境下獲得穩定之抗氧化能力的效果,因此考慮於具有酯基之聚合物與脂溶性維生素之間存在某種相互作用。無論如何,如實施例中所例示般其效果明顯。
具體而言,若脂溶性維生素於上述中空纖維膜整個表面
中之存在量不滿足一定量,則中空纖維膜之抗氧化性能無法獲得實際使用上充分之值,就該觀點而言,脂溶性維生素之存在量每1 g中空纖維膜需為2 mg以上,較佳為3 mg以上,更佳為4 mg以上。
另一方面,若脂溶性維生素之存在量過多,則於本實施形態之具有酯基之聚合物的存在量之指標即(Abs(A)/Abs(B))值之範圍(0.01~0.3)內難以保持抗氧化能力,且疏水性變得過高而產生血液相容性下降之危險,因此需為18 mg以下,更佳為15 mg以下。
又,若具有酯基之聚合物之存在量過少,則亦無法得到於嚴酷環境下獲得穩定之抗氧化能力的效果,因此將上述(Abs(A)/Abs(B))之值設為0.01以上,更佳為0.02以上,進而較佳為0.03以上。另一方面,若該值過大,則會產生PVP之相對濃度不足而使血液相容性惡化之危險,因此設為0.3以下,更佳為0.2以下,進而較佳為0.18以下。
本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置係藉由如下方式而獲得:首先製造中空纖維膜,使用該中空纖維膜製作模組,固定脂溶性維生素與具有酯基之聚合物,實施滅菌處理。
脂溶性維生素與具有酯基之聚合物之固定可如下述般獨立地進行,亦可同時進行。繼而,亦可於模組化之前之中空纖維階段進行固定。
中空纖維膜可利用公知之乾濕式製膜技術而製造。
首先,將PSf與PVP溶解於共通溶劑中,製備紡絲原液。
作為共通溶劑,並不限定於以下,例如可列舉:二甲基乙醯胺(以下稱作DMAC)、二甲基亞碸、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基甲醯胺、環丁碸、二烷等溶劑、或者將上述溶劑混合2種以上而成之溶劑等。
再者,為控制目標之中空纖維膜之孔徑,亦可於紡絲原液中添加水等添加物。
關於上述紡絲原液中之PSf濃度,只要為如可製膜,且所獲得之中空纖維膜具有作為透過膜之性能的濃度範圍則並無特別限制,例如較佳為設為5~35質量%,更佳為10~30質量%。為達成高透水性能,聚合物濃度以較低為佳,更佳為10~25質量%。PVP濃度係以使PVP相對於PSf之混和比率較佳為成為27質量%以下、更佳為18~27質量%、進而較佳為20~27質量%之方式進行調整。若PVP相對於PSf之混和比率超過27質量%,則存在溶出量增加之傾向,又,若未達18質量%,則膜表面之PVP濃度下降,觀察到患者血液中之白血球濃度急遽下降之白血球減少症狀,因此欠佳。
於製造中空纖維膜之步驟中,使用管孔型(tube-in-orifice type)之紡絲頭,自紡絲頭之孔口(orifice)使紡絲原液與用以使該紡絲原液凝固之中空內液同時自管中噴出至空中。
作為中空內液,可使用水、或以水為主體之凝固液,只要根據目標之中空纖維膜之透過性能決定其組成等即可。通常可較佳地使用紡絲原液所用之溶劑與水之混合溶液。例如使用0~65質量%之DMAC水溶液等。進而,亦可於中空內液中添加0~2質量%之PVP而調整中空纖維膜內表面之PVP之存在量。
使自紡絲頭與中空內液一起噴出之紡絲原液通過空走部,導入至設置於紡絲頭下部之以水為主體之凝固浴中,進行浸漬而完成凝固,經過洗淨步驟等後,利用捲取機捲取濕潤狀態之中空纖維膜,獲得中空纖維膜之束,其後進行乾燥處理。或者亦可於經過上述洗淨步驟後,於乾燥機內進行乾燥,獲得中空纖維束。
如此所獲得之中空纖維膜中,較佳為中空纖維膜之內表面中聚乙烯吡咯啶酮之質量相對於聚碸系樹脂與聚乙烯吡咯啶酮之總質量(聚乙烯吡咯啶酮之存在率)為20質量%以上90質量%以下,藉此,抗血栓性、活體相容性優異,蛋白、血小板等之膜面附著亦輕微。
本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置可藉由如下方式而製造:將上述中空纖維膜之束插入於具有作為被處理液之特定流體之出入口的筒狀容器內,於兩束端注入聚胺基甲酸酯等灌封劑,形成灌封層而密封兩端,其後,切斷除去硬化後之多餘之灌封劑,於端面開口,安裝具有流體之出入口之頭部(header)。
雖已揭示於中空纖維膜上固定脂溶性維生素之步驟可藉由如下各種方法而實施,即於製膜時於製膜原液中添加脂溶性維生素而使膜整體含有脂溶性維生素之方法,於中空內液中添加脂溶性維生素及界面活性劑而使中空纖維膜內表面含有脂溶性維生素之方法(例如日本專利第4038583號及專利文獻2),組裝成中空纖維膜型血液淨化裝置之後使包含脂溶性維生素、脂溶性維生素之溶劑的脂溶性維生素溶液流入至中空纖維膜之中空部,藉此使脂溶性維生素附著於中空纖維膜內表面的方法(例如日本專利特開2006-296931號公報)等,但亦包括其他方法,可使用任意之方法。
將脂溶性維生素於中空纖維膜整個表面中之存在量控制為每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下之方法亦可使用包括上述專利文獻中所揭示之方法或其他方法在內的任意之方法。
具體而言,於在製膜原液中添加脂溶性維生素之情形時,較佳為將脂溶性維生素之添加濃度設為0.4質量%~2質量%,更佳為調整為0.8質量%~1.5質量%。若脂溶性維生素之添加濃度低於0.4質量%,則存在中空纖維膜中脂溶性維生素之表面露出量較少而抗氧化能力不足之傾向,另一方面,若超過2質量%,則存在中空纖維膜之強度急遽下降而中空纖維膜產生破損之危險性提高的情況。
進而,於乾燥狀態下、於100℃~180℃、較佳為
110~180℃之範圍內對所形成之中空纖維膜實施熱處理,藉此即便為脂溶性維生素之含量相同之中空纖維膜,亦可使更多之脂溶性維生素偏向存在於表面。若加熱溫度低於100℃,則不會產生偏向存在效果,另一方面,若超過180℃,則中空纖維膜軟化而透過性能大幅變化,因此欠佳。
添加於中空內液中之情形時,較佳為將脂溶性維生素之濃度設為0.01~10質量%,更佳為於0.1~5質量%之範圍內調整,且較佳為以相對於脂溶性維生素為1/10~2倍之量添加界面活性劑。
於對組裝成之中空纖維膜型血液淨化裝置塗敷脂溶性維生素溶液之情形時,以如下方式進行即可:使於50~80質量%之丙醇等之醇水溶液中溶解有脂溶性維生素0.1~2.0質量%的塗敷液通液,融合特定時間例如30秒~60分鐘、較佳為1~10分鐘,繼而藉由鼓風吹除過剩之塗敷液並藉由乾燥除去溶劑。
於中空纖維膜上固定具有酯基之聚合物之步驟可使用與脂溶性維生素之固定相同之方法而實施。
又,可於脂溶性維生素之固定之下一步驟中進行,亦可作為脂溶性維生素之固定之前步驟而進行。
就生產合理性方面而言,製作脂溶性維生素與具有酯基之聚合物的混合溶液後將其塗敷於中空纖維膜上等而同時固定之方法亦較佳。
於以溶液而塗敷於中空纖維膜上之情形時,溶劑之乾燥除去只要鼓送空氣或氮氣等氣體、或者進行真空乾燥即可,方法並無特別限定。又,此時之溫度亦無特別限定。
上述(Abs(A)/Abs(B))可於固定具有酯基之聚合物時,利用與上述脂溶性維生素相同之方法進行調整而控制為0.01以上0.3以下。
例如於在中空內液中添加具有酯基之聚合物之情形時,只要以較佳為50~20000 ppm、更佳為500~2000 ppm之濃度預先溶解於中空內液中即可。
於在中空纖維膜之中空部通液而進行塗敷之情形時,只要以較佳為50~20000 ppm、更佳為500~2000 ppm之濃度製作塗敷液,通液後融合特定時間例如30秒~60分鐘、較佳為1~10分鐘,繼而藉由鼓風吹除過剩之塗敷液並藉由乾燥除去溶劑即可。
對上述中空纖維膜型血液淨化裝置實施滅菌處理。
滅菌方法可選擇放射線滅菌法、蒸氣滅菌法等任意方法。
含有大量脂溶性維生素之中空纖維膜會因極度之加熱而產生中空纖維破損之危險,因此較佳為放射線滅菌法。
放射線滅菌法可使用電子束、γ射線、X射線等,可使用任一種。
對於放射線之照射線量,於γ射線或電子束之情形時通常為5~50 kGy,較佳為於20~40 kGy之線量範圍內進行照
射。
藉由於上述條件下進行放射線滅菌,可使構成中空纖維膜之PVP部分地交聯,可於維持良好之血液相容性之狀態下抑制PVP之溶出。
以下,列舉具體之實施例及比較例進行說明,但本發明並不限定於以下實施例。
首先,說明實施例中所使用之各種測定方法。
以如下方式測定中空纖維膜之整個表面中之脂溶性維生素之存在量。
將中空纖維膜型血液淨化裝置拆解,採集中空纖維膜,進行水洗後,於40℃下真空乾燥。
秤取4 g乾燥後之中空纖維膜置於玻璃瓶內,添加1質量%之Triton X-100(Kishida Chemical,化學用)水溶液80 mL,於室溫下一面施加60分鐘之超音波振動一面進行脂溶性維生素之萃取。
定量操作係藉由液相層析法而進行,使用由脂溶性維生素標準溶液之波峰面積所獲得之校準曲線,求出萃取液之脂溶性維生素量。
即,於高效液相層析裝置(泵:日本分光PU-1580,檢測器:島津RID-6A,自動注射器:島津SIL-6B,資料處理:Tosoh GPC-8020,管柱烘箱:GL Sciences556)上安裝管柱(Shodex Asahipak公司製造之ODP-506E HPLC填充管柱),
於管柱溫度40℃下,使作為流動相之高效液相層析用甲醇以流量1 mL/min通液,由紫外部之吸收波峰之面積求出脂溶性維生素濃度。
將萃取率設為100%,由該濃度求出中空纖維膜整個表面中存在之脂溶性維生素之質量(mg/g)。所謂中空纖維膜整個表面中存在之脂溶性維生素之質量,係自中空纖維膜整個表面萃取出之脂溶性維生素之質量。
再者,因滅菌處理而部分氧化之脂溶性維生素亦包含於中空纖維膜整個表面中存在之脂溶性維生素量中。因此,為確定部分氧化之脂溶性維生素量,預先對製作校準曲線所使用之脂溶性維生素於空氣中照射50 kGy之放射線,預先確定部分氧化之脂溶性維生素之吸收波峰,將其包含於面積計算所使用之波峰群中進行相加。
具有酯基之聚合物之存在率的指標(Abs(A)/Abs(B))係藉由以下方法而測定。
將中空纖維膜型血液淨化裝置拆解,採集中空纖維膜,於40℃下進行真空乾燥直至恆重為止。
秤取乾燥後之中空纖維膜1 g與乙醇(99.5%,和光純藥)20 mL置於玻璃瓶中。
使用SONICOR INSTRUMENT CORPORATION製造之SONICOR DSC-103TH作為超音波振動機,於超音波振動狀態下於室溫25℃下進行1小時之萃取。於萃取過程中,
振動機之內部溫度上升至約40℃為止。
過濾萃取液,藉由真空乾燥而蒸餾去除乙醇,進行乾固,藉此獲得乾固物。
使用Perkin Elmer Spotlight200/Spectrum100作為IR測定裝置。
將上述乾固物之樣品置於氟化鋇板上,進而加壓而使之變薄擴展,利用透過法測定吸光度。測定範圍係於750~4000 cm-1中進行測定,累計次數係設為16次。
由所獲得之光譜讀取源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))、與源自聚乙烯吡咯啶酮之1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))。再者,於波峰位置不明了時,將1725 cm-1之吸光度設為Abs(A)、1665 cm-1之吸光度設為Abs(B)。
一面參照作為光譜之一例之圖1,一面說明具體之Abs(A)與Abs(B)之讀取方法。
再者,於圖1~圖3中,橫軸表示波數,縱軸表示吸光度。
於圖1中,注意光譜之1500~1900 cm-1之範圍,將1800 cm-1附近之吸光度最低之點與1550 cm-1附近之吸光度最低之點以直線連結而劃出基線(圖1中之虛線1)。以如此所確定之基線為基礎,讀取Abs(B)、Abs(A)(分別為一點鏈線2、兩點鏈線3)。
算出其等之比(Abs(A)/Abs(B)),藉此算出酯基與PVP之相對比率。
再者,於圖1中,Abs(A)/Abs(B)=0.3,於圖2中,使用一點鏈線2與兩點鏈線4分別讀取Abs(B)、Abs(A),Abs(A)/Abs(B)=0.01,於圖3中,表示Abs(A)/Abs(B)=0之例。即,圖1、圖2係利用乙醇對本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜進行萃取所獲得之萃取物的紅外線光譜之一例,均確認到源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰或肩峰。
圖3係利用乙醇對先前技術之不含有具有酯基之聚合物的中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜進行萃取所獲得之萃取物的紅外吸收光譜之一例,未確認到源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰。
中空纖維膜之水分率係以如下方式而測定。
將中空纖維膜型血液淨化裝置拆卸,取出中空纖維膜,對中空纖維膜進行真空乾燥直至恆重為止,由乾燥前後之重量,藉由下式而算出中空纖維膜之水分率。
將中空纖維膜型血液處理裝置拆卸,取出中空纖維膜。
用細繩將中空纖維膜捆紮成50根×20 cm左右之束,將其於裝滿蒸餾水之槽中浸漬一夜。再者,時常補給新鮮之蒸餾水使槽內之蒸餾水溢出。
取出中空纖維膜之束,切斷成5 cm,放入-40℃之冷凍器中使之凍結。於0.3~0.4 torr左右之真空度下歷時一夜進行凍結乾燥。將經乾燥之中空纖維膜沿縱方向切開使內面露出,於雙面膠帶上排列數根作為試樣。測定係使用X射線光電子分光裝置(Thermo Fisher Scientific股份有限公司製造之ESCALAB250),於以下之條件下進行。
測定條件
激發源:mono.AlKα 15 kV×10 mA
掃描區域
全譜掃描(Survey scan):0~1,100 eV
窄掃描(Narrow scan):C1s、O1s、N1s、S2p
通能(Pass Energy):100 eV
由所獲得之窄掃描光譜之面積強度,使用裝置之譜庫相對感度係數,求出元素濃度而進行定量計算。所使用之相對感度係數如下,C1s:0.296、O1s:0.711、S2p:0.666、N1s:0.477。
以下,作為一例,就使用上述式(1)所示之聚碸作為聚碸系樹脂,使用聚乙烯吡咯啶酮作為親水性高分子的中空纖維膜之情形進行說明。
藉由測定所獲得之S2p係源自聚碸,N1s係源自聚乙烯吡咯啶酮。聚碸之重複單元之式量為442,聚乙烯吡咯啶酮之重複單元之式量為111。於將S2p之元素濃度設為S、N1s之元素濃度設為N時,藉由下式求出中空纖維膜之內表面中之聚乙烯吡咯啶酮之存在率。
於下述實施例中,上述中空纖維膜之內表面中之聚乙烯吡咯啶酮之存在率均為20質量%以上90質量%以下。
藉由以下方法,對剛製造後之中空纖維膜型血液淨化裝置之抗氧化能力進行測定。
首先,將六水合氯化鐵溶解於純水中,製備0.3 w/v%(溶液100 mL中之溶質之量(g))水溶液。
將中空纖維膜型血液淨化裝置拆解,採集中空纖維膜,進行水洗後,於40℃下進行真空乾燥。
秤取乾燥後之中空纖維膜1 g與氯化鐵水溶液20 mL置於玻璃瓶中,以60 mmHg進行10分鐘之消泡後,於振動狀態下進行30℃×4小時之保溫(存在於中空纖維膜表面之脂溶性維生素將鐵(III)離子還原,生成鐵(II))。
將經保溫之水溶液2.6 mL、乙醇0.7 mL、另外製備之0.5 w/v%之2,2'-聯吡啶乙醇水溶液0.7 mL進行混合,於振動狀態下進行30℃×30分鐘之保溫(鐵(II)與聯吡啶形成錯合物且顯色)。
使用分光計,測定顯色之液於520 nm下之吸光度。
使用濃度已知之脂溶性維生素乙醇溶液代替中空纖維膜,進行同樣之保溫、顯色反應、吸光度之測定,製作校準曲線,以脂溶性維生素之重量相當值之形式求出1 g中
空纖維膜所表現出之抗氧化能力(將小數點後第一位四捨五入)。
將每1 g中空纖維膜的存在於中空纖維膜表面之脂溶性維生素之重量相當值為1 mg以上之情形判斷為抗氧化能力良好,記作○,將未達1 mg之情形判斷為抗氧化能力欠佳,記作×。
將下述實施例及比較例之中空纖維膜型血液淨化裝置(有效膜面積1.5 m2)藉由於60℃之恆溫槽中保管6天而進行加熱處理,其後利用與上述[剛製造後之抗氧化能力]相同之方法測定加熱處理品之抗氧化能力。
將加熱處理品之抗氧化能力未達1 mg、或相對於剛製造後之抗氧化能力成為一半以下之情形判斷為抗氧化能力之穩定性較低,記作×,若不為如此則判斷為穩定性較高,記作○。
製備包含下述者之均勻之紡絲原液:PSf(Solvay Advanced Polymers公司製造之P-1700):17質量份、PVP(ISP公司製造之K-90):4質量份、二甲基乙醯胺(以下記作DMAC):79質量份。
此處,PSf表示聚碸系樹脂,PVP表示聚乙烯吡咯啶酮。
中空內液使用DMAC之42質量%水溶液,使之與紡絲原液一起自紡絲頭噴出。
此時,以使乾燥後之膜厚符合45 μm、內徑符合185 μm之方式調整紡絲原液及中空內液之噴出量。
將所噴出之紡絲原液浸漬於設置於50 cm下方的包含水之60℃之凝固浴中,以30 m/min之速度通過凝固步驟、水洗步驟(水洗處理)後導入至乾燥機中,於120℃下乾燥4分鐘後,使之彎曲而捲取聚碸系中空纖維膜。
繼而,將包含捲取之10000根中空纖維膜之束,裝填於以使中空纖維膜之有效膜面積成為1.5 m2之方式而設計的塑膠製筒狀容器中,利用胺基甲酸酯樹脂將其兩端部接著固定,切斷兩端面形成中空纖維膜之開口端。
於包含2-丙醇(和光純藥工業(股)製造 特級)57質量份與蒸餾水(大塚製藥)43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.7質量%之方式溶解聚甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(平均分子量20000,SIGMA-ALDRICH製造之聚甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(Poly(2-hydroxyethyl methacrylate)),以下簡稱為p-HEMA)與α-生育酚(和光純藥工業(股)製造特級),獲得均勻之溶液。
使上述溶液自開口端向中空纖維膜內通液120 mL,融合2分鐘後,利用0.3 MPa之空氣閃蒸10秒。繼而,一面鼓送40℃之乾燥氮氣一面乾燥4小時。乾燥後,於兩端部安裝頭蓋。
於血液流出/流入側噴嘴中塞上塞子後,照射25 kGy之γ
射線,獲得有效膜面積1.5 m2之中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g中空纖維膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.01質量%、0.7質量%之方式溶解p-HEMA與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.01,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.2質量%、0.7質量%之方式溶解p-HEMA與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.3,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.3質量%之方式溶解p-HEMA與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為2 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、3質量%之方式溶解p-HEMA與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為18 mg,萃取
乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.7質量%之方式溶解聚甲基丙烯酸-2-羥基丙酯(SIGMA-ALDRICH製造之聚甲基丙烯酸-2-羥基丙酯(Poly(2-hydroxypropyl methacrylate)),以下簡稱為p-HPMA)與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
以與實施例1相同之方式於中空纖維膜內進行溶液通液、空氣閃蒸、藉由於40℃下鼓送乾燥氮氣而乾燥4小時後,使蒸餾水自開口端向中空纖維膜內通液120 mL,利用0.3 MPa之空氣閃蒸10秒。繼而於兩端部安裝頭蓋。
於血液流出/流入側噴嘴中塞上塞子後,照射25 kGy之γ射線,獲得有效膜面積1.5 m2之中空纖維膜型血液淨化裝
置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為600質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.7質量%、0.7質量%之方式溶解Stylezer2000(ISP製造;PVP、甲基丙烯酸月桂酯及丙烯酸之共聚物)與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜之膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.2,水分率為0%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.35質量%、0.35質量%之方式溶解p-HEMA、α-生育酚及菸鹼酸(±)-α-生育酚(和光純藥製造),獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同
之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表1。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度成為0.7質量%之方式溶解α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表2。
於嚴酷環境下保管後抗氧化能力大幅下降,無法達成本發明之課題。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.005質量%、0.7質量%之方式溶解p-HEMA與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實
施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.005,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表2。
於嚴酷環境下保管後抗氧化能力大幅下降,無法達成本發明之課題。
於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.12質量%之方式溶解p-HEMA與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為1 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0.1,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表2。
於嚴酷環境下保管後抗氧化能力大幅下降,無法達成本發明之課題。
代替具有酯基之聚合物,使用PVP作為不具有酯基之聚合物。於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液
中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.7質量%之方式溶解PVP與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表2。
於嚴酷環境下保管後抗氧化能力大幅下降,無法達成本發明之課題。
代替具有酯基之聚合物,使用聚乙二醇500,000(和光純藥,聚乙二醇,以下簡稱為PEG)作為不具有酯基之聚合物。於包含2-丙醇57質量份與蒸餾水43質量份之水溶液中,以使濃度分別成為0.1質量%、0.7質量%之方式溶解PEG與α-生育酚,獲得均勻之溶液。使用該溶液於中空纖維膜內進行通液。其他條件與實施例1相同,藉由與實施例1相同之操作獲得中空纖維膜型血液淨化裝置。
該中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜表面中之脂溶性維生素(α-生育酚)之存在量係每1 g膜為5 mg,萃取乾燥後之中空纖維膜所測得之(Abs(A)/Abs(B))值為0,水分率為0質量%。
將各性能之測定結果示於下述表2。
於嚴酷環境下保管後抗氧化能力大幅下降,無法達成本發明之課題。
於表1、2中,「p-HEMA」表示聚甲基丙烯酸羥基乙酯。
「p-HPMA」表示聚甲基丙烯酸羥基丙酯。
「Stylezer2000」表示PVP、甲基丙烯酸月桂酯及丙烯酸之共聚物。
「PVP」表示聚乙烯吡咯啶酮。
「PEG」表示聚乙二醇。
得知實施例1~8之中空纖維膜型血液淨化裝置均具有實際使用上良好之抗氧化性能與輕量性(水分率較低),嚴酷環境下之抗氧化性能穩定性較高。
本申請案係基於2011年7月27日向日本專利廳提出申請之日本專利申請案日本專利特願2011-164788者,且以參照之形式將其內容組入至本文中。
本發明之中空纖維膜型血液淨化裝置不僅於在作為目前主要之使用地區之日本或歐美各國置於通常之保管形態下的情形時可耐受保管,於因在廣闊國土上長時間地卡車運輸或在熱帶(赤道)航行之船舶運輸等而長時間地置於預料之外之高溫環境下的情形等嚴酷環境下亦可耐受保管,於各種各樣之地區作為施行血液體外循環療法之中空纖維膜型血液淨化裝置均具有產業上之可利用性。
1‧‧‧將1800 cm-1附近之吸光度最低之點與1550 cm-1附近之吸光度最低之點以直線連結而成之基線(虛線)
2‧‧‧源自聚乙烯吡咯啶酮之1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))(一點鏈線)
3‧‧‧源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))(兩點鏈線)
4‧‧‧源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))(由兩點鏈線之上下箭頭所夾之高度)
圖1係利用乙醇對本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜進行萃取所獲得之萃取物的紅外吸收光譜之一例。
圖2係利用乙醇對本實施形態之中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜進行萃取所獲得之萃取物的紅外吸收光譜之另一例。
圖3係利用乙醇對先前技術之不含有具有酯基之聚合物的中空纖維膜型血液淨化裝置之中空纖維膜進行萃取所獲
得之萃取物的紅外吸收光譜之一例。
1‧‧‧將1800 cm-1附近之吸光度最低之點與1550 cm-1附近之吸光度最低之點以直線連結而成之基線(虛線)
2‧‧‧源自聚乙烯吡咯啶酮之1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))(一點鏈線)
3‧‧‧源自酯基之1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))(兩點鏈線)
Claims (3)
- 一種中空纖維膜型血液淨化裝置,其包含中空纖維膜,該中空纖維膜含有聚碸系樹脂、聚乙烯吡咯啶酮、脂溶性維生素、及具有酯基之聚合物,且上述中空纖維膜之整個表面中上述脂溶性維生素之存在量係每1 g上述中空纖維膜為2 mg以上18 mg以下,利用乙醇萃取上述中空纖維膜,使萃取液乾固後測定紅外線吸收光譜(IR)時,1720~1730 cm-1附近之波峰A之吸光度(Abs(A))、與1660~1670 cm-1附近之波峰B之吸光度(Abs(B))的比(Abs(A)/Abs(B))為0.01以上0.3以下,上述中空纖維膜之水分率為0質量%以上600質量%以下。
- 如請求項1之中空纖維膜型血液淨化裝置,其中上述具有酯基之聚合物為包含選自由甲基丙烯酸酯單體、丙烯酸酯單體、及作為乙烯醇與羧酸之酯之單體所組成之群中之任一種的聚合物。
- 如請求項1或2之中空纖維膜型血液淨化裝置,其中上述中空纖維膜之內表面中聚乙烯吡咯啶酮之質量相對於聚碸系樹脂與聚乙烯吡咯啶酮之總質量、即聚乙烯吡咯啶酮之存在率為20質量%以上90質量%以下。
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